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La microbiologie est l’étude des micro-organismes qui sont généralement trop petits pour être visibles à l’œil humain sans microscope. Les micro-organismes (également appelés microbes) sont essentiels à la vie sur Terre ; les organismes complexes (y compris les êtres humains) trouveraient presque impossible de survivre sans eux. Ces minuscules organismes déterminent la façon dont les nutriments se déplacent dans l’environnement, contrôlant ainsi le fonctionnement des écosystèmes. Par exemple, ils sont responsables de la façon dont les matières biologiques se dégradent et se décomposent. Les micro-organismes influencent notre climat, déterminent la façon dont les aliments se gâtent, et provoquent et contrôlent les maladies. Nous pouvons également utiliser les micro-organismes pour nous aider à produire des médicaments vitaux, à fabriquer des biocarburants, à dépolluer et à cultiver.
Cette image d’une cellule bactérienne montre des gouttelettes de lipides sur l’extérieur de la paroi cellulaire. Les lipides se sont échappés par une enveloppe cellulaire qui a été modifiée pour augmenter la production de lipides. Crédit : Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’Université du Wisconsin-Madison et du Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) du DOE.
Les micro-organismes peuvent être unicellulaires (une seule cellule), multicellulaires (colonie de cellules) ou acellulaires (sans cellules). Ils comprennent les bactéries, les archées, les champignons, les protozoaires, les algues et les virus.
- Les bactéries sont des microbes unicellulaires qui n’ont pas de noyau.
- Les archées sont comme les bactéries, mais elles ont des structures et des propriétés différentes. Cela leur donne la capacité de vivre dans des conditions environnementales extrêmes.
- Les protozoaires sont des micro-organismes unicellulaires qui ont un noyau. Ils obtiennent leur nourriture en l’entourant de leurs membranes cellulaires. On les trouve dans une grande variété d’environnements où certains peuvent manger des bactéries pour survivre.
- Les algues sont des organismes unicellulaires ou multicellulaires qui ont un noyau et qui obtiennent de l’énergie par photosynthèse, comme les plantes.
- Les champignons comprennent les champignons, les moisissures et les levures. Leurs cellules ont des noyaux et de nombreux champignons sont multicellulaires.
- Les virus sont des entités non cellulaires qui consistent en un noyau d’ADN ou d’ARN entouré de protéines. Tous les biologistes ne considèrent pas les virus comme des organismes vivants. Aucun virus connu n’est capable de se reproduire lui-même – ils ont besoin de cellules d’autres organismes pour pouvoir se copier.
Faits saillants
- Les scientifiques pensent qu’il y a plus de bactéries dans une tasse de terre qu’il n’y a de personnes sur Terre. C’est beaucoup de bactéries – il y a environ 7,8 milliards de personnes dans le monde.
- Les microbes peuvent débloquer l’azote et le phosphore du sol et les libérer afin que les plantes puissent utiliser ces nutriments pour se développer et utiliser moins d’engrais.
- L’ADN des microbes peut être modifié pour produire toutes sortes de produits différents, des biocarburants aux plastiques en passant par d’autres produits chimiques utiles.
DOE Office of Science : Contributions à la recherche en microbiologie
Le département de l’énergie (DOE) soutient la recherche en microbiologie qui nous aide à maintenir la sécurité énergétique et un environnement durable. Le programme de recherche biologique et environnementale (BER) du DOE soutient la recherche scientifique et les installations qui visent à comprendre les systèmes biologiques, terrestres et environnementaux complexes. Outre les recherches financées par les institutions universitaires et les laboratoires nationaux, le DOE BER soutient deux installations qui mènent des recherches en microbiologie. L’Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL) permet aux scientifiques d’accéder à des outils et des technologies pour comprendre les processus et les interactions cellulaires. Les chercheurs utilisent ces informations pour construire des modèles de systèmes biologiques. Le DOE Joint Genome Institute (JGI) séquence les génomes des microbes et des communautés microbiennes et fournit un large éventail d’expertise et de capacités pour la recherche en microbiologie et en biologie synthétique.
Le programme des sciences énergétiques de base (BES) du DOE soutient la recherche fondamentale pour comprendre, prévoir et finalement contrôler la matière et l’énergie aux niveaux électronique, atomique et moléculaire. Le programme BES finance la recherche sur la biochimie microbienne et les mécanismes que les microbes utilisent pour capturer, convertir et stocker l’énergie. La connaissance de ces mécanismes naturels peut contribuer à inspirer la conception de composants et de réactions plus efficaces pour les technologies énergétiques.
