Η μεταβολική μηχανική είναι η διαδικασία εργασίας με τις οδούς στα κύτταρα με την ελπίδα να τους δώσει συγκεκριμένες ιδιότητες. Η πρακτική συνήθως συνίσταται στην ενίσχυση μιας διαδικασίας που εκτελείται ήδη από ένα κύτταρο. Ουσιαστικά, είναι η βελτιστοποίηση μιας κυψέλης για τον συγκεκριμένο σκοπό. Η μεταβολική μηχανική είναι κλάδος της κυτταρικής βιολογίας. Χρησιμοποιείται συνήθως για την παρασκευή φαρμάκων και για την αλλαγή των ιδιοτήτων ορισμένων ειδών τροφίμων και ποτών.
Η βασική τακτική της μεταβολικής μηχανικής είναι να αλλάξει τα δίκτυα που διευκολύνουν την επικοινωνία μέσα και μεταξύ των κυττάρων, έτσι ώστε να επικοινωνούν ένα συγκεκριμένο μήνυμα. Η μεταβολική μηχανική ξεκινά με μια ανάλυση αυτών των μονοπατιών. Συνίσταται στη μαθηματική χαρτογράφηση της δομής των κυττάρων και στην εύρεση όλων των δυνητικά χρήσιμων στοιχείων μέσα σε αυτά. Στην ουσία, είναι ένας τρόπος για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι μεταβολικές διεργασίες, ώστε να μπορούν να τροποποιηθούν.
Μόλις ολοκληρωθεί η ανάλυση των δικτύων κυττάρων, το επόμενο βήμα στη διαδικασία της μεταβολικής μηχανικής είναι η χρήση των αρχών της μοριακής βιολογίας για την αλλαγή τους. Αυτό επιτυγχάνεται κάνοντας γενετικές αλλοιώσεις στη δομή του κυττάρου έτσι ώστε να λειτουργούν όπως επιθυμείτε. Η διαδικασία τείνει να επικεντρώνεται στα δίκτυα επειδή η αλλαγή μόνο αυτών των στοιχείων αφήνει ανέπαφο το μεγαλύτερο μέρος του κυττάρου, κάτι που του δίνει καλύτερες πιθανότητες επιβίωσης για όσο διάστημα θα είχε χωρίς παρέμβαση.
Μερικά από τα συγκεκριμένα στοιχεία που μεταβάλλονται μέσω αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνουν ρυθμιστικές λειτουργίες, ένζυμα και μέσα μεταφοράς. Αυτά τα πράγματα αλλάζουν μέσω προσαρμογών σε κέντρα πληροφοριών όπως το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA). Το συνολικό αποτέλεσμα είναι η εκτροπή συγκεκριμένων διεργασιών έτσι ώστε να αλλάξουν τον τρόπο λειτουργίας του κυττάρου.
Το μεγαλύτερο μέρος των εργασιών της μηχανικής του μεταβολισμού περιλαμβάνει παραδοσιακά μικροβιακούς οργανισμούς, οι οποίοι είναι μικρές μορφές ζωής. Καθώς έχει αναπτυχθεί η πρακτική, άλλες μορφές ζωής, όπως ζώα και φυτά, έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διαδικασία. Σε όλες τις περιπτώσεις, στοιχεία από αυτές τις μορφές ζωής έχουν αναπτυχθεί σε καλλιέργειες κυττάρων που παρέχουν το απαραίτητο υλικό για την κυτταρική τροποποίηση.
Η μηχανική του μεταβολισμού είναι πολύπλοκη και πολυεπιστημονική. Βασίζεται στη μοριακή βιολογία, τη χημική μηχανική και τη βιοχημεία. Αυτή η διαδικασία αγγίζει επίσης την επιστήμη των υπολογιστών.
Η πρακτική της μεταβολικής μηχανικής χρησιμοποιείται συχνά για την αλλαγή των ιδιοτήτων διαφόρων ειδών στην αγορά. Χρησιμοποιείται συνήθως στην παρασκευή φαρμάκων. Η διαδικασία μπορεί επίσης να είναι μέρος της παρασκευής αναλώσιμων προϊόντων όπως τυρί, μπύρα ή κρασί.