Gentechnik: Nobelpreis für DNA-Hacking mit Crispr-Cas

Eigentlich schützt Crispr-Cas vor Virus-Attacken. Aber durch Hacking dieses Schutzmechanismus können Biologen nun eigenen Code in Zellen einschleusen.

Artikel veröffentlicht am ,
Die Möglichkeit zum gezielten Schneiden und Editieren von DNA gibt es erst seit 2012.
Die Möglichkeit zum gezielten Schneiden und Editieren von DNA gibt es erst seit 2012. (Bild: Schwedische Akademie der Wissenschaften)

Nur acht Jahre nach der Veröffentlichung ihrer Entdeckung des Gen-Editierungsverfahrens Crispr-Cas werden Emanuelle Charpentier, Leiterin der Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene, und Jennifer Anne Doudna von der Universität von California in Berkeley mit dem Nobelpreis in Chemie ausgezeichnet. Sie sind damit die sechste und siebte Frau, die diesen Preis erhielten.

Stellenmarkt
  1. (Senior) Strategic Workforce Planner - Shared Services (m/w/d)
    ALDI International Services SE & Co. oHG, Mülheim
  2. Gruppenleiter für Embedded Softwareentwicklung (m/w/d)
    Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG, Gerlingen (bei Stuttgart)
Detailsuche

Crispr steht für "clustered regularly interspaced short palindromic repeats", gemeint sind damit kurze Code-Sequenzen, die erstmals in der DNA von Bakterien auffielen. Vor allem fiel aber auf, dass diese Crisprs immer im Zusammenhang mit bestimmten Genen auftauchen, die genetische Informationen zum Aufbau von Proteinen enthalten und somit wichtig für den Metabolismus der Zelle sind.

Es gibt verschiedene Crispr-Markierungen, aber die generelle Struktur ist immer gleich. Anfang und Ende bildet die Wiederholung einer Sequenz aus Basenpaaren. Dazwischen befindet sich ein kurzer Abschnitt von etwa 30 Basenpaaren, der keine solche Symmetrie hat. Klar war aber, dass die DNA-Abschnitte mit Crispr-Markierungen wichtig waren und sie wurden auch schon damals als Crispr-Assoziierte-Sequenzen (cas) bezeichnet, obwohl die genaue Rolle der Crisprs noch nicht verstanden wurde.

2005 fiel schließlich auf, dass die kurzen Abschnitte in den Crispr-Sequenzen auch in Viren und Bakteriophagen vorkommen, die Bakterien infizieren können. Nur dass Viren mit einer bestimmten Crispr-Sequenz offensichtlich nicht in der Lage waren, ein Bakterium zu infizieren, das schon die entsprechende Crispr-Sequenz in sich trug. Die Markierungen sind also Teil der Abwehr von Angriffen, die die DNA angreifen.

Der Reparatur-Mechanismus der Zelle wurde gehackt

Golem Karrierewelt
  1. Jira für Anwender: virtueller Ein-Tages-Workshop
    03.06.2022, virtuell
  2. Adobe Photoshop Aufbaukurs: virtueller Zwei-Tage-Workshop
    02./03.06.2022, Virtuell
Weitere IT-Trainings

Bei genauerer Untersuchung stellte sich heraus, dass es verschiedene solcher Crispr-Markierungen gibt. Die Funktion von Crispr-Cas9 ist dabei ganz einfach: Es stellt eine Markierung dar, an der die DNA mit Hilfe von angedockten Proteinen aufgetrennt werden kann, sobald sich die bekannte DNA eines Virus in der Zelle aufhält. Dadurch wird die Ausführung des möglicherweise bösartigen Code gestört ("interference"), ausgeschnitten und kann mit Hilfe von Kopien des korrekten Codes wieder repariert werden.

Durch die Untersuchungen des Mechanismus von Charpentier und Doudna gelang es schließlich, diesen Prozess so weit zu verstehen und auszunutzen, dass die DNA an Cas9 und anderen Markierungen gezielt aufgetrennt werden kann und über den Reparaturmechanismus veränderte DNA-Sequenzen in die lebenden Zellen eingeschleust werden können.

Die Möglichkeit zu dieser vergleichsweise schnellen und einfachen Gen-Editierung, auch beim Menschen, hat inzwischen viele Hoffnungen wie auch Befürchtungen geweckt. Die Entdeckung des Mechanismus war aber zweifellos eine preiswürdige wissenschaftliche Arbeit.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


isaccdr 08. Okt 2020

Damit die Menschen sinnlos fressen (und damit Resourcen verschwenden) können ohne das...

svolaf 07. Okt 2020

Es gab mal vor ein paar Jahren auf ARTE eine Reportage über diese Technik. Ich war...

ElMario 07. Okt 2020

weeeeee



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Amazons E-Book-Reader
Alte Kindle-Modelle verlieren Buchkauf und -ausleihe

Amazon streicht in Kürze auf fünf älteren Kindle-Modellen alle Funktionen, die mit Amazons E-Book-Store zusammenhängen.

Amazons E-Book-Reader: Alte Kindle-Modelle verlieren Buchkauf und -ausleihe
Artikel
  1. Alterskontrolle und Netzsperren: Es geht um viel mehr als nur die Chatkontrolle
    Alterskontrolle und Netzsperren
    Es geht um viel mehr als nur die Chatkontrolle

    Neben der umstrittenen Chatkontrolle enthält der Gesetzentwurf der EU-Kommission auch Vorgaben zur Altersverifkation, Netzsperren und Appstores.
    Eine Analyse von Moritz Tremmel und Friedhelm Greis

  2. Liberty Lifter: US-Militär lässt ein eigenes Ekranoplan entwickeln
    Liberty Lifter
    US-Militär lässt ein eigenes Ekranoplan entwickeln

    In den 1960er Jahren schockten die Sowjets den Westen mit dem Kaspischen Seemonster. Die Darpa will ein eigenes, besseres Bodeneffektfahrzeug bauen.

  3. Kollaboratives Arbeiten: Microsoft Teams bekommt Live-Share-Funktion
    Kollaboratives Arbeiten
    Microsoft Teams bekommt Live-Share-Funktion

    Build 2022 In Teams soll nicht mehr nur der Bildschirm geteilt werden, Teilnehmer sollen wirklich gemeinsam in einer Anwendung arbeiten können.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Days of Play: (u. a. PS5-Controller (alle Farben) günstig wie nie: 49,99€, PS5-Headset Sony Pulse 3D günstig wie nie: 79,99€) • Viewsonic Gaming-Monitore günstiger • Mindstar (u. a. MSI RTX 3090 24GB 1.599€) • Xbox Series X bestellbar • Samsung SSD 1TB 79€ [Werbung]
    •  /