Extremophile sind Organismen, die unter Bedingungen gedeihen, die als menschenfeindlich gelten. Solche Umgebungen, Habitate, umfassen heiße Quellen mit Temperaturen nahe dem Siedepunkt von Wasser oder der Tiefsee, wo niedrige Temperaturen mit hohem Wasserdruck verbunden sind. „Extreme“ Bedingungen beziehen sich auch auf extreme pH-Bedingungen sowie den Salzgehalt. Somit können robuste Biokatalysatoren (Enzyme) und Mikroorganismen mit einzigartigen und außergewöhnlichen Eigenschaften, wie Aktivitäten bis zu 130 °C und einem extrem sauren pH-Wert bei 0, für die Anwendung in nachhaltigen Bioprozessen effizient eingesetzt werden. Aktuelle bioinformatische Ansätze (Genomics und Metagenomics) sowie Hochdurchsatz-Screening-Ansätze (Robotics) werden für intelligente Screening-Strategien zur Entdeckung und Identifizierung neuartiger industrieller Enzyme genutzt.
Der Übergang zu einer nachhaltigen biobasierten Kreislaufwirtschaft „Circular Bioeconomy“ erfordert Spitzentechnologien, die mit umweltbewusstem Handeln wirtschaftliches Wachstum sicherstellen. Der Übergang von einem fossilen zu einem biologischen Prozess wird nur möglich sein, wenn auch die Möglichkeiten der Ansätze zur Entdeckung und Nutzung der mikrobiellen Vielfalt unseres Planeten aus den beschriebenen extremen Habitaten genutzt wird.