Cos'è l'ingegneria metabolica?
L'ingegneria metabolica è il processo di collaborazione con i percorsi nelle cellule nella speranza di dare loro qualità specifiche. La pratica consiste tipicamente nel potenziare un processo già eseguito da una cellula. In sostanza, è l'ottimizzazione di una cella per quel particolare scopo. L'ingegneria metabolica è una branca della biologia cellulare. È comunemente usato per produrre medicinali e per modificare le proprietà di determinati tipi di alimenti e bevande.
La tattica principale dell'ingegneria metabolica è quella di alterare le reti che facilitano la comunicazione all'interno e tra le cellule in modo che comunichino un messaggio specifico. L'ingegneria metabolica inizia con un'analisi di questi percorsi. Consiste nel mappare matematicamente la struttura delle cellule e trovare tutti gli elementi potenzialmente utili al loro interno. In sostanza, è un modo per sviluppare una comprensione di come funzionano i processi metabolici in modo che possano essere modificati.
Una volta completata l'analisi delle reti cellulari, il passo successivo nel processo di ingegneria metabolica consiste nell'utilizzare i principi della biologia molecolare per modificarle. Ciò si ottiene apportando alterazioni genetiche nella struttura cellulare in modo che si comportino come desiderato. Il processo tende a concentrarsi sulle reti perché alterando solo questi elementi lascia intatta la maggior parte della cellula, il che le dà una migliore possibilità di sopravvivere fintanto che avrebbe senza intervento.
Alcuni degli elementi specifici che vengono modificati attraverso questo processo includono funzioni regolatorie, enzimi e mezzi di trasporto. Queste cose sono cambiate tramite adattamenti a centri di informazione come l'acido desossiribonucleico (DNA). L'effetto complessivo è di deviare processi specifici in modo che cambino il modo in cui funziona la cella.
La maggior parte del lavoro di ingegneria metabolica ha tradizionalmente coinvolto organismi microbici, che sono piccole forme di vita. Con lo sviluppo della pratica, altre forme di vita, come animali e piante, sono state utilizzate per il processo. In tutti i casi, gli elementi di queste forme di vita sono stati trasformati in colture cellulari che forniscono il materiale necessario per la modifica cellulare.
L'ingegneria metabolica è complessa e multidisciplinare. Attinge biologia molecolare, ingegneria chimica e biochimica. Questo processo tocca anche l'informatica.
La pratica dell'ingegneria metabolica viene spesso utilizzata per modificare le proprietà di vari articoli sul mercato. È comunemente usato nella preparazione di farmaci. Il processo può anche far parte della produzione di prodotti di consumo come formaggio, birra o vino.