Les scientifiques transforment des bactéries en disques durs

En écrivant des chaines de données dans des colonies de bactéries, les scientifiques ont transformé des cellules vivantes en disques durs miniatures.


Les scientifiques ont réussi à stocker de l'information dans des bactéries.

Des scientifiques d’Harvard mené par le généticien Seth Shipman ont développé une nouvelle manière d’écrire de l’information dans des bactéries vivantes. L’information peut être le code d’un programme ou une ligne d’un poème. Dans tous les cas, ces bactéries peuvent transférer cette information à leurs descendants et les scientifiques peuvent ensuite lire ces données en génotypant la . Shipman explique dans la revue Science (Papier complet via Sci-Hub) que son équipe a réussi à téléverser 100 bytes de données.

Des bytes bactériologiques

Les scientifiques ont déjà réussi à créer de l’ADN en laboratoire et à écrire beaucoup d’informations dessus incluant un livre entier de science. Mais l’écriture d’information dans une cellule vivante est un autre défi selon Shipman. Plutôt que de synthétiser l’ADN et de l’implémenter dans une cellule vivante, nous voulions savoir si nous pouvions utiliser les propres méthodes de la nature pour écrire directement dans le génome de la cellule pour que l’information soit copiée et transmise à la prochaine génération.

Avant l’expérience de Shipman, les scientifiques avaient pu écrire de l’information dans une cellule vivante, mais c’était uniquement 11 bytes d’information, soit 11 zéros et un en données binaires. C’est l’équivalent de 2 lettres de l’alphabet sur votre ordinateur. Shipman a développé cette technique pour monter à 100 bytes.

Shipman a utilisé une réponse immunitaire que certaines bactéries utilisent pour se protéger des infections virales. Et quand on parle d’avancée majeure, la technique de est toujours en tête de liste. Quand ces bactéries sont envahies par des virus, elles peuvent physiquement couper un segment de l’ADN du virus et elles peuvent le coller dans une région précise de leur propre génome. Cela permet à la bactérie de se souvenir du virus s’il tente d’attaquer dans le futur. Et cette mémoire génétique est passée à ses descendants afin de transférer l’immunité aux générations futures.

L’équipe de Shipman a découvert que lorsque vous introduisez un segment de donnée génétique qui ressemble à de l’ADN viral sur une colonie de bactéries en utilisant le CRISPR/Cas, alors la bactérie va l’avaler et l’incorporer dans son code génétique. Pour transformer une petite colonie de bactéries en disques durs, Shipman a simplement dispersé ces faux segments d’ADN dans une colonie de bactéries de type E. coli avec le CRISPR/Cas. L’information était arbitraire et elle était composée de chaines de données. Par exemple, les lettres génétiques A, T, C, G qui étaient codées avec du vrai ADN de virus. Shipman a introduit un segment à la fois et la bactérie a fait le reste, stockant l’information de manière permanente comme un bon bibliothécaire.

Des bugs dans le

L’équipe a aussi été aidée par une superbe caractéristique du CRISPR. La bactérie stocke sa mémoire immunitaire de manière séquentielle pour que l’ADN viral des infections précédentes soit enregistré avant les plus récentes. C’est très important selon Shipman. Si la nouvelle information était enregistrée de manière aléatoire, alors elle serait inutile. Vous devrez marquer chaque pièce d’information pour savoir quand elle a été introduite dans la cellule. Mais dans notre cas, le processus est séquentiel comme si vous écriviez les mots d’une phrase.

Mais il y a un problème. Quand Shipman a introduit les messages codés dans les cellules, toutes les bactéries ne l’ont pas avalé. Ainsi, si vous deviez stocker la phrase : Ce message est dans nos gènes en utilisant 6 introductions d’ADN viral, toutes les bactéries n’auront pas le message. Certains stockeront Ce message et elles sauteront le reste tandis que d’autres vont juste garder Est dans nos gènes. Mais Shipman estime qu’on peut contourner le problème grâce au potentiel de millions de bactéries. Si on enregistre le même message dans des millions de bactéries, alors on pourra toujours le reconstruire. Et l’information de 100 bytes indique la limite de la bactérie. Mais il y a des micro-organismes comme le Sulfolobus tokodaii qui peuvent stocker 3 000 bytes de données.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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