CRISPR-Cas: In Rekordzeit von der Grundlagenforschung zur Anwendung
- PDF / 274,559 Bytes
- 1 Pages / 595 x 842 pts (A4) Page_size
- 5 Downloads / 176 Views
Chemie-Nobelpreis 2020
CRISPR-Cas: In Rekordzeit von der Grundlagenforschung zur Anwendung ANITA MARCHFELDER INSTITUT FÜR BIOLOGIE II, UNIVERSITÄT ULM
Den diesjährigen Nobelpreis für Chemie erhielten die beiden Forscherinnen Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna für die Entdeckung des Genome Editing. Zum ersten Mal überhaupt in der Geschichte dieses Preises wurde er nur an Wissenschaftlerinnen verliehen. DOI: 10.1007/s12268-020-1500-5 © Die Autorin 2020
ó Die Genschere CRISPR-Cas wurde auf der Basis des prokaryotischen Immunsystems entwickelt. Die Funktion des CRISPR-CasSystems wurde vor 13 Jahren im Rahmen mikrobiologischer Grundlagenforschung entdeckt; das System hilft Bakterien und Archaeen, sich gegen Angreifer zu wehren, z. B. Viren. Die zentralen Bestandteile des Systems sind die CRISPR-RNA und die CasProteine. Für die Verteidigung werden die Informationen über die Angreifer in den CRISPR-Arrays gespeichert und machen die Zelle damit immun gegenüber wiederholten Angriffen eines Virus. Im Gegensatz zu den schon bekannten Verteidigungssystemen kann sich das CRISPR-Cas-System anpassen und die Immunität gegen die Angreifer vererben. Bioinformatische Analysen haben gezeigt, dass die „Abwehrmaschine“ in sehr vielen Varianten vorkommt, die sich hauptsächlich in der Art und Zusammensetzung der CasProteine unterscheiden. Seit seiner Entdeckung werden die zahlreichen CRISPRCas-Versionen in mikrobiologischen Laboren rund um die Welt erforscht. Dieses Immunsystem ist extrem spannend für die Grundlagenforschung, da hier die Mechanismen der Reaktion untersucht und aufgeklärt werden, die neue Interaktionen zwischen Nukleinsäuren und Proteinen beschreiben. Überdies sind noch viele mikrobiologische Fragen zu klären: Wieso besitzen fast alle Archaeen, aber nur weniger als die Hälfte der Bakterien das CRISPR-Cas-System, warum ist es so ungleich verteilt? Was sind die Kos-
ten des CRISPR-Cas-Systems für die Zelle, wie gefährlich ist die Autoimmunität? Wie werden Abwehr durch CRISPR-Cas und horizontaler Gentransfer ausgeglichen? Welche Funktionen hat das CRISPR-Cas-System zusätzlich zur Abwehr von Viren?
Anwendung auch bei Covid-19-Tests Für die Anwendung stellt das CRISPR-CasSystem eine riesige Schatztruhe dar, aus der neben der Genschere eine Fülle weiterer molekularbiologischen Werkzeugen entwickelt wurden, und auch in Zukunft sind hier noch viele neue Anwendungen zu erwarten. Die mannigfaltigen Varianten des Systems mit der Vielzahl an verschiedenen CasProteinen geben eine breite Basis für die Anwendungsmöglichkeiten. Bisher hat sich die Methodenentwicklung hauptsächlich auf das Cas9-Protein konzentriert, aber immer mehr Anwendungen nutzen auch das Potenzial der zahlreichen anderen Cas-Proteine. Ein neuer Covid-19-Schnelltest nutzt z. B. die RNA-Abbau-Aktivität des Cas13-Proteins. CRISPR-Cas ist nicht nur bei Pflanzen, Tieren und beim Menschen nutzbar, sondern genauso bei Bakterien und Archaeen. Es gibt viele Bakterien und Archaeen, die für die industrielle Fertigung von Lebensmitteln wichtig sind, bisher aber nur sch
Data Loading...
