L’ingénierie métabolique est le processus de travailler avec les voies dans les cellules dans l’espoir de leur donner des qualités spécifiques. La pratique consiste généralement à améliorer un processus déjà effectué par une cellule. Il s’agit essentiellement de l’optimisation d’une cellule à cette fin particulière. Le génie métabolique est une branche de la biologie cellulaire. Il est couramment utilisé pour fabriquer des médicaments et pour modifier les propriétés de certains types d’aliments et de boissons.
La tactique de base de l’ingénierie métabolique consiste à modifier les réseaux qui facilitent la communication dans et entre les cellules afin qu’elles communiquent un message spécifique. L’ingénierie métabolique commence par une analyse de ces voies. Elle consiste à cartographier mathématiquement la structure des cellules et à trouver tous les éléments potentiellement utiles qu’elles contiennent. Essentiellement, c’est un moyen de développer une compréhension du fonctionnement des processus métaboliques afin qu’ils puissent être modifiés.
Une fois l’analyse des réseaux cellulaires terminée, la prochaine étape du processus d’ingénierie métabolique consiste à utiliser les principes de la biologie moléculaire pour les modifier. Ceci est accompli en apportant des modifications génétiques dans la structure cellulaire afin qu’elles fonctionnent comme souhaité. Le processus a tendance à se concentrer sur les réseaux car la modification de ces seuls éléments laisse la majeure partie de la cellule intacte, ce qui lui donne une meilleure chance de survivre aussi longtemps qu’elle l’aurait fait sans intervention.
Certains des éléments spécifiques qui sont modifiés par ce processus comprennent les fonctions régulatrices, les enzymes et les moyens de transport. Ces choses sont modifiées via des ajustements aux centres d’information tels que l’acide désoxyribonucléique (ADN). L’effet global est de détourner des processus spécifiques afin qu’ils modifient le fonctionnement de la cellule.
La majeure partie du travail d’ingénierie métabolique a traditionnellement impliqué des organismes microbiens, qui sont des formes de vie minuscules. Au fur et à mesure que la pratique s’est développée, d’autres formes de vie, telles que les animaux et les plantes, ont été utilisées pour le processus. Dans tous les cas, des éléments de ces formes de vie ont été cultivés en cultures cellulaires qui fournissent le matériel nécessaire à la modification cellulaire.
L’ingénierie métabolique est complexe et multidisciplinaire. Il s’appuie sur la biologie moléculaire, le génie chimique et la biochimie. Ce processus touche également à l’informatique.
La pratique de l’ingénierie métabolique est fréquemment utilisée pour modifier les propriétés de divers articles sur le marché. Il est couramment utilisé dans la préparation de médicaments. Le processus peut également faire partie de la fabrication de produits consommables tels que le fromage, la bière ou le vin.