Wien –Als die französische Molekularbiologin Emmanuelle Charpentier und ihre US-Kollegin Jennifer Doudna im Jahr 2012 die Gen-Schere CRISPR/Cas9 entdeckten, wurde für Gentechniker eine ganz neue Tür aufgestoßen. Die vielbejubelte Genschere erlaubt es, die DNA sehr präzise zu zerschneiden und zu verändern, um so neue Genstränge in die bestehende Erbinformation einzubauen.

Bakterielles Gedächtnis

Das Verfahren geht auf einen Mechanismus zurück, den Bakterien zur Abwehr von Bakteriophagen nutzen, indem sie Kopien kurzer DNA-Stücke der Viren in ihr eigenes Erbgut einbauen. Die Fragmente des Virenerbguts dienen den Bakterien als eine Art "Gedächtnis", um die virale DNA bei einem neuerlichen Befall zu erkennen und zu zerstören.

Forscher verwenden die Methode für Erbgut-Veränderungen in verschiedensten Organismen und überlegen, sie auch bei Erbkrankheiten am Menschen einzusetzen. Dafür wären Schnitte an der falschen Stelle allerdings fatal. Ein Forscherteam mit österreichischer Beteiligung verbesserte mit zwei Veränderungen nun die Zielsicherheit des Werkzeugs, berichten sie im Fachjournal "Nature Chemical Biology".

Alanin erhöht die Treffsicherheit

Das Team um Emmanuelle Charpentier vom Max Planck Institut für Infektionsbiologie in Berlin entdeckte, dass Veränderungen in der "Brücken-Spirale" (Bridge helix) von Cas9 die Schere genauer arbeiten lassen. Dort gibt es eine Häufung der Aminosäure Arginin. Diese Region ist wichtig dafür, dass Cas9 das richtige Ziel findet, daran bindet, und auf gewisse Art verifiziert, bevor die Genschere tätig wird, erklärte Krzysztof Chylinski von den Vienna Biocenter Core Facilities in Wien, der sowohl an der Entdeckung der Genschere Crispr/Cas9 als auch an der aktuellen Arbeit beteiligt war.

Als die Forscher eine Arginin-Aminosäure (Nummer 63) und eine Glutamin-Aminosäure (Nummer 768) von Cas9 mit der Aminosäure Alanin ersetzten, nahm die Genschere es sowohl bei Bakterien als auch bei menschlichen Zellen mit dem Ziel genauer, und schnitt seltener, wenn es nicht genau den Vorgaben entsprach, berichten sie. (red, APA, 3.3.2020)