Transgene Techniken auf dem neusten Stand, bietet die TU-eigene CRISPR/Cas9 Facility für Wissenschaftler des Campus Dresden.

Leistungen

Die CRISPR/Cas9 Facility bietet ihnen nicht nur die Injektion ihrer CRISPR-Projekte, auch andere Transgene Techniken, wie Injektion von murinen, embryonalen Stammzellen in Morulae oder Blastulae, sowie Pronucleusinjektion einfacher Plasmid-oder BAC- Konstrukte sind durchführbar. Das Backup-Freezing von Embryonen verschiedener Stadien von Oozyten, Zweizellern sowie Morulae wird für sie angeboten. Auch das Kryokonservieren von Spermien und In-Vitro-Fertilisation.

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.