Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vor- und Nachteile der Genschere

17.09.2019

Die Crispr-Technologie hat das Verändern des Erbguts um ein Vielfaches einfacher gemacht. Vor- und Nachteile der Methode diskutieren Privatdozent Dr. Thorsten Müller von der Ruhr-Universität Bochum und Dr. Hassan Bukhari von der Harvard Medical School in einem Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift „Trends in Cell Biology“ vom 12. September 2019. Potenzial für die künftige Forschung sehen sie vor allem dadurch, die Crispr-Technik auf Stammzellen anwendbar zu machen.

Um Effekte von Genen zu untersuchen oder Genprodukte sichtbar zu machen, wurden diese früher künstlich überaktiviert „Sie lagen dann bis zu tausendmal häufiger vor als natürlicherweise“, so Thorsten Müller.


Thorsten Müller forscht in Bochum mit sogenannten Organoiden aus Stammzellen, die wie ein Mini-Gehirn funktionieren.

© RUB, Marquard

(Dieses Foto darf nur für eine Berichterstattung mit Bezug zur Ruhr-Universität Bochum im Kontext dieser Presseinformation verwendet werden.)

„Die Zelle wurde überflutet mit Genprodukten, den Proteinen, was die Analyse der Funktion verfälschen kann.“ Dieser Nachteil entfällt mit dem Crispr-Verfahren. Es kann dazu genutzt werden, Baupläne für fluoreszierende Proteine in Zellen einzuschleusen und diese hinter einem bestimmten Gen zu platzieren.

„Das ermöglicht es erstmals, die Funktion eines Proteins live unter natürlichen Bedingungen – und eben nicht nach 1.000-facher Überproduktion – zu verfolgen“, erklärt der Biochemiker.

Auch die Crispr-Methode selbst hat sich weiterentwickelt. Für die ersten Verfahren mussten Forscher mit großem Aufwand sogenannte Vektoren erstellen, um Gene im Erbgut zu markieren. Bei den Vektoren handelt es sich um DNA-Abschnitte, deren Sequenz teilweise identisch sein muss mit der DNA der Zielzelle, damit das einzuschleusende Gen den richtigen Platz findet.

Heute nutzt man die natürliche DNA-Reparaturfunktion der Zellen, was auch die Erstellung der Vektoren deutlich vereinfacht, und kann so schnell und einfach fluoreszierende Proteinen einbringen.

Wie Medikamente wirken

Die Fluoreszenzmarkierung ermöglicht es auch, live unter dem Mikroskop zu beobachten, wo in der Zelle sich die markierten Genprodukte befinden. „Das könnte zum Beispiel interessant sein, um die Effekte von Medikamenten auf bestimmte Genprodukte zu testen“, erläutert Müller. Dazu müssten die Forscher die Zelle mit dem Wirkstoff stimulieren und verfolgen, ob oder wie sich der Aufenthaltsort des Genprodukts ändert.

Verschiedene Gene können mit verschiedenfarbigen Fluoreszenzen markiert und parallel analysiert werden. Je stärker ein so markiertes Gen abgelesen wird, desto mehr fluoresziert die Zelle in der entsprechenden Farbe.

Organoide könnten Tierforschung ersetzen

Besonderes Potenzial für die Methode sehen die Autoren in der Kombination mit sogenannten Organoiden. Dabei handelt es sich um Mini-Organe aus induzierten pluripotenten Stammzellen, die man aus einem erwachsenden Organismus gewinnen kann. Damit lassen sich beispielsweise Mini-Gehirne bauen, die in funktioneller Hinsicht dem menschlichen Gehirn entsprechen.

Wenn die Crispr-Technik künftig auf Stammzellen zunehmend Anwendung findet, könnten Forscherinnen und Forscher die Effekte von Genmodifikationen nicht nur in isolierten Zellen, sondern in komplexen Gewebeverbänden untersuchen. „Wir könnten humane Gene live in dem Menschen ähnlichen Geweben untersuchen und wären deutlich weniger auf Tiermodelle angewiesen“, folgert Müller.

Ausgehend von diesen Überlegungen arbeiten Müller und Bukhari in dem Artikel eine Reihe von zentralen Forschungsfragen heraus, die beantwortet werden müssten, um die Crispr-Technik und die Organoid-Technik zusammenzubringen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Privatdozent Dr. Thorsten Müller
Lehrstuhl Biochemie II
Fakultät für Chemie und Biochemie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 24404
E-Mail: thorsten.t.mueller@rub.de

Originalpublikation:

Hassan Bukhari, Thorsten Müller: Endogenous fluorescence tagging by CRISPR, in: Trends in Cell Biology, 2019, DOI: 10.1016/j.tcb.2019.08.004

Weitere Informationen:

https://news.rub.de/wissenschaft/2019-04-30-biochemie-alzheimer-im-mini-gehirn

Dr. Julia Weiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Biochemie Effekte Erbgut Genprodukte Medikamente Ruhr-Universität Stammzellen Vektoren Zelle dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht
03.04.2020 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Die Mimik der Mäuse
03.04.2020 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: When ions rattle their cage

Electrolytes play a key role in many areas: They are crucial for the storage of energy in our body as well as in batteries. In order to release energy, ions - charged atoms - must move in a liquid such as water. Until now the precise mechanism by which they move through the atoms and molecules of the electrolyte has, however, remained largely unknown. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now shown that the electrical resistance of an electrolyte, which is determined by the motion of ions, can be traced back to microscopic vibrations of these dissolved ions.

In chemistry, common table salt is also known as sodium chloride. If this salt is dissolved in water, sodium and chloride atoms dissolve as positively or...

Im Focus: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Im Focus: Harnessing the rain for hydrovoltaics

Drops of water falling on or sliding over surfaces may leave behind traces of electrical charge, causing the drops to charge themselves. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz have now begun a detailed investigation into this phenomenon that accompanies us in every-day life. They developed a method to quantify the charge generation and additionally created a theoretical model to aid understanding. According to the scientists, the observed effect could be a source of generated power and an important building block for understanding frictional electricity.

Water drops sliding over non-conducting surfaces can be found everywhere in our lives: From the dripping of a coffee machine, to a rinse in the shower, to an...

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Hygienische und virenfreie Oberflächen: Smartphones schnell und sicher mit Licht desinfizieren

06.04.2020 | Materialwissenschaften

Zuwachs bei stationären Batteriespeichern

06.04.2020 | Energie und Elektrotechnik

Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht

03.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics