Strumenti bioinformatici per le biotecnologie
Tra gli obiettivi principali delle biotecnologie vi è l’identificazione di nuovi enzimi e microrganismi che forniranno i nuovi prodotti e i processi ottimizzati del futuro. Soprattutto le proteine trovano applicazioni in diversi processi come enzimi nella sintesi chimica, nella diagnosi, come proteine terapeutiche nel trattamento delle malattie e nelle applicazioni industriali. Il rapido progresso tecnologico del sequenziamento del DNA ha fortemente favorito la rapida mappatura dei genomi microbici. Ciò ha però bisogno di adeguate piattaforme bioinformatiche per l’analisi successiva. In vista di questo obiettivo gli scienziati del progetto BIOLEDGE (Bio knowledge extractor and modeller for protein production), finanziato dall’UE, hanno deciso di sviluppare strumenti di modellizzazione a indirizzo bioinformatico per integrare e interpretare questi dati. La base logica di ciò era guidare inizialmente la ricerca in silico prima di eseguire un lavoro che richiedesse grande impegno e costi elevati. Tali modelli predittivi ridurrebbero la forza lavoro e le necessità finanziarie e contribuirebbero a superare le difficoltà connesse. Tra i risultati di BIOLEDGE ci sono stati una piattaforma informatica altamente performante per la creazione di modelli biologici e strumenti di mining per l’analisi dei dati di bioinformatica. Sebbene focalizzati sulla produzione delle proteine questi strumenti hanno la capacità di integrare dati di origine diversa. Inoltre sono stati generati modelli metabolici dei microbi Trichoderma reesei e Komagataella pastoris, importanti a livello industriale, per una progettazione di ceppi migliori e lo sviluppo di migliori condizioni di coltura. Tali modelli predittivi degli esiti dei processi biologici si basano su dati genome-wide e valutano la relazione tra diversi fattori in qualsiasi processo di produzione di proteine. Si ritiene che in futuro varianti ingegnerizzate delle proteine aumenteranno la varietà dei prodotti proteici ed espanderanno ulteriormente le applicazioni biotecnologiche delle proteine. Allo stesso tempo aumenterà la necessità di una produzione efficiente di proteine di alta qualità e la richiesta di analisi dei dati o modelli predittivi. Le biotecnologie industriali sono una grande risorsa per l’industria europea e i risultati finali di BIOLEDGE contribuiranno alla loro competitività futura.
Parole chiave
Bioinformatica, biotecnologie, enzimi, microrganismi, proteine, BIOLEDGE
