Die Nachsilbe „-omic“ steht für die Erforschung eines bestimmten Gebietes, das im Allgemeinen auf „-om“ endet. So beschäftigt sich beispielsweise die Genomik mit dem Genom, also mit dem gesamten Erbgut von Menschen, Tieren, Pflanzen oder Mikroorganismen und die Proteomik mit der Gesamtheit der Proteine in einer Zelle.

(© vfa / M. Joppen)
Die Genomik war eine der ersten „Omics“, gefolgt von der Transkriptomik, worunter man die Erforschung der Gesamtheit aller von der Erbsubstanz DNA in den Botenstoff RNA überschriebenen Gene versteht. Da jedoch nicht jede vorliegende RNA tatsächlich auch in ein Protein umgesetzt wird, ist das Transkriptom einer Zelle nicht zwangsläufig auch mit der Gesamtheit aller Proteine, dem Proteom, identisch. Auch die Epigenomik ist bereits fest etabliert. Hierbei handelt es sich um die Analyse der Modifikation von DNA-Molekülen. Epigenetische Marker sind nicht Teil der DNA-Sequenz selbst, sondern sitzen sozusagen auf ihr. Und man weiß, dass diese Art von Anhängseln eine entscheidende Rolle bei der Steuerung der Gene spielt.

Weiter geht es mit der Metabolomik – also der Erforschung des Metaboloms, worunter die Erfassung aller Metabolite (Stoffwechselprodukte) eines Lebewesens verstanden wird. Dies könnte relevant sein, um Aussagen über den Gesundheitszustand oder die Veranlagung für bestimmte Krankheiten abzuleiten. Die Mikrobiomik wiederum beschäftigt sich mit dem Mikrobiom, also der Gesamtheit der Genome der menschlichen Mikroflora. Dies ist deshalb wichtig, da die auf und im Menschen vorkommenden Mikroorganismen zum einen wichtige Aufgaben übernehmen – beispielsweise die Bildung von Vitaminen oder die Ausprägung einer gesunden Darmflora – zum anderen aber auch Krankheiten auslösen können, wie beispielsweise Durchfälle oder auch Blutvergiftungen. Inzwischen gibt es erste Hinweise, dass die Art der Darmflora auch eine Fettleibigkeit mit begünstigen kann.

Mit der Wissenszunahme in den Lebenswissenschaften sowie den ständig erweiterten technologischen Möglichkeiten kommen laufend neue „Omics“ hinzu, so beispielsweise Effectomics oder auch Variomics. Effectomics beschäftigt sich mit der Erforschung des Effektoms. Dahinter verbirgt sich die Erkenntnis, dass ein Organismus ein bestimmtes Codon für eine Aminosäure bevorzugt und nicht alle theoretisch passenden Codons gleichermaßen nutzt. Dies gilt insbesondere für solche Produkte, die von einer Zelle in großer Anzahl benötigt werden oder die in kritischen Situationen sehr schnell produziert werden müssen. Durch die Fixierung auf ein spezielles Codon werden Qualität und Geschwindigkeit der Proteinsynthese optimiert – ein entscheidender Faktor für effizientes Zellwachstum. Diese optimiert hergestellten Proteine werden als artspezifische Effektome bezeichnet, die bisher nur für Mikroorganismen beschrieben wurden und diejenigen Proteine umfassen, die für die zentralen Prozesse mikrobiellen Lebens essenziell sind. Variomics beschäftigt sich mit dem Variom, also der Erforschung der verschiedenen Varianten von DNA, RNA und Proteinen. Solche Veränderungen kommen im Organismus als wichtiger und natürlicher Faktor für die Anpassung an wechselnde Umgebungsbedingungen vor. Sie können allerdings auch Ursache für das Auftreten von Krankheiten sein. Deshalb kommt der Erforschung dieser Variabilität eine immer größere Rolle zu und ist auch Anliegen des Human Variome Projects.

Es gibt darüber hinaus eine Vielzahl weiterer Omics, unter anderem Allergenomics, Chromosomics, Degradomics, Epitomics, Foldomics, Immunogenomics, Kinomics, Mitochondriomics, Morphomics, Oncogenomics, Pathomics, Physiomics, Receptoromics, Secretomics sowie Viromics. Grundsätzlich sind diese „Omics“ nur durch den mittlerweile hohen Grad an Automatisierungen erforschbar, wodurch die jeweiligen riesigen Mengen an Analysedaten über das biologische Geschehen überhaupt erst ermittelt und verarbeitet werden können. Die rasanten Entwicklungen auf den Technologiefeldern der Molekularbiologie und der Genetik sowie der Bioinformatik stellen hier unverzichtbare Werkzeuge zur Verfügung.

Insgesamt tragen die „Omics“ dazu bei, Entstehung und Verlauf von Erkrankungen besser zu verstehen und damit neue Erkenntnisse für künftige präventive und therapeutische Behandlungsansätze zu generieren. So basieren beispielsweise die Ansätze zur Personalisierten Medizin ganz entscheidend auch auf den „Omics“-Erkenntnissen. Die künftige Herausforderung wird es nun vor allem sein, aus der Vielzahl an generierten Daten die relevanten Aspekte heraus zu kristallisieren, um weitere therapeutische Fortschritte zum Nutzen für die Patienten zu erzielen.