Metabolomik, metabolitler içeren kimyasal süreçlerin bilimsel çalışmasıdır. Özellikle metabolomikler “özel hücresel işlemleri geride bırakıp benzersiz kimyasal parmak izlerinin sistematik çalışmasıdır” , onların küçük molekül metabolit profillerinin çalışması. Metabolom biyolojik bir hücre, doku, organ veya hücresel işlemlerin son ürünleri organizmada tüm metabolitlerin topluluğunu temsil eder. Bu nedenle mRNA gen ekspresyonu verileri ve proteomik analizleri metabolik profil hücre fizyolojisinin bir anlık görüntüsünü verebilen bir hücrede olabilecek olan bütün hikayeyi anlatmaz.

Sistem biyolojisi ve fonksiyonel genomiğin en zorlu yolu proteomik, transkriptomik ve metabolomik integrasyonu yaparak yaşayan organizmalara daha tamam bir görüntü sunmaktır.

Anahtar Uygulamalar

• Toksisite değerlendirmesi/toksikoloji. Metabolik profilleme (özellikle kan plazması ve idrar örneklerinde) bir kimyasalın toksikliğinin neden olduğu fizyolojik değişimi saptamada kullanılabilir. Çoğu durumda, gözlenen değişimler belirgin belirtilerle bağdaştırılabilir, örneğin karaciğer ya da böbrekteki belirgin bir lezyon. İlaç şirketlerinin potansiyel ilaç adaylarının toksisite testinden geçmelerini istemelerinin asıl nedeni budur; eğer herhangi bir toksisite klinik testlerden önce bulunursa, bu şirketin yüksek miktarda para kaybetmesini engeller.
• Fonksiyonel genomik. Metabolomikler gen silinmesi ya da gen eklenmesi sonucu oluşan genetik manüplasyonun oluşturduğu fenotipi belirlemek için mükemmel bir yoldur. Bazen bu tek başına yeterli bir yoldur; örneğin insan ve hayvan tüketimi için genetikçe modifiye edilmiş bitkinin fenotipindeki herhangi bir değişikliği algılamak için kullanılabilir. Daha heyecan verici olansa bilinen genlerin silinimi/eklenimiyle oluşan metabolik pertübasyonların karşılaştırılmasıyla bilinmeyen genlerin fonksiyonlarını tahmin edebilme düşüncesidir. Bu gibi ilerlemeler Saccharomyces cerevisiae ve Arabidopsis thaliana gibi model organizmalardan gelir. Scripps Araştırma Enstitüsünde bulunan Cravat Laboratuvarı bu teknolojiyi memeli sistemleri üzerinde uygulamış, N-asil taurinin yağ asidi amit hidrolaz (FAAH) enziminin karakterize edilmemiş endojen maddesi ve monoalkilgliserol eterlerinin (MAGE) karakterize edilmemiş hidrolaz KIAA1363’in endojen maddesi olduğu açığa çıkmıştır.
• Nutrigenomik genomiği, transkriptomiği, proteomiği ve metabolomiği birbirine bağlayan genelleştirilmiş bir terimdir. Genellikle verilen bir vücut sıvısında bulunan bir metabolom yaş, cinsiyet, vücut yapısı ve genetik gibi temelde yatan patolojiler gibi endojenik faktörlerden etkilenir. Kalın bağırsak mikroflorası da metabolik profili belirleme ve endojenik veya ekzojenik faktörü belirlemek için kullanılan önemli bir potansiyel bulucudur. Asıl ekzojenik faktörler beslenme ve ilaçlardır. Beslenme besinler ve besin olmayanlar olarak ayrılabilir. Metabolomik biyolojik son durumu, veya metabolik parmak izini belirlemek için kullanılan anlamına gelir; bu da kişinin bireysel metabolizmasındaki bütün güçlerin dengesini yansıtır.