मनुष्यास फायदेशीर असणारी अनेक रसायने वनस्पती बनवितात. यामध्ये कर्बोदके, प्रथिने व स्निग्ध पदार्थ या प्राथमिक रसायनांबरोबरच काही विशिष्ट जैवरसायने, जसे की रंगद्रव्ये, गंधास (वासास) कारणीभूत असणारी रसायने, औषधी रसायने इ. वनस्पती–विशिष्ट रसायने जास्त उल्लेखनीय आहेत. ही सर्व जैवरसायने त्या–त्या वनस्पतींमध्ये रासायनिक अभिक्रियांच्या साखळीने तयार होतात. या अभिक्रिया रासायनिक दृष्ट्या क्लिष्ट असल्या तरीही विकरांच्या (एंझाइमांच्या) मदतीने त्या अतिशय सहजतेने पार पाडल्या जातात व या सर्व अभिक्रियांना एकत्रीतपणे चयापचय असे संबोधले जाते.
या सर्व जैविक अभिक्रिया अतिशय उच्च कार्यक्षमतेने पार पडतात. असे असले तरीही या विकरांचा व त्यांपासून बनणाऱ्या रसायनांचा वापर करून घेण्यासाठी त्यांच्या मूळ यजमान वनस्पतींची मोठ्या प्रमाणात मशागत करण्याची गरज भासते. ही त्रुटी दूर करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी एक शक्कल लढविली आहे. सर्व वनस्पतींमध्ये विकरे जनुकीय माहितीच्या आधारे बनविली जातात. याचाच अर्थ असा की, एखाद्या वनस्पतीमधून एखादे फायदेशीर विकर बनविणारे जनुक काढून दुसऱ्या जीवाणूमध्ये टाकले तर त्यामध्येही मूळ विकर व त्यापासून निर्माण होणारे रसायन बनू शकते. येथे जीवाणूचा फायदा असा की, तो प्रयोगशाळेमध्ये वाढविणे सोपे आणि आर्थिक दृष्ट्या परवडणारे असते. अशा प्रकारचे सर्व संशोधन चयापचय अभियांत्रिकी नावाने ओळखले जाते.
इतर अनेक प्रकारांनीही चयापचय अभियांत्रिकीचे उद्दिष्ट साध्य करता येते. एका प्रकारामध्ये एखादे जनुक दुसऱ्या जीवाणूमध्ये टाकण्याऐवजी मूळ वनस्पतीमध्येच त्याचे प्रमाण वाढविले जाते जेणेकरून संबधित विकराची मात्राही वाढते व हवे असलेले रसायन जास्त प्रमाणात बनविले जाऊ शकते. दुसऱ्या एका प्रकारामध्ये विविध वनस्पतींमध्ये स्वतंत्रपणे उत्तम प्रकारे काम करणारी जनुके त्या–त्या वनस्पतींमधून काढली जातात आणि प्रयोगशाळेतील जीवाणूंमध्ये घातली जातात. ही जनुके एकामागून एक चालणाऱ्या अभिक्रियांसाठी लागणारी विविध विकरे बनवितात आणि त्यामुळे अतिशय साध्या रसायनापासून रासायनिक अभिक्रियांच्या साखळीच्या मदतीने अतिशय वेगळे व उपयुक्त रसायन बनविले जाऊ शकते. आणखी एका निराळ्या पद्धतीमध्ये जनुकांमध्ये असे बदल घडविले जातात की, त्यापासून तयार होणाऱ्या विकरामधील ॲमिनो अम्लांची रचना बदलली जाते. यामुळे विकरांना योग्य असे व कार्यक्षमता वाढविणारे गुणधर्म प्रदान करता येतात.
सध्या बरीचशी मोठ्या प्रमाणात वापरली जाणारी औद्योगिक रसायने, खनिज तेल (पेट्रोलियम) पदार्थांपासून बनविली जातात. मात्र खनिज तेलाच्या वाढत्या किमती, त्यांचे अतिशय वेगाने कमी होत जाणारे प्रमाण, त्यांच्या वापरातून तयार होणारी घातक रसायने व अशा प्रकारामधून तयार होणाऱ्या रसायनांची कमी शुद्धता या काही त्रुटींमुळे शास्त्रज्ञ रसायने बनविण्याच्या इतर पद्धती शोधत आहेत. या परिस्थितीमध्ये चयापचय अभियांत्रिकी मानवी विकासामध्ये अतिशय महत्वाची भूमिका बजावण्याचे संकेत आहेत व त्या दृष्टीने जगभरात अनेक संस्थांमध्ये संशोधन चालू आहे. यांमध्ये अमेरिकेतील एमआयटी व कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, डेन्मार्कमधील टेक्निकल विद्यापीठ, चीनमधील विज्ञान अकादमी अशा काही नामांकित संस्थांचा समावेश आहे.
आतापर्यंत शास्त्रज्ञांना प्रोपेनडायोल व ब्युटेनडायोल या औद्योगिक रसायनांसाठी लागणाऱ्या कच्च्या रसायनांचे आणि आर्टेमिसिनिन या मलेरियावरील अतिशय उपयुक्त औषधाचे व्यापारी उत्पादन चयापचय अभियांत्रिकीद्वारे करण्यात यश आले आहे. इतरही अनेक रसायने बनविण्यासाठी प्रयत्न चालू आहेत. मॉर्फिन हेही अशाच एका प्रकारचे अत्यंत उपयुक्त रसायन आहे. अफूच्या झाडामध्ये आढळणारे हे रसायन कमी मात्रेमध्ये अत्यंत परिणामकारक वेदनाशामक ठरते. अमेरिका व कॅनडा येथील शास्त्रज्ञांनी २०१५ सालामध्ये अफूमध्ये मॉर्फिन तयार होण्याच्या किचकट प्रक्रियेतील शेवटच्या विकराचा शोध लावला. या संशोधनामुळे मॉर्फिन चयापचय अभियांत्रिकीद्वारे यीस्टमध्ये बनविण्याचा मार्ग खुला झाला. मात्र अशा प्रकारच्या संशोधनाचा समाजकंटकांकडून साहजिकच गैरफायदा घेतला जाऊ शकतो. यामुळेच अशा प्रकारांची रसायने बनविण्याचे प्रयोग अत्यंत उच्च सुरक्षा असलेल्या भूमिगत प्रयोगशाळेत केले जातात.
समीक्षक – बाळ फोंडके