Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Genomeditierung: Neue Ansätze zur Züchtung krankheitsresistenter Nutzpflanzen

Behnam Khatabi und Sadanand A Dhekney

Durch Genomeditierung wird eine höhere Präzision bei der genetischen Modifikation von Lebewesen erreicht, während gleichzeitig die unbeabsichtigten Folgen und der Widerstand gegen Produkte, die mithilfe von Technologien zur gentechnischen Modifikation von Organismen (GVO) entwickelt wurden, minimiert werden [1]. Diese Technologien sind leistungsstarke und vielseitige Werkzeuge und haben die Methoden zur Modifikation von Lebewesen für viele beabsichtigte Zwecke revolutioniert. Die gezielte Genomeditierung mithilfe spezialisierter Nukleasen bietet Methoden mit höherer Genauigkeit durch die Einführung von Deletionen, Insertionen und Ersetzungen an ortsspezifischen genomischen Stellen. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Zinkfinger-Nukleasen, CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), Oligonukleotid-gerichtete Mutagenese, RNA-abhängige DNA-Methylierung und Präzisionszüchtung zur Verbesserung von Nutzpflanzen [2,3]. CRISPR/Cas9 wurde erstmals Mitte der 1980er Jahre in Bakterien als Teil ihres Immunsystems gegen Viren entdeckt. Die Cas9-Nuklease zielt mit Hilfe einer einzelnen Leit-RNA (sgRNA) auf bestimmte genomische Stellen. Jede sgRNA (Zielmolekül) besteht aus einem 20 Nukleotide langen Spacer, der unmittelbar vor einem Proto-Spacer Adjacent Motif (PAMs) liegt. Die Sequenz von Spacer und PAM muss komplementär zu einer bestimmten Stelle im Genom sein, um eine gezielte Mutation von Genen zu ermöglichen.