Genom-weite CRISPR/Cas9-Bibliotheken für die Krebsforschung

20.03.2019

Die Entdeckung des CRISPR/Cas9-Systems gilt als ein Meilenstein im Gebiet des gezielten Genome Editings. Der RNA/Protein-Komplex, dessen Name kurz für Type II Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-associated Caspase 9 steht, stammt ursprünglich von der Bakterie Streptococcus pyogenes und ist inzwischen ein etabliertes Werkzeug für das gezielte Editieren von eukaryotischen Genomen.

Die CRISPR/Cas-Technologie ermöglicht es, Gene gezielt auszuschalten, indem sie DNA an vorab festgelegten Stellen schneidet. Dazu versieht man das Cas-Enzym mit einer Art genetischer Postleitzahl. Mit einer ganzen Bibliothek solcher Postleitzahlen wäre es möglich, in einem einzigen Experiment viele Bereiche der Erbsubstanz parallel zu prüfen, um beispielsweise festzustellen, welche Gene für das Überleben von Krebszellen wichtig sind. Das könnte die Suche nach neuen Medikamenten revolutionieren.

Leider ist es jedoch schwierig, Bibliotheken herzustellen, die alle für die verschiedenen Zielorte benötigten Sequenzen beinhalten. Forschern der Goethe-Universität ist es nun gelungen, dieses Problem zu lösen. Frankfurter Forscher haben dazu eine Methode entwickelt, mit der sich Bibliotheken in allen Größenordnungen zuverlässig herstellen lassen. Mit der sog. 3Cs-Technologie ist es ihnen gelungen, erstmals eine Bibliothek anzufertigen, mit der man das ganze Genom gleichzeitig untersuchen kann – also auch die Regionen außerhalb von Genen. Insgesamt enthält die erstellte Bibliothek 16,5 Millionen einzigartige Zieladressen.

Die nach dieser Methode produzierten CRISPR/Cas-Reagenzien können zum Beispiel dazu verwendet werden, nach den Gründen für die bei Krebstherapien immer wieder auftretenden Resistenzen gegen Chemotherapeutika zu fahnden. Das ist insbesondere deshalb so spannend, weil in den 98 Prozent der menschlichen DNA, die keine Gene enthalten, zahlreiche wichtige Steuerelemente vermutet werden.

Inzwischen haben die Wissenschaftler das neue Institut „Frankfurt CRISPR/Cas Screening Center“ (FCSC) eingerichtet, das die Technologie für die Erforschung unbekannter zellulärer Funktionen breit anwendbar machen soll. Zudem wurde von den Mitarbeitern unter Beteiligung der Goethe-Universität das Start-Up-Unter-nehmen „Vivlion GmbH“ gegründet und die 3Cs-Technologie bereits patentiert.

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30838976