Mit der Entdeckung der Gene als Träger der erblichen Information Anfang des 20. Jahrhunderts und der erstmaligen Isolierung eines einzelnen Gens im Jahr 1969 wurde das „Zeitalter des Gens“ ausgerufen. Nicht einmal 40 Jahre später, nach der Entschlüsselung des Genoms im Jahr 2003, eröffnete der amerikanische Präsident der Weltöffentlichkeit, man befände sich nunmehr im Zeitalter des Genoms. Knapp zehn Jahre danach ist selbiges schon fast wieder beendet, und ein neues und vielleicht noch komplexeres Zeitalter ist eröffnet.

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In den frühen Jahren des 20. Jahrhunderts konnte mit der Entdeckung von Genen als Träger der über Generationen vererbten Informationen ein Meilenstein in den Naturwissenschaften erreicht werden. 1969 gelang dann erstmals die Isolierung eines einzelnen Gens (aus dem Bakterium Escherichia coli). Nur wenige Jahre später wurde mit der Etablierung von Methoden zur Ermittlung vollständiger DNA-Sequenzen kleinerer Genome der Übertritt in ein neues Zeitalter eingeläutet, dem des Genoms. Fortan konzentrierte sich der Großteil der biologischen Forschung auf die Untersuchung und Analyse der genetischen Information eines Organismus. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts war man der Ansicht, mit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms die relevanten Informationen über den Menschen inklusive dessen Gesundheit vorliegen zu haben.

Heute jedoch weiß man, dass die Entschlüsselung des menschlichen Genoms nur die Tür in ein neues Zeitalter der Datenanalyse geöffnet hat. Neben dem Genom sind in den letzten Jahren nämlich noch weitere „-ome“ in den Fokus der Forscher gerückt, wie zum Beispiel das Transkriptom, das Proteom, das Epigenom, das Metabolom und andere mehr(1) .

Doch nicht nur Datensätze („-ome“), die von einem einzelnen Organismus stammen, sind heutzutage für die Wissenschaft von Bedeutung. Auch die Gesamtheit der mit einem Organismus verbundenen Mikroorganismen, das Mikrobiom, kann positiven wie auch negativen Einfluss auf dessen gesundheitlichen Zustand haben(2) . Neueste Erkenntnisse legen außerdem nahe, dass sich neben dem Mikrobiom auch das Virom, also die Gesamtheit aller mit einem Organismus verbundenen Viren, auf die körperliche Verfassung auswirken kann. So fanden Wissenschaftler beispielsweise heraus, dass einige Krankheiten mit einem Anstieg der Virenvielfalt im Verdauungstrakt einhergehen können(3) .

Neben diesen direkt messbaren Daten kündigen sich für die Zukunft weitere „-ome“ an. So zum Beispiel das Interaktom, das als Begriff bereits seit längerem bekannt ist, allerdings bisher eher für die Protein-Protein-Interaktion genutzt wurde. Mit der rasanten Zunahme bei der Datengenerierung und-verarbeitung dürfte es künftig zunehmend interessant werden, die Interaktion einzelner Genome oder Transkriptome mit- und untereinander zu untersuchen und zu vergleichen. All diese Möglichkeiten sind auf den technischen Fortschritt zurückzuführen, der gerade in den Naturwissenschaften zu einer kontinuierlichen Weiterentwicklung des technisch Machbaren führt.

Im Hinblick auf den Gesundheits- bzw. Krankheitszustand eines Menschen stellt sich in Anbetracht der großen Datenflut zunehmend die essenzielle Frage, welche Daten relevant sind und welche hingegen keine Rolle spielen. Hier kommt das „Interpretom“ ins Spiel – also quasi die Gesamtheit aller möglichen Interpretationen der verfügbaren Genom-, Transkriptom-und Proteomdaten (und anderen).

In Zukunft wird es in den Biowissenschaften also weniger von Interesse sein, die einzelnen „–ome“ spezifischer Organismen losgelöst voneinander zu untersuchen, denn mit den weiteren Fortschritten auf diesem Gebiet dürften Genomsequenzierungen zukünftig keine Herausforderung mehr darstellen. Vielmehr wird der Fokus auf den Wechselwirkungen der Genome, Transkriptome, Proteome, Metabolome, Mikrobiome, Virome und anderen mehr liegen. Dabei wird es durch den technischen Fortschritt möglich werden, die Gesamtheit aller gewonnenen Daten in verschiedenen Auslegungen (Interpretationen) zu analysieren(4) .

Für die biotechnologische Forschung bedeuten diese Entwicklungen völlig neue Möglichkeiten. So sind neue Herangehensweisen im Bereich der stratifizierten Medizin gleichermaßen denkbar wie neue diagnostische und therapeutische Ansätze in der Onkologie, bei Autoimmunerkrankungen und in anderen Anwendungsgebieten. Die Hauptherausforderung in diesem Kontext wird sein, zwischen pathologisch nicht relevanten Normvarianten und krankheitsauslösenden Varianten zu unterscheiden. Dazu wird noch viel Grundlagenforschung erforderlich sein.


Literaturtipps:
(1) https://www.vfa-bio.de/vb-de/aktuelle-themen/forschung/lets-talk-about-omics.html
(2) http://www.faz.net/aktuell/gesellschaft/darm-mikrobiom-aufruhr-in-der-koerpermitte-13456483.html
(3) http://www.berliner-zeitung.de/wissen/bakterienflora-im-darm-winzige-herrscher-im-darm,10808894,30478838.html
(4) http://www.mpg.de/6351866/genom_interaktom