II.4)Utiliser l'ADN comme ordinateur chimique pour les calculs complexes

Une équipe américaine dirigée par Lloyd Smith de l'université du Wisconsin s'est servie de brins d'ADN comme "ordinateur chimique", afin de résoudre des calculs complexes, explique un article à paraître demain dans la revue britannique Nature (c.f référence en fin de texte). Ces travaux, sans portée pratique dans l'immédiat, montrent un peu plus la faisabilité d'une technologique qui n'en est qu'à ses balbutiements.

Si les brins d'ADN contiennent des informations, ils peuvent aussi les traiter : cette particularité a été exploité par les auteurs, montrant ainsi qu'il devrait être possible de résoudre par ce moyen des problèmes de calcul trop complexes pour des ordinateurs classiques. En effet, les plus complexes des problèmes de calcul sont ceux où le nombre de réponses possibles (et donc le temps de calcul) augmente avec le nombre de variables: chaque solution doit donc faire l'objet de nouveaux calculs pour vérifier une série de critères.
L'équipe de scientifiques a transposé les données du problème sous forme de séquences génétiques, utilisant les caractéristiques chimiques des brins d'ADN pour éliminer les mauvaises solutions. Pour cela, ils ont encodé toutes les solutions possibles en les transposant sous forme de séquences génétiques. Les brins portant ces séquences ont été fixés à une surface en or, puis exposés à des brins d'ADN comportant chacun des séquences génétiques complémentaires, correspondant à l'un des critères requis pour la bonne solution du problème. Dès lors, les solutions fausses (celles ne remplissant pas l'un des critères) correspondent aux brins qui n'attirent pas les brins complémentaires : repérées de cette manière, elles peuvent être détruites par un enzyme s'attaquant spécifiquement à ces brins. Les brins restants sont ceux remplissant tous les critères demandés. Ces derniers peuvent donc être décodés pour fournir les solutions correctes du problème.

Les ordinateurs classiques, qui fonctionnent grâce à des microprocesseurs, seront limités par une technologie risquant de se heurter très vite aux limites physiques de la miniaturisation. Dès lors, les chercheurs rêvent d'utiliser la vaste capacité de stockage qui permet à l'ADN, et à son cousin chimique l'ARN, de contenir les schémas complexes des organismes vivants. Dans la plupart des recherches déjà menées, l'ADN se trouvait en suspension dans des éprouvettes remplies de liquide. Ici, l'ADN est fixé sur un support solide. Ces technologies restent toutefois encore trop rudimentaires , incapables de s'attaquer aux problèmes complexes traités actuellement par les ordinateurs "classiques". Les chercheurs ont ici codé des brins d'ADN synthétique pour contenir les 16 solutions possibles à un problème simple. Les machine, renfermant chacune 100 000 milliards de brins, ont résolu le problème... avec toutefois l'aide de l'homme.

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