CRISPR/Cas: die Genschere

Kurz: CRISPR/Cas ist ein Werkzeug, mit dem Forschende das Erbgut an einer genau bestimmten Stelle schneiden und verändern können. Es ist einfacher, schneller und günstiger als ältere Methoden der Gentechnik.

Genauer: Das System stammt ursprünglich aus Bakterien, die sich damit gegen Viren wehren. Für die Entwicklung als Genschere erhielten Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna 2020 den Nobelpreis für Chemie.

Im Detail

• Natürlicher Ursprung: Bakterien speichern kurze Stücke viraler DNA in ihrem Erbgut, den CRISPR-Abschnitten, und erkennen dieselben Viren bei einem neuen Angriff wieder.
• Die Leit-RNA: Ein kurzes RNA-Stück, das zur gesuchten DNA-Stelle passt, führt das Enzym genau dorthin, ähnlich wie eine Adresse.
• Das Schneideenzym: Das Enzym Cas9, das bekannteste von mehreren Cas-Enzymen, schneidet an der erkannten Stelle beide Stränge der DNA durch.
• Reparatur durch die Zelle: Die Zelle repariert den Schnitt selbst; dabei entstehen oft kleine Fehler, die ein Gen ausschalten, oder es wird mit einer mitgelieferten Vorlage gezielt ein neuer Abschnitt eingebaut.
• Forschung: In Laboren lässt sich so schnell prüfen, welche Aufgabe ein bestimmtes Gen hat, indem man es ausschaltet und die Folgen beobachtet.
• Medizin: Inzwischen sind erste Therapien zugelassen, bei denen Blutstammzellen außerhalb des Körpers verändert werden, etwa zur Behandlung der Sichelzellkrankheit.
• Landwirtschaft: In der Pflanzenzüchtung wird CRISPR genutzt, um etwa Widerstandskraft gegen Krankheiten zu verbessern; die rechtliche Einordnung solcher Pflanzen wird in vielen Ländern diskutiert.
• Risiken und Ethik: Die Genschere kann auch an ungewollten Stellen schneiden; Eingriffe in Keimbahnzellen, die an Nachkommen weitervererbt würden, sind in vielen Ländern verboten und international stark umstritten (stammzellen-und-gentechnik-grundlagen, dna-und-rna-unterschiede, bakterien-und-viren-unterschied).