Für den Monat Februar 2020 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Dr. Dr. Boris V. Skryabin und Dr. Timofey S. Rozhdestvensky aus der  Core Facility TRAnsgenic animal and genetic engineering Models (TRAM)  für die Publikation: Pervasive head-to-tail insertions of DNA templates mask desired CRISPR-Cas9-mediated genome editing events in der Zeitschrift Science Advances, 6(7).2020: eaax2941, [Volltext]

Die Genom-Editierung mittels CRISPR-Cas9 hat sich bei einer Vielzahl von Organismen etabliert. Unter anderem wird die Technologie zur Generierung von Tiermodellen menschlicher Krankheiten eingesetzt. Darüber hinaus gibt es Versuche, das CRISPR-Cas9-System zur direkten Veränderung des menschlichen Genoms zu nutzen. Trotz vieler Vorteile gibt es jedoch noch einige Hürden, die den medizinischen Einsatz der CRISPR-Cas9-Technologie behindern.

Untersucht wurden die Probleme im Zusammenhang mit dem zielgerichteten Einfügen einer DNA-Matrix (knock-in) ins Mausgenom. Beim Erzeugen von konditionalen Knock-out-Mausmodellen wurde entdeckt, dass die homologen und/oder nicht-homologen Doppelstrangreparaturmechanismen mehrere unerwünschte Duplikationen der DNA-Matrix im Zielgenom verursachten. Die beobachteten systematischen Probleme waren abhängig von der Art der verwendeten DNA-Matrix. Ausserdem konnte gezeigt werden, dass die üblicherweise angewandte PCR-Analyse – in den meisten Fällen – solche Duplikationsereignisse nicht identifizieren konnte; daher sind weitere, tiefgreifende Analysen der modifizierten Allele unerlässlich. Dazu werden mehrere geeignete Methoden vorgeschlagen, um die korrekt modifizierten Chromosomen zu identifizieren.

Die Vervielfachung der DNA-Matrix ist ein häufiges Phänomen. Alle Knock-in-Verfahren wie die Einführung einer Punktmutation oder die Rekonstruktion fehlender/neuer Epitope, die die Genfunktion verbessern, leiden möglicherweise darunter. Unkontrollierte Vervielfachung der DNA-Matrix könnte schwerwiegende Folgen für die humane Gentherapie haben.

Eine Liste aller bisherigen Gewinner der Paper of the Month – Auszeichnung finden Sie hier.

Der Paper of the Month – Aufsteller in der Zweigbibliothek Medizin bietet den Besuchern die Lektüre der Studie vor Ort an.

Foto: MFM/Christian Albiker