Base Editing

Austausch von Buchstaben im Erbgut

Der Politik hat das Urteil des Europäischen Gerichtshofes zu Genom Editing nicht wirklich weitergeholfen. Wissenschaftler sind entsetzt. Kritiker verharren [1].

Genom Editing

Rückblick: 2012 haben die beiden Wissenschaftlerinnen Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier mit CRISPR/Cas9 den Verteidigungseffekt von Bakterien gegen Viren zu einer Technologie umgebaut, mit der das Erbgut gezielter als bisher umgeschrieben werden kann. Dafür müssen Züchter noch nicht einmal auf Fremdgene zurückgreifen. Neue Pflanzen sind von natürlichen Veränderungen gar nicht mehr zu unterscheiden.

Base Editing

Der Fortschritt schreitet mittlerweile noch eine Stufe tiefer das Erbgut. Die negativ geladene Doppelhelix der DNS wird durch basische Nukleinsäuren zusammengehalten. Die vier Basen werden in der Regel mit ihren Anfangsbuchstaben bezeichnet: A(denin), C(ytosin), G(uanin) und T(hymin). A und T sowie C und G halten sich über Wasserstoffbrücken fest und die Doppelhelix des Erbgutes zusammen. Die vier Buchstaben haben noch einen weiteren Effekt. Die Abfolge der halben Basenpaare ACTTAG… verschlüsselt die Erbinformation.

Ziel des Genom Editing sind größere Erbgutteile, die ganze Proteine codieren. Dabei kann ein neues Genkonstrukt eingeführt werden, das aber bei weiterer Züchtung verloren gehen kann. Auch erwünschte Eigenschaften können verloren gehen.

Florian Veillet vom französischen Forschungsinstitut INRA hat einen neuen Weg gefunden, der das Genom Editing abkürzt und Verluste vermeidet: Im so genannten Base Editing werden die Buchstaben des Verschlüsselungscodes ausgetauscht. Bevor er abgelesen und reproduziert wird. Das findet sich noch gar nicht in der gesetzlichen Regulation.

Transiente Expression

Das Team setzte das Agrobacterium tumefaciens als „Genfähre“ in die Pflanzenzelle ein. Das hat einen CRISPR/Cas9 Cytosin-Baseneditor eingeschleust. So werden die Gene bereits abgelesen, bevor sie in das Pflanzenerbgut eingebaut werden. Sie konnten sowohl bei Tomaten als auch bei Kartoffeln Buchstaben austauschen, ohne ein Fremdgen einzuführen.

Ziele

Als Ziele für die Züchter gelten Stressresistenz, Ertragsstabilität und Konsumeigenschaften. Die Grundlagenforschung hatte ein bestimmtes Pflanzengen (ALS) zum Ziel. Mit dem Umbau wird die Pflanze resistent gegen den Pflanzenschutzmittel-Wirkstoff Chlorsulfon.

Lesestoff:

Florian Veillet et al. 2019, Transgene-Free Genome Editing in Tomato and Potato Plants Using Agrobacterium-Mediated Delivery of a CRISPR/Cas9 Cytidine Base Editor, Int. J. Mol. Sci. 2019, 20:402 (https://doi.org/10.3390/ijms20020402)

[1] Kein klares Bild zu neuen Züchtungstechniken: https://herd-und-hof.de/landwirtschaft-/meinungsaustausch-genom-editing-im-eu-parlament.html

Roland Krieg