Genomchirurgie: Genome Editing mit CRISPR/Cas9

Grafik: Sisters of Design

Es klingt nach einem Heilsversprechen: Kranke Abschnitte im Erbgut werden mit einer „Genschere“ herausgeschnitten und durch gesunde Abschnitte ersetzt. Im Prinzip funktioniert so die Genomchirurgie. Die neuen Methoden sind nicht unumstritten: Während robuste, ertragreiche Pflanzen Hungersnöte verhindern könnten, werden Warnungen vor unabsehbaren Folgen für die Umwelt laut. Neue Heilungs- und Therapiemethoden werfen Fragen nach möglichen Langzeitfolgen von Eingriffen in die Keimbahn auf.

CRISPR/Cas9

Eine neue Methode in der Biotechnologie heißt „CRISPR/Cas9”. Forscher haben sie sich beim Bakterium Streptococcus pyogenes „abgeschaut“. Es ist eine Selbstverteidigungs-Methode des Bakteriums gegen Viren. Infiziert ein Virus das Bakterium, kopiert die Zelle Teile des Virus-Erbguts und baut sie in ihr eigenes Erbgut ein. Diese zusammengesetzten Abschnitte werden CRISPR genannt (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Sie arbeiten dann wie „Erkennungs-Sonden“ gegen das Virus. Cas9 ist das Eiweiß, das den Schnitt ausführt (Cas9 = CRISPR-associated protein 9). Wenn derselbe Virustyp in das Bakterium eindringt, kann das Cas9-Eiweiß die CRISPR-Abschnitte „huckepack” nehmen. Der CRISPR-Cas9-Komplex sucht dann die Virus-DNA, zerschneidet sie und macht das Virus dadurch unschädlich.

Jörg Vogel über die Genschere

Molekularbiologe

Präzise molekulare Scheren

Forscher können solche Genscheren im Labor nachbauen. Und sie können die „CRISPR-Sonden“ so programmieren, dass sie im Erbgut jeden beliebigen Abschnitt suchen und schneiden. Genbausteine können entfernt oder ausgetauscht werden. Das Erbgut kann damit gezielt „umgeschrieben“ werden. Die Methode gilt als effizient und präzise und die Veränderungen durch CRISPR sind später in der Regel nicht mehr nachweisbar. In dieser Form waren Genmanipulationen bisher nicht möglich.