Co je metabolické inženýrství?

Metabolické inženýrství je proces práce s cestami v buňkách v naději, že jim poskytnou specifické vlastnosti. Praxe obvykle spočívá v posílení procesu, který je již prováděn buňkou. V podstatě jde o optimalizaci buňky pro tento konkrétní účel. Metabolické inženýrství je odvětví buněčné biologie. Obvykle se používá k výrobě léčiv a ke změně vlastností určitých druhů potravin a nápojů.

Hlavní taktika metabolického inženýrství je změnit sítě, které usnadňují komunikaci v buňkách a mezi buňkami tak, aby komunikovaly konkrétní zprávu. Metabolické inženýrství začíná analýzou těchto cest. Skládá se z matematického mapování struktury buněk a nalezení všech potenciálně užitečných prvků v nich. V podstatě je to způsob, jak si uvědomit, jak metabolické procesy fungují, aby mohly být změněny.

Jakmile je analýza buněčných sítí kompletní, dalším krokem v procesu metabolického inženýrství je použití principů molekulární biologie k jejich změně. Toho je dosaženo provedením genetických změn v buněčné struktuře tak, aby fungovaly podle potřeby. Tento proces má tendenci se zaměřovat na sítě, protože pozměněním pouze těchto prvků zůstane většina buněk neporušená, což mu dává větší šanci na přežití, dokud by to bylo bez zásahu.

Některé ze specifických prvků, které se tímto procesem mění, zahrnují regulační funkce, enzymy a dopravní prostředky. Tyto věci se mění úpravou informačních center, jako je kyselina deoxyribonukleová (DNA). Celkovým účinkem je odklonění specifických procesů tak, aby se změnilo fungování buňky.

Převážná část práce metabolického inženýrství tradičně zahrnuje mikrobiální organismy, které jsou nepatrnými formami života. Jak se praxe vyvíjí, pro tento proces byly použity jiné formy života, jako jsou zvířata a rostliny. Ve všech případech byly prvky z těchto životních forem pěstovány do buněčných kultur, které poskytují materiál nezbytný pro buněčnou modifikaci.

Metabolické inženýrství je komplexní a multidisciplinární. Čerpá z molekulární biologie, chemického inženýrství a biochemie. Tento proces se dotýká i počítačové vědy.

Praxe metabolického inženýrství se často používá ke změně vlastností různých položek na trhu. Běžně se používá při přípravě léků. Tento proces může být také součástí výroby spotřebních produktů, jako je sýr, pivo nebo víno.