IA - BIO : Nouvelle frontière - le codage informatique sur l'ADN d'une colonie de bactéries.

La revue Nature du 12 juillet 2017 rapporte (ici) la réalisation d'une nouvelle brique NBIC de la révolution de la singularité. 

Des chercheurs de la faculté de médecine d’Harvard (Boston, Massachusetts) et du Wyss Institute de l’université Harvard (Cambridge, Massachusetts) ont rapporté avoir codé des informations digitales sous forme ADN dans une population de bactéries.

Ils ont, pour cela, utilisé le système Crispr-Cas9, véritable outil à "couper-coller" l'ADN afin d'y insérer une ­séquence souhaitée. Comme le système Crispr est caractérisé par la possibilité d'aligner de façon chronologique des séquences ADN étrangères, les scientifiques ont ainsi codé des informations digitalisées temporellement organisées.

Dans le cas présent, ils ont utilisé cinq images de la célèbre chronophotographie de Eadweard Muybridge, ayant servi en 1878 à montrer l'instant fugace durant lequel les sabots du cheval au galop quittent le sol. La conversion des données informatiques, suites de 0 et de 1, en code constitué des bases A, T, C et G de l'ADN, a permis de représenter à la fois la position, la couleur et le temps de chacun de tous les pixels du film. La construction des fragments d’ADN correspondants a permis de les introduire de manière redondante dans  une population de bactéries E.coli, à raison d’une image par jour pendant cinq jours.

Il suffisait alors de récupérer l’information, en repassant de l’ADN aux pixels depuis le ­génome bactérien, par séquençage des régions d’intérêt, et de reconstituer l'ensemble à partir de la population bactérienne. Cela ne va pas de soi, et chaque bactérie n’intègrant qu'une partie des fragments, c'est donc bien la colonie bactérienne qui porte l'information totale (Ah!, ces merveilleuses bactéries !). Les chercheurs ont pour l'heure vérifié la robustesse de la méthode avec un succès de quelque 90% de l'information récupérée correctement.

L’intérêt potentiel de cette technique consiste à la fois à utiliser l’ADN comme moyen de stockage et à conserver la trace de l’expression de gènes tels que nécessaire à la différenciation cellulaire. Le plus important à nos yeux est le premier, preuve de cette nouvelle frontière de la convergence bio-numérique qui vient de tomber ; un premier pas, modeste et encore hésitant, vers le "Man-Machine Symbiosis" que prévoyait déjà les cybernéticiens des années 1950 et 60.

CRISPR–Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria/ Nature (2017) doi:10.1038/nature23017