Was ist Metabolic Engineering?
Metabolic Engineering ist der Prozess der Arbeit mit den Pfaden in Zellen in der Hoffnung, ihnen bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Die Praxis besteht typischerweise darin, einen Prozess zu verbessern, der bereits von einer Zelle ausgeführt wird. Im Wesentlichen handelt es sich um die Optimierung einer Zelle für diesen bestimmten Zweck. Metabolic Engineering ist ein Zweig der Zellbiologie. Es wird üblicherweise zur Herstellung von Arzneimitteln und zur Veränderung der Eigenschaften bestimmter Arten von Lebensmitteln und Getränken verwendet.
Die Kerntaktik des Metabolic Engineering besteht darin, die Netzwerke, die die Kommunikation in und zwischen Zellen ermöglichen, so zu verändern, dass sie eine bestimmte Nachricht kommunizieren. Metabolic Engineering beginnt mit einer Analyse dieser Stoffwechselwege. Es besteht darin, die Struktur der Zellen mathematisch abzubilden und alle potenziell nützlichen Elemente in ihnen zu finden. Im Wesentlichen ist dies eine Möglichkeit, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie Stoffwechselprozesse funktionieren, damit sie geändert werden können.
Sobald die Analyse der Zellnetzwerke abgeschlossen ist, besteht der nächste Schritt im Prozess des metabolischen Engineerings darin, diese anhand der Prinzipien der Molekularbiologie zu verändern. Dies wird erreicht, indem genetische Veränderungen in der Zellstruktur vorgenommen werden, so dass sie wie gewünscht funktionieren. Der Prozess konzentriert sich in der Regel auf Netzwerke, da durch die Änderung nur dieser Elemente der größte Teil der Zelle intakt bleibt, wodurch die Überlebenschance besser ist, als dies ohne Intervention der Fall wäre.
Einige der spezifischen Elemente, die durch diesen Prozess verändert werden, umfassen regulatorische Funktionen, Enzyme und Transportmittel. Diese Dinge werden durch Anpassungen an Informationszentren wie Desoxyribonukleinsäure (DNA) geändert. Der Gesamteffekt besteht darin, bestimmte Prozesse so umzuleiten, dass sie die Funktionsweise der Zelle verändern.
Der Großteil der Stoffwechselarbeiten betraf traditionell mikrobielle Organismen, bei denen es sich um winzige Lebensformen handelt. Mit der Entwicklung der Praxis wurden andere Lebensformen wie Tiere und Pflanzen für den Prozess verwendet. In allen Fällen wurden Elemente aus diesen Lebensformen zu Zellkulturen gezüchtet, die das für die Zellmodifikation notwendige Material liefern.
Metabolic Engineering ist komplex und multidisziplinär. Es stützt sich auf Molekularbiologie, Chemieingenieurwesen und Biochemie. Dieser Prozess berührt auch die Informatik.
Die Praxis des Stoffwechsels wird häufig verwendet, um die Eigenschaften verschiedener auf dem Markt befindlicher Gegenstände zu ändern. Es wird üblicherweise bei der Herstellung von Medikamenten verwendet. Der Prozess kann auch Teil der Herstellung von Verbrauchsgütern wie Käse, Bier oder Wein sein.