Genome Editing - LinkFang.de





Genome Editing


Genome Editing (auch genome editing with engineered nucleases, GEEN) ist eine molekularbiologische Methode zur Entfernung, Einfügung und Veränderung von DNA.[1]

Eigenschaften

Genome Editing verwendet eine Endonuklease, um eine doppelsträngige DNA an einer bestimmten Zielsequenz zu schneiden, wodurch Doppelstrangbrüche entstehen.[2] Durch die Strangbrüche wird die Rekombinationsrate deutlich erhöht.[3] Im Zuge einer anschließenden DNA-Reparatur entsteht gelegentlich durch homologe Rekombination und nonhomologous end joining teilweise auch eine veränderte DNA-Sequenz, der ein Teil der ursprünglichen Sequenz fehlt.

Die Zeitschrift Nature Methods kürte das Genome Editing 2011 zur Methode des Jahres.[4]

Enzyme

Als Endonukleasen werden Zinkfingernukleasen (ZFN), Transcription Activator-like Effector Nucleases (TALENs), das CRISPR/Cas-System, das CRISPR/Cpf1-System und Meganukleasen (modifizierte Homing-Endonukleasen) verwendet.[5][6][7]

Anwendungen

Genome Editing wird für gezielte Genveränderungen bei Mikroorganismen (weiße Gentechnik),[8] Pflanzen (grüne Gentechnik),[9] Tieren[10] und beim Menschen (rote Gentechnik, Gentherapie)[11] eingesetzt. Das Genome Editing kann zum gezielten Zerstören eines Gens (Gen-Knockout), zum Einführen eines Gens an einer spezifischen Stelle im Genom (Gen-Knockin) oder zur Punktmutation eines Gens verwendet werden.[1]

Regulatorische Aspekte

Genome Editing ist eine neue Technik, die eine gezielte Veränderung von Pflanzen und Tieren erlaubt. Zurzeit ist noch unklar, ob man solche geneditierte Organismen wie gentechnisch veränderte Organismen (GVO) einstufen und somit den Richtlinien, die für GVO gelten, unterwerfen soll. Forscher aus China, Deutschland und USA haben vorgeschlagen, dass man geneditierte Pflanzen aufgrund einer Dokumentation, sofern sie keine fremde (transgene) DNA enthalten und ausschließlich die editierten Gene verändert sind, Pflanzen aus konventioneller Züchtung gleichstellen sollte.[12]

Literatur

Weblinks

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Lee, J., et al. (2016). "Designed nucleases for targeted genome editing." Plant Biotechnology Journal 14(2): 448-462.doi:10.1111/pbi.12465
  2. R. Wilkinson, B. Wiedenheft: A CRISPR method for genome engineering. In: F1000prime reports. Band 6, 2014, S. 3, ISSN 2051-7599 . doi:10.12703/P6-3 . PMID 24592315 . PMC 3883426 (freier Volltext) .
  3. N. Rudin, E. Sugarman, J. E. Haber: Genetic and physical analysis of double-strand break repair and recombination in Saccharomyces cerevisiae. In: Genetics. Band 122, Nummer 3, Juli 1989, S. 519–534, ISSN 0016-6731 . PMID 2668114 . PMC 1203726 (freier Volltext) .
  4. Anonym: Method of the Year 2011. In: Nature methods. Band 9, Nummer 1, Januar 2012, S. 1, ISSN 1548-7105 . PMID 22312634 .
  5. K. M. Esvelt, H. H. Wang: Genome-scale engineering for systems and synthetic biology.. In: Mol Syst Biol. 9, Nr. 1, 2013, S. 641. doi:10.1038/msb.2012.66 . PMID 23340847 . PMC: 3564264 (freier Volltext).
  6. W. S. Tan, D. F. Carlson, M. W. Walton, S. C. Fahrenkrug, P. B. Hackett: Precision editing of large animal genomes.. In: Adv Genet. 80, 2012, S. 37-97. doi:10.1016/B978-0-12-404742-6.00002-8 . PMID 23084873 . PMC: 3683964 (freier Volltext).
  7. H. Puchta, F. Fauser: Gene targeting in plants: 25 years later.. In: Int. J. Dev. Biol. 57, 2013, S. 629-637. doi:10.1387/ijdb.130194hp .
  8. Sampson, T.R., and Weiss, D.S. (2014). Exploiting CRISPR/Cas systems for biotechnology. Bioessays 36, 34-38. doi:10.1002/bies.201300135
  9. Voytas, D.F., and Gao, C. (2014). Precision genome engineering and agriculture: opportunities and regulatory challenges. PLOS Biol 12, e1001877. doi:10.1371/journal.pbio.1001877
  10. Laible, G., Wei, J., and Wagner, S. (2015). Improving livestock for agriculture - technological progress from random transgenesis to precision genome editing heralds a new era. Biotechnol J 10, 109-12. doi:10.1002/biot.201400193
  11. Cox, D.B., Platt, R.J., and Zhang, F. (2015). Therapeutic genome editing: prospects and challenges. Nature medicine 21, 121-131. doi:10.1038/nm.3793
  12. Huang, S., et al. (2016). "A proposed regulatory framework for genome-edited crops." Nat Genet 48(2): 109-111 doi:10.1038/ng.3484

Kategorien: Gentechnik | Genomik

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Genome Editing (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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