Narzędzia bioinformatyczne w biotechnologii
Do najważniejszych celów biotechnologii należy zidentyfikowanie nowych enzymów i mikroorganizmów, które ułatwiają otrzymanie nowych produktów oraz usprawniają procesy. Białka mają wielorakie zastosowanie w wielu procesach, np. jako enzym w syntezie chemicznej, w diagnostyce, jako białko o działaniu leczniczym w leczeniu chorób oraz w procesach przemysłowych. Dynamiczny progres technologiczny sekwencjonowania DNA w dużym stopniu umożliwił wykonanie map genomów mikroorganizmów. To z kolei wymaga dopasowania platform bioinformatycznych do kolejnych analiz. W tym celu naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków EU projektu BIOLEDGE (Bio knowledge extractor and modeller for protein production) postanowili opracować bioinformatyczne narzędzia modelowania służące integracji i interpretacji danych. Założono, że przed rozpoczęciem pracochłonnych i drogich prac wykonane zostaną badania in silico. Takie modele predykcyjne ograniczą liczbę personelu oraz wymagania finansowe i ułatwią pokonanie powiązanych trudności. Wśród osiągnięć projektu BIOLEDGE znalazła się wysokowydajna platforma obliczeniowa przeznaczona dla narzędzi modelowania i eksploracji danych na potrzeby analizy danych bioinformatycznych. Narzędzia te służą głównie do produkcji białek, można je jednak wykorzystać do integracji heterologicznych danych. Ponadto metaboliczne modele mikroorganizmów wykorzystywanych w procesach przemysłowych, tj. Trichoderma reesei i Komagataella pastoris, zostały wygenerowane w celu bardziej optymalnego projektowania szczepu oraz poprawy warunków hodowli. Modele predykcyjne dla wyników procesów biologicznych opierają się na danych dotyczących całego genomu i szacunkowo określają związek pomiędzy różnymi czynnikami w poszczególnych procesach produkcji białek. Oczekuje się, że w przyszłości opracowane warianty białek zwiększą różnorodność produktów białkowych i dodatkowo rozszerzą biotechnologiczne zastosowanie białek. Wywołałoby to większą potrzebę wydajnej produkcji wysokiej jakości białek oraz wymóg analizy danych lub modeli predykcyjnych. Biorąc pod uwagę, że biotechnologia przemysłowa jest ważnym narzędziem przemysłu europejskiego, produkty opracowane w projekcie BIOLEDGE spowodują poprawę jego przyszłej konkurencyjności.
Słowa kluczowe
Bioinformatyka, biotechnologia, enzymy, mikroorganizmy, białka, BIOLEDGE
