Actif en recherche fondamentale et appliquée, Sylvain Moineau s’est, très tôt en carrière, intéressé aux bactériophages, des virus qui infectent et détruisent les bactéries, mais qui manifestent un comportement à la fois bénéfique et nuisible. En combinant l’apport de divers domaines, dont la microbiologie et la génomique, il s’est employé à élaborer des outils qui suivent deux axes opposés : éliminer les bactériophages (comme dans les fermentations laitières) et les utiliser en tant qu’antibactériens dans le secteur de la santé publique et bien d’autres. M. Moineau a aussi joué un rôle prépondérant dans la compréhension des virus bactériens et du système CRISPR-Cas.
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