Präzision ist das Markenzeichen eines Wissenschaftlers. Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna haben nichts unversucht gelassen, um das revolutionäre Werkzeug der Gentechnologie namens CRISPR/Cas9, "die Genschere", zu entdecken. Die Pionierinnen Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna, die dieses lebensverändernde Werkzeug entwickelt haben, werden 2020 mit dem Nobelpreis für Chemie geehrt. Ihre Erfindung im Jahr 2012 führte zu zahllosen Entdeckungen in wichtigen Bereichen wie der Krebsforschung, der Pflanzenforschung und der Suche nach Heilmitteln für Erbkrankheiten. Das CRISPR/Cas9-Werkzeug hat es einfacher gemacht, die genetischen Sequenzen an der exakten Stelle in kürzerer Zeit zu verändern. Ihre Entdeckung hat die Sichtweise auf die Biowissenschaften verändert. Sie ist ein Sprungbrett für eine neue Ära der Genetik, die allen Menschen zugute kommen wird.
Was ist CRISPR/Cas9 und wie wurde es entdeckt?
CISPR/CAS9 ist ein Werkzeug zur Genbearbeitung, mit dem eine DNA-Sequenz genau an der gewünschten Stelle geschnitten werden kann. CRISPR steht für "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" und Cas9 ist ein Enzym, das beim Schneiden der Sequenz hilft. CRISPR hat zwei Hauptmerkmale, nämlich die Nukleotidwiederholungen und die Spacer. Bei CRISPR fungieren die Nukleotidsequenzen in der Regel als Vorlagenstrang, um eine komplementäre RNA zu transkribieren, die schließlich als CRISPR-RNA (cr RNA) bezeichnet wurde. Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna waren die ersten, die diese Spacer und Repeater entdeckten. Sie fanden auch heraus, dass das Cas9-Enzym, das beim Schneiden der DNA-Sequenz half, an ein anderes RNA-Molekül gebunden war. Die beiden Moleküle, die cr-RNA und die trans-aktivierende cr-RNA, halfen dem Cas9-Enzym, an der Zielstelle der doppelsträngigen DNA zu schneiden.
Die Entdeckung wurde von Emmanuelle Charpentier gemacht, als sie den Immunmechanismus des Streptokokkenbakteriums gegen das Virus beobachtete. Die Tatsache, die sie am meisten faszinierte, war, dass ein RNA-Molekül, das in den Bakterien gefunden wurde, einen sehr ähnlichen genetischen Code hatte wie das CRISPR der Bakterien. Nach der Analyse der beiden Sequenzen wurde festgestellt, dass das RNA-Molekül mit dem sich wiederholenden Teil des CRISPR übereinstimmte. Bei weiteren Untersuchungen stellte sie fest, dass dieses kleine RNA-Molekül die RNA-Sequenz in Gegenwart von Cas9 aktivierte. Die RNA-Sequenz war das Ergebnis der CRISPR-Sequenz. Dieses Molekül wurde als die trans-aktivierende CRISPR-RNA bezeichnet. Wenn ein Bakterium von einem Virus infiziert wird, fügt das Bakterium die virale DNA an der CRISPR-Region als Gedächtnis in sein Genom ein. Dies schützt das Bakterium vor weiteren Neuinfektionen. Diese CRISPR-DNA wird dann kopiert, um CRISPR-RNA herzustellen, die gespalten werden soll, um virale DNA zu bilden, die bei der Erkennung der fremden viralen DNA helfen würde.
Später analysierte Jennifer Doudna, ob diese virale DNA mit Hilfe der CRISPR-RNA und des Cas9-Enzymmoleküls identifiziert werden konnte. Nach mehreren Experimenten konnten sie es immer noch nicht identifizieren und stellten fest, dass etwas fehlte. Daher fügten sie bei der nächsten Versuchsdurchführung das von Emmanuelle entdeckte trans-aktivierende cr-RNA-Molekül hinzu. Zu ihrer Überraschung wurde die virale DNA identifiziert, was zu einem neuen Äon führte.
Heute hat CRISPR/Cas9 einen neuen Ansatz für das Leben geschaffen. Es wird in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft eingesetzt. Dieses Werkzeug hat sich in den medizinischen Wissenschaften weiterentwickelt. Heute arbeiten die Forscher an der Beendigung von Erbkrankheiten, von denen die Menschheit am meisten betroffen ist. Ein weiterer Bereich, in dem dieses Werkzeug eingesetzt wird, ist die Landwirtschaft, um Pflanzen infektionsresistent zu machen, in der Arzneimittelentwicklung, in der Gentherapie und in vielen anderen Bereichen. Mit einem geregelten und ethischen Einsatz dieses Werkzeugs kann die Menschheit eine grenzenlose Welt erleben.
Referenz
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/popular-information/
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