Cos'è l'ingegneria proteica?
L'ingegneria delle proteine è un metodo che può essere utilizzato per sviluppare nuovi tipi di proteine. Questo campo scientifico è relativamente nuovo e i metodi originali di combinazione degli elementi proteici continuano ad essere studiati e scoperti dai ricercatori. Questo tipo di ingegneria consente di sviluppare materiali con punti di forza o caratteristiche specifici.
La progettazione razionale e l'evoluzione diretta sono i due approcci di base all'ingegneria delle proteine. Alcuni ricercatori preferiscono un approccio rispetto all'altro, tuttavia entrambi i metodi possono essere utilizzati per progettare nuove strutture proteiche. Il design razionale si basa sulla conoscenza completa di come viene costruita una proteina esistente. L'evoluzione diretta, al contrario, utilizza cambiamenti casuali di proteine e può essere eseguita senza conoscere ogni dettaglio della struttura di una proteina.
Ogni approccio all'ingegneria delle proteine presenta sia vantaggi che svantaggi. La progettazione razionale consente agli scienziati di modificare la struttura di una proteina in modo prevedibile ed è un processo relativamente economico. Questa tecnica richiede agli esperti di avere un progetto strutturale dettagliato di ogni proteina modificata, che non è sempre disponibile.
Il metodo di ingegneria proteica dell'evoluzione diretta utilizza tentativi ed errori e non necessita di una mappa strutturale completa. Questo metodo è spesso dispendioso in termini di tempo e denaro, a causa della necessità di testare ogni nuova combinazione di proteine e solo alcune delle strutture create sono adatte per l'uso. Nonostante i costi, l'evoluzione diretta spesso consente ai ricercatori di incontrare preziose combinazioni di struttura proteica che altrimenti non verrebbero scoperte.
Il design delle proteine consente agli scienziati di creare materiali unici che non si verificano in natura. I ricercatori hanno usato questo tipo di ingegneria per combinare proteine fluorescenti di una medusa con un'altra proteina di cellule umane, per esempio. La sostanza risultante crea un bagliore verde e può essere tracciata mentre interagisce con le cellule viventi. Ciò fornisce informazioni preziose sul funzionamento delle proteine nel corpo umano e aiuta i ricercatori nella creazione di nuovi farmaci e procedure.
Un altro esempio di ingegneria proteica è lo sviluppo dell'insulina modificata. Gli scienziati hanno combinato diverse strutture proteiche per creare sostanze insuliniche sia ad azione rapida che ad azione lenta. Entrambe queste variazioni fatte dall'uomo sono preziose per le persone con disturbi dell'insulina, come il diabete.
Le nuove proteine sono utili anche in applicazioni industriali. Gli impianti di produzione, ad esempio, possono utilizzare proteine ingegnerizzate resistenti a sostanze chimiche specifiche. Gli esperti possono combinare le strutture di proteine forti per creare nuove sostanze ultra forti. In futuro, il design delle proteine potrebbe essere una parte importante di quasi tutti i campi.