Metabolomics Plattform


Metabolomics umfasst die Charakterisierung von Metaboliten in Organismen, deren Quantifizierung zu unterschiedlichen Zeitpunkten und die Differenzierung von Metabolit-Konzentrationen unter dem Einfluss von äußeren Stressfaktoren oder anderweitig veränderten Einflussgrößen. Die Fortschritte im Bereich der Genomics, Proteomics und Transkriptomics lassen immer stärker Fragen entstehen, die nur durch diese Untersuchungen des Primär- und Sekundärstoffwechsels zu beantworten sind.

Mit modernsten Geräten der Massenspektrometrie (MS) bietet die Metabolomics Plattform des FBN die gleichzeitige Analyse, Charakterisierung und Quantifizierung hunderter verschiedener Metabolite und bietet somit die ideale Voraussetzung für das Verständnis der biologischen Prozesse am Nutztier. Übliche Metabolite sind dabei z.B. proteinogenen Aminosäuren, Metabolite aus dem Bereich organischer Säuren, nichtproteinogene Aminosäuren, Kohlenhydrate und Fettsäuren. Zur Auswertung der Spektren werden MS-Datenbanken (GC-MS:  NIST Datenbank, LC-MS: m/z cloud) verwendet, die ständig erweitert werden und eine schnelle Identifizierung der untersuchten Metabolite erlauben.

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Die Auswahl des optimalen Analysenverfahrens wird im Wesentlichen von der Art (Hydrophilie, Molmasse) der zu unter­such­enden Metaboliten bestimmt:

  • Probenmenge: ca. 100 mg Feuchtmasse an Zellen, Gewebe oder Körperflüssigkeit
  • Größe der Metaboliten: GC-MS: bis max. 1.000 Da, LC-MS bis max. 6.000 Da
  • Metabolitenkonzentration: im Bereich nanomolar bis picomolar

Die folgenden Kriterien müssen erfüllt sein:

  • Quantitativer und reproduzierbarer biologischer Aufschluss
  • Zusatz eines internen Standards zur Aufschlusskontrolle & relativen Quantifizierung
  • Lyophilisation der aufgeschlossenen Proben für Trockenmassebestimmung & Derivatisierung

Mögliche Anwendungen für Untersuchung des Stoffwechsels:

  • Optimierung von Anzuchtbedingungen innerhalb von Kultivierungsversuchen
  • Untersuchung des Einflusses von Testsubstanzen auf den Stoffwechsel von Organismen
  • Systembiologische Fragestellungen im Zusammenhang mit Proteom- und Transkriptomuntersuchungen

Anmerkung: Die Metabolomics Plattform befindet sich im Aufbau.

Vergleich MS-Spektrum von Schwein (grün), Holstein (rot) und Wagyu (blau)