Vielen Dank für eure positiven Rückmeldungen zur Nullnummer :-) Heute besprechen Lothar und Katrin die vielen Vorarbeiten für und Entwicklungen zu dem was wir heute als CRISPR/Cas-System kennen. Viele unerwartete Wendungen, verpasste Chancen, und aufgeworfene Fragen über den Zustand des Systems Wissenschaft an sich pflastern seinen Weg...
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Cohost sapiens | ||||
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Katrin | ||||
Lothar |
Sendungsnotizen
Literatur
- Angelika Jacobs: Die vergessenen Pioniere
- Jennifer A. Doudna, Emmanuelle Charpentier (2014) The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9 (Science) 10.1126/science.1258096
- Eric S. Lander (2016) The Heroes of CRISPR (Cell) 10.1016/j.cell.2015.12.041
Entdeckung & Funktionsbeschreibung (früher 1990er bis 2007)
- Francisco Mojica in Alicante: palindromic repeats in entfernt verwandten Archaeen & Bakterien zeigt Wichtigkeit
- Spacer oft viralen Ursprungs => Hypothese: adaptives Immunsystem
- Gilles Vergnaud & Alexander Bolotin in Paris ebenso
- Philippe Horvath bei’nem Sauerkrauthersteller: Korrelation der Spacer mit Resistenz von Bakterienstämmen gegenüber Phagen
- Rodolphe Barrangou & Sylvain Moineau bestätigen Immunsystem-Hypothese
Zielfrage & Programmierbarkeit (2008 – 2011)
- John van der Oost in Wageningen: künstliche CRISPR-Elemente gegen Lambda-Phagen => programmierte Immunität = Impfung
- CRISPR-assoziierte Proteine nutzen crRNAs (Palindrom = Sekundärstruktur) zur Zielfindung
- Hypothese: Ziel ist DNA
- Luciano Marraffini & Erik Sontheimer in Chicago: keine RNA-Interferenz, da bei explosionsartiger Virusinfektion ineffektiv
- CRISPR immunisiert auch gegen Plasmide => schneidet DNA
- Hypothese: programmierbare DNA-Schere & Genomeditierung
molekularer Mechanismus (2008 – 2011)
- Sylvain Moineau: sehr schneller, exakter Doppelstrangschnitt
- Emmanuelle Charpentier (Umeå) & Jörg Vogel (Berlin): dritt-häufigstes Transkript maturiert crRNA & unterstützt Zielfindung => tracrRNA
andere Organismen, in vitro & Optimierung (2011 – 2012)
- Virginijus Siksnys in Vilnius: CRISPR-Locus immunisiert auch in E. coli => Werkzeug im Modellorganismen = populäreres Werkzeug
- Cas9 ist einziges notwendiges Enzym
- Aufreinigung mit crRNA & tracrRNA => im Reagenzglas aktiv
- Reprogrammierung durch künstliche Spacer
- Paper früher eingereicht, aber von Cell abgelehnt
- Emmanuelle Charpentier & Jennifer Doudna (Berkeley): ebenso & fusionieren RNAs zu einer & vereinfachen deren Erstellung
- Paper bei Science später eingereicht, aber schneller veröffentlicht
- Nobelpreis: wenn nur 3, dann diese, aber nächster ist auch sehr wichtig
- Feng Zhang (MIT, Boston) Codonoptimierung von Cas9 für Menschen & Zellkernlokalisierungssignal
- Multiplexing
- Mausmodelle für Krankheiten & Prozessscreening
- Reagenzien über Addgene verteilt
- seitdem: Editierung ein fast allen Organismengruppen, mehrfache Edits, auch in Keimbahn
Fazit
- seit 1980ern: Meganukleasen, TALENs & Zinkfingernukleasen, aber wegen Anpassung des Proteins auf DNA-Ziel ineffizienter (Schlüssel-Schloss-Prinzip zw. Aminosäuren im Protein & Nukleobasen in DNA => Schlüssel muss stets neu produziert werden)
- CRISPR/Cas9: Bauanweisung beim Schlüsseldienst einreichen
- Zusammenspiel genetischer Grundlagenforschung, mit forensischem & industriellem Interesse
- Hypothesen-freie Big-Data-Auswertung: bei Transkript-Sequenzierung (Charpentier & Vogel)
- öffentliche Datenbanken (Mojica)
- Verfolgung “untrendiger” Themen, an Orten mit wenig Publicity & durch von junge Wissenschaftler_innen
Nobelpreisaussichten
- Forderungen nach Reformen
- Nobels Testament (1895) bezieht sich auf andere Zeit
- modernes Dilemma: Welche Teams & Mitglieder werden geehrt?
- Anpassung an Realität heutiger Forschung (mehr Spezialgebiete, größere Teams)
- Vorschläge (zusätzlich oder auch): >3 Personen und/oder Organisationen ehren (Vorbild: Friedensnobelpreis, aber den Wissenschaftskomitees nicht verboten), sowie zusätzliche Disziplinen (siehe Wirtschaft”nobel”preis)
- Lothar Preis: PHS227 – Ein Preis, ein Preis: Physik und die Kunst der Vermittlung