CRISPR: Blick in die Tiefe der Zellkultur

    30. Oktober 2017, 13:30
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    Ein Wissenschafterteam aus Wien entwickelte eine neue Screening-Methode mit der Gen-Schere

    Wien – Wissenschafter lieben es, Dinge emotionslos zu beschreiben. Übertreibungen sind ihnen ein Gräuel. Wenn also jemand wie Ulrich Elling, Molekularbiologie am Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA), die Redewendung "Hat wie eine Bombe eingeschlagen" gebraucht, dann muss es sich schon um eine Besonderheit handeln. Elling, der sich mit embryonalen Stammzellen und ihrer Alternative, den induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS), beschäftigt, spricht von der Gen-Schere CRISPR/Cas9.

    Sie hat weltweit zu einer Revolution in der Laborarbeit geführt. Es gibt kaum noch ein Forschungsinstitut, das die Technologie nicht anwendet, um Gene aus der DNA einer Zelle zu schneiden und das Zellmaterial damit zu verändern. Gebräuchlich sind mittlerweile auch Screening-Methoden mithilfe von CRISPR. So lässt sich effizienter, schneller und genauer als mit bisherigen Techniken untersuchen, welche Gene welche Eigenschaften haben. Bisher hat man ein Gen entfernt – und danach geschaut, was passiert. "So konnten wir Schlüsse auf die Eigenschaften des Gens ziehen." Das sei aber, sagt Elling, ein "recht mühsames Geschäft" gewesen.

    Nun legt man eine Art Bibliothek mit CRISPR an, um zu erkennen, wie sich Eigenschaften der Zellen voneinander unterscheiden. Das Manko war bisher, die Vielfalt innerhalb der Zellpopulation nicht im Detail zu sehen. Elling: "Die große Frage war: Gibt es einzelne oder mehrere Gene, die für die Identität der Zelle verantwortlich sind?"

    Details in der Zellprobe

    Ein Team um Elling hat nun im Fachmagazin "Nature Methods" eine Screening-Technik vorgestellt, mit der die Wissenschafter künftig in die Tiefe der Zellprobe gehen können: CRISPR-UMI (Unique Molecular Identifier). Die Forscher haben nach Zugabe eines Chemotherapeutikums feststellen können, wo die "Sensoren" in der Zelle für das Krebsmedikament liegen. Durch ein weiteres Medikament könnte man diese gewissermaßen hochfahren – und gleichzeitig die Menge an Chemotherapeutika reduzieren, weil sie ja nun besser aufgenommen werden.

    In einer zweiten Studie hat sich das Team die Rückentwicklung von Hautzellen zu den erwähnten iPS-Zellen angeschaut. Normalerweise ein gar nicht so einfacher Prozess, weil der Mensch Schranken hat, die verhindern, dass Zellen sich in eine Richtung entwickeln, für die sie ursprünglich nicht vorgesehen waren (was auch eine Schranke gegen Tumorentwicklung ist). Im Fall der iPS-Zellen ist es gewünscht – und Ellings Team konnte erkennen, welche Zellen den Switch schneller schaffen, welche nicht. (pi, 30.10.2017)

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