Die bekannte Genbearbeitungstechnik CRISPR hat die Welt der Gentechnik und Medizin revolutioniert. Denken Sie nur an die erste Gentherapie auf Basis von CRISPR-Cas 9, die kürzlich in Europa zugelassen wurde. Allerdings scheint nun ein weiteres ähnliches, aber noch leistungsfähigeres System angekommen zu sein. Dieses neue System, „Bridging Rekombination“ genannt, könnte es uns ermöglichen, viel größere Veränderungen am Genom vorzunehmen, als dies derzeit durch CRISPR ermöglicht wird. Die Details wurden gerade in einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie beschrieben Natur.
Brückenrekombination
Das neue Gen-Editierungssystem wird so genannt, weil es nicht wie CRISPR schneidet, sondern zwei DNA-Sequenzen physisch wie eine Brücke verbindet. „Wir freuen uns über die Möglichkeit, genomische Veränderungen vorzunehmen, die weit über das hinausgehen, was wir derzeit mit CRISPR erreichen können“, erklärt Autor Patrick Hsu vom Arc Institute in Kalifornien. Allerdings ist noch nicht klar, ob es funktionieren wird in Zellen, da es bisher kaum in Bakterienzellen oder in Reagenzgläsern getestet wurde. „Die gemeldeten Ergebnisse sind wirklich aufregend“, sagte Stephen Tang dem Magazin. Neuer Wissenschaftler, von der Columbia University (New York). „Es bleibt abzuwarten, ob und inwieweit es in komplexen Zellen wie dem Menschen funktioniert.“
Der Erfolg von CRISPR
Zur Erinnerung: Die Genbearbeitung mit CRISPR wurde im Jahr 2012 eingeführt. Die Grundform von CRISPR, die das Cas9-Protein nutzt, ist nur eines der bestehenden CRISPR-Systeme und insbesondere dasjenige, das dank der Arbeit der beiden Nobelpreisträger entwickelt wurde Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna haben es geschafft, sich zu einem System zu entwickeln, mit dem praktisch jede genetische Sequenz entfernt, verändert oder in die DNA eingefügt werden kann. Daher gibt es eine Vielzahl von CRISPR-Systemen, und derzeit wurde nur ein minimaler Teil identifiziert und untersucht, um ihr Potenzial zu überprüfen.
Die Studie
Frühere Forschungen konzentrierten sich bereits auf Rekombinasen, also Proteine, die zwischen DNA-Regionen ausgetauscht werden. Koordinierung des genetischen Rekombinationsprozesses, der auf natürliche Weise abläuft. Doch nun ist es Hsus Team gelungen, die erste Rekombinase zu entdecken, die DNA (überbrückende RNA) als Brücke zwischen den Spender- und Zielsequenzen nutzt. Dies faltet sich insbesondere in zwei Ringe, von denen einer mit der DNA-Sequenz verbunden ist, die eingefügt werden soll, und der andere mit dem Ring, in den die Einfügung erfolgen soll. Beide Ringe sind unabhängig voneinander programmierbar, sodass jedes Paar genetischer Sequenzen potenziell kombiniert werden kann. Den Forschern zufolge ist dies das erste Beispiel eines bispezifischen Leitmoleküls, das die Sequenz von Ziel- und Spender-DNA vorgibt und zum Hinzufügen, Löschen oder Umkehren von DNA-Sequenzen nahezu beliebiger Länge verwendet werden kann. „Bridge Editing bietet ein beispielloses Maß an Kontrolle für die Genommanipulation“, sagt Hsu und weist darauf hin, dass es viel mehr tun könnte, als nur defekte Gene zu ersetzen. Beispielsweise könnte es uns helfen, die Genome von Pflanzen und Tieren völlig umzugestalten. „Wir möchten über das Einfügen einzelner Gene hinausgehen und Genom-Engineering auf chromosomaler Ebene erreichen“, schließt der Autor.
Artikel ursprünglich veröffentlicht in WIRED Italien. Adaptiert von Mauricio Serfatty Godoy.
