Mögliches neues Werkzeug zur Genomeditierung gefunden

Kalifornien/Tokio. Ein internationales Forschungsteam hat ein neues Werkzeug zur Genomeditierung gefunden. Es unterscheidet sich vom aktuell viel genutzten CRISPR-Cas-Verfahren und beruht auf sogenannten Bridge RNAs von Transposons, teilte das Science Media Center am Mittwoch mit.

Transposons sind springende Gene. Sie kommen in allen Organismen vor und können sich selbst aus der DNA ausschneiden und an einer anderen Stelle wieder einfügen.

Forscher der University of California, Berkley, und der University of Tokyo haben nun das aus Escherichia coli stammende Transposon IS110 entdeckt. Es bildet nach dem Sich-Selbst-Ausschneiden aus der DNA eine RNA-Brücke (Bridge RNA) mit zwei Erkennungsseiten: eine für die Stelle im Erbgut, in der das DNA-Stück eingebaut werden soll, und eine für das einzufügende DNA-Stück selbst. Diese RNA-Brücke kann im Labor so umgebaut werden, dass die Zielstelle im Erbgut und das einzubauende DNA-Element gezielt bestimmt werden können. So könnten beliebige DNA-Abschnitte an unterschiedlichen Stellen im Genom integriert werden (Nature 2024; online 26. Juni; Nature 2024; online 26. Juni).

Ein Vorteil der Methode: Das System erzeugt keine DNA-Brüche wie CRISPR-Cas und führt daher nicht zu Fehlern in der DNA nach der Reprogrammierung. Außerdem besteht es nur aus zwei Elementen: der Brücken-RNA selbst und der DNA-Rekombinase, was den Prozess des DNA-Editing einfacher und effizienter macht.

Mehrerer polygene Risikofaktoren gleichzeig anpassen

Ein Forscher der University of California, Berkley, nannte bei Vorstellung der Studie eine Vielzahl von zukünftigen Anwendungen von Bridge-RNAs für die Medizin. So wäre es möglich, mehrerer polygene Risikofaktoren gleichzeig anzupassen. Ebenso wäre es möglich, fehlende Gene einzufügen, zum Beispiel den Transmembranleitfähigkeitsregulator (CFTR) für Mukoviszidose oder Dystrophin für Muskeldystrophie.

Bridge-RNAs könnten es vielleicht sogar ermöglichen, Krankheiten mit Triplett-Repeats, wie die amyotrophe Lateralsklerose (ALS) oder die Huntigton-Krankheit, zu heilen.

Es ist noch ein weiter Weg zu gehen

„Das Werkzeug kann große DNA-Sequenzen einfügen, ohne dabei doppelsträngige Brüche zu erzeugen. Diese Fähigkeit wurde bereits früher gezeigt, erforderte aber mehrere Schritte oder viele Komponenten. Im Gegensatz dazu wird die DNA-Insertion hier mit nur drei Komponenten und in einem einzigen Schritt durchgeführt“, lobt Professor Chase Beisel vom Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung in der Mitteilung des Science Media Centers. Er betont jedoch, auch das noch Forschung notwendig sei, um die Methode auf andere Organismen zu übertragen.

Zu den Vorteilen der Methode zählten die reduzierte Wahrscheinlichkeit von Off-Target-Effekten und die Fähigkeit, auch in postmitotischen Zellen, wie Neuronen, effizient zu arbeiten, äußert sich Dr. Manuel Kaulich von der Goethe Universität Frankfurt. Weitere präklinische Studien seien notwendig, um die Sicherheit und generelle Anwendbarkeit dieses neuen Systems zu beschreiben. (oka/schu)