Was ist CRISPR/Cas9?
Das CRISPR/Cas-System ist ein gentechnisches Instrument, das punktuelle Veränderungen der DNA (Genome Editing) ermöglicht. Der Ablauf des CRISPR/Cas- Systems erfolgt in drei Schritten:
Erkennung: Der CRISPR-Abschnitt erkennt mit Hilfe der darin integrierten RNA (Guide RNA) das jeweilige Ziel, eine bestimmte Sequenz in dem umzuschreibenden Gen.
Schnitt: Das an CRISPR gekoppelte Cas9-Protein schneidet den DNA-Doppelstrang genau an der gewünschten Zielsequenz.
Reparatur: Die zelleigenen Reparatursysteme fügen nun den durchtrennten DNA-Strang wieder zusammen. Je nachdem, wie das geschieht, können einzelne DNA-Bausteine entfernt oder modifiziert werden. Möglich ist auch, kurze DNA-Sequenzen neu einzubauen.
Das CRISPR/Cas-System leitet sich von einem Mechanismus ab, mit dem sich Bakterien wie bei einem Immunsystem vor schädlichen Viren schützen. Bei einer Infektion spalten die Cas-Proteine die DNA der eingedrungenen Viren in kleine Fragmente auf. Diese werden dann in den CRISPR-Abschnitt (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) eingefügt - Abschnitte im Bakterien-Erbgut, welche aus kurzen, sich wiederholenden DNA-Sequenzen (Repeats) bestehen. Bei einem erneuten Virenbefall werden diese CRISPR-Abschnitte in RNA umgeschrieben: Diese „prüft“ die Viren-DNA. Stimmt diese mit dem gespeicherten Abschnitt überein, wird sie durch die Cas-Proteine zerschnitten.
Dieses System („programmierbare Genschere“) funktioniert nicht nur in Bakterien, sondern grundsätzlich bei allen Organismen. Man kann damit jeden DNA-Strang an einer ganz bestimmten Stelle durchtrennen und im Zuge der anschließenden Reparatur einzelne DNA-Bausteine ausschneiden, austauschen oder auch neu einfügen. Dies läuft genau so ab wie bei einer natürlichen Mutation - mit dem Unterschied, dass diese zufällig stattfindet, während sie mit CRISPR/Cas und anderen Genome Editing-Verfahren gezielt herbeigeführt wird.
https://www.youtube.com/watch?v=PirXh_OfiS0
https://tu-dresden.de/med/der-bereich/news/crispr-cas9-technologie-zur-diagnose-von-krebsmutationen