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3.1 Systembiologie in Pseudomonas putida
weiterer aliphatischer und aromatischer Verbindungen als Kohlenstoffquelle nutzen.
Für umfangreiche systembiologische Analysen wurde der in dieser Arbeit vorwiegend
verwendete Stamm Pseudomonas putida KT2440 durch die Sequenzierung des Gesamtgenoms
im Jahr 2002 durch Nelson et al. (2002) zugänglich. Basierend auf einer Analyse
des Genoms, sagten Jiménez et al. (2002) vier zentrale Abbauwege für Aromaten über
Protocatechuat (pca-Gene), Catechol (cat-Gene), Homogentisat (hmg-Gene) oder Phenylacetat
(pha-Gene) vorher. Zusätzlich postulierten sie noch weitere in diese Wege
mündende Stoffwechselwege. Eine erste umfangreiche Proteomics-Studie beleuchtete
Änderungen des Proteoms in Pseudomonas putida KT2440 und Pseudomonas aeruginosa
PA01 unter Ionenmangel-Stress (Heim et al., 2003). Es folgten weitere Proteomics-
Studien zur Lösungsmitteltoleranz gegenüber Phenol (Santos et al., 2004) und Toluol
(Segura et al., 2005; Wijte et al., 2010) sowie eine kombinierte Transcriptomics- und
Proteomics-Studie zum Abbau von p-Hydroxybenzoat (Verhoef et al., 2010). Die von
Jiménez et al. (2002) postulierten Abbauwege für aromatische Verbindungen konnten
von Kim et al. (2006) auf Proteomebene bestätigt und ergänzt werden. Der Mechanismus
der katabolischen Repression wurde im Rahmen einer Co-Metabolisierung von
Toluol und Glucose von Del Castillo und Ramos (Del Castillo et al., 2007b) untersucht
und beschrieben. Eine Modellierung des Metabolismus von Pseudomonas putida
KT2440, welche auf Genomdaten basiert, wurde von Puchałka et al. (2008) veröffentlicht.
3.1.2 Systembiologie
Den Begriff „Systembiologie“ eindeutig und universell zu definieren, erscheint aufgrund
der verschiedenen Herangehensweisen an dieses Forschungsgebiet und dessen interdisziplinärer
Ausrichtung äußerst schwierig. Neben verschiedenen Definitionen, die aus konkreten
systembiologischen Fragestellungen abgleitet werden können, bietet sich auch
eine historische Betrachtung des Begriffs an. Die Anfänge der Systembiologie lassen
sich auf die Arbeiten von Ludwig von Bertanlanffy und dessen Buch „General Systems
Theory“ zurückführen (Bertanlanffy, 1968). Die darin beschriebene Systemtheorie ist
als Gegenentwurf zu der nach Bertalanffys Meinung vorherrschenden isolierten Betrachtung
verschiedener Phänomene zu verstehen und rückt die Betrachtung von Zusammenhängen
und der Gesamtheit eines Systems in den Mittelpunkt des wissenschaftlichen
Interesses. Diese generelle Systemtheorie bezieht sich dabei nicht nur auf die Natur-,
sondern gleichermaßen auf die Sozial- und Rechtswissenschaften. Der zur gleichen Zeit
von N. Wiener geprägte Begriff der Kybernetik (engl. Cybernetics) überträgt zudem
die technischen Begriffe der Steuerung und Regelung auf biologische Systeme und setzt
damit einzelne Teile in „regulatorischen Netzwerken“ zueinander in Bezug (Wiener,
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