CRISPR Cas9 Genome Editing Rekombination


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Liste deutscher Dissertationen mit Plagiaten

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"... the world population can exceed easily 8 billion by the year 2020. This was a major subject of discussion at the conference in Rio de Janeiro on the environment two years ago. It was pointed out at the conference that growth is most efficiently managed by the private sector, but regulation of the process by national governments and international bodies is also needed. And once again, United Nations can certainly be among the catalysts and coordinators of this process.”

 - David Rockefeller, Annual UN Ambassadors' Dinner Sep. 14, 1994












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Hier entsteht die Seite die neue Genrevolution

 

Die Autoren:

 

 

Prof. - Dr. h. c. Ing. M. Oberleitner ( Ph.D. )

S. Hab Master of Science ( M. Sc. ) 

    Dr. rer. nat. R. Ebert

et al.  ( & andere )

 

 

DIE NEUE GENREVOLUTION - EINE ANALYSE

 

CRISPR-Cas9-Technologie ist in der Universalität des genetischen Codes begründet: In allen Organismen kodieren dieselben Bausteine (Nukleotide A, G, C, T) nach dem gleichen Muster für eine biologische Information. Dadurch ist die CRISPR-Cas9-Technologie prinzipiell in allen Lebewesen einsetzbar.


 


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Wir hoffen Sie sind der englischen Sprache mächtig-;) - ansonsten folgt unten die "Auflösung". 

 


CRISPR-Cas9 steht für ein neues Verfahren, um DNA-Bausteine im Erbgut zu verändern, so einfach und präzise, wie es bis vor kurzem unvorstellbar war. In der Welt der Gentechnik ist es wirklich eine Revolution. Obwohl es „natürlicherweise“ aus Bakterien stammt, funktioniert CRISPR in nahezu allen lebenden Zellen und Organismen: Es verspricht neue Möglichkeiten gegen Aids, Krebs und eine Reihe von Erbkrankheiten – aber auch bei der Züchtung von Pflanzen und Tieren. Noch wird es einige Zeit dauern, bis mit CRISPR „editierte“ Produkte auf den Markt kommen.

 

CRISPR bei Pflanzen: Zum Beispiel Weizen, Mehltau resistenter Weizen...

 


Es ist die Zukunft, wenn es darum geht weg von der Massentierhaltung zu kommen, die vorallem unserer Umwelt mit Methangas zusetzt. 250 Kilometer mit dem Kleinwagen auf der Autobahn oder ein Kilo Rindfleisch im Supermarkt – beides belastet das Klima im gleichen Maß

 

Methan CH4, Lachgas N2O, wobei Methangas und Stickoxide eine folgenschwerere Wirkung hat als die medienwirksame CO2 Mär. CRISPR/Cas9 ist als absolut alternativlos anzusehen, wenn es darum geht, den permanent steigenden Fleischkonsum noch nachhaltig befriedigen zu können. Derzeit kostet ein Kilogramm Fleisch aus dem Labor noch ca. 50 € (2017). Labore sind jedoch sehr zuversichtlich, dass die Kosten der Produktionsverfahren in wenigen Jahren bedeutend gesenkt und somit wettbewerbsfähig sein werden. 

Mikrobiologisch wie preislich wird es keinen Unterschied, zwischen Fleisch aus der Massentierhaltung und dem im Labor generierten, mehr geben.

 

 

 

 

CRISPR/Cas9 (eine Erläuterung des komplizierten Namens gibt es hier) ist eine neue, molekularbiologische Methode, um DNA gezielt zu schneiden und anschließend zu verändern. Auf diese Weise können einzelne Gene – genauer: DNA-Bausteine – umgeschrieben oder „editiert“ werden. Solche Verfahren, zu denen etwa auch Zinkfinger-Nukleasen oder TALEN gerechnet werden, bezeichnet man daher zusammenfassend als Genome Editing (auch: Gene Editing).


 

Ursprünglich stammt das CRISPR/Cas-System aus Bakterien. Es dient ihnen als eine Art Immunsystem, mit dem sie Angriffe von Viren erkennen und abwehren können. Erst vor wenigen Jahren (2012) hatte Emmanuelle Charpentier (eine französische Mikrobiologin) und Jennifer A. Doudna aus Kalifornien rna.berkeley.edu/ die geniale Idee, daraus ein molekularbiologisches Werkzeug zu entwickeln. Zur großen Überraschung funktioniert es nicht nur bei Bakterien, sondern universal bei allen lebenden Zellen – in menschlichen aber auch in denen von Tieren (mammalian Cells) und Pflanzen. 

 

Im Kern laufen alle Genome Editing-Verfahren in drei Schritten ab: Zunächst muss im riesigen Genom einer Pflanze – das oft aus Milliarden Basenpaaren (DNA-Bausteine) besteht – punktgenau die Stelle gefunden und angesteuert werden, bei der eine Änderung durchgeführt werden soll. Dazu konstruiert man geeignete „Sonden“, die beim CRISPR-Verfahren aus RNA-Abschnitten (auch Guide RNA genannt) bestehen, die genau zu der jeweiligen Zielsequenz passen. 

Nachdem die Sonde dort angedockt hat, wird der DNA-Doppelstrang genau an dieser Stelle mit einer molekularen „Schere“ geschnitten - bei CRISPR ist es das Cas9-Protein, welches an die RNA-Sonde gekoppelt ist.

 

Anschließend treten die zelleigenen Reparatursysteme in Aktion: Sie flicken den durchtrennten DNA-Strang wieder zusammen. Dabei können DNA-Bausteine entfernt oder abgeschaltet werden. Möglich ist auch, einzelne DNA-Bausteine auszutauschen oder kurze Sequenzen neu in den DNA-Strang einzubauen. Das alles könnte genauso bei einer natürlichen, zufälligen Mutation geschehen. Der einzige Unterschied: Hier ist sie gezielt herbeigeführt. Hier taucht natürlich die Frage auf:  

 

Gibt es bei CRISPR und den anderen Genome Editing-Verfahren ähnliche Risiken wie bei der Gentechnik ?

 

Genome Editing - und vor allem CRISPR - verringert die Probleme, die aus den Zufälligkeiten der Züchtung erwachsen – das bedeutet Zeit- und Kostenersparnis, aber auch mehr Sicherheit durch mehr Präzision. Das unterscheidet die neuen Verfahren von der herkömmlichen Züchtung, aber auch von der Gentechnik.

 

Bei der klassischen Gentechnik ist es vom Zufall abhängig, an welcher Stelle im Genom einer Pflanze das neue Genkonstrukt integriert wird. Daraus leiten Kritiker ein grundsätzliches Risiko der Gentechnik ab: Der ungezielte Einbau des „fremden“ Gens in bestehende Gen-Regionen kann deren Funktion beeinträchtigen und so die Eigenschaften einer Pflanze nachteilig verändern. 

 

Solche „unbeabsichtigten Nebenwirkungen“ sind ein wesentlicher Grund dafür, dass für gv-Pflanzen (genverändert) in fast allen Ländern der Welt Zulassungsverfahren vorgeschrieben sind. Dort müssen die Hersteller die Sicherheit ihrer Produkte nachweisen. Bisher hat dieses seit zwanzig Jahren praktizierte Konzept funktioniert. Aber eine Zulassung für gv-Pflanzen ist so zeit- und kostenintensiv geworden, dass nur noch große internationale Konzerne dazu in der Lage sind.

 

Ein solches „Risiko“ zufälliger oder unbeabsichtigter Veränderungen gibt es bei editierten Pflanzen kaum. Zwar ist es durchaus möglich, dass das CRISPR/Cas-System den DNA-Strang an einer „falschen“ Stelle schneidet. Da solche off-Target-Effekte etwa im medizinischen Bereich weitaus gravierendere Folgen haben könnten als in der Pflanzenzüchtung, hat man sich schon länger mit diesem Problem beschäftigt. 

 

Viele hat es erstaunt, wie präzise CRISPR/Cas funktioniert und wie selten solche Fehler auftreten. Zudem wurden die molekularen Werkzeuge – CRISPR-Sonden und Cas-Proteinscheren – inzwischen weiterentwickelt und ihre Zielgenauigkeit noch einmal verbessert.

 

DAHER SOLLTE GELTEN:

Die durch Genome Editing  herbeigeführten Erbgut-Veränderungen sind genau zu dokumentieren. Auch muss belegt werden, dass keine Reste von eventuell vorher eingeführter Fremd-DNA im Erbgut der Pflanzen mehr vorhanden sind. Trifft das zu, unterscheiden sich die editierte Pflanzen und die jeweilige Ausgangspflanze nicht – bis auf die gezielt herbeigeführte Mutation.

 

Unter diesen Voraussetzungen sollten editierte Pflanzen so eingestuft werden wie herkömmlich gezüchtete. Besondere Zulassungs- und Kennzeichnungsvorschriften wie bei der Gentechnik sind dann nicht erforderlich.

 

Bisher wurde das CRISPR-Verfahren bei mehreren Pflanzenarten angewandt, um damit gezielt einzelne Merkmale zu verändern. In wissenschaftlichen Publikationen sind Projekte bei Reis, Kartoffeln, Tomate, Soja, Mais, Hirse, Pappeln, den Modellpflanzen Arabidopsis (Ackerschmalwand) und Tabak sowie bei Moosen dokumentiert.

 

Bei Weizen ist es gelungen, eine Resistenz gegen Mehltau, eine Pilzkrankheit, direkt in einer Sorte zu editieren. Bisher werden meist Gene abgeschaltet oder nur einzelne DNA-Bausteine umgeschrieben. Solche Veränderungen bewegen sich im Rahmen natürlicher Mutationen.

 

In der Tat werden die für das Editieren erforderlichen Elemente – CRISPR-Sonden und Cas-Schneideproteine – mit gentechnischen Verfahren in den Zellkern eingeführt. Wenn sie dort ihre Funktion erfüllt haben, sind sie überflüssig und werden aus der Zelle „entsorgt“. Andere DNA-Fragmente, die manchmal für das Einführen der Editier-Elemente notwendig sind, werden ebenfalls wieder entfernt. 

 

Am Ende bleibt eine Pflanze mit minimalen Veränderungen einzelner DNA-Bausteine. Das Verfahren hat keine molekularen Spuren in der Pflanze hinterlassen. Wenn sich der editierte Bereich im Rahmen dessen bewegt, was sich auch bei spontanen, natürlichen Mutationen ereignen könnte, gibt es keinen rationalen Grund, das Produkt – die Pflanze – als „gentechnisch verändert“ einzustufen. 

 

Verfahrensbezogene Vorschriften, etwa besondere Kennzeichnungs- oder Anbaubestimmungen, wären ohnehin nicht kontrollierbar.