15.11.2019

Die Genschere CRISPR-Cas auf verschiedene Ziele richten

HIRI-Forscher vereinfachen Methode, um zahlreiche DNA-Abschnitte parallel zu editieren

Die CRISPR-Cas-Technologie ist ein leistungsstarkes Werkzeug, das DNA und RNA gezielt schneidet und in vielen Bereichen Anwendung findet. Die Genschere wird durch eine Leit-RNA („guide RNA“) an ihr Ziel geführt. Es ist möglich, mehrere Führungs-RNAs in einem CRISPR-Komplex („CRISPR array“) hintereinanderzuschalten, um verschiedene DNA-Abschnitte parallel zu editieren. Viele Eigenschaften der Komplexe sind noch ungeklärt. Ihre Herstellung für den biotechnologischen Gebrauch ist herausfordernd und arbeitsaufwendig. Wissenschaftler am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) in Würzburg haben eine Methode entwickelt, die die Konstruktion der Komplexe vereinfacht. Das HIRI ist eine gemeinsame Einrichtung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

©HIRI©HIRI Eine der zahlreichen Einsatzmöglichkeiten für die CRISPR-Cas-Technologie ist es, mehrere DNA-Abschnitte in einer Zelle zu verändern. Dafür ist ein CRISPR-Komplex, also eine Reihe verbundener Führungs-RNAs notwendig, die die molekulare Schneidemaschine an ihr jeweiliges Ziel führen. Diese mussten bisher in einzelnen Schritten miteinander verbunden werden. Ein Prozess, der für jede Kombination an Führungs-RNAs neu durchgeführt werden musste. „Der extreme Aufwand, die CRISPR-Komplexe zu entwerfen, um verschiedene Ziele zu editieren, hat unsere Forschung immer wieder eingeschränkt. Unsere neue Methode CRATES erlaubt es, zahlreiche verschiedene Führungs-RNAs einfach zu kombinieren “, sagt  Prof. Chase Beisel , Leiter der HIRI-Arbeitsgruppe „Biologie synthetischer RNA“. Entscheidend dafür sind die Platzhalter zwischen den einzelnen Führungs-RNAs. Diese wurden von den Wissenschaftlern so entworfen, dass sich die verschiedenen RNAs wie Bauklötze zusammenbauen lassen. So ist es mit geringem Aufwand möglich, verschiedene Kombinationen von DNA-Abschnitten zu editieren. „CRATES wird nicht nur uns, sondern auch vielen anderen Wissenschaftlern, helfen, CRISPR-Cas noch effizienter einzusetzen. Wir haben neue Erkenntnisse über die Biologie des Systems gewonnen und treiben außerdem die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten des Systems voran“, sagt Beisel. 

Weitere Informationen in englischer Sprache finden Sie hier.

Originalpublikation:

Chunyu Liao, Fani Ttofali, Rebecca A. Slotkowski, Steven R. Denny, Taylor D. Cecil, Ryan T. Leenay, Albert J. Keung & Chase L. Beisel: Modular one-pot assembly of CRISPR arrays enables library generation and reveals factors influencing crRNA biogenesis. Nat Commun 2019 DOI: 10.1038/s41467-019-10747-3

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