Neue For­schungs­er­geb­nis­se chi­ne­si­scher Wis­sen­schaft­ler zei­gen, dass Geno­me­di­tie­rung mit CRISPR/Cas9 mas­si­ve Schä­den am Genom ver­ur­sacht, von denen ein Gross­teil mit den bis­her ver­wen­de­ten Ana­ly­se­werk­zeu­gen über­se­hen wor­den wäre. Die tief­grei­fen­de Ana­ly­se der Gen­se­quen­zen wur­de durch ein neu ent­wickel­tes Com­pu­ter­pro­gramm ermög­licht. Mit die­sem Pro­gramm hat das chi­ne­si­sche Ent­wick­ler­team die Sequenz­da­ten aus ihren aktu­el­len und frü­he­ren Expe­ri­men­ten mit CRISPR/Cas9 an Maus­zel­len und mensch­li­chen Zel­len über­prüft. Die Ergeb­nis­se sind erschreckend: die Gen­sche­re CRISPR/Cas9 ver­ur­sacht mas­si­ve Schä­den am Genom.

Wäh­rend der durch die DNA-Sche­re erzeug­te anfäng­li­che Dop­pel­strang­bruch gezielt an einer rela­tiv bestimm­ten Stel­le durch­ge­führt wer­den kann, ist die anschlies­sen­de DNA-Repa­ra­tur der ent­stan­de­nen Bruch­stel­le weder kon­trol­lier­bar noch prä­zi­se. Sie wird von den zell­ei­ge­nen Repa­ra­turme­cha­nis­men auto­ma­tisch durch­ge­führt. Dabei ent­ste­hen nicht vor­her­seh­ba­re Neben­ef­fek­te. Ihr Aus­mass wur­de bis­lang unter­schätzt, wie die neu­en chi­ne­si­schen Unter­su­chun­gen zei­gen. Die vom chi­ne­si­schen For­schungs­team ent­deck­ten unbe­ab­sich­tig­ten Effek­te oder gene­ti­schen Feh­ler reich­ten von zufäl­li­gen klei­nen Inser­tio­nen oder Dele­tio­nen bis hin zu gros­sen Dele­tio­nen. Zudem kam es zu Inte­gra­tio­nen von Tei­len des Plas­mids, das als Trans­port­ve­hi­kel für das Gen-Editing-ver­wen­det wur­de und zu chro­mo­so­ma­len Trans­lo­ka­tio­nen, das heisst, dass Chro­mo­so­men­ab­schnit­te an eine ande­re Posi­ti­on inner­halb des Chro­mo­soms ver­la­gert wur­den.

Besorg­nis­er­re­gend ist, dass die­se unbe­ab­sich­tig­ten schäd­li­chen Ergeb­nis­se der Geno­me­di­tie­rung auch bei den wei­ter­ent­wickel­ten, angeb­lich noch prä­zi­se­ren Ver­sio­nen der Gen­sche­re bestehen blie­ben. Neben unge­woll­ten Ver­än­de­run­gen bei der Ziel­se­quenz, sei also auch bei den Neben­ef­fek­ten der Repa­ra­tur­pro­zes­se Vor­sicht gebo­ten, beto­nen die For­scher. Ins­ge­samt zei­gen die­se Ergeb­nis­se anschau­lich, wie wenig Kon­trol­le die Gen­tech­no­lo­gen über die DNA-Repa­ra­tur­pro­zes­se haben.

Rele­vanz für die Geno­me­di­tie­rung von Pflan­zen

Der Lon­do­ner Mole­ku­lar­ge­ne­ti­ker Dr. Micha­el Anto­niou schlägt vor, das neue Detek­ti­ons­werk­zeug auch bei der Geno­me­di­tie­rung von Pflan­zen und Tie­ren anzu­wen­den. Anto­niou erklärt: “Die Mecha­nis­men der Geno­me­di­tie­rung und der anschlies­sen­den DNA-Repa­ra­tur­pro­zes­se sind in tie­ri­schen und pflanz­li­chen Zel­len gleich.” Die Kon­se­quen­zen der neu­en For­schung sind für Anto­niou klar: “um ein voll­stän­di­ge­res Bild der durch die Geno­me­di­tie­rung ent­stan­de­nen DNA-Schä­den zu erhal­ten, müs­sen alle bis­her durch­ge­führ­ten Ana­ly­sen von geno­me­di­tier­ten Pflan­zen mit dem neu­en Werk­zeug neu bewer­tet wer­den.”

Wei­ter fügt er hin­zu: “Die­ses neue Tool ist ein gros­ser Schritt nach vor­ne. Es ist wich­tig, dass es ange­nom­men und ein­ge­setzt wird — nicht nur im Rah­men der medi­zi­ni­schen Gen­the­ra­pie, wie die Autoren der neu­en Stu­die vor­schla­gen, son­dern auch bei der Geno­me­di­tie­rung von Nutz­pflan­zen und Tie­ren.” Indu­strie­na­he Wis­sen­schafts­krei­se hin­ge­gen stre­ben eine Dere­gu­lie­rung der neu­en gen­tech­ni­schen Ver­fah­ren an. Sie argu­men­tie­ren, die Risi­ken der neu­en gen­tech­ni­schen Ver­fah­ren sei­en bereits genü­gend geklärt, um sie vom Gel­tungs­be­reich des Gen­tech­nik­ge­set­zes aus­zu­neh­men.

 

Bei der oben erwähn­ten Stu­die han­delt es sich um einen soge­nann­ten Pre­print (deutsch Vor­ab-Publi­ka­ti­on). Sol­che wer­den der Öffent­lich­keit in Manu­skript­form zur Ver­fü­gung gestellt bevor sie den Begut­ach­tungs­ver­fah­ren einer Fach­zeit­schrift oder eines Ver­la­ges durch­lau­fen. Wir infor­mie­ren erneut, sobald die Stu­die publi­ziert wird.

Zum Arti­kel von GMWATCH: New ana­ly­ti­cal tool reve­als mas­si­ve DNA dama­ge cau­sed by CRISPR/Cas9 gene editing

Zur Stu­die: Glo­bal detec­tion of DNA repair out­co­mes indu­ced by CRIS­PR-Cas9

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