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RÉSUMÉ
Qu'elles soient classiques (fermentation, génie enzymatique) ou de nouvelle génération (génie génétique, nanotechnologies, génomique, protéomique), les biotechnologies sont intégrées de plus en plus dans des procédés industriels de transformation de la matière ou de synthèse de nouveaux produits. Les micro-organismes regroupent virus, bactéries, protistes, algues et champignons microscopiques et représentent la biomasse la plus importante de la Terre. Cet article présente tout d’abord les grandes caractéristiques des micro-organismes et leur emploi dans le secteur des biotechnologies. Ensuite, sont abordés leurs différents domaines d'application que sont la santé, l'alimentation, l'agriculture et l'environnement.
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Catherine FOUCAUD-SCHEUNEMANN : Chargé de recherche INRA, Département Microbiologie et chaîne alimentaire Centre de recherche de Versailles-Grignon
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Sandra HELINCK : Maître de conférences à AgroParisTech
INTRODUCTION
Sous le terme générique micro-organismes, sont regroupés des êtres vivants microscopiques et ubiquitaires qui représentent la biomasse la plus importante de la Terre. On considère qu'ils sont apparus il y a environ 3,8 milliards d'années et leur mise en évidence, qui a bénéficié des progrès de l'optique, remonte au XVIIe siècle.
Ils sont avant tout indispensables à l'équilibre de la biosphère en participant aux cycles élémentaires de la nature, mais peuvent s'avérer néfastes. Ils sont également largement utilisés pour la production de biens ou de services dans le contexte des biotechnologies.
C'est avec la production d'aliments fermentés que l'utilisation empirique de micro-organismes pour la conservation des aliments annonce la naissance des biotechnologies dès le néolithique. Depuis, tant les progrès de la microbiologie initiés au XIXe siècle par Louis Pasteur en France, que les avancées majeures en génétique et autres domaines de la biologie ont participé à l'émergence et au développement des biotechnologies modernes. Aujourd'hui, si la question de la définition des biotechnologies reste ouverte, ce terme désigne des technologies exploitant des processus cellulaires ou moléculaires grâce au génie génétique.
Au-delà, les biotechnologies, qu'elles soient classiques (fermentation, génie enzymatique, sélection de souches...) ou de nouvelle génération (génie génétique, nanotechnologies, génomique, protéomique) s'intègrent de plus en plus dans des procédés industriels de transformation de la matière, de synthèse et de contrôle de nouveaux produits.
C'est dans ce contexte que cet article propose un panorama synthétique de l'emploi des micro-organismes dans le secteur des biotechnologies. Après avoir présenté les grandes caractéristiques des micro-organismes et des biotechnologies en nous intéressant à mettre en exergue des points de réflexion ou de recherches complémentaires pour le lecteur, nous aborderons les biotechnologies dans leurs domaines d'application que sont la santé, l'alimentation, l'agriculture et l'environnement avant de conclure en ouvrant le débat.
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Considérations générales autour des biotechnologies
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1. Caractéristiques générales des micro-organismes
Les micro-organismes (du grec micro, petit et bios, vie) sont des êtres vivants invisibles à l'œil nu, unicellulaires ou pluricellulaires mais, dans ce cas, les cellules ne sont pas différenciées en tissu. Sous ce terme sont regroupés virus, bactéries, protistes, algues et champignons microscopiques. Ce sont des organismes ubiquitaires qui représentent la biomasse la plus importante de la Terre.
1.1 Entre classification et diversité
La classification phylogénétique, organisée autour des liens de parenté entre les êtres vivants, est basée sur les séquences d'ADN et l'analyse cladistique. Elle remplace aujourd'hui la classification scientifique traditionnelle basée sur des caractères multiples (biologiques, phénotypiques, physiologiques). Elle divise les organismes vivants en trois domaines : les archées, les eubactéries et les eucaryotes Les micro-organismes au cœur des biotechnologies[1].
Les archées ou Archaea ou archéobactéries (du grec archaios, ancien et backterion, bâton) constituent un taxon du vivant caractérisé par des cellules sans noyau et l'absence d'organites (structure procaryote). EIles se distinguent des eubactéries par certains caractères biochimiques comme la constitution de la membrane cellulaire ou le mécanisme de réplication de l'ADN. Les archées sont extrêmement diversifiées. Certaines sont connues pour leur capacité à vivre dans des conditions extrêmes mais il existe beaucoup d'archées vivant dans des biotopes plus courants et très variés comme le sol, les lacs, la mer ou l'intestin des animaux.
Sur la base de critères métaboliques, les archées ont été divisées en trois groupes : méthanogènes, halophiles et thermophiles. La comparaison génétique, principalement de l'ARNr 16S, permet de les classer en deux phyla, Crenarchaeota et Euryarchaeota.
Les eubactéries ou Eubacteria se distinguent des eucaryotes par leur structure procaryote. Ce sont des organismes unicellulaires de tailles (0,2 à 50 μm) et de formes variées. Elles comportent une paroi et leur information génétique est organisée sous forme d'un chromosome circulaire.
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Caractéristiques générales des micro-organismes
BIBLIOGRAPHIE
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