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CRISPR/Cas9

Kryptonit der DNA-Schere entdeckt

"Anti-CRISPRs" sollen gentechnische Veränderungen mit CRISPR/Cas9 sicherer machen.
Gentherapie

Mit CRISPR, dem Wundermittel der Gentechnik, erzeugten Forscher bereits bräunungsresistente Champignons, malariaabwehrende Mücken und Pflanzen, die unempfindlich gegen Schädlinge sind. In Menschen könnten sie mit Hilfe der DNA-Schere bald genetische Krankheiten heilen. Ein neuer Zusatz soll die Genschere jetzt noch mächtiger machen. Dabei handelt es sich kurioserweise um drei Proteine, die CRISPR/Cas9 blockieren. Mit Hilfe dieser "Anti-CRISPRs" konnten Forscher CRISPR/Cas9 nun auch in menschlichen Zellen gezielt inaktivieren. Die Neuerung soll als Notbremse mehr Sicherheit bei Anwendung der Genschere bringen.

Entdeckt hat das Team um April Pawluk von der University of Toronto die CRISPR-Blocker in Bakterien der Art Neisseria meningitidis. Hier suchten sie nach Stoffen, die dem Schneideenzym Cas9 entgegenwirken. Sie wurden gleich mehrfach fündig: Drei Proteine, die sich an Cas9 heften und es blockieren, holten sie aus dem Keim. Die Anti-CRISPRs stammen wahrscheinlich gar nicht von N. meningitidis selbst, sondern von Phagen, die die Bakterien einmal infiziert hatten. Diese Viren sind die natürlichen Ziele des bakteriellen Immunsystems, zu dem CRISPR/Cas9 gehört; die Anti-CRISPR-Moleküle sind wohl ihre Gegenmaßnahme. Die Strategie lässt sich aber durchaus auch auf andere Organismen übertragen. Das zeigen die Forscher in menschlichen Zellen: Gaben sie ihnen Bauanleitungen für die Anti-CRISPRs, konnten die Zellen die Proteine produzieren und sich vor mancher CRISPR-Attacke schützen.

Das könnte biotechnologische Anwendungen von CRISPR sicherer machen. Anti-CRISPRs sollen Wissenschaftlern dabei helfen, genauer zu steuern, wo und wann die Genschere in einem Organismus aktiv ist. Arbeitet das Enzym Cas9 zu lange oder am falschen Ort, steigt die Gefahr von ungewollten Mutationen. Im menschlichen Erbgut haben selbst kleine Fehler manchmal fatale Folgen – sie lösen mitunter Krebs oder genetische Erkrankungen aus. Anti-CRISPRs geben Wissenschaftlern die Möglichkeit, das System besser zu kontrollieren.

Leider funktionieren die drei entdeckten Anti-CRISPRs aber noch nicht bei jedem Cas9-Enzym. Ausgerechnet das für biotechnologische Anwendungen fast immer verwendete Cas9 aus Streptococcus pyogenes zeigt sich gegen die Anti-CRISPRs von N. meningitidis komplett immun. Die Suche nach Anti-CRISPRs geht also in die nächste Runde. Die Wissenschaftler bleiben optimistisch: Sie glauben daran, dass sie diese hilfreichen Moleküle auch bald in S. pyrogenes entdecken werden.

50/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 50/2016

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