CRISPR/CAS9

CRISPR/CAS9 wird die Zukunft der Gentechnik sein und vermutlich auch die Zukunft der Menschheit entscheidend beeinflussen. Aus diesem Grund möchte ich kurz erklären was CRISPR/Cas9 ist und dann darunter eine aktuelle Sammlung zu interessanten Artikeln aufbauen.

Im Jahr 1987 wurde CRISPR/Cas9 erstmals entdeckt (Ishino et al., 1987). 2010 wurde es dann als bakterielles Immunsystem beschrieben (Horvath, 2010) und 2012 für die Anwendung im Menschen benutzt (Wiedenheft et al., 2012Jinek et al., 2012). Seit dem ist der Siegeszug von CRISPR/Cas9 kaum mehr aufzuhalten und diese Technik findet in immer mehr Gebieten der Biologie und Medizin Anwendung.

Das CRISPR/Cas9 System dient in Bakterien als Immunsystem zur Bekämpfung von viralen Infektionen. CRISPR steht hierbei für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, auf deutsch in etwa: “Kurze sich regelmäßig wiederholende palindromische Sequenzen”. Diese Repeats wechseln sich in Bakterien mit sogenannten Spacern ab, welche Sequenzen viralen Ursprungs enthalten und die Bakterien dazu befähigen diese Viren abzuwehren. Cas9 hingegen ist ein Enzym, welches in der lage ist, RNA-Moleküle, die aus den Spacer-Elementen gebildet werden, zu binden und die Ziel-DNA spezifisch zu schneiden. Durch die Kombination dieser beiden Elemente ist es Wissenschaftlern nun möglich das Genom aller Lebewesen mit nie dagewesener Präzision zu modifizieren.

Auf der Seite der Wissenschaftspodcasts gibt es eine Liste von Podcast-Episoden zum Thema.


Aktuelle Artikel zu CRISPR/CAS9

25.07.2018 – EuGH Urteil

Am 25.07.2018 entschied der EuGH, dass Pflanzen die mit CRISPR verändert worden sind auch als GVO (Gentechnisch veränderte Organismen) anzusehen sind. Deshalb sind sie auch den gleichen Regularien und Genehmigungsverfahren unterworfen. Sie werden also in den gleichen Topf wie andere gentechnische Verfahren geworfen, die wesentlich unpräziser und schlechter zu kontrollieren sind.

Meinen ausführlichen Take dazu bei ‚The Random Scientist‘ könnt ihr hier hören: http://therandomscientist.de/2018/08/01/560/?t=1:13:07,1:27:24

16.07.2018 – Nature Biotechnology

CRISPR ist auf dem Weg im klinischen Setup das Geneditier-Werkzeug der Wahl zu werden, wenn es das nicht schon ist. In diesem Paper, publiziert in Nature Biotechnology, zeigen Kosicki et al., dass dem noch viele ungeklärte Fragen im Weg stehen. Darin zeigen sie, dass CRISPR-editing zu großen, mehreren Kilobasen überspannenden Deletionen sowie anderen potentiell pathogenen Genveränderungen in weiter entfernten Genbereichen führen kann.

02.07.2018 – Youtube

John Oliver erklärt anschaulich in seiner „Tonight Show“ mögliche Chancen und Risiken von CRISPR/Cas9. Es geht dabei nicht so sehr um die Technik im speziellen sondern viel mehr um die Konsequenzen und Möglichkeiten.

21.06.2018 – Nature Medicine

Zwei kurze Artikel in Nature Medicine zeigen, dass durch CRISPR herbeigeführte Veränderungen am Genom die DNA-Reparatur durch p53, den ‚Wächter des Genoms‘, aktiviert wird. Dies führt zu einem Zellzyklusarrest was die Effektivität der Methode reduziert. Blockiert man nun p53 um die Effektivität zu erhöhen, kann dies negative Effekte wie zB. die Förderung von Tumorwachstum zur Folge haben.

28.03.2018 – bioRxiv

Ein Team der Stanford University und der University of Iowa hatte im Mai 2017 berichtet, dass die Genomeditierung mittels CRISPR/CAS9 viele unerwünschte Mutationen (sogenannte ‚off-target effects‘) herbeiführen würde. In einer aktuellen Studie müssen sie das allerdings korrigieren, da sie die Ergebnisse aus verschiedenen Gründen nicht reproduzieren konnten.

16.03.2018 – verschiedene Journale

3 Studien, die unabhängig in verschiedenen Fachjournalen Anfang diesen Jahres erschienen sind, haben gezeigt, dass Cas9 nicht nur DNA sondern auch RNA schneiden kann. Allerdings muss die genaue Wirkungsweise dieser Funktion weiter Untersucht werden.

05.03.2018 – Nature Communications

Ein Team um Dr. Knut Woltjen von der Kyoto Universität haben es geschafft mittels MhAX (Microhomology-Assisted eXcision), CRISPR so anzupassen, dass es möglich ist einzelne Basen im Genom zu verändern.

15.02.2018 – Science

Das Team aus dem Labor von Feng Zang entwickelten einen Test, der ähnlich wie ein Schwangerscahftstest funktioniert. Dieser Test, SHERLOCK (Specific High Sensitivity Reporter unLOCKing), ermöglicht es auf einfache und günstige Weise Nukleinsäuren (DNA, RNA aus zB Viren wie Zika) nachzuweisen.

05.02.2018 – Nature Microbiology

Freiburger Forscher um Juliane Behler konnten in dieser Publikation zeigen, dass RNAse E nicht nur an der Steuerung der Genexpression beteiligt ist, sondern auch Einfluss auf das CRISPR/CAS-System nimmt.

31.01.2018 – Science Advances

Präzise Schnitte im Genom einer an Duchenne muscular dystrophy erkrankten Patient:in können potentiell alle 3000 Mutationen die mit dieser Krankheit assoziiert sind korrigieren.

20.12.2017 – Nature

Mit Hilfe von CRISPR/Cas9 konnte progressiver Hörverlust bei Mäusen geheilt werden.