隨著人類活動對自然平衡破壞產生的一系列環境、能源和人口健康問題，人們認識到可持續發展是人類社會生存的根本，而生物技術在可持續發展中正顯示著不可替代的重要作用。其中，極端微生物更以其耐受其他生物無法承受的如高溫、低溫、高鹽鹼、高輻射等極端環境的不可比擬的優勢，為人類提供著不可替代的資源。
日前，中科院微生物所研究員黃力、東秀珠向記者介紹了極端微生物的經濟和環境前景。
目前，極端微生物的酶和代謝產物已成為生物技術創新的源泉之一，並已經創造了財富。僅就嗜熱酶而言，由於它們的熱穩定性和對化學變性劑的抗性、高溫酶促反應所允許的高底物濃度、低黏稠度和低汙染率，及在中溫受體生物中表達時易於純化，使得它們具備了潛在的應用優勢。
目前在國際上已經實現大規模產業化的極端酶有兩個，一個是嗜熱菌產生的聚合酶，年銷售利潤達到上億美元；另一個是嗜鹼菌產生的一種纖維素酶作為洗滌劑的添加劑，已有數十億美元的全球市場。
此外，嗜鹽古菌的質子泵「紫膜」蛋白，由於在吸收1個光子並泵出1個質子的過程中，伴隨著一系列中間態的出現並產生電場變化，已成為目前光電響應元件，和生物信息貯存領域最具開發前景的生物納米材料。極端嗜鹽菌的PHA是合成生物可降解塑料的前體，將成為用於降低環境白色汙染的有效途徑。
與化學方法相比，生物催化的優點是反應條件溫和及高選擇性，但正是這些優點又限制了生物催化的能力與應用範圍。許多工業過程需要高壓、高溫、低溫、高鹽鹼或有機溶劑，而一般生物催化劑難以在此苛刻的化學過程中保持催化能力與穩定性。極端微生物的特殊生理功能有望使生物催化突破這個屏障。
因此，極端微生物特殊的產物有可能形成新的產業方向，其特殊的功能和適應機制，是改造傳統生產工藝和提升生物技術的有效途徑。
由於工業汙水的大量排放，我國1200條河流中已有80%受到不同程度的汙染。現階段環境生物技術的核心是微生物技術，依靠微生物的生物淨化、生物轉化和生物催化作用，實現汙染治理、清潔生產和可再生資源利用。然而，汙染環境往往屬於極端環境，使得普通微生物，甚至是在實驗室構建的工程菌在實際應用中不能發揮作用。如造紙工業中的化學漂白產生大量有毒、致癌的含氯廢水，生物漂白技術是造紙業實現清潔生產的發展方向。利用嗜鹼菌產生的木聚糖酶，由於其在高酸鹼和高溫時的活力，顯示了普通酶無法比擬的優越之處，正在成為關注和開發的目標。
工業生產中的有機廢物廢水、生活垃圾汙水、農業廢棄物，既是巨大的環境汙染源，又是再生能源的主要資源。據統計，我國農作物秸稈年產出量超過6億噸，相當於3億噸標準煤，或折算為電能可達人均50萬瓦，是目前世界人均能耗的420倍。秸稈、廢渣等在高溫、酸、鹼等條件下易於處理，極端微生物及其極端酶能夠在此類極端環境中實現普通微生物不能完成的對纖維素半纖維素的有效轉化。利用微生物混合菌群，尤其是嗜鹼和嗜熱微生物或產甲烷菌的合理組合，有望直接從秸稈發酵產生乙醇或甲烷，實現環境整治和可再生能源的有機結合。
酒精是理想的清潔能源，但目前的酒精發酵仍存在乙醇濃度低、發酵周期長、生產菌株耐受乙醇濃度低的問題，嚴重影響著產量。利用高溫菌的高溫酒精發酵，可實現發酵和蒸餾的同步化，提供了解決上述關鍵問題的新思路、新途徑和新技術，可望大大降低生產成本，其產生的效益將達到數億元。
我國地理環境複雜多樣，高寒、乾旱和高鹽鹼地區面積廣大，限制了農業生產。極端微生物能夠耐低溫、耐高鹽鹼、及耐乾旱等極端環境的特殊功能基因，如嗜鹽、嗜鹼菌能夠在5%以上的鹽濃度到飽和鹽度的環境中生活，耐輻射球菌不僅可耐受比人高几萬倍的輻射量，而且具有耐乾旱的特性，研究發現一個和DNA修復相關的調控基因，同時控制著該菌對乾旱的耐受力。因此極端微生物將是我國大面積的鹽鹼地生物改造、高溫高鹽鹼環境的汙染治理的重要基因資源。