Les bactéries, futurs transistors de la bioinformatique ?

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Des chercheurs du Centre de biologie synthétique et d'innovation de l'Imperial College de Londres sont parvenus à fabriquer des portes logiques, à la base des systèmes informatiques, à partir de bactéries. Ces travaux présentés dans la revue Nature Communications ouvrent la voie à la fabrication de nouveaux composants informatiques biologiques aux applications multiples.

Pour le professeur Richard Kitney, co-auteur de l'article : "Les portes logiques fabriquées à partir de transistors sont le fondement de l'industrie de l'information dans laquelle nous sommes. Sans ces composants nous ne pourrions pas traiter la masse d'information numérique que nous générons. Désormais nous avons démontré qu'il était possible de réaliser des portes logiques en modifiant l'ADN des bactéries. Nous espérons que ce travail mènera à une nouvelle génération de processeurs biologiques dont les applications pourront être aussi importantes que leurs équivalents électroniques".

Bactérie E-Coli Crédits : Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH

Même si le chemin est encore long, l'équipe estime que ces portes logiques biologiques pourront un jour devenir la base de la bioinformatique. Parmi les futurs composants issus de ces recherches, on peut imaginer des capteurs se déplaçant dans les artères qui seraient capables de détecter et prévenir la formation de caillots de sang. Ou encore des capteurs capables de prévenir la formation de cellules cancéreuses ou bien d'identifier la présence de poison dans l'organisme.

Alors que la plupart des travaux précédents n'avait pas été au-delà de la théorie, l'équipe de l'Imperial College a réussi à créer des portes logiques qui se comportent exactement comme la version électronique. Ces nouvelles portes sont également modulaires, ce qui signifie qu'elles peuvent être assemblées entre elles pour former des composants plus complexes.

Concrètement les chercheurs ont fabriqué des portes logiques "AND" et "NOT" à partir de bactéries Escherichia coli (E.Coli), que l'on trouve normalement dans la flore intestinale. L'équipe a modifié l'ADN de cette bactérie pour qu'elle se comporte comme un commutateur "on" et "off" en fonction d'une stimulation chimique. Les chercheurs ont également démontré qu'il est possible de fabriquer des portes logiques plus complexes du type "NAND", combinaison des portes "AND" et "NOT". La prochaine étape sera de réaliser des composants incluant plusieurs portes logiques pour pouvoir ainsi réaliser la totalité des opérations logiques nécessaires au traitement numérique de l'information.

Pour le professeur Martin Buck, co-auteur de l'étude, et chercheur au département de science du vivant à l'Imperial College London :"La prochaine étape des recherches pourrait mener vers un tout nouveau type de circuit pour traiter l'information. A l'avenir, nous pourrions voir des circuits biologiques complexes traiter des informations en utilisant des éléments chimiques, de la même manière que notre corps les utilise pour traiter et stocker de l'information".

Cette étude a été en partie financée par l'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC, Conseil de recherche des sciences de l'ingénieur et de la physique). 

Sources :
- Imperial College London, 18/10/2011, http://bit.ly/q0LPYH
- Article paru dans Nature Communication : http://bit.ly/phbGDU

Rédacteurs : Pierre Chrzanowski
Origine : BE Royaume-Uni numéro 112 (17/11/2011) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68223.htm