La méthode « T-REX » permet aux scientifiques d’utiliser l’ADN intégré dans un polymère spécial pour stocker des données prises ou numériques, telles que des photos et de la musique, à long terme.
Avez-vous vu le blockbuster Jurassic Park ? Dans ce document, les scientifiques extraient l’ADN de l’ambre vieux de plusieurs millions d’années et l’utilisent pour ressusciter des dinosaures disparus. En partie inspirés par ce film, les chercheurs ont développé un polymère vitreux ressemblant à de l’ambre. Ce polymère peut être utilisé pour le stockage à long terme de l’ADN, qu’il s’agisse de génomes humains complets ou de fichiers numériques tels que des photographies.
ADN
Retour au début. L’ADN est une molécule très stable. C’est donc l’outil idéal pour stocker d’énormes quantités d’informations, y compris des données numériques. Dans les systèmes de stockage numérique, le texte, les photos et autres informations sont codés sous la forme d’une série de zéros et de uns. La même information peut être convertie en ADN à l’aide des quatre nucléotides A, T, G et C qui forment le code génétique. Par exemple, G et C peuvent être utilisés pour représenter 0, tandis que A et T représentent 1. La particularité de l’ADN est qu’il est capable de stocker des informations numériques à une très haute densité. Théoriquement, une tasse de café remplie d’ADN pourrait contenir toutes les données du monde.
Geler
La plupart des méthodes existantes de stockage de l’ADN ne nécessitent que des températures extrêmement basses. Cela demande beaucoup d’énergie et n’est pas pratique dans de nombreuses régions du monde. “Le principal moyen de conserver l’ADN est de le congeler”, explique le chercheur James Banal. “Mais cela coûte très cher et n’est pas non plus évolutif.” C’est pourquoi les chercheurs ont commencé à rechercher une nouvelle méthode de stockage. Et ils l’ont trouvé, en partie grâce au film Jurrasic Park.
Système de stockage
En 2021, Banal et ses collègues ont déjà conçu une méthode pour stocker l’ADN dans des particules de silice, qui pourraient être marquées avec des étiquettes pour révéler leur contenu. Un inconvénient de ce système de stockage est qu’il faut plusieurs jours pour intégrer l’ADN dans les particules de silice. De plus, le processus d’extraction de l’ADN des particules nécessite l’utilisation de fluorure d’hydrogène, ce qui peut être dangereux pour les personnes travaillant avec l’ADN. C’est pourquoi les chercheurs ont commencé à rechercher des matériaux de stockage alternatifs. Leur idée était d’utiliser un type de polymère connu sous le nom de thermodurcissable dégradant. Ces polymères se solidifient lorsqu’ils sont chauffés et contiennent des liaisons fragiles qui peuvent être facilement rompues, provoquant une dégradation contrôlée du polymère. “Ces thermodurcissables dégradables nous permettent de déterminer de manière sélective comment nous souhaitons les dégrader, en fonction des composés dégradables spécifiques que nous utilisons”, a déclaré le chercheur Jeremiah Johnson.
T-REX
Pour ce projet, les chercheurs ont choisi de fabriquer un polymère thermodurcissable à partir de styrène et d’un réticulant. Ensemble, ces matériaux forment un type de polymère semblable à l’ambre – un faux ambre. Ce polymère bloque très bien l’eau, ce qui signifie qu’il empêche l’humidité de pénétrer et d’endommager l’ADN. Pour rendre le polymère dégradable, les chercheurs ont ajouté des monomères appelés thionolactones. Ceux-ci peuvent être éliminés en les traitant avec une substance appelée cystéamine. Les chercheurs ont baptisé leur méthode T-REX (Xéroconservation Renforcée Thermodurcissable). Le processus d’intégration de l’ADN dans le réseau polymère prend plusieurs heures, mais les chercheurs affirment que ce délai peut être raccourci grâce à d’autres améliorations.
Des chercheurs du MIT ont mis au point une méthode pour encapsuler l’ADN dans un polymère thermodurcissable. Une fois l’ADN incorporé dans le polymère, il peut être à nouveau libéré par traitement à la cystéamine. Image : Prince et. déjà.
Génome humain
Les chercheurs ont démontré qu’en utilisant ces polymères, ils pouvaient intégrer de l’ADN de différentes longueurs, allant de dizaines de nucléotides à un génome humain entier (plus de 50 000 paires de bases). Ils ont également réussi à stocker de l’ADN avec, entre autres, le thème musical de Jurassic Park. De plus, ils ont montré que l’ADN pouvait être facilement retiré du polymère sans l’endommager. Il s’agit d’une caractéristique essentielle de tout système de stockage de données numériques. Enfin, les chercheurs ont prouvé que le polymère thermodurcissable peut protéger l’ADN contre des températures allant jusqu’à 75 degrés Celsius. Ils travaillent actuellement sur des méthodes permettant d’optimiser le processus de production de ces polymères et de les transformer en capsules pour un stockage à long terme.
Efficace
L’étude des chercheurs montre que le nouveau polymère de type ambre constitue un système de stockage efficace. Il peut préserver efficacement l’ADN à température ambiante tout en protégeant simultanément les molécules d’ADN des dommages causés par la chaleur ou l’eau. “Je pense que notre nouvelle méthode de préservation pourrait être une technologie qui pourrait conduire l’avenir du stockage d’informations numériques sur l’ADN”, conclut Banal.
Les chercheurs poursuivent actuellement leurs travaux. Ils souhaitent développer davantage leur technologie de stockage de l’ADN. Leur première application vise le stockage du génome humain. Ils espèrent que ces génomes stockés pourront être analysés plus en détail à l’avenir, à mesure que de meilleures technologies seront développées. « Pourquoi ne pas préserver pour toujours la version la plus complète du génome humain ? » demande Banal à voix haute. « Dans les dix ou vingt prochaines années, lorsque la technologie sera beaucoup plus avancée qu’elle ne l’est aujourd’hui, nous pourrons découvrir bien plus. Nous n’en sommes qu’au début de notre compréhension du génome et de sa relation avec la maladie.
2024-06-20 20:05:26
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