Prof. Dr. Holger Puchta

Forschungsschwerpunkte: Grüne Gentechnik, CRISPR/Cas, DNA-Rekombination, DNA-Reparatur
Holger Puchta ist Molekularbiologe. Weltweit ist er der erste Wissenschaftler, der Gene Editing zur Genomveränderung bei Pflanzen eingesetzt und für die Anwendung in der Pflanzenzüchtung optimiert hat. Kürzlich hat er auch die gezielte Veränderung von Pflanzenchromosomen etabliert.
Bei Organismen kommt es im Genom zu programmierten Veränderungen der genetischen Information. Oft spielen dabei molekulare Scheren, die sequenz-spezifisch die DNA schneiden, eine Rolle. Dieses Prinzip nutzte Holger Puchta biotechnologisch, indem es ihm 1993 als erstem Wissenschaftler gelang, mit einer molekularen Schere aus Hefe auch in Zellen von multizellulären Eukaryonten die DNA zu schneiden. Danach demonstrierte er, dass auf diese Weise in Pflanzen Gene ausgeschaltet, gezielt verändert oder auch komplett aus dem Genom entfernt werden können. Seine Untersuchungen zeigen nicht nur, dass fremde DNA ins Genom über DNA-Doppelstrangbrüche integriert werden kann, sondern auch, mit welcher Häufigkeit größere, chromosomale Veränderungen auftreten können. Die Forschungsergebnisse von Holger Puchta sind nicht nur für das Verständnis der Mechanismen der Genomevolution und für die Anwendung in der Pflanzenzüchtung relevant, sondern auch für das Abschätzen von möglichen Risiken bei der Anwendung von molekularen Scheren.
2020 gelang es der Forschungsgruppe von Holger Puchta erstmals, nicht nur Gene, sondern auch Chromosomen bei Pflanzen zu restrukturieren. Durch den mit der CRISPR/Cas-Methode induzierten Austausch von Chromosomenarmen ist es seither möglich, nahe auf dem Chromosom liegende Gene zu trennen und diese unabhängig zu vererben. Diese Entdeckung ermöglicht es Pflanzenzüchtern, bisher genetisch unzugängliche Eigenschaften aus Wild- auf Kulturpflanzen zu übertragen und diese gezielt zu optimieren. Kulturpflanzen können so erwünschte Eigenschaften wie beispielsweise Hitze- und Krankheitsresistenzen gemeinsam vererben.