Stockage moléculaire de données (MoleculArXiv)
La mémoire de l'humanité repose sur notre capacité à gérer des quantités de données de plus en plus importantes. Face à l’insuffisance des outils de stockage actuels, de nouvelles solutions doivent être rapidement opérationnelles. L'une des plus prometteuses est le stockage de l'information sous forme d'ADN synthétique, à l'instar de ce que réalisent les êtres vivants pour le codage de leur génome. L’ADN fournit en effet un moyen de stockage très stable sur de très longues périodes avec des conditions simples de mise en œuvre. Dans un contexte international compétitif, le PEPR MoleculArXiv a pour ambition de relever de nombreux défis scientifiques afin d’inventer de nouveaux dispositifs de stockage permettant l’archivage massif de données sur des supports de type moléculaire, des polymères synthétiques ADN et non-ADN.Budget alloué : 20 M€ alloués sur une durée de 7 ans
Appels en cours : Appel à projets en cours (en deux phases) 3,5 M€ disponibles pour cet appel.
Pilotes du programme :
Partenaires du programme :
Aix-Marseille Université, CNRS, Université d’Evry Val d’Essonne, EURECOM, IMT-Atlantique, Inria, Institut Pasteur, Sorbonne Université, Université Claude Bernard de Lyon 1, Université Côte d’Azur, Université de Haute-Alsace, Université de Strasbourg
Direction de programme : Marc Antonini, Directeur de Recherche CNRS
Piloté par le CNRS, le Programme et Équipement Prioritaire de Recherche (PEPR) MoleculArXiv est un projet qui fédère la recherche française dans le domaine du stockage moléculaire de données numériques.
Quatre projets ciblés ont été initiés fin 2022 et plus de 20 laboratoires sont aujourd’hui mobilisés pour mener à bien les recherches pluridisciplinaires en chimie, informatique, micro-fluidique, nanotechnologies et biologie, nécessaires à la réalisation des objectifs du projet.
Doté d’un budget global de 20 M€ sur une durée de 7 ans, le PEPR MoleculArXiv mobilise des équipes qui vont agir sur la parallélisation des dispositifs de synthèse, mettre au point de nouvelles molécules et technologies d’information afin d’accélérer la synthèse de différents types de supports moléculaires, tout en optimisant leur codage et leur décodage.
Le budget du PEPR permettra de développer et renforcer quatre plateaux techniques destinés à la synthèse d’ADN, au criblage d’enzymes à la synthèse de polymères non ADN et au séquençage de l’ADN synthétique. Le PEPR soutient des projets de recherches interdisciplinaires et le recrutement de jeunes chercheurs. Il envisage aussi de financer la montée en TRL des innovations scientifiques soutenues par des preuves de concepts d’applications à impact.
En appuyant le travail précurseur des pépites industrielles françaises par une mobilisation interdisciplinaire forte des acteurs de la recherche, l'objectif à 5 ans est de déployer les recherches et infrastructures nécessaires pour pouvoir réaliser le cycle de lecture/écriture à un bit par seconde (100 fois plus rapide que la synthèse commerciale actuelle) soit 10 Go de données en 24h avec parallélisation, en débloquant le verrou majeur actuel de la vitesse et du coût de synthèse.
Le PEPR MoleculArXiv vise à lever plusieurs verrous scientifiques en lien avec le stockage moléculaire, et à fournir plusieurs démonstrateurs.
Le premier verrou concerne la synthèse d'ADN et sa lecture par des approches dédiées au stockage massif (chimie, génomique, micro-fluidique, micro-fabrication).
Le deuxième verrou est lié à la compression de l'information (informatique, nanotechnologies) pour réduire les coûts de synthèse de polymère et rendre le décodage robuste au bruit induit par le processus biochimique.
Le troisième verrou concerne l'accélération du séquençage des données stockées, pour permettre la lecture rapide de volumes de données largement supérieurs à la taille des plus grands génomes séquencés à ce jour.
Enfin le quatrième verrou concerne les nouveaux polymères, synthétiques ou dérivés de l'ADN (chimie, biologie, informatique).
Des applications seront mises en place avec des utilisateurs dans le cadre de l'archivage des données froides, du marquage, du calcul et de l'ingénierie moléculaire.
Ce programme de recherche défie les équipes scientifiques impliquées afin d'atteindre de nombreux objectifs :
- Augmenter la vitesse de synthèse tout en réduisant les coûts ;
- Mettre au point des outils de gestion des bases de données ADN ;
- Accélérer le développement de nouveaux codes et de nouvelles stratégies de compression de l'information sur des bases N-aires ;
- Construire un démonstrateur de stockage sur ADN ;
- Apporter aux archives institutionnelles une vision concrète des opportunités liés au stockage de données sur ADN ;
- Mobiliser la communauté française de la recherche pour positionner la France à l'avant-garde de la révolution dans ce domaine.
Les travaux de recherche menés dans le cadre de ce PEPR, doivent permettre de réaliser les ambitions du programme de recherche d'ici 2029.
Responsable d’Action ANR : Arnaud HAUDRECHY
Date du lancement : 30/05/2022
Evènements :
- Journées MoleculArXiv, workshop qui s’est déroulé à Nice du 15 au 17 mai 2024,
- À venir : école d’été en 2025
Projets ciblés :
- « Synthèse ADN nouvelle génération »,
- « De la donnée numérique à l’ADN synthétique »,
- « Polymères synthétiques numériques »,
- « Faire du stockage ADN une réalité pratique ».
En savoir plus :
PEPR Exploratoire MoleculArXiv : stockage moléculaire de données Appel à projets - 2024
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