Lose Enden verknüpft

Wir besprechen offen gebliebene Fragen der vorhergehenden Episoden. Christiane Druml hilft uns dabei – sie ist die Vorsitzende der österreichischen Bioethikkommission.

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Ethikkongresse

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Mehr Entdecker als Nobel erlaubt

Literatur

Entdeckung & Funktionsbeschreibung (frühe 1990er bis 2007)

  • Francisco Mojica in Alicante: palindromic repeats in entfernt verwandten Archaeen & Bakterien zeigt Wichtigkeit
    • Spacer oft viralen Ursprungs => Hypothese: adaptives Immunsystem
    • Gilles Vergnaud & Alexander Bolotin in Paris ebenso
  • Philippe Horvath bei’nem Sauerkrauthersteller: Korrelation der Spacer mit Resistenz von Bakterienstämmen gegenüber Phagen
  • Rodolphe Barrangou & Sylvain Moineau bestätigen Immunsystem-Hypothese

Zielfrage & Programmierbarkeit (2008 – 2011)

  • John van der Oost in Wageningen: künstliche CRISPR-Elemente gegen Lambda-Phagen => programmierte Immunität = Impfung
    • CRISPR-assoziierte Proteine nutzen crRNAs (Palindrom = Sekundärstruktur) zur Zielfindung
    • Hypothese: Ziel ist DNA
  • Luciano Marraffini & Erik Sontheimer in Chicago: keine RNA-Interferenz, da bei explosionsartiger Virusinfektion ineffektiv
    • CRISPR immunisiert auch gegen Plasmide => schneidet DNA
    • Hypothese: programmierbare DNA-Schere & Genomeditierung

molekularer Mechanismus (2008 – 2011)

  • Sylvain Moineau: sehr schneller, exakter Doppelstrangschnitt
  • Emmanuelle Charpentier (Umeå) & Jörg Vogel (Berlin): dritt-häufigstes Transkript maturiert crRNA & unterstützt Zielfindung => tracrRNA

andere Organismen, in vitro & Optimierung (2011 – 2012)

  • Virginijus Siksnys in Vilnius: CRISPR-Locus immunisiert auch in E. coli => Werkzeug im Modellorganismen = populäreres Werkzeug
    • Cas9 ist einziges notwendiges Enzym
    • Aufreinigung mit crRNA & tracrRNA => im Reagenzglas aktiv
    • Reprogrammierung durch künstliche Spacer
    • Paper früher eingereicht, aber von Cell abgelehnt
  • Emmanuelle Charpentier & Jennifer Doudna (Berkeley): ebenso & fusionieren RNAs zu einer & vereinfachen deren Erstellung
    • Paper bei Science später eingereicht, aber schneller veröffentlicht
  • Nobelpreis: wenn nur 3, dann diese, aber nächster ist auch sehr wichtig
  • Feng Zhang (MIT, Boston) Codonoptimierung von Cas9 für Menschen &  Zellkernlokalisierungssignal
    • Multiplexing
    • Mausmodelle für Krankheiten & Prozessscreening
    • Reagenzien über Addgene verteilt
    • seitdem: Editierung ein fast allen Organismengruppen, mehrfache Edits, auch in Keimbahn

Fazit

      • seit 1980ern: Meganukleasen, TALENs & Zinkfingernukleasen, aber wegen Anpassung des Proteins auf DNA-Ziel ineffizienter (Schlüssel-Schloss-Prinzip zw. Aminosäuren im Protein & Nukleobasen in DNA => Schlüssel muss stets neu produziert werden)
        • CRISPR/Cas9: Bauanweisung beim Schlüsseldienst einreichen
      • Zusammenspiel genetischer Grundlagenforschung, mit forensischem & industriellem Interesse
        • Hypothesen-freie Big-Data-Auswertung: bei Transkript-Sequenzierung (Charpentier & Vogel)
        • öffentliche Datenbanken (Mojica)
        • Verfolgung “untrendiger” Themen, an Orten mit wenig Publicity & durch von junge Wissenschaftler_innen

Nobelpreisaussichten

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