ZK027 – CRISPR/Cas, der Phage-Be-Gone Gen-Kasper

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Anna Müllner
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@moepern

Vor 5 Jahre ging der Nobelpreis für Chemie an Wissenschaftler ging, die DNA-Reparatur erforschen. Nun bekommen ihn zwei Wissenschaftlerinnen, deren Entdeckung genau das Gegenteil macht: DNA zerschneiden. Im CRISPR/Cas-System ist die sogenannte “Gen-Schere” Cas9. Das Enzym schneidet DNA an einer bestimmten Stelle  mit Hilfe einer sehr genauen Positionsangabe. Damit schützen sich Bakterien vor einer Infektion mit bakterienspezifischen Viren (Bakteriophagen). Die “Positionsangabe” haben Bakterien in ihrem Genom im sogenannten CRISPR-Locus gespeichert. CRISPR steht für “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” und bezeichnet kurze DNA-Basen-Palindrome. Zwischen ihnen sind kurze, funktionslose Stücke der Phagen-DNA gespeichert. Diese Phagen-DNA-Stücke sind wie ein Phantombild, mit denen Cas9 Phagen-DNA als solche erkennt und spezifisch zerschneidet und unschädlich macht.

Die Entdeckung dieses Systems war nicht weniger als eine Revolution für die Gentechnik. Die bakterielle Immunabwehr lässt sich nämlich leicht mit schon vorhandenen gentechnischen Methoden aus Bakterien extrahieren und auf Pflanzen und Tiere (inklusive der Menschen) übertragen. Es ist damit nicht nur möglich, gezielt einzelne Gene auszuschalten, sondern auch kleinste Veränderungen einzubringen. Daraus ergeben sich neue Chancen für Patienten mit bisher unheilbaren genetische Erkrankungen, sowie Pflanzen und Tiere an veränderte Umweltbedingungen anzupassen oder andere Eigenschaften zu verändern.

Bis 2018 wurde die Methode auch hauptsächlich dafür verwendet. Ende des Jahres machte ein chinesischer Wissenschaftler Schlagzeilen: Er hatte 2 Embryonen ohne Wissen und Einwilligung der Eltern genetisch verändert und diese waren dann ausgetragen worden. Die Kinder wurden “CRISPR-Babys” und sind die ersten mit CRISPR/Cas veränderten Menschen. Mittlerweile soll wohl noch ein weiteres Kind dazugekommen sein. Genauere Informationen sind nicht zugänglich. Empfohlen wird die Anwendung der Methode beim Menschen (noch) nicht, da nicht abschließend geklärt ist, welche Begleitfolgen sie haben kann. 

Der Grund für die “späte” Verleihung des Nobelpreises war, dass es seit Entdeckung der Methode einen Patentstreit gibt. 

Die Methode CRISPR/Cas ist weder gut noch schlecht, sie ist nur eine Technik. Sie hat ein enormes Potential unsere Welt zu verbessern, Menschen zu heilen, das Klima zu schützen – aber nur, wenn wir sie gewissenhaft und mit höchsten wissenschaftlichen Standards anwenden. Wir brauchen nun Antworten auf die ethischen und sozialen Herausforderungen, die es immer schon gab, die CRISPR/Cas aber offensichtlich macht. Es wäre wichtig, dass eine aufgeklärte Bevölkerung der Debatte folgt und sich daran beteiligt. 

Fest steht, dass die Methode aus der molekularen Genetik nicht mehr wegzudenken ist.

In der Bio-Frage geht es darum, ob die durch das Crispr/Cas-System verursachten Veränderungen auch gentechnisch nachweisbar sind. 

 

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Anna Müllner
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@moepern
Die Frau Moepern hat jetzt nicht nur ein neues Mikro sondern auch einen neuen Computer, der sich mit dem Mikro auch verträgt. All das haben wir aufgefahren, um euch etwas über die Gene zu erzählen. Leider ist das Mikro jetzt so gut, dass ich ab und an bei ihr reinhalle.

Gene, das sind diese DNA-Abschnitte die für Enzyme stehen. Nein, nicht nur Enzyme, sondern Polypeptide. Nein, nicht nur Polypeptide sondern auch die Zwischenformen.

Die Gesamtheit der Gene ist das Genom. Die sind in unterschiedlichen Lebewesen unterschiedlich groß.

Bei der Genexpression wird aus dem Gen ein Produkt gemacht. Da unterscheidet sich in Lebewesen mit Zellkern von denen ohne (hier das Beispiel Lac-Operon). Bei Eukaryoten ist das etwas komplexer. Wir erklären das aber nochmal genauer.

Bei der Bio-Frage geht es heute um Gene im Essen.

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