Les travaux des équipes de l’institut, fondés à la fois sur des questions de biologie fondamentale et sur des besoins d’applications, justifient des développements technologiques ou méthodologiques spécifiques. Ils confèrent à l’institut un positionnement très large, de la production de connaissances aux applications industrielles, en réponse à trois enjeux sociétaux au cœur de la stratégie du CEA : la santé et la médecine du futur, la transition énergétique, et la transition numérique.
Les équipes de l’institut développent des
plateformes de tout premier plan au sein desquelles elles conduisent des recherches technologiques et méthodologiques permettant de tirer le meilleur profit des instruments, dont certains, développés au CEA, sont uniques au monde. Les technologies concernent l’imagerie biomédicale, les
omiques, l’immuno-analyse, la science des données et le numérique, la biologie structurale, l’ingénierie des protéines, la
chimie bio-organique et la radiochimie.
Une part importante des recherches de l’institut concerne de grandes questions fondamentales sur les mécanismes du vivant, étudiés par des approches interdisciplinaires et intégratives. Les sujets d’étude vont de la dynamique moléculaire à l’analyse des génomes, de la compartimentation à l’énergétique cellulaire, de la physiologie des tissus aux grandes fonctions des organismes (métabolismes, immunité, cognition par exemple), des micro-organismes à l’homme.
La médecine évolue vers une pratique préventive, prédictive, personnalisée et participative. Pour répondre à cet enjeu, les recherches de l’institut contribuent à définir des biomarqueurs pour améliorer le diagnostic et suivre l’évolution des maladies humaines, et à identifier de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques. Les applications concernent principalement les maladies neurologiques et psychiatriques, les pathologies infectieuses et immunitaires et la cancérologie. Cette démarche associe également l’instrumentation et le numérique pour développer et améliorer les dispositifs médicaux et le parcours de soin, en lien avec l’hôpital.
Dans le domaine de la transition énergétique, la compréhension des mécanismes photosynthétiques et de l’énergétique cellulaire est appliquée au développement de procédés biotechnologiques ou de chimie bio-inspirée, qui permettent de valoriser le CO2 (fermeture du cycle du carbone anthropique) et de produire des composés d’intérêt industriel ou pharmacologique.
Les équipes de l'institut contribuent à la transition vers le numérique, pour l'analyse et la modélisation des données biologiques et de santé. En effet, l'exploration du vivant par des technologies comme la biologie structurale, les omiques ou l'imagerie biomédicale, génère des masses de données (big data) dont le traitement, l'exploitation, la modélisation nécessitent de nouveaux outils numériques développés au sein de l'institut, en faisant largement appel à l'IA.
crédits photos : CEA - P. Stroppa/CEA