Premium Molekularbiologie

Genome Editing mittels CRISPR/Cas9

Seit der Entdeckung der DNA-Doppelhelix-Struktur besteht der große Wunsch, die DNA gezielt zu verändern oder zu manipulieren. Die Entdeckung der RNA-basierten CRISPR/Cas9-Technologie löste in den letzten Jahren eine Revolution in der Molekularbiologie aus.

Genome Editing mittels CRISPR/Cas9

© vrx123 – fotolia

Zusammenfassung

Die Entdeckung des einfachen Zweikomponentensystems CRISPR/Cas9, welches ursprünglich zur bakteriellen adaptiven Immunabwehr diente, ermöglicht es den Forschern, gezielte und präzise Veränderungen an der DNA (Genom-Editierung) vorzunehmen. Das enzymatisch aktive Cas9-Protein kann mithilfe einer modifizierten und programmierbaren RNA-Sequenz an eine gewünschte DNA-Position gelenkt werden, um an dieser Stelle einen Doppelstrangbruch einzuleiten. Der DNA-Doppelstrangbruch führt zur Aktivierung der zellulären DNA-Reparaturmaschinerie, wodurch zufällige Insertionen und Deletionen entstehen, aber auch spezifische Mutationen oder zusätzliche DNA-Fragmente in das Erbgut eingefügt werden können. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen dieser neuen Methode gehört die Entwicklung innovativer Therapieansätze bei hereditär bedingten Erkrankungen. So konnte durch den Einsatz der CRISPR/Cas9-Technologie eine Wiederherstellung der Expression des Dystrophin-Gens in Zellen, welche Duchenne-Muskeldystrophie (DMD) verursachende Mutationen tragen, erreicht werden.

Schlüsselwörter: CRISPR/Cas9, Genom-Editierung, Doppelstrangbruch, Duchenne-Muskeldystrophie

Abstract

The detection and modification of the simple two-component system CRISPR/Cas9, which was initially part of the bacterial adaptive immune defence, enables scientists to perform targeted and pre-cise DNA-changes (genome-editing). The modified and programmable RNA-sequence directs the enzymatically active Cas9-protein to any DNA sequence of interest for introducing a double-strand break at the relevant position. The DNA double-strand break activates the DNA repair machinery that induces accidental insertions or deletions but also to specific mutations or foreign DNA-fragments into the genome. One of the most promising applications of this new method is the development of new therapeutic approaches in hereditary diseases. By using the CRISPR/Cas9 technology it was possible to restore the expression of the dystrophin gene in cells carrying dystrophin mutations that cause Duchenne muscular dystrophy (DMD).

Keywords: CRISPR/Cas9, genome-editing, double-strand break, Duchenne muscular dystrophy

DOI:10.3238/MTADIALOG.2018.0026

 

Entnommen aus MTA Dialog 1/2018

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