PEPR MoleculArxiv - PC2

PEPR MoleculArxiv - PC2 From digital data to bases
France 2030
Agrément n° ANR-22-PEXM-0003-03
Démarrage : 2022
Fin : 2029

Ce projet cherche à révolutionner le stockage des données en utilisant l'ADN, offrant une stabilité de stockage à long terme et une simplicité d'utilisation. Face à la concurrence de consortiums nord-américains, l'objectif est de faire de la recherche française un leader international dans le stockage sur polymère. Le projet s'étale sur 7 ans avec un budget de 20 millions d'euros. Il se concentre sur trois défis majeurs : la synthèse d'ADN, la compression de l'information et l'exploration de nouveaux polymères. L'objectif à 5 ans est d'atteindre un cycle de lecture/écriture d'ADN à 1 bit par seconde, permettant de stocker 10 Go de données en 24 heures. Des démonstrateurs seront créés pour des applications d'archivage, de marquage, de calcul et d'ingénierie moléculaire. Le CNRS coordonne ce projet impliquant plus de 20 laboratoires interdisciplinaires, visant à renforcer la position française dans les communautés de recherche nationales et européennes.

Contexte du projet

Le contexte du projet repose sur la nécessité de gérer des quantités croissantes de données sur de longues périodes. Les outils actuels sont insuffisants, ce qui conduit à explorer des solutions alternatives. L'une de ces solutions prometteuses est le stockage de données sous forme d'ADN, qui offre une stabilité à long terme et une simplicité d'utilisation. Cependant, face à la concurrence mondiale, notamment des consortiums nord-américains, les PME françaises leaders dans ce domaine recherchent des alliances.

Objectif du projet et pertinence

L'objectif du projet est de positionner la recherche académique et industrielle française comme un acteur majeur dans le domaine du stockage sur polymère, en particulier l'ADN, à l'échelle internationale. Le projet vise à résoudre des défis techniques clés, notamment en accélérant le cycle de lecture/écriture d'ADN à un bit par seconde, rendant possible le stockage de 10 Go de données en 24 heures. Cette initiative est pertinente car elle répond au besoin croissant de stockage de données sur de longues périodes, en exploitant l'ADN comme une solution stable et économique.

Approche

Le projet MoleculArXiv adopte une approche novatrice pour résoudre les défis du stockage moléculaire de données. Il vise à développer une technologie permettant de stocker l'information sous forme d'ADN, similaire au codage du génome chez les êtres vivants. Pour ce faire, le projet se concentre sur trois verrous scientifiques majeurs. Le premier défi consiste à perfectionner la synthèse d'ADN et sa lecture, en s'appuyant sur des approches dédiées au stockage massif. Cela implique des domaines tels que la chimie, la génomique, la microfluidique, et la microfabrication. Le deuxième défi est lié à la compression de l'information, utilisant des domaines tels que l'informatique et les nanotechnologies. L'objectif est de réduire les coûts de synthèse des polymères et de rendre le décodage résistant au bruit généré par le processus biochimique. Enfin, le troisième défi implique le développement de nouveaux polymères, qu'ils soient synthétiques ou dérivés de l'ADN, en combinant des compétences en chimie, biologie et informatique. Le projet vise également à mettre en place des applications pratiques, notamment dans l'archivage de données froides, le marquage, le calcul et l'ingénierie moléculaire.

CEO of the CNRS

Le projet MoleculArXiv, piloté par le CNRS en tant qu'institution principale, est dirigé par Marc ANTONINI en tant que Directeur Exécutif de Programme (PED). Le Comité de Pilotage Institutionnel (ISC) joue un rôle central en réunissant des représentants des principales organisations impliquées dans le projet. Chargé d'approuver les grandes orientations de recherche du projet (PEPR) et d'assurer un suivi annuel, l'ISC compte parmi ses partenaires le CNRS, l'Université Côte d’Azur, l'Université de Strasbourg, Paris Sciences Lettres et l'INRIA. Le projet est également appuyé par un Comité Scientifique Consultatif (SAB), composé de 6 à 8 personnalités scientifiques internationales de renom. Enfin, le Comité Exécutif (EC), formé de Directeurs de Programme Adjoint (DPD), des experts dans des domaines scientifiques spécifiques, travaille en étroite collaboration avec le PED. Ils s'impliquent dans la mise en œuvre des appels à projets, des appels à expressions d'intérêt et dans l'animation scientifique du PEPR. Chaque DPD assume la responsabilité d'une composante spécifique de la recherche, assurant ainsi la cohérence et le dynamisme du projet dans son ensemble.

Calendrier du projet et attendus du projet MoleculArXiv

Le calendrier ci-dessus expose le fonctionnement, les réalisations, ainsi que l'impact que le projet MoleculArXiv s'est engagé à générer. Chaque année, un rapport détaillé des réalisations sera ainsi élaboré pour mettre en lumière les progrès accomplis au sein du projet.

Résultats attendus

Les résultats attendus du projet PEPR comprennent la mise en place d'une infrastructure de stockage d'informations moléculaires, en utilisant principalement des polymères d'ADN. Le projet vise à lever les principaux défis scientifiques liés à la synthèse d'ADN, à la compression de l'information et au développement de nouveaux polymères. Il prévoit également la création de démonstrateurs pour diverses applications, y compris l'archivage de données à long terme, le marquage, le calcul et l'ingénierie moléculaire. Le PEPR soutiendra la recherche interdisciplinaire, le recrutement de jeunes chercheurs et la progression des innovations vers des niveaux de maturité technologique élevés. Enfin, il vise à jouer un rôle actif dans les communautés scientifiques françaises et européennes, avec l'ambition de proposer un projet phare européen FET (Future and Emerging Technologies).

Rôle de l'école et des écoles partenaires de l'IMT

Le projet, coordonné par le CNRS et porté par IMT Atlantique, est dirigé par Elsa DUPRAZ, responsable du projet « From Digital To Base » au sein de l’équipe CODES du département MEE d’IMT Atlantique. Les équipes CODES du LAB-STICC et CyberHealth du LaTIM sont ainsi impliquées dans le projet, apportant leurs contributions essentielles sur les aspects de codage canal des données dans l’ADN.

Partenaires académiques et industriels français et étrangers

Le projet MoleculArXiv implique la participation de 16 laboratoires, dont Gulliver, UMR3523, UMR3528, ICS, ICR, IGBMC, IS2M, LIMMS, LJP, LIP. Toutefois, dans le cadre du projet « From digital data to bases », ce sont spécifiquement les laboratoires EURECOM, IRISA, I3S, IPMC, Lab-STICC, et LaTIM qui sont engagés.

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