Ein Metabolom ist eine detaillierte Aufschlüsselung von Signalchemikalien, Metaboliten, Hormonen und ähnlichen Strukturen, die in einem Organismus vorkommen. Einige davon werden auf natürliche Weise produziert, andere durch den Stoffwechsel verschiedener aufgenommener Nahrungsmittel und Medikamente. Im Laufe seines Lebens ändert sich die Sammlung chemischer Verbindungen eines Organismus. Es ist möglich, rechtzeitig eine Momentaufnahme zu machen, um zu sehen, was ein Organismus an einem bestimmten Punkt enthalten und produziert hat, aber dies wird sich von Moment zu Moment ändern.
Die Erforschung des menschlichen Metaboloms ist ein Thema von besonderem Interesse. Medizinische Tests beruhen oft auf Metaboliten zu diagnostischen Zwecken. Ein Arzt kann das Vorhandensein oder Fehlen von Verbindungen überprüfen, um Krankheiten ein- oder auszuschließen oder um zu sehen, wie gut ein Patient auf Medikamente anspricht. Nur ein Bruchteil ist mit grundlegenden medizinischen Tests identifizierbar. Eine Erhöhung der Zahl der Metaboliten, auf die Ärzte testen könnten, würde mehr Möglichkeiten für eine genaue Diagnose und Untersuchung von Patienten schaffen.
Dies bietet eine einzigartige Gelegenheit, Wechselwirkungen zwischen Genetik und Umwelt zu untersuchen. Das Genom kodiert für die Produktion einer Reihe von Verbindungen wie Hormonen, Enzymen und so weiter. Fehler können Probleme wie Mängel oder fehlerhafte Chemikalien verursachen. Inzwischen hat auch die Umwelt einen Einfluss auf das Metabolom einer Person; was die Person isst, trinkt und anderweitig ausgesetzt ist, verändert ihr Metabolom und erzeugt eine andere Reihe von charakteristischen Chemikalien.
Forscher, die daran interessiert sind, wie Umwelt und Genetik zusammenspielen können, können das Metabolom untersuchen, um die Schnittmenge dieser Themen zu untersuchen. Sie können beispielsweise beobachten, wie Umwelteinflüsse Gene zum Schweigen bringen oder sie einschalten. Es kann auch Hinweise darauf geben, wie Organismen mit sich ändernden Umweltbedingungen umgehen und was passiert, wenn Organismen Toxinen ausgesetzt sind. Das Metabolom enthält eine Vielzahl von Chemikalien, die der Körper für das Leben verwendet, von Molekülen zur Energiegewinnung über Energiezellen bis hin zu Signalhormonen, die die Fruchtbarkeit auslösen und die Fortpflanzung ermöglichen.
Ein kanadisches Forscherteam entwickelte als erstes eine grobe Sequenz des menschlichen Metaboloms. Diese Arbeit ist eine Herausforderung, da Proben aus verschiedenen Körperregionen unterschiedliche Chemikalien enthalten und diese sich auch im Laufe der Zeit verschieben können. Allein die Sequenzierung der in Leberzellen gefundenen Verbindungen würde ein anderes Bild ergeben als die Untersuchung von Geweben und Flüssigkeiten aus anderen Körperteilen, da viele Teile des Metaboloms sehr ortsspezifisch sind. Einige Signalzellen kommen nur in bestimmten Regionen vor, während bestimmte Metaboliten in einigen Bereichen des Körpers vorkommen können, in anderen jedoch nicht. Eine erfolgreiche Sequenzierung erfordert eine detaillierte und sorgfältige Probenahme.