Les ordinateurs à ADN deviennent logiques à l’Institut Weizmann des Sciences

Les ordinateurs biomoléculaires, faits d’ADN et d’autres molécules biologiques, existent aujourd’hui seulement dans quelques laboratoires spécialisés. Néanmoins, Tom Ran et Shai Kaplan, deux étudiants qui développent leur recherche dans le laboratoire du Professeur Ehud Shapiro de l’Institut de Chimie Biologique, d’Informatique et de Mathématiques Appliquées ont trouvé une façon de rendre ces dispositifs microscopiques de calcul ‘ conviviaux ‘ en exécutant des calculs complexes et en répondant à des questions compliquées, comme rapporté dans l’article publié en ligne dans Nature Nanotechnology. Shapiro et son équipe avaient déjà découvert en 2001 les 1ers ordinateurs à ADN programmables et autonomes, si petits qu’un milliard de ces systèmes est contenu dans une goutte d’eau. Trois ans plus tard, une nouvelle version de ces systèmes pouvait détecter des cellules cancéreuses dans une éprouvette et les détruire. En plus de pouvoir imaginer qu’un jour de tels dispositifs pourront être utilisés  chez l’être humain, tels des nano-docteurs pouvant localiser et soigner les maladies, ces ordinateurs d’ADN pourront effectuer des millions de calculs en parallèle. L’ordinateur biomoléculaire développé aujourd’hui suit la logique suivante : il est programmé avec une règle telle que « Tous les hommes sont mortels » et un fait tel que « Socrates est un homme ». Lorsque l’on demande alors à l’ordinateur si Socrates est mortel, il répond correctement dans tous les cas. Parallèlement, l’équipe a développé un programme permettant la communication entre le langage de programmation classique d’un ordinateur et le code de fonctionnement de l’ordinateur à ADN. Pour parvenir à la réponse, différents brins d’ADN correspondants aux règles, faits et questions sont assemblés selon un processus hiérarchique par un système robotisé. Afin de visualiser la solution, des molécules naturellement fluorescentes ont été greffées sur certains brins d’ADN, avec une seconde protéine masquant l’émission de lumière. Une enzyme spécialisée est alors attirée sur le site de la réponse correcte, et « découvre » la molécule fluorescente, permettant ainsi la visualisation de la réponse. Les ordinateurs biomoléculaires contenus dans ces gouttes d’eau ont pu ainsi répondre à des questions bien plus complexes en combinant différents fluorophores.