PEPR MoleculArxiv - PC4

PEPR MoleculArxiv - PC4 - APPLICATION
France 2030
Agrément n° ANR-22-PEXM-0005-CAA
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 vise à développer une technologie permettant de stocker de l'information sous forme d'ADN,. Pour ce faire, il se concentre sur quatre défis 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, afin de pouvoir généraliser l’usage de cette technologie. Cela implique des domaines tels que la chimie, la génomique, la microfluidique, et la microfabrication. Le second 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. Le troisième porte sur le développement de nouveaux polymères, qu'ils soient synthétiques ou dérivés de l'ADN, en combinant des compétences en chimie, biologie et informatique. Sur un plan plus applicatif, MoleculArXiv cherche à créer des outils pour gérer les bases de données ADN et les sécuriser, et démontrer l’intérêt des technologies sous-jacentes dans diverses applications comme bien sûr le stockage de données dans l'ADN, l’estampillage d’objet ou de produits manufacturés, le calcul sur bases de données d’ADN, etc. Le projet MoleculArXiv, piloté par le CNRS en tant qu'institution principale, et est dirigé par Marc ANTONINI, Directeur Exécutif de Programme (PED).

Calendrier du projet et attendus du projet MoleculArXiv

 Calendrier du projet et attendus du projet MoleculArXiv

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, la sécurité 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 d’objet, le calcul et l'ingénierie moléculaire. Le PEPR prévoit d’aller vers des niveaux de maturité technologique élevés, comme aussi la formation de jeunes chercheurs, spécialistes du domaine. Il vise à jouer un rôle actif dans les communautés scientifiques françaises et européennes.

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

Ce projet est porté par Gouenou Coatrieux, Dpt. Data Science/ LaTIM Inserm UMR 1101 – équipe CYBER HEALTH, fait partie du WP4 - Applications. Il vise le développement nouveaux mécanismes de sécurité au niveau bio-moléculaire pour répondre à des besoins en termes de traçabilité, d’intégrité et de confidentialité ; besoins auxquels les outils du monde numérique ne savent pas répondre. Sont également impliqués dans ce projet, Reda Bellafqira, Maître de Conférences, et Hélène Gasnier, Doctorante.

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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