A partir de souches cultivées à l’état pur ou de communautés microbiennes complexes, l’objectif de cette thématique est de comprendre les stratégies d’adaptation des microorganismes à des environnements variés, leur base génétique, leur diversité – y compris au niveau intra-spécifique - et leur évolution. Sont ainsi étudiées des bactéries colonisant des sites contaminés par des métaux toxiques, ou capables de dégrader des composés chlorés, ou encore développant des mécanismes spécifiques d’acquisition du fer. Les travaux réalisés concernent également des microorganismes eucaryotes, en particulier des levures, des protistes et des algues isolées d’environnements et de sites géographiques les plus divers. Ces études reposent à la fois sur des approches à haut débit de génomique descriptive, fonctionnelle et comparative, et sur des méthodes éprouvées d’isolement, de biologie moléculaire, de biochimie et de microscopie.

Dans le domaine des applications potentielles, les champs couverts par cet axe sont multiples, qu’il s’agisse d’exploiter les capacités de microorganismes dans la conception de nouveaux polymères ou des procédés de décontamination ou, à l’inverse, de développer des moyens permettant d’enrayer leur prolifération. Ainsi, les études réalisées concernent notamment l’utilisation des microorganismes dans le transfert des composés métalliques toxiques ou la biodégradation de molécules organiques, ainsi que l’identification de nouvelles molécules, notamment d’origine microbienne, dans le développement de nouveaux antibiotiques ou vaccins. Les approches reposent sur des méthodes culturales à diverses échelles (laboratoire, microcosmes, lysimètres et parcelles) et de physique et de chimie analytique (dosage de composés, analyse isotopique, spectrométrie de masse et d’émission, chromatographie, photocatalyse).