Chemiereport_2016-2

Foto:iStockphoto.com/Molekuul AustrianLifeScienceschemiereport.at 2016.2 LIFE SCIENCES programmiert werden, um gezielt Schnitte an bestimmten DNA-Sequenzen vornehmen zu können“, erklärt Thomas Moser, General Manager der am Vienna Biocenter ansässigen Horizon Genomics GmbH. Zwar seien auch davor schon Tech- nologien des Genome Editing mit anderen Klassen von Nuklea- sen (Meganukleasen, Zinkfinger-Nuklea- sen, TALENs) zur Ver- fügung gestanden, doch sei deren Hand- habung im Vergleich mit der CRISPR-Techno- logie weitaus langwieri- ger gewesen. Anwendungen in Zellbiologie und Pflanzengenetik Horizon nutzt die neuen Möglich- keiten des Genome Editing zur Herstel- lung von Zelllinien, in die gezielt geneti- sche Veränderungen eingeführt wurden. Gemeinsam mit der unternehmenseige- nen Technologie, bei der haploide Zellen verwendet werden, kann Horizon heute Knockout-Zelllinien (in denen ein bestimmtes Gen ausgeschaltet ist) im Hochdurchsatzverfahren produzieren oder auf Bestellung liefern. Auch das Ein- führen von Punktmutationen ist möglich. Hauptanwendungsgebiet ist dabei die zellbiologische Forschung selbst: „Man kann auf diese Weise recht einfach eine genetische Modifikation vornehmen und untersuchen, welchen Einfluss diese auf den Zellstoffwechsel hat“, erläutert Moser. Das Anwendungspotenzial der CRISPR/ Cas9-Technologie geht aber weit über die Grundlagenforschung hinaus. „Das Poten- zial in der Pflanzengenetik ist unüber- schaubar groß. Diese Technologie wird das ganze Feld revolutionieren“, sagt Ortrun Mittelsten Scheid, die eine For- schungsgruppe am Gregor-Mendel-Insti- tut in Wien leitet. Einer der Gründe: Das Ergebnis einer durch die neue Techno- logie hervorgerufenen Veränderung der DNA-Sequenz ist von einer natürlichen Mutation nicht mehr unterscheidbar. „Sie können auf diese Weise Gene in eine Pflanze einführen, ohne dass sonst eine Veränderung zurückbleibt“, so die Gene- tikerin. Zwar müsse auch die Cas9-Endo- nuklease im Zielorganismus exprimiert werden, doch könne man diese nach dem Prozess ganz leicht wieder loswer- den. Nebeneffekte, die immer wieder als Argument gegen den Einsatz herkömm- licher gentechnischer Methoden ange- führt werden, sind aus diesem Grund nicht zu erwarten. Mittelsten Scheid hofft, dass dies zur Präzisierung der Debatte beiträgt. Längst ist auch das kommerzi- elle Potenzial von CRISPR/Cas9 erkannt worden – vor allem was potenzielle Anwen- dungen in der Medizin betrifft: Das von Char- pentier mitbegründete Unternehmen CRISPR Therapeutics ist eine hochdotierte Part- nerschaft mit Bayer eingegangen (siehe Bericht auf Seite 14). Auch dem Unternehmen Editas Medicine wurde viel Aufmerksamkeit (und Risikokapital) zuteil. „Immunsystem“ der Bakterien Kernstück eines molekularen Abwehr- mechanismus von Prokaryoten sind Abschnitte sich wiederholender DNA-Se- quenzen („Clustered Regularly Interspa- ced Short Palindromic Repeats“, kurz CRISPR), in die Spacer eingebaut sind, die der Sequenz fremder DNA entsprechen. Im Zusammenspiel mit Proteinen (z. B. der Endonuklease Cas9), deren Gene benach- bart zu den CRISPR-Genloci sind, kann das Erbgut eines Angreifers, das komple- mentär zu den eingebauten Sequenzen ist, gezielt geschnitten werden. Auf diese Weise erfüllt der Mechanismus eine Rolle analog zum Immunsystem höherer Tiere. Nutzung im Genome Editing Wird an eine transkribierte CRISPR-RNA anstatt der dem Spacer entsprechenden Sequenz ein anderer, zu einer gewünsch- ten DNA-Sequenz komplementärer RNA- Strang angefügt, kann Cas9 dazu gebracht werden, nahe dieser Zielsequenz zu schneiden. Mittels Vektoren können auch eukaryotische Zellen mit dem CRISPR/ Cas-System ausgestattet werden, die es natürlicherweise nicht besitzen. Auch dort können auf diese Weise gezielt Schnitte an bestimmten DNA-Sequenzen erreicht und in weiterer Folge Deletionen oder Mutati- onen an einer genau bekannten Stelle im Genom vorgenommen werden. Wie funktioniert CRISPR/Cas9? Breites Spektrum Hohe Genauigkeit • Kalibrierung in akkreditierten Laboratorien • Kalibrierung direkt vor Ort • Fullservice für Ihre Messgeräte dank breitem Kalibrierungs- spektrum • Eigenes Logistikkonzept Testo Industrial Services GmbH Geblergasse 94 1170 Wien Tel. 01 / 486 26 11-0 Mail: info@testotis.at www.testotis.at Kalibrierung: Tel. 01 / 4862611-0

Seitenübersicht