CRISPR

Das CRISPR-Cas9-System ist ein DNA-Bearbeitungswerkzeug, das für geclusterte, regelmäßig verteilte kurze palindromische Wiederholungen und CRISPR-assoziiertes Protein 9 steht. CRISPR-Cas9 wurde erstmals in Bakterien beobachtet und ist ein Mittel zur Abwehr von Viren. Wenn fremde virale DNA in ein Bakterium eindringt, wird sie zu kleineren Fragmenten verarbeitet, die in eine Region des Bakteriengenoms, den CRISPR-Locus, eingefügt werden können.

Wenn die Region transkribiert wird, assoziiert sich das Produkt mit kleineren RNAs, die tracrRNAs genannt werden. Dies kann dazu beitragen, sowohl das Cas9-Protein als auch die RNAse an dem Molekül zu orientieren, das das Transkript spaltet. Das Endergebnis sind mehrere Komplexe, die jeweils aus einem Cas9-Protein, TracrRNA und einer CRISPR-RNA bestehen, die von DNA im Locus abgeleitet sind.

Die CRISPR-RNA in diesen Strukturen erkennt und führt Cas9 zu viraler DNA, die dann gespalten und zerstört wird. Wissenschaftler nutzen CRISPR-Cas9, indem sie einzelne RNA-Moleküle synthetisieren, die TracrRNA und CrRNA imitieren, die auf ein Gen von Interesse abzielen können. Wenn zum Beispiel zwei solche Leit-RNAs mit Cas9 in Zellen eingeführt werden und beide auf dasselbe Gen abzielen, kann eine Sequenz herausgeschnitten werden.

Sobald dieser Zielbereich entfernt ist, werden die Schnittenden wieder verbunden und die Auswirkungen auf die Zellen beobachtet. Somit ist das CRISPR-Cas9-System durch einen Bakterienmechanismus modifiziert und kann für eine Reihe von Gen-Editing-Techniken eingesetzt werden.