Metabolismeonderzoek

Metabolismeonderzoek is een onderzoeksgebied binnen biologie en biochemie dat zich bezighoudt met het meten en interpreteren van metabolieten en metabole routes in levende wezens, cellen en biologische systemen. Het doel is moleculaire processen te begrijpen die stofwisseling reguleren, energievoorziening mogelijk maken en celsignalen beïnvloeden.

De belangrijkste takken zijn metabolomiek en fluxomics. Metabolomiek richt zich op het identificeren en kwantificeren van metabolieten in biologische monsters, vaak ongericht (untargeted) of gericht (targeted). Fluxomics onderzoekt de dynamiek van stofwisselingsroutes, meestal met behulp van traceronderzoek.

Analytische platforms omvatten massaspectrometrie (MS) met gekoppelde chromatografie zoals LC-MS en GC-MS, en nucleaire magnetische resonantie (NMR). Daarnaast worden beeldvormingstechnieken en kapillair-elektroforese toegepast. Deze technieken leveren kwantitatieve en kwalitatieve metabolietprofielen op die kunnen worden gekoppeld aan biochemische paden.

Data-analyse combineert chemometrics, multivariate statistiek en pathway-analyse met metabole netwerkanalyse en, afhankelijk van de vraag, constraint-based modellering zoals flux balance analysis (FBA). Het doel is systemisch inzicht te krijgen in hoe metabolisme verschilt tussen cellen, weefsels, aandoeningen of omgevingen.

Toepassingen liggen in de geneeskunde (biomarkerontdekking en farmacometabolomics), voeding en voedingsstatus, plant- en landbouwwetenschap, en biotechnologie (metabolic engineering, optimalisatie van productieprocessen). Uitdagingen zijn variabiliteit in monsters, identificatie en kwantificatie van onbekende metabolieten, en de integratie van grote multidisciplinaire datasets.