CRISPR/Cas9 kann große Schäden im Genom hinterlassen

17.07.2018

Die enorm vielversprechende CRISPR-Gentechnologie wird von Biomedizinern verstärkt auch auf mögliche Schwachstellen abgeklopft – und das zuletzt auch erfolgreich, was die latente Fehleranfälligkeit der Technik in der Praxis einmal senken dürfte. Einen weiteren Beitrag dazu zeigt, in welchen Fällen und wie häufig die ursprünglich eigentlich zielgenau geglaubte Genschere im Erbgut unerwartet großächige Kollateralschäden verursachen kann.

Ein Wissenschaftler-Team vom Wellcome Sanger Institute hatte wie schon andere Arbeitsgruppen vor ihnen analysiert, welche Veränderungen in der DNA der Einsatz des CRSIPR-Cas9-Systems hervorruft, hatten dabei aber stärker größere Umarrangements von längeren DNABruchstücken oder deren Totalverlust im Blick, also Deletionen, Inversionen oder Insertionen der DNA.

Diese, so ihre Schlussfolgerung, ereignen sich häuger als erhofft: Verantwortlich ist der Reparaturmechanismus der Zellen, der nach dem Schnitt der Genschere die Doppelstrangbrüche wieder ligiert. Dabei werden, anders als optimistisch prognosti-ziert, offenbar nicht selten Bruchstücke zusammengeführt, die aus ursprünglich weit von der Zielsequenz entfernten Regionen frei werden. Auf derartige Fehler hatten die Pioniere der Technik noch nicht geachtet – nun konnten die Autoren dieser Studie diese aber auffällig oft finden und das sogar in drei unterschiedlichen Zellkultur-Systemen.

Das Resultat dürfte nun vor allem den längst boomenden Alternativen zum Vorreiter der Genscherentechnik, der Kombination von CRISPR und Cas9, weiteren Auftrieb geben: Tatsächlich können Fehler, wie die nun beschriebenen, nur auftreten, wenn der Doppelstrang der DNA tatsächlich geschnitten wird, wie etwa vom Enzym Cas9. Neuere Varianten der zielgenauen Gen"scheren" schneiden dagegen das DNA-Molekül für den Austausch der Zielsequenz nicht so, dass der nun untersuchte Reparaturmechanismus der Zelle eingreifen müsste; wieder andere verhindern nur das Ablesen defekter Gene oder bearbeiten RNA-Produkte dieser Gene. Die Analyse des rasch veralternden Werkzeugs Cas9 bleibt aber wichtig, um ein umfassenderes Bild von den tatsächlichen Vorgängen in den Zellen beim Einsatz der Genscheren zu gewinnen.

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30010673