Metabolitenprofiling

Aus kleinen Molekülen auf große Veränderungen schließen

Metaboliten sind Zwischenprodukte des Stoffwechsels und wie es Zwischenprodukte so an sich haben, sind sie nicht beständig sondern werden immerzu auf-, ab- und umgebaut. Die Konzentrationen der einzelnen Metaboliten werden von zwei Dingen wesentlich beeinflusst: den Genen, die dafür verantwortlich sind, welche Stoffe überhaupt gebildet werden können und der Umwelt, die darauf Einfluss nimmt, welche Gene aktiviert werden. Forscher wollen aus diesem zutiefst dynamischen Netzwerk ablesen, welche genetische Ausstattung ein Organismus hat und welche bisher verborgenen Eigenschaften das mit sich bringt.

Metaboliten sind eine bunte Truppe von Enzymen, Signalmolekülen, Proteinen, Fetten und Zuckermolekülen; bei weitem nicht alle Stoffe sind bisher bekannt. Bei der Metaboliten-Analyse werden die Massen der einzelnen Stoffe, die gleichzeitig in einer Zelle vorhanden sind, bestimmt. Manchmal gibt sich ein Molekül bereits durch sein spezifisches Gewicht zu erkennen, von dem im besten Fall vielleicht auch schon bekannt ist, durch welches Gen seine Synthese reguliert wird. Manchmal hat man am Ende der Analyse aber nur: die Masse eines unbekannten Moleküls.

Auch bei Pflanzen zählen manchmal die inneren Werte – ihr  Metabolitenprofil

Taucht dieses unbekannte Molekül zufälligerweise nur in Pflanzen auf, die sich besonders gut an bestimmte Umweltbedingungen angepasst haben oder einen auffälligen Phänotyp zeigen – sich also in Wuchsform, Blattgröße oder sonstigen Merkmalen von ihren Artgenossen unterscheiden – wird es für die Wissenschaftler interessant. Sie versuchen jetzt, den Stoff zu identifizieren, seine Rolle im Stoffwechsel aufzudecken und ihn einem Gen zuzuordnen.

Vom Aussehen der Keimlinge kann man keine Vorhersagen über die Eigenschaften der ausgewachsenen Pflanzen treffen. Aus den Metabolitenprofilen hingegen lassen sich Informationen über das zukünftige Aussehen und die Inhaltsstoffe der Pflanzen ablesen.