Tout microorganisme, aussi minimaliste soit-il, met en œuvre de multiples et complexes processus biologiques pour assurer sa survie, sa multiplication, mais aussi son adaptation aux conditions environnementales. Ces processus dépendent des protéines codées par le génome, le chromosome et éventuellement les plasmides, qui constitue le patrimoine génétique de chaque souche bactérienne.

Afin de caractériser la fonction de chaque protéine et de comprendre dans quel processus biologique elle est impliquée (ex : virulence, compétence, voie métabolique), un large éventail de méthodologies d’ingénierie génétique, de la génétique classique (à partir d’un phénotype mutant donné, identification du ou des gènes responsables) à la génétique inverse (comprendre la fonction de gènes d’intérêt par l’observation des mutants correspondants), peuvent être mises en œuvre.

La modification « à façon » de chaque génome et/ou de son expression permet d’accéder aux mécanismes physiologiques intracellulaires, intercellulaires, et d’interaction avec les cellules hôtes dans le cas des bactéries pathogènes.
L’ingénierie génétique microbienne est à l’origine de l’avènement de la biologie de synthèse qui s’attache à concevoir et à construire de nouveaux systèmes ou de nouvelles fonctions biologiques dans les bactéries. Elle est particulièrement développée dans le cadre de l’ingénierie métabolique qui utilise les techniques de génétique moléculaire pour reprogrammer les réseaux métaboliques d’une cellule vivante, dans le but de lui faire produire une substance d’intérêt (par exemple l’hormone de croissance) ou de l’ingénierie de bioremédiation qui permet d’améliorer les capacités de décontamination de certaines bactéries (voir panneau Titans).

Enfin, la « chirurgie génomique » est cruciale pour la compréhension des mécanismes de virulence et d’acquisition de résistances multiples aux antibiotiques, problématiques de santé majeures à ce jour.

Développement de deux types d’ingénierie de génétique bactérienne :