Metagenomik

Metagenomik (englisch metagenomics) ist ein Forschungsgebiet der Biowissenschaften, bei dem genetisches Material direkt aus Umweltproben extrahiert, sequenziert und analysiert wird. Dies unterscheidet es von klassischen mikrobiologischen Methoden, bei denen Mikroorganismen vor der DNA-Extraktion kultiviert werden.

Metagenomische Methoden ermöglichen die Identifizierung von Mikroorganismen unabhängig von ihrer Kultivierbarkeit. Neben den damit erstmals ermöglichten Einblicken in die Komplexität der Physiologie und der Ökologie von Mikroorganismen bergen metagenomische Ansätze mit der Analyse der natürlich vorkommenden Biodiversität auch ein gewaltiges Potential für die Identifizierung und Entwicklung neuer biotechnologischer und pharmazeutischer Produkte.

Metagenomische Analysen können sich nicht nur auf Mikroorganismengesellschaften,^[1] sondern auch auf Tiere und Pflanzen beziehen, um etwa deren spät-pleistozäne Vorkommen im Permafrostboden zu analysieren, ohne deren Fossilien makroskopisch wahrzunehmen.^[2][3][4]

Zwei generelle Typen von metagenomischen Untersuchungen können unterschieden werden: funktionelle Ansätze und sequenzorientierte Ansätze.

1. ↑ Elizaveta Rivkina, Lada Petrovskaya, Tatiana Vishnivetskaya, Kirill Krivushin, Lyubov Shmakova, Maria Tutukina, Arthur Meyers, Fyodor Kondrashov: Metagenomic analyses of the Late Pleistocene permafrost – additional tools for reconstruction of environmental conditions. In: Biogeosciences. Bd. 13, Nr. 7, 1. 2016, S. 2207–2219, (PDF), doi:10.5194/bg-13-2207-2016.
2. ↑ Susannah Green Tringe, Edward M. Rubin: Metagenomics: DNA sequencing of environmental samples. In: Nature Reviews Genetics. Bd. 6, Nr. 11, Nov. 2005, S. 805–814, (PDF).
3. ↑ Tara Sadoway: A Metagenomic Analysis of Ancient Sedimentary DNA Across the Pleistocene-Holocene Transition. Thesis, 10. 2014, (PDF).
4. ↑ Naomi Ward: New directions and interactions in metagenomics research. In: FEMS Microbiology Ecology. Bd. 55, Nr. 3, März 2006, S. 331–338, (PDF).