Was ist Crispr-Cas9 ?

CRISPR-Cas9 ist ein molekularer Werkzeugkasten. Er steuert einzelne Positionen im Erbmolekül DNA gezielt an; schneidet das Erbmolekül – punktgenau und hoch effizient. Dann wird die alte Erbinformation durch neue ersetzt. Wie die Funktion "Suche – Ersetze" im Computer. Kranke Gene lassen sich dank CRISPR-Cas gezielt reparieren. Die Natur wird korrigierbar.

Die Französin Emmanuelle Charpentier hat an vielen Orten der Welt geforscht, bevor sie ans Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung nach Braunschweig kam. 2011 präsentierte Emmanuelle Charpentier in einem Fachartikel in Nature die einzelnen Komponenten und das Grundprinzip. Dann tat sie sich mit Jennifer Doudna von der Universität von Kalifornien in Berkeley zusammen. Gemeinsam konnten sie den CRISPR-Cas-Mechanismus im Detail aufklären. In ihrer Veröffentlichung im August 2012 in der Wissenschaftszeitschrift Science beschreiben sie ihn detailliert, so dass Wissenschaftler ihn im Labor nachahmen können. Das war der Startschuss für die CRISPR-Revolution.

"Der Gentechniker muss lediglich eine RNA konstruieren, die genau auf den Bereich der DNA passt, der verändert werden soll. Die RNA führt das Protein „Cas 9" zur DNA, und das schneidet genau an dieser Stelle. Die Reparatur-Maschinerie der Zelle baut schließlich eine Mutation ein, ein DNA-Stück, das der Zelle vorgegeben wird."

CRISPR plus Cas9 – Zielvorrichtung plus Schere. Das ist das Crispr Cas –System. Den Rest erledigt die Zelle. Sie will den Schnitt reparieren – und kittet mit dem, was man ihr anbietet. "Im Prinzip ist es sehr preiswert, einfach anzuwenden und hoch effizient. Deshalb wurde es so schnell angenommen und ist so verlockend für die Wissenschaft."

Auf dem gleichen Wege könnten auch befruchtete Eizellen des Menschen verändert werden. Wissenschaftler in China haben dies bereits versucht. Sie erzeugten 86 nicht überlebensfähige Embryonen - und versuchten deren Gene mit CRISPR-Cas gezielt zu verändern. Nur vier Mal gelang die gewünschte Manipulation.

In den USA forderten führende Wissenschaftler Anfang 2015 ein Moratorium. Die Anwendung von CRISPR-Cas bei menschlichen Keimzellen solle so lange unterbleiben, bis klar ist, wo die Gefahren liegen. Denn eine genetische Veränderung in der Keimbahn lässt sich nicht rückgängig machen. Wissenschaftler in China beteiligten sich nicht an der Diskussion. Angeblich gibt es dort vier Arbeitsgruppen, die CRISPR in diesem umstrittenen Bereich ausprobieren.

Andere Wissenschaftler halten ein allgemeines Verbot der Keimbahntherapie für wünschenswert, wie die CRISPR-Cas-Pionierin Emmanuelle Charpentier. "Ich persönlich finde, dass menschliche Keimzellen nicht manipuliert werden sollten. Und ich bin froh, dass es viele Länder gibt, die sich darauf verständigt haben, dass Zellen der menschlichen Keimbahn nicht manipuliert und dass genetisches Material nicht verändert werden sollte."

Aufhalten lässt sich die Crispr-Cas Revolution nicht mehr. Sie verändert gerade die Wissenschaft und dann die Welt. Wie jede Revolution wird sie Neues hervorbringen. Harmlos ist das nicht. Mehr bei www.deutschlandfunk.de ...

Ist-Stand und Konsequenzen

Quelle: Johann Grolle: Menschen nach Maß - Eine neue Gentech-Methode versetzt Bioforscher in einen Schaffensrausch. Erbkrankheiten könnten damit geheilt werden - Aber auch das Designerbaby rückt in den Bereich des Machbaren. Wie weit darf das Leben umgestaltet werden? DER SPIEGEL 49/2015

Crispr-Cas ist ein riesiges Geschäft

Auch Johan Grosse weist in seinem aufschlussreichen Artikel darauf hin: In die Crispr-Cas-Technologie wird investiert. Crispr-Cas ist der kommende Markt, das lukrative Geschäft der Zukunft. Die Aussicht auf Profit treibt diese Technologie an. Welches Potential Investoren wie Google und Bill Gates in diesem Forschungsfeld vermuten, ist an dieser Grafik erkennbar. Vorsicht, das sind nur die Forschungsmittel des US National Institutes of Health per 2014! Die heute insgesamt eingesetzten Forschungsmittel haben längst die Milliardengrenze überschritten!

Es wird gemacht werden!

Vor gut 10 Jahren wurde schon einmal heftig die Manipulation des menschlichen Erbgutes diskutiert. Das erste Klon-Baby nach dem Vorbild des Schafes Dolly war angeblich bereits unterwegs. Danach wurde es ruhig, offensichtlich fehlten die Erfolge. Crispr-Cas9 macht die Manipulation auch menschlicher Eizellen unter dem Stichwort Keimbahn"therapie" jetzt einfach und ganz gezielt möglich.

Die Politik, bereits überfordert mit Griechenland, dem Terror und den Flüchtlingen, wird den pröbelnden Wissenschaftlern keinen Einhalt gebieten. Es existiert keine global einheitliche Gesetzgebung, die neugierigen Forschern Grenzen setzt. In der Literatur werden die Risiken verharmlost. Gerade hat ein Kongress internationaler medizinischer Akademien in Washington (Global summit of Human Gene Editing, 3.12.2015) grünes Licht gegeben: Die Forschung am menschlichen Erbgut ist legal, sie wird nicht geächtet, es wird auch kein Moratorium eingeführt. Die Tore sind weit geöffnet!

Der Mensch wird sein eigenes Erbgut "editieren", weil das plötzlich so einfach möglich ist. Was machbar ist, wird auch gemacht. Die Neugier des Menschen ist viel stärker als ethische Vorbehalte oder moralische Werte. Dabei unterschätzt der Mensch wieder - wie in vielen anderen Fällen - die Komplexität der Materie.

Die menschliche DNA besteht aus drei Milliarden Basenpaaren. In den letzten 10 Jahren wurde dieser Code "entschlüsselt". Das heisst aber nicht mehr, als dass man diesen Code lesen kann. Was er bedeutet und wie daraus ein gesunder Mensch entsteht, ist bisher kaum im Ansatz bekannt. Dieser Datensatz ist offenbar so optimal im Verlauf der Evolution austariert, dass bei natürlicher Reproduktion "nur" zwei Prozent der Neugeborenen mit einer mehr oder weniger grossen Behinderung/Krankheit geboren werden. Immerhin zwei Prozent. Jeder Eingriff in diesen Datensatz stört das natürliche Gleichgewicht. Was passiert mit drei Milliarden Basenpaaren, wenn der Mensch an 50 Stellen ihre Reihenfolge ändert? Die Komplexität der DNA ist viel zu gross als das abzusehen ist, welche Risiken durch das Editieren mit Crispr-Cas9 erzeugt werden: Manipulation am menschlichen Erbgut ist auf unabsehbare Zeit Pröbeln am menschlichen Genom mit der Bastel-Methode Trial and Error!

Man kann es kaum für möglich halten, aber der Mensch wird mit Trial und Error an seinem eigenes Erbgut herumspielen: Wohl wissend, dass diese Spielereien die "Keimbahn" irreversibel verändert! Hier steht mehr auf dem Spiel als bei der Atombombe!

Der natürliche Genpool wurde in den letzten 20 Jahren durch die bisherige Gentechnik bereits irreversibel verändert. Auch hier war die entscheidende Methode das Basteln mit Trial and Error, denn die komplexe Funktion des Genoms, beispielsweise der Fruchtfliege oder des Mais, ist unverstanden. Gentechnische Pflanzen und Tiere sind in der Welt und nicht mehr einzufangen! Jetzt ist absehbar, dass der Mensch auch nicht mehr Halt macht vor der Manipulation seines eigenen Erbgutes. Weil das nicht koordiniert und gezielt vor sich gehen kann/wird, sondern viele Forscher weltweit durch Neugier und Gier nach Ansehen und Profit angetrieben werden, kann das nur schief gehen: Der Mensch pröbelt sich selber aus dem evolutionären Rennen.

Nachrichten zu Crispr-Cas9

Naturidentische Gentechnik

Wendy Harwood: "Die Grüne Gentechnik stand immer in der Kritik, weil sie niemals wirklich präzise war. Wenn wir Gene in das Genom von Pflanzen einfügen, konnten wir bisher nicht genau kontrollieren, wo sie tatsächlich eingebaut werden. Mit Crispr-Cas als neuer Technologie haben wir jetzt die Möglichkeit, Gene an einem präzisen Ort einzusetzen. Oder wir zielen auf ein vorhandenes Gen und erzeugen punktgenau eine kleine Mutation. Diese Präzision ist von entscheidender Bedeutung."

"Die Veränderungen sind dauerhaft und werden an nachfolgende Generationen der Pflanzen vererbt. Wir haben nur sehr kleine Mutationen erzeugt, zwischen einer und sechs Basen des DNA-Codes. Solche Veränderungen könnten auch auf natürliche Weise auftreten. Es ist genau die Art von Veränderungen, wie sie über Jahre hinweg mit einer Technik namens Mutationszüchtung erreicht wurden. Und die gilt als eine konventionelle Züchtungstechnik."

Bei der Mutationszüchtung werden ganze Pflanzen oder deren Samen mit speziellen Chemikalien behandelt oder harter Röntgenstrahlung ausgesetzt. Es geht darum, zufällige Mutationen im Erbgut auszulösen. Neue Pflanzensorten, die auf diese Weise entstehen, müssen nicht als gentechnisch verändert gekennzeichnet werden. Analog hält Wendy Harwood auch die Varianten, die sie gezielt mithilfe von Crispr-Cas erzeugt, nicht für kennzeichnungsbedürftig. Mehr bei www.deutschlandfunk.de ...

Kommentar Al: Crispr-Cas hat eine immense Bedeutung für die Gentechnik: Es ist eine Wunderwaffe! Vielleicht kann man damit sogar allen unbedarften Leuten einreden, dass die damit von Menschen manipulierten Pflanzen und Tiere ganz natürlich entstanden sind!? Was für eine herrliche Perspektive für alle, die mit Gentechnik Geld verdienen wollen!

16.12.2015 23:08

Human gene editing research gets green light

Human gene-editing research, even on embryos, is needed and should go ahead, with one major caveat: No pregnancies can result, leaders of an international summit on the topic said December 3.

Many see the technology as a medical boon; others, though, say that the prospect of designer babies and tinkering with the DNA of future generations should be out of bounds. The U.S. National Academies of Sciences and Medicine, the Chinese Academy of Sciences and the United Kingdom’s Royal Society convened the summit to discuss the state of the science as well as ethical, legal and regulatory considerations surrounding gene-editing technology.

But moral, ethical and safety concerns would make it “irresponsible” to proceed with clinical studies in germline cells — eggs, sperm, embryos and other cells that transmit DNA to future generations, the statement added. That doesn’t mean all germ cell editing would be off-limits. Researchers who edit embryos or other germ cells in labs would not be doing germline editing if the resulting embryos are not implanted in the uterus for reproductive purposes, said committee chairman David Baltimore of Caltech.

The scientists purposely did not call their statement a ban or even a moratorium. Instead, the recommendations should be revisited on a regular basis as research advances and societal opinions evolve. The panel also called for an ongoing forum to discuss human germline editing.

Recommendations from the scientists are not legally binding, but peer pressure could be an effective deterrent. For instance, researchers who violate agreements might not be able to get their work published or could lose funding. Scientists also must still follow their individual countries’ laws and regulations on working with embryos. In the United States, such work is not banned, but researchers cannot get government funds to do it. More by www.sciencenews.org ...

09.12.2015 17:36

Genmanipulation an menschlichen Embryonen

Wissenschaftler aus China haben eigenen Angaben zufolge erstmals das Erbgut menschlicher Embryonen verändert. Möglich wurde diese Manipulation durch eine neue Form der Gentechnik: eine Methode namens CRISPR-Cas.

Das haben sich die Gentechniker immer gewünscht. Eine Art Baukasten, mit der sie ihre Werkzeuge nach Maß herstellen können. Zwei junge Wissenschaftlerinnen haben CRISPR-Cas bei Bakterien entdeckt und im Labor nachgeahmt. Eine davon, Emmanuelle Charpentier, arbeitet in Deutschland am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig.

Bakterien schützen sich mit CRISPR-Cas gegen Viren. Das System besteht aus RNA, die sich gezielt programmieren lässt, und dem Cas-Enzym als Schere. Beide Elemente ermöglichen Schnitte in bislang unbekannter Präzision. Manche Forscher sprechen deshalb von Genom-Chirurgie. Das neue Verfahren eroberte in nur zwei bis drei Jahren die Labore der Welt.

Mit CRISPR-Cas lässt sich das Erbgut von Lebewesen gezielt verändern, wie ein Textdokument im Computer. Das funktioniert ähnlich wie die Suche/Ersetze-Funktion in der Textverarbeitung. Ein Fehler wird erkannt, gelöscht und eine Korrektur an die gleiche Stelle eingesetzt. Diese Form der Gen-Reparatur ist nicht mehr auf fremde Gene angewiesen. Das Erbgut lässt sich in kleinsten Schritten manipulieren, Buchstabe für Buchstabe.

In den USA haben Forscher CRISPR-Cas bei Primaten getestet. Dabei stellte sich heraus, dass die Technik bei Affen-Embryonen längst nicht so gut funktioniert wie bei einfacheren Organismen. Viele führende Wissenschaftler forderten ein weltweites Moratorium. Der Einsatz beim Menschen sollte vorerst tabu bleiben. Aber bevor dies umgesetzt werden konnte, haben chinesische Forscher angeblich Fakten geschaffen und menschliche Embryonen mit CRISPR-Cas manipuliert. Mehr bei www.deutschlandfunk.de ...

Wird es bald das sogenannte “Designerbaby” geben? Wenn es nach den chinesischen Wissenschaftler geht, sieht so die Zukunft aus, denn in China haben Experten jetzt die DNA von Embryos verändert. Die Folgen sind schrecklich.

Die ethische Frage zu diesem Thema ist schon lange ein Streitpunkt, der nicht nur bei Experten, dass Blut kochen bringt. Chinesiche Forscher haben es jetzt trotzdem getan und in die DNA von frisch befruchteten Embryos eingegriffen. Angeblich handelte es sich hier um 86 nicht lebensfähige Embryos aus einer sogenannten Kinderwunschklinik. Diese Embryos sollen fehlerhaft mit gleich zwei Spermien befruchtet gewesen sein, so dass diese ohnehin nicht weitergewachsen und abgestorben wären. Mit der Methode “CRISPR/Cas9″ haben die Wissenschaftler dann das Erbgut verändert.

Die Wissenschaftler wollten hier ein bestimmtes Gen verändern, dass nachweislich für die gefährliche Blutkrankheit “Beta-Thalassämie” verantwortlich ist. 54 der veränderten Embryos wurden nach der zwei Tagen der Manipulation geprüft. 28 Embryos hatten nur zum kleinen Teil das neue Erbgut übernommen. Ein Wachstum war dennoch nachweisbar. In den Augen der chinesischen Forscher ein absoluter Fehlschlag.

Parallel kam es aber auch zu einer großen Anzahl weiterer Mutationen am Erbgut der Embryos. Die Schäden waren enorm. Die Experten vermuten, dass dies aber nicht allein die Schuld der “CRISPR/Cas)” Methode war, sondern auch mit denfehlerhaften Embryos zu tun hatte. Einen Beweis dafür gibt es natürlich nicht.

Erbgutmaipulationen sind schon seit Jahren, wenn nicht Jahrzehnten ein Streitthema. Gerüchten nach, sollen in China aber gleich vier Forschungsgruppen an menschlichen Embryos verschiedene Experimente durchführen. Befürworter solcher Manipulationen sehen hier die strahlende Zukunft von Designerbabys, die immun gegen so manche Krankheit auf die Welt kommen. Gegner hingegen malen ein weitaus düsteres Bild. Es könnte schließlich zu Mutationen kommen, die kein Experte vorhersehen kann. Dieses könnte am Ende sogar noch vererbt werden.

Soll der Mensch hier wirklich der Natur so rapide ins Handwerk pfuschen? Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten.
Mehr bei www.journalexpert.de ...

24.04.2015 20:33

Weblinks

Johann Grolle: Menschen nach Maß - DER SPIEGEL 49/2015

CRISPR/Cas-System https://de.wikipedia.org ...

Gene Editing in Zebrafischen mit CRISPR/Cas www.laborjournal.de ...

CRISPR, Genome-Engineering und genmanipulierte Embryos: Spiel mit dem Erbgut? www.scilogs.de ...

Humangenomprojek https://de.wikipedia.org ...

Keimbahntherapie https://de.wikipedia.org ...

Genomchirurgie beim Menschen. 
Zur verantwortlichen Bewertung einer neuen Technologie www.gentechnologiebericht.de ...

Gentechnik: CRISPR verändert alles www.spektrum.de ...

Beagle mit Sixpack www.sueddeutsche.de ...

CRISPR-Cas-Technik entfacht ethische Debatte um Keimbahntherapie www.deutschlandfunk.de ...

Wie in Genlaboren Designerbabys entstehen könnten www.rp-online.de ...

CRISPR-Cas–Based Genome Editing www.thermofisher.com ...

Overview of CRISPR/Cas9 www.addgene.org ...

Mit ein paar Dollar sind Sie dabei: $199/clone includes gRNA design and any Vector www.genscript.com ...

Wir liefern "newest line of genome editing tools" -
CRISPR/Cas Nuclease RNA-guided Genome Editing www.sigmaaldrich.com ...

Human gene editing research gets green light
International group of scientists says altering germline DNA OK, but only for research www.sciencenews.org ...

Human Germline Gene Editing www.geneticsandsociety.org ...

Global summit of Human Gene Editing - Goldgräberstimmung im Gen-Labor www.br.de ...

Naturidentische Gentechnik - DNA punktgenau verändern www.deutschlandfunk.de ...