Im Bereich der Gen-Editierung sind vor allem die Genschere CRISPR-Cas9 und das Base Editing in der klinischen Forschung und Wissenschaft etabliert. Während die Genschere die DNA an bestimmten Stellen schneidet, ermöglicht das Base Editing punktuelle Veränderungen in der DNA ohne sie zu zerschneiden. Auf der Suche nach einer Möglichkeit, das Erbgut von Pflanzen oder menschlichen Zellen noch präziser zu verändern, nahmen sich Forschende nun den Kampf zwischen Bakterien und ihren Phagen zum Vorbild.
Bakterien besitzen mehrere Schutzmechanismen gegen Bakteriophagen. Eine davon beinhaltet den Einsatz zweier Enzyme, DarT2 und DarG. DarT2 hemmt die Verbreitung der Phagen, indem es einen chemischen Marker an deren RNA hängt. Besteht keine Gefahr mehr, schaltet DarG das andere Protein DarT2 wieder ab und entfernt die Markierung. Forschende nannten diese Art der Editierung „Append Editing“.
In der neuen Methode nutzen die Forschenden eine chemische Gruppe, die ADP-Ribose-Moleküle, die sie der DNA hinzufügen. Diese Moleküle legen sich wie ein Klebezettel auf die DNA, sodass diese mit hoher Präzision an spezifischen Stellen verändert werden kann. Dabei machten die Forschenden jedoch die überraschende Entdeckung, dass diese Veränderung in verschiedenen Organismen unterschiedlich abläuft. Das war bei den bisherigen Technologien nicht der Fall.
„Wir haben beobachtet, dass die Append-Editierung bei Bakterien zu umfangreichen Änderungen im Genom auf der Grundlage einer beigefügten Vorlage führte, während sich in eukaryotischen Zellen die Identität der modifizierten DNA-Base veränderte“, erklärt Chase Beisel, affiliierter Abteilungsleiter am Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI). Die Forschenden erhoffen sich, so die Möglichkeiten zur Gen-Editierung zu erweitern und neue Optionen für die Präzisionsbiotechnologie und medizinische Therapieentwicklung entwickeln zu können. Zunächst könnte die neue Technologie dabei helfen, gesundheitsfördernde Bakterien im menschlichen Körper mithilfe von Mikroben zu optimieren oder auch im menschlichen Körper punktgenaue Editierungen möglich machen. Erbkrankheiten könnten korrigiert und DNA-Reparaturprozesse besser verstanden werden.
Quelle: HZI
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