Biotechnologie des extrêmophiles

Un extrêmophile est un organisme vivant dans un milieu extrême. Qu'entend-on par milieu extrême ? À cette question simple, les réponses ont varié selon les époques. Il s'est agi tout d'abord de milieux hostiles à l'homme et où toute vie humaine paraissait impossible. Cette conception anthropocentrée a laissé place à une approche basée sur l'observation des formes de vie macroscopique. Puis, l'inventaire des formes de vie au cours de la seconde moitié du XX^e siècle a permis la découverte de micro-organismes vivant dans des milieux de plus en plus improbables et auparavant considérés comme stériles : sources thermales, hydrothermales, lacs acides, alcalins, hypersalés, sédiments marins profonds, réservoirs pétroliers, glaciers, etc. Ces découvertes ont progressivement reculé les limites physiques et chimiques connues de la vie sur Terre. À l'heure actuelle, certaines limites ne sont toujours pas déterminées et les recherches se poursuivent afin de définir les limites de la biosphère. C'est le cas notamment pour les micro-organismes des sédiments profonds du plancher océanique (biosphère de subsurface) et pour les limites de la vie sous pression. Ces découvertes ont aussi conduit à réviser les hypothèses de vie sur d'autres planètes (exobiologie).

Les organismes vivant en milieux extrêmes et en particulier les micro-organismes ont, au cours de l'évolution, développé des stratégies adaptatives très variées. Ils présentent de ce fait un répertoire de voies métaboliques et de biomolécules originales leur permettant non seulement de survivre dans des conditions extrêmes, mais aussi de se développer souvent de manière optimale dans des niches écologiques extrêmes. Les propriétés singulières de certaines de ces biomolécules ont très vite attiré l'attention des opérateurs des biotechnologies : chercheurs, ingénieurs et entreprises. La biotechnologie des extrêmophiles a pour objectif de rechercher et d'exploiter ce nouveau gisement de ressources naturelles en biomolécules, notamment les enzymes, les biopolymères et les métabolites secondaires. La nature et l'évolution ayant généré un répertoire étendu de biomolécules, il paraît logique de puiser dans ce répertoire lorsque les propriétés d'une biomolécule répondent au cahier des charges d'une application biotechnologique. Si l'adaptation au cahier des charges n'est que partielle, la biomolécule peut néanmoins servir de point de départ à un processus d'ingénierie visant à améliorer ses performances ou de modèle pour la synthèse chimique de produits performants.