Cet ordinateur à base d’ADN peut exécuter 100 milliards de programmes différents

Des chercheurs chinois ont conçu un ordinateur liquide à base d’ADN. Capable d’exécuter un vaste éventail de calculs, celui-ci pourrait notamment être utilisé pour dépister plus efficacement de nombreuses maladies.

Ordinateur liquide

Sur une machine classique, intégrant des puces en silicium, l’exécution d’une commande entraîne la circulation d’électrons selon un chemin prédéfini, correspondant à un type spécifique d’opération mathématique. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Fei Wang et ses collègues ont utilisé de courts segments d’ADN afin de créer des analogues de composants de circuits électroniques, pouvant être combinés pour obtenir différentes configurations.

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Pour ce faire, l’équipe a rempli de minuscules tubes de brins d’ADN et d’un « liquide tampon », leur permettant de s’assembler pour former des molécules plus grandes par le biais de réactions chimiques. Des marqueurs à fluorescence ont par la suite été ajoutés afin de pouvoir suivre l’activité du circuit en temps réel.

Selon les chercheurs, une telle modularité implique que leurs « réseaux de portes programmables à base d’ADN » (DPGA) puissent être utilisés pour exécuter 100 milliards de programmes différents.

Dans une expérience, ils ont connecté trois DPGA, comprenant environ 500 brins d’ADN, pour former un circuit capable de résoudre des équations quadratiques, et sont également parvenus à en créer à même de calculer des racines carrées. Les nombres ont été introduits via l’ajout de molécules de forme spécifique, qui ont interagi avec celles qui composaient le circuit, de manière analogue à un électron. Les sorties de chaque circuit étant des molécules produites par la dernière réaction, les chercheurs ont pu les « lire » en mesurant leur éclat.

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Des implications pour le dépistage des maladies

Une approche similaire a été utilisée pour concevoir un DPGA capable de trier différentes petites molécules d’ARN, en isolant celles liées à un type particulier de cancer du rein. D’après Wang, cette dernière expérience constitue un modeste aperçu des possibilités offertes par les DPGA.

« Les molécules d’ADN étant intrinsèquement compatibles avec les systèmes biologiques, elles permettraient de réaliser des diagnostics éclairés de différents types de maladies par contact direct avec les fluides corporels ou même directement à l’intérieur des cellules », estime-t-il. « Ces dispositifs seraient très efficaces et capables d’effectuer de nombreuses opérations simultanément. »

L’an passé, des chercheurs allemands avaient dévoilé un bio-ordinateur consommant 10 000 fois moins d’énergie qu’une machine classique.

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