THESE Anne POSTEC Diversité de populations microbiennes ...

Introduction bibliographique
ouvre la voie pour la recherche de déterminants génétiques de l’hyperthermophilie
(Makarova et al. 2003).
La limite supérieure de la vie n’a probablement pas été atteinte et pourrait se situer
aux alentours de 140-150°C, en supposant que les réactions chimiques telles que les
réparations moléculaires et la synthèse de biomolécules thermo-sensibles ne peuvent avoir
lieu au-delà de ces températures (Cowan 2004). L’ATP étant instable à 150°C, si des
"super"hyperthermophiles capables de croissance à ou au-delà de 150°C étaient découverts,
ils révèleraient probablement de nouveaux principes fondamentaux en biologie et biochimie.
Puisque la vie telle que nous la connaissons est essentiellement dépendante de la présence
d’eau sous forme liquide, les habitats microbiens supérieurs à 100°C n’existent que dans des
environnements hyperbares. De plus, il est probable que la pression stabilise de
nombreuses protéines hyperthermophiles in vivo, à des températures supérieures à leur
température optimale (Holden & Baross 1995). Les écosystèmes hydrothermaux marins
profonds constituent dès lors un milieu idéal pour tenter de découvrir et cultiver de nouveaux
microorganismes qui repousseraient la température maximale de croissance compatible
avec la vie.
4.4 Applications biotechnologiques des micro-organismes marins thermophiles
Outre l’aspect fondamental présenté par les nouvelles souches thermophiles et
hyperthermophiles, ces microorganismes sont susceptibles de contenir des molécules
d’intérêt biotechnologique pour les procédés se déroulant à haute température. Le marché
des enzymes et des composés organiques issus d’organismes extrêmophiles est estimé à
17 milliards de dollars. Les enzymes thermostables arrivent au premier rang des molécules
d’intérêt biotechnologique. Les activités thermostables d’hydrolyse de composés protéiques,
lipidiques et glucidiques sont principalement recherchées. Une température élevée
augmente la biodisponibilité et la solubilité des composés organiques, et abaisse la viscosité.
De nombreux procédés industriels comportent des étapes enzymatiques réalisées à des
températures supérieures à 60°C. C’est le cas de la production de glucose et de fructose à
partir d’amidon (activités amylases), des procédés de blanchiment de la pâte à papier faisant
intervenir des xylanases, ou du blanchiment des jeans (cellulases). L’hydrolyse des lipides à
haute température par des hydrolases thermostables permet entre autres d’opérer en phase
liquide. Ces enzymes issues de microorganismes thermophiles ou hyperthermophiles tardent
à être exploitées dans les procédés industriels, car elles ne répondent pas exactement aux
besoins industriels ou que leur substitution aux enzymes classiques est trop coûteuse. Ces
enzymes sont par contre largement employées en biologie moléculaire. Certaines font l’objet
de brevets et sont commercialisées : c’est le cas de plusieurs ADN polymérases
hyperthermostables utilisées dans la technique de PCR (Polymerase Chain Reaction) (Tfu
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