Le 23 novembre 2021, le laboratoire de biologie computationnelle et quantitative du CNRS a révélé au public le projet « La Révolution de l’ADN » pour l’archivage. Une petite équipe de biologistes et d’informaticiens a conçu et breveté la technologie DNA Drive avec des financements d’amorçage de Sorbonne Université et du CNRS puis de la SATT Lutech. Ils se sont associés aux Archives Nationales pour tester cette technologie révolutionnaire d’archivage. L’un des premiers textes sélectionnés a été choisi parmi ceux inscrits au programme Mémoire du monde de l’UNESCO, il s’agit de la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen de 1789, accompagné de la Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne, texte non institutionnel rédigé par Olympe de Gouges et publié en 1791.
Le directeur de recherches CNRS, attaché au Laboratoire de biologie computationnelle et quantitative et membre de l’équipe du projet raconte la démarche et sa genèse.
“Tout a commencé par un article publié en 2018 dans le journal de l’association étudiante Alma Mater. Dans ce journal, distribué sur le campus de Sorbonne Université, il y avait un article sur la technologie de stockage sur ADN. En lisant cet article, j’ai indiqué aux étudiants de cette association que mon équipe maîtrisait les technologies de manipulation de l’ADN et pourrait donc encoder de l’information sur ADN. Ils m’ont alors mis au défi de le prouver. Je leur ai répondu que j’étais prêt à le faire mais uniquement pour encoder des données importantes et ayant du sens. Ils ont donc réfléchi et sont revenus me voir après quelques semaines pour me dire : nous avons trouvé, il faut encoder la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen de 1789. Je leur ai répondu que c’était une excellente idée mais qu’il fallait aussi encoder la Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne de 1791“.
- Un double objectif
L’équipe du projet “ADN Drive” a ensuite poursuivi un double objectif :
– obtenir une preuve de concept de l’efficacité de cette technologie de stockage, le DNA Drive ;
– encoder sur ADN des textes fondateurs français à forte valeur symbolique et historique.
Le projet « La Révolution de l’ADN », profondément pluridisciplinaire, a impliqué des historiens, philosophes, informaticiens, et biologistes.
L’un des textes sélectionnés a été choisi parmi ceux inscrits au programme Mémoire du monde de l’UNESCO : la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen de 1789. Il a semblé essentiel à l’équipe de l’accompagner de la Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne, texte non institutionnel rédigé par Olympe de Gouges et publié en 1791. L’association de ces deux déclarations véhicule des valeurs humanistes auxquelles l’équipe est attachée.
« Pouvoir mettre le texte d’Olympe de Gouges au même niveau que la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen, 230 ans plus tard, est un réel succès sur les plans de l’égalité femme-homme, de la reconnaissance du travail d’Olympe de Gouges et corrigeant une erreur de l’Histoire », se félicite Pierre Crozet, maître de conférences à Sorbonne Université, également membre de l’équipe projet.
- Un partenariat avec les Archives nationales et des entreprises internationales
Ce projet a été mené dans le cadre d’un partenariat étroit entre l’équipe de recherche et les Archives nationales, qui conservent l’original de la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen. L’objectif était de permettre aux Archives nationales d’enregistrer officiellement ces deux textes encodés sur ADN, une première mondiale pour une institution publique.
Le projet a été également mené en partenariat avec Twist Bioscience, entreprise américaine spécialiste de la synthèse d’ADN, et Imagene, entreprise française spécialiste de la conservation à long terme de l’ADN.
- Le principe
Les textes ont d’abord été encodés sur ADN avec l’algorithme DNA Drive après une compression numérique, similaire à celle utilisée pour les fichiers zip. Twist Bioscience a ensuite synthétisé des fragments d’ADN qui ont été assemblés et organisés par l’équipe de recherche sur des grandes molécules d’ADN double brin. Ces molécules ont été amplifiées biologiquement pour en obtenir plus
de 100 000 milliards de copies. Les molécules d’ADN ont ensuite été extraites, purifiées puis encapsulées sous forme lyophilisée dans des capsules DNAshell© par Imagene.
L’extérieur de ces capsules est en acier inoxydable, l’intérieur en verre, et elles permettent d’encapsuler l’ADN sous atmosphère inerte. Cette technologie permet de préserver l’ADN des dommages du temps en le protégeant de la lumière, de l’air et de l’oxygène, et de le conserver sans aucun apport d’énergie à température ambiante. La durée de conservation de l’ADN est estimée à plus de 50 000 ans dans ces capsules. Chaque capsule peut contenir une quantité d’ADN correspondant à 5000 To de données numériques.
L’ouverture d’une capsule permet de récupérer l’ADN en y ajoutant une goutte d’eau, afin de le réhydrater. Pour relire l’information, un peu de l’ADN est déposé dans un séquenceur. Une fois la séquence d’ADN relue, l’algorithme DNA Drive est utilisé pour la convertir en information binaire qui est ensuite décompressée numériquement afin de retrouver le ou les fichiers d’origine.
- 2 déclarations 2 capsules
Dans le cadre du projet « La Révolution de l’ADN », deux DNA Drive différents ont été créés : un pour stocker la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen de 1789 et l’autre pour la Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne de 1791.
Chaque DNA Drive a été stocké dans des capsules DNAshell© distinctes. Chaque capsule contient plus de 100 milliards de copies du fichier sous forme d’ADN. À plusieurs reprises, les chercheurs ont pu ouvrir des capsules, séquencer l’ADN contenu et vérifier que l’on pouvait récupérer le fichier avec une fidélité de 100%. Ces deux textes historiques sont donc désormais conservés pour des milliers d’années.
Ainsi, le projet a permis d’obtenir une preuve de concept de la fonctionnalité de la technologie DNA Drive. Les capsules contenant les deux DNA Drive ont été exposées lors de la conférence de presse du 23 novembre 2021, et officiellement été enregistrées par les Archives nationales comme premières archives sous forme ADN. Elles sont désormais conservées dans l’Armoire de Fer qui contient les plus précieux documents des Archives nationales.
- Un mouvement mondial
Les Archives nationales ne sont pas les seules à espérer de cette nouvelle technologie.
Certains géants du numérique y travaillent et y croient également. Microsoft, par exemple, a mis au point une machine qui écrit et lit automatiquement des informations numériques dans l’ADN.
Comme l’explique France Infos, les chercheurs se sont appuyés sur la société de biotechnologie Twist, l’un des leaders de l’ADN de synthèse.
“Le problème, ce n’est pas de prouver que ça marche, c’est de diminuer les coûts, explique sa fondatrice, la Française Emily Leproust. Aujourd’hui, le coût de stockage dans l’ADN s’élève à 1 000 euros par megaoctet, contre 100 euros par teraoctet pour un disque dur. Il y a donc vraiment des ordres de grandeur différents pour les coûts.”
Pour réduire ces coûts, la recherche doit encore développer un système fiable et abordable. Mais selon Emily Leproust, l’ADN finira par révolutionner le secteur des data-centers : “L’ADN est toujours très lent à relire. Son but, c’est le stockage à long terme, l’archivage. Or, 60% des data-centers font de l’archivage. Ceux-là, à terme, seront remplacés par de l’ADN. Mais les autres 40% où l’information doit sortir à n’importe quel moment, cela restera sur des mémoires flash et des disques durs.”
La scientifique a lancé une alliance de laboratoires et d’entreprises pour promouvoir cette technologie du stockage sur ADN. On y retrouve une trentaine d’adhérents, dont des laboratoires d’université, des entreprises de biotechnologie et le géant Microsoft.
A propos de la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen
Adoptée le 26 août 1789 et placée en préambule de la Constitution de 1791, la Déclaration des droits de l’homme et du citoyen est née des discussions de l’Assemblée constituante. Profondément lié au contexte révolutionnaire, ce texte fondateur abolit l’Ancien régime et pose les bases de la société française et des différents régimes politiques qui se succèdent. Universel, il connaît un retentissement international et s’impose définitivement à la postérité.
La Déclaration des droits de l’homme et du citoyen de 1789 est inscrite en 2003 par l’UNESCO au Registre « Mémoire du monde » qui recense le patrimoine documentaire présentant un intérêt international et une valeur universelle exceptionnelle.
La Déclaration des droits de l’homme et du citoyen est présentée aux Archives nationales, jusqu’au 3 janvier 2022, dans le cadre du nouveau cycle Les Essentiels.
A propos de la Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne
C’est à la mi-septembre 1791 qu’Olympe de Gouges a publié sa Déclaration des droits de la femme et de la citoyenne. Elle repose sur l’idée que les femmes, qui possèdent toutes les facultés intellectuelles, ont par nature les mêmes droits que les hommes. La Nation étant définie comme « la réunion de la femme et de l’homme » (article 3), elle en déduit que « la Constitution est nulle si la majorité des individus qui composent la nation n’a pas coopéré à sa rédaction ». La déclaration d’Olympe de Gouges passa presque inaperçue et les écrits féministes des années suivantes, comme ceux du XIXe siècle, ne s’y référeront pas. Mais la forme de ce texte, celle d’une déclaration des droits, est unique à son époque et lui confère une force qui expliquera son succès tardif dans la seconde moitié du XXe siècle.
SOURCES: CNRS (CP et DP), Archives Nationales, Sorbonne Université
PHOTOS: Archives Nationales, CNRS
Date de première publication: 23/11/2021
