How we can store digital data in DNA | Dina Zielinski

Traducteur: Vantha Ung Relecteur: abdelkader bendjellal

I could fit all movies ever made inside of this tube.

Je pourrais rassembler tous les films jamais réalisés à l'intérieur de ce tube.

If you can't see it, that's kind of the point.

Si vous n'arrivez pas à le voir, c'est le but.

(Laughter)

(Rires)

Before we understand how this is possible,

Avant de comprendre comment c'est possible,

it's important to understand the value of this feat.

il est important de comprendre la valeur de cet exploit.

All of our thoughts and actions these days,

Toutes nos pensées et nos actions de nos jours,

through photos and videos --

sous la forme de photos et de vidéos --

even our fitness activities --

même nos activités sportives --

are stored as digital data.

sont stockées en tant que données numériques.

Aside from running out of space

À part le manque de place

on our phones,

dans nos téléphones,

we rarely think about our digital footprint.

on pense rarement à notre empreinte numérique.

But humanity has collectively generated more data

Mais l'Homme a collectivement créé plus de données

in the last few years

au cours des dernières années

than all of preceding human history.

que durant le reste de l'histoire de l'humanité.

Big data has become a big problem.

Les gros volumes de données sont devenus un gros problème.

Digital storage is really expensive,

Le stockage numérique est très cher,

and none of these devices that we have really stand the test of time.

et aucun de ces appareils ne résistent à l'épreuve du temps.

There's this nonprofit website called the Internet Archive.

Il y a un site Internet à but non lucratif appelé Internet Archive.

In addition to free books and movies,

En plus de livres et de films gratuits,

you can access web pages as far back as 1996.

on peut y trouver des pages Internet remontant à 1996.

Now, this is very tempting,

Ceci est trop excitant,

but I decided to go back and look at the TED website's very humble beginnings.

et je suis allée jeter un coup d'œil aux débuts modestes du site de TED.

As you can see, it's changed quite a bit in the last 30 years.

On peut voir qu'il a pas mal changé au cours des 30 dernières années.

So this led me to the first-ever TED,

Cela m'a donc amenée au tout premier TED

back in 1984,

en 1984,

and it just so happened to be a Sony executive

et il s'est avéré que c'était un cadre de Sony

explaining how a compact disk works.

qui expliquait le fonctionnement d'un disque compact.

(Laughter)

(Rires)

Now, it's really incredible to be able to go back in time

C'est incroyable de pouvoir remonter dans le temps

and access this moment.

et d'accéder à ce moment.

It's also really fascinating that after 30 years, after that first TED,

Ce qui est aussi fascinant, c'est que 30 ans après ce premier TED,

we're still talking about digital storage.

on parle encore de stockage numérique.

Now, if we look back another 30 years,

Et en remontant 30 ans de plus en arrière,

IBM released the first-ever hard drive

IBM lançait le tout premier disque dur

back in 1956.

en 1956.

Here it is being loaded for shipping in front of a small audience.

On le voit ici être chargé pour livraison devant un petit public.

It held the equivalent of one MP3 song

Il contenait l'équivalent d'une chanson MP3

and weighed over one ton.

et pesait plus d'une tonne.

At 10,000 dollars a megabyte,

À presque 9 000 euros le mégaoctet,

I don't think anyone in this room would be interested in buying this thing,

je pense que personne ici ne souhaiterait l'acheter,

except maybe as a collector's item.

sauf peut-être un collectionneur.

But it's the best we could do at the time.

Mais c'était le mieux qu'on pouvait faire à l'époque.

We've come such a long way in data storage.

On a tant accompli en termes de stockage numérique.

Devices have evolved dramatically.

Les appareils ont énormément évolué.

But all media eventually wear out or become obsolete.

Mais ces supports finissent par s'user ou deviennent obsolètes.

If someone handed you a floppy drive today to back up your presentation,

Si quelqu'un vous donnait une disquette pour sauvegarder votre exposé aujourd'hui,

you'd probably look at them kind of strange, maybe laugh,

vous seriez tenté de rire ou de le regarder d'un drôle d'œil,

but you'd have no way to use the damn thing.

mais vous n'auriez aucun moyen de l'utiliser.

These devices can no longer meet our storage needs,

Ces supports ne répondent plus à nos besoins de stockage,

although some of them can be repurposed.

bien que certains d'entre eux peuvent être reconvertis.

All technology eventually dies or is lost,

Toute technologie finit par s'éteindre ou se perdre,

along with our data,

avec nos données,

all of our memories.

tous nos souvenirs.

There's this illusion that the storage problem has been solved,

Il y a cette illusion selon laquelle le problème de stockage est résolu,

but really, we all just externalize it.

mais on ne fait que l'externaliser.

We don't worry about storing our emails and our photos.

On ne se soucie pas du stockage de nos e-mails et photos.

They're just in the cloud.

Ils se trouvent juste dans le cloud.

But behind the scenes, storage is problematic.

Mais dans les coulisses, le stockage est un vrai problème.

After all, the cloud is just a lot of hard drives.

Après tout, le cloud, ce n'est que de nombreux disques durs.

Now, most digital data, we could argue, is not really critical.

On peut dire que les données numériques ne sont pas essentielles pour la plupart.

Surely, we could just delete it.

On pourrait juste les effacer.

But how can we really know what's important today?

Mais comment savoir ce qui est important aujourd'hui ?

We've learned so much about human history

On a tellement appris sur l'histoire de l'humanité

from drawings and writings in caves,

grâce aux peintures rupestres,

from stone tablets.

ou aux tablettes en pierre.

We've deciphered languages from the Rosetta Stone.

On a déchiffré des langues avec la pierre de Rosette.

You know, we'll never really have the whole story, though.

On ne connaîtra cependant pas toute l'histoire.

Our data is our story,

Nos données sont notre histoire,

even more so today.

et encore plus aujourd'hui.

We won't have our record recorded on stone tablets.

Nos données ne seront pas enregistrées sur des tablettes en pierre.

But we don't have to choose what is important now.

Mais on n'a pas à décider ce qui importe maintenant.

There's a way to store it all.

Il y a un moyen de tout stocker.

It turns out that there's a solution that's been around

Il se trouve que la solution existe

for a few billion years,

depuis quelques milliards d'années,

and it's actually in this tube.

et elle se trouve dans ce tube.

DNA is nature's oldest storage device.

L'ADN est le système de stockage naturel le plus ancien.

After all, it contains all the information necessary

Après tout, il contient l'information nécessaire

to build and maintain a human being.

pour construire et préserver un être humain.

But what makes DNA so great?

Qu'est-ce qui rend l'ADN aussi formidable ?

Well, let's take our own genome

Prenons notre propre génome

as an example.

comme exemple.

If we were to print out all three billion A's, T's, C's and G's

Si on devait imprimer les trois milliards de A, T, C et G

on a standard font, standard format,

dans une police de caractère, dans un format standard,

and then we were to stack all of those papers,

et empiler toutes les feuilles de papier,

it would be about 130 meters high,

cette pile mesurerait environ 130 mètres de haut,

somewhere between the Statue of Liberty and the Washington Monument.

entre la Statue de la liberté et le monument de Washington.

Now, if we converted all those A's, T's, C's and G's

Maintenant, si on convertissait ces A, T, C et G

to digital data, to zeroes and ones,

en données numériques, en zéros et uns,

it would total a few gigs.

on obtiendrait quelques gigaoctets.

And that's in each cell of our body.

Et ce, dans chaque cellule de notre corps.

We have more than 30 trillion cells.

On a plus de 30 000 milliards de cellules.

You get the idea:

Vous avez saisi l'idée :

DNA can store a ton of information in a minuscule space.

l'ADN peut stocker une tonne d'information dans un espace minuscule.

DNA is also very durable,

L'ADN est aussi très résistant,

and it doesn't even require electricity to store it.

et n'a même pas besoin d'électricité pour fonctionner.

We know this because scientists have recovered DNA from ancient humans

On le sait parce que des scientifiques ont retrouvé de l'ADN d'humains

that lived hundreds of thousands of years ago.

ayant vécu il y a des centaines de milliers d'années.

One of those is Ötzi the Iceman.

L'un d'eux étant Ötzi, l'homme des glaces,

Turns out, he's Austrian.

qui s'avère être autrichien.

(Laughter)

(Rires)

He was found high, well-preserved,

On l'a trouvé bien préservé,

in the mountains between Italy and Austria,

en haute montagne, entre l'Italie et l'Autriche,

and it turns out that he has living genetic relatives here in Austria today.

et il se trouve qu'il a des parents génétiques en Autriche.

So one of you could be a cousin of Ötzi.

L'un d'entre vous pourrait être un cousin d'Ötzi.

(Laughter)

(Rires)

The point is that we have a better chance of recovering information

Le fait est qu'on a plus de chance de récupérer de l'information

from an ancient human

d'un humain ancestral

than we do from an old phone.

que d'un vieux téléphone.

It's also much less likely that we'll lose the ability to read DNA

Il est moins probable de perdre la capacité de lire l'ADN

than any single man-made device.

que celle d'un appareil fait par l'homme.

Every single new storage format requires a new way to read it.

Tout nouveau support de stockage exige un nouveau moyen de le lire.

We'll always be able to read DNA.

On pourra toujours lire l'ADN.

If we can no longer sequence, we have bigger problems

Si on ne peut plus séquencer l'ADN, on a des problèmes plus gros

than worrying about data storage.

que de se soucier du stockage numérique.

Storing data on DNA is not new.

Stocker des données dans l'ADN n'est pas une idée nouvelle.

Nature's been doing it for several billion years.

La nature le fait depuis plusieurs milliards d'années.

In fact, every living thing is a DNA storage device.

En fait, chaque être vivant est un support de stockage d'ADN.

But how do we store data on DNA?

Mais comment stocker des données dans l'ADN ?

This is Photo 51.

Ceci est la photo 51.

It's the first-ever photo of DNA,

C'est la toute première photo d'ADN,

taken about 60 years ago.

prise il y a environ 60 ans.

This is around the time that that same hard drive was released by IBM.

C'est à peu près au même moment que le disque dur d'IBM.

So really, our understanding of digital storage and of DNA have coevolved.

La connaissance du stockage numérique et celle de l'ADN ont évolué en même temps.

We first learned to sequence, or read DNA,

On a appris à séquencer ou lire l'ADN,

and very soon after, how to write it,

et rapidement après, à l'écrire

or synthesize it.

ou le synthétiser.

This is much like how we learn a new language.

C'est comparable à l'apprentissage d'une nouvelle langue.

And now we have the ability to read, write and copy DNA.

Et maintenant, on peut lire, écrire et copier l'ADN.

We do it in the lab all the time.

On le fait constamment en laboratoire.

So anything, really anything, that can be stored as zeroes and ones

Donc, tout ce qui peut être stocké sous la forme de zéros et uns

can be stored in DNA.

peut être stocké dans l'ADN.

To store something digitally, like this photo,

Pour stocker quelque chose numériquement, comme cette photo,

we convert it to bits, or binary digits.

on le convertit en bits ou chiffres binaires.

Each pixel in a black-and-white photo is simply a zero or a one.

Chaque pixel d'une photo en noir et blanc est simplement un zéro ou un un.

And we can write DNA much like an inkjet printer can print letters on a page.

On peut écrire l'ADN comme une imprimante peut imprimer des lettres sur une page.

We just have to convert our data, all of those zeroes and ones,

On doit juste convertir nos données, tous ces zéros et uns,

to A's, T's, C's and G's,

en A, T, C et G,

and then we send this to a synthesis company.

et envoyer le tout à une entreprise de synthèse.

So we write it, we can store it,

Donc on écrit, on sauvegarde,

and when we want to recover our data, we just sequence it.

et pour récupérer nos données, on séquence.

Now, the fun part of all of this is deciding what files to include.

Maintenant, le plus amusant est de décider quel genre de fichier inclure.

We're serious scientists, so we had to include a manuscript

Nous sommes des chercheurs sérieux ; on a donc dû intégrer un manuscrit

for good posterity.

pour les générations à venir.

We also included a $50 Amazon gift card --

On a aussi inclus une carte-cadeau Amazon de 45 euros --

don't get too excited, it's already been spent, someone decoded it --

pas d'affolement, la carte est vide, quelqu'un l'a décodée --

as well as an operating system,

ainsi qu'un système d'exploitation,

one of the first movies ever made

l'un des premiers films jamais créés

and a Pioneer plaque.

et une plaque de Pioneer.

Some of you might have seen this.

Vous l'avez peut-être vue.

It has a depiction of a typical -- apparently -- male and female,

On y voit la description, apparemment, typique de l'homme et de la femme,

and our approximate location in the Solar System,

et notre position dans le système solaire,

in case the Pioneer spacecraft ever encounters extraterrestrials.

au cas où la sonde Pioneer rencontrerait des extra-terrestres.

So once we decided what sort of files we want to encode,

Une fois qu'on a décidé quel genre de fichiers encoder,

we package up the data,

on a traité les données,

convert those zeroes and ones to A's, T's, C's and G's,

converti les zéros et uns en A, T, C et G,

and then we just send this file off to a synthesis company.

et on a envoyé le fichier à une entreprise de synthèse.

And this is what we got back.

Et voici ce qu'on nous a renvoyé.

Our files were in this tube.

Tous nos fichiers sont dans ce tube.

All we had to do was sequence it.

On n'a eu qu'à les séquencer.

This all sounds pretty straightforward,

Ça a l'air assez simple comme ça,

but the difference between a really cool, fun idea

mais la différence entre une super idée

and something we can actually use

et une chose qu'on peut vraiment utiliser

is overcoming these practical challenges.

surpasse ces défis pratiques.

Now, while DNA is more robust than any man-made device,

L'ADN est peut-être plus solide que n'importe quel appareil fait par l'homme,

it's not perfect.

mais il n'est pas parfait.

It does have some weaknesses.

Il a ses faiblesses.

We recover our message by sequencing the DNA,

On récupère le message en séquençant l'ADN,

and every time data is retrieved,

et une fois les données extraites,

we lose the DNA.

on perd l'ADN.

That's just part of the sequencing process.

Cela fait partie du processus de séquençage.

We don't want to run out of data,

On ne veut pas être à court de données,

but luckily, there's a way to copy the DNA

mais heureusement, l'ADN peut être copié,

that's even cheaper and easier than synthesizing it.

ce qui est moins cher et plus facile que de le synthétiser.

We actually tested a way to make 200 trillion copies of our files,

On a essayé de faire 200 000 milliards de copies de nos fichiers,

and we recovered all the data without error.

et on a récupéré toutes les données sans erreur.

So sequencing also introduces errors into our DNA,

Le séquençage introduit aussi des erreurs dans notre ADN,

into the A's, T's, C's and G's.

dans les A, T, C et G.

Nature has a way to deal with this in our cells.

La nature a un moyen d'y faire face dans nos cellules.

But our data is stored in synthetic DNA in a tube,

Mais nos données sont stockées dans de l'ADN synthétique en tube ;

so we had to find our own way to overcome this problem.

on a donc dû trouver notre propre solution pour résoudre ce problème.

We decided to use an algorithm that was used to stream videos.

On a donc utilisé un algorithme destiné à la diffusion de vidéos en continu.

When you're streaming a video,

Regarder une vidéo en streaming

you're essentially trying to recover the original video, the original file.

consiste en gros à essayer de récupérer la vidéo originale, le fichier d'origine.

When we're trying to recover our original files,

Lorsqu'on essaie de récupérer nos fichiers originaux,

we're simply sequencing.

on fait tout simplement du séquençage.

But really, both of these processes are about recovering enough zeroes and ones

En réalité, les deux procédés consistent à récupérer suffisamment de zéros et uns

to put our data back together.

pour rétablir nos données.

And so, because of our coding strategy,

Donc, grâce à notre stratégie de codage,

we were able to package up all of our data

on a pu traiter toutes nos données

in a way that allowed us to make millions and trillions of copies

de façon à pouvoir faire des milliards de copies

and still always recover all of our files back.

et récupérer à chaque fois tous nos fichiers.

This is the movie we encoded.

Voici le film qu'on a encodé.

It's one of the first movies ever made,

C'est l'un des premiers films jamais réalisés,

and now the first to be copied more than 200 trillion times on DNA.

et désormais le premier à être copié plus de 200 000 milliards de fois sur de l'ADN.

Soon after our work was published,

Peu après la publication de notre travail,

we participated in an "Ask Me Anything" on the website reddit.

on a participé à un débat « Ask Me Anything » du site Reddit.

If you're a fellow nerd, you're very familiar with this website.

Si vous êtes aussi un fan, vous connaissez bien ce site Internet.

Most questions were thoughtful.

La plupart des questions étaient censées.

Some were comical.

D'autres plutôt drôles.

For example, one user wanted to know when we would have a literal thumb drive.

Comme celle de savoir à quand le transfert littéral de données en main propre.

Now, the thing is,

Une chose cependant :

our DNA already stores everything needed to make us who we are.

notre ADN comprend déjà tout le nécessaire pour faire de nous ce que nous sommes.

It's a lot safer to store data on DNA

Il est beaucoup plus sûr de stocker des données

in synthetic DNA in a tube.

sur de l'ADN synthétique en tube.

Writing and reading data from DNA is obviously a lot more time-consuming

Écrire et lire des données dans l'ADN demande certes beaucoup plus de temps

than just saving all your files on a hard drive --

que la simple sauvegarde de tous vos fichiers sur un disque dur --

for now.

pour le moment.

So initially, we should focus on long-term storage.

En premier temps, on devrait donc se concentrer sur le stockage à long terme.

Most data are ephemeral.

La plupart des données sont éphémères.

It's really hard to grasp what's important today,

Il est difficile de décider ce qui est important,

or what will be important for future generations.

aujourd'hui ou pour les générations futures.

But the point is, we don't have to decide today.

Mais le fait est qu'on n'a pas à décider aujourd'hui.

There's this great program by UNESCO called the "Memory of the World" program.

L'UNESCO a lancé le formidable programme intitulé « Mémoire du Monde »

It's been created to preserve historical materials

qui a été créé pour préserver des documents historiques

that are considered of value to all of humanity.

considérés comme précieux pour l'ensemble de l'humanité.

Items are nominated to be added to the collection,

Des éléments sont nominés pour être ajoutés à cette collection,

including that film that we encoded.

notamment le film qu'on a encodé.

While a wonderful way to preserve human heritage,

Même si c'est un formidable moyen de préserver le patrimoine humain,

it doesn't have to be a choice.

on n'est pas obligé de choisir.

Instead of asking the current generation -- us --

Au lieu de demander à la génération actuelle -- nous --

what might be important in the future,

ce qui peut être important à l'avenir,

we could store everything in DNA.

on peut juste tout stocker dans l'ADN.

Storage is not just about how many bytes

Le stockage, ce n'est pas juste le nombre d'octets,

but how well we can actually store the data and recover it.

mais notre compétence à stocker les données et à les récupérer.

There's always been this tension between how much data we can generate

Une tension a toujours régné entre le volume de données qu'on peut créer,

and how much we can recover

le volume qu'on peut récupérer

and how much we can store.

et le volume qu'on peut stocker.

Every advance in writing data has required a new way to read it.

Chaque avancée dans l'écriture de données a exigé un nouveau moyen de lecture.

We can no longer read old media.

On ne peut plus lire les vieux supports.

How many of you even have a disk drive in your laptop,

Combien d'entre vous ont encore un lecteur de CD dans votre ordinateur,

never mind a floppy drive?

et encore moins, de disquette ?

This will never be the case with DNA.

Ce ne sera jamais le cas avec l'ADN.

As long as we're around, DNA is around,

Tant qu'on sera en vie, l'ADN sera présent,

and we'll find a way to sequence it.

et on trouvera un moyen de le séquencer.

Archiving the world around us is part of human nature.

Archiver le monde autour de nous fait partie de la nature humaine.

This is the progress we've made in digital storage in 60 years,

Voici le progrès accompli en termes de stockage numérique en 60 ans,

at a time when we were only beginning to understand DNA.

à une époque où l'on commençait tout juste à comprendre l'ADN.

Yet, we've made similar progress in half that time with DNA sequencers,

Mais on a avancé de la même façon au sujet du séquençage en moitié moins de temps,

and as long as we're around, DNA will never be obsolete.

et tant qu'on sera en vie, l'ADN ne sera jamais obsolète.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)