Nos ambientes mais extremos do planeta, como os arredores de um vulcão, imaginamos um  lugar extremamente quente e tóxico, um lugar desolado e nada favorável a vida. Nos desertos de sal a mesma imagem se repete. Porém, esta primeira impressão pode nos levar ao engano, estes ambientes vem se mostrado ricos em vida,  populados por organismos que receberam o nome de extremófilos. 

Os extremófilos são organismos peculiares em vários aspectos. Os ambientes extremos em que vivem é bastante diversificado: podemos encontrar extremófilos que vivem sobre camadas de gelo (psicrófilos), que se banham em ácido sulfúrico (acidófilos) e que vivem em situações de hipersalinidade (halófilos). Outro aspecto interessante encontrado nestes organismos é a adaptação do seu metabolismo e de sua maquinaria molecular para sobreviver. 

A maioria dos extremófilos se encontra em 2 dos 3 grandes domínios da vida Bacteria e Archaea, ambos representados por microrganismos procariotos; porém, é possível encontrar representantes também no domínio Eukarya. Existem diversos exemplos clássicos de extremófilos cujo estudo foi importante para aplicações biotecnológicas. Por exemplo, a bactéria Thermus aquaticus e a archaea Pyrococcus furiosus, que vivem em altas temperaturas, fornecem DNA polimerases de grande valia para o  aprimoramento da técnica de PCR (reação em cadeia de polimerase). Organismos como a bactéria Deinococcus radiodurans, que é extremamente resistente a radiação, vácuo, frio e ácidos são chamados de poliextremófilos. 

Os extremófilos são objeto de interesse na Astrobiologia, que estuda a origem e evolução da vida. Por possuírem uma resistência aos ambientes mais hostis, talvez semelhantes a terra há bilhões de anos quando a vida se originou, o estudo destes microrganismos nos auxiliam a entender esta questão fundamental. Além disso, o estudo dos extremófilos podem gerar hipóteses sobre vida em outros planetas e condições para a origem e evolução da vida na terra e possivelmente, em outros planetas.

Em nosso laboratório, utilizamos como organismo modelo a Archaea halófila  Halobacterium salinarum – NRC 1.  Este organismo vive em condições extremas de salinidade, em locais onde a concentração de sal é 10 vezes maior que a água do mar. H. salinarum tem sido um importante organismo modelo, desde o entendimento do funcionamento de membranas celulares, estudo de proteínas como a bacteriorodopsina e adaptações fisiológicas e metabólicas. Os estudos realizados no contexto da Biologia Sistêmica elevam esta archaea como um organismo modelo para entender um organismo como um todo, aprimorando nosso conhecimento sobre sua evolução e fisiologia.