Was wäre, wenn Zellen ihre Lebensgeschichte erzählen könnten? Wissenschaftlern gelang es mit Hilfe der CISPR-Gene-Editing-Methode, Zellen dazu zu bringen, eine Art Log in ihrer DNA anzulegen, mit Hilfe dessen sich genau nachvollziehen lässt, was der Zelle im Laufe ihres Lebens widerfahren ist. Die Methode hat ein sehr breit gefasstes Anwendungsgebiet.


 Cells, Filter Forge, Flickr, CC BY-SA 2.0
Cells, Filter Forge, Flickr, CC BY-SA 2.0

Wenn eine Zelle bloggen könnte

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) sind sich wiederholende DNA-Abschnitte, die im Erbgut von vielen Bakterien und Archaeen auftreten. Als Teil des CRISPR/Cas-Systems spielen CRISPR eine entscheidende Rolle in der Gentechnik.

Ein Team rund um Timothy Lu vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat nun eine auf CRISPR basierende Methode entwickelt, mit der Zellen im übertragenen Sinne eine Art Tagebuch führen. Das Team entwarf ein System, mit dem CRISPR immer dann aktiviert werden, wenn sie ein bestimmtes Ereignis erleben, beispielsweise wenn sie in Kontakt mit einer bestimmten Chemikalie kommen.


Wenn dies geschieht, dann generieren die CRISPR eine bestimmte Mutation in einer spezifischen Region der DNA, sie hinterlassen sozusagen eine Markierung für eben jenes Ereignis in einer Art Log. Die Analyse dieser Mutationen verrät den Forschern dann grob, wie viele solcher Events stattgefunden haben.

Ungeahnte Möglichkeiten für Medizin und Wissenschaft

Was sich im ersten Moment wie ein höchstens wissenschaftlich interessantes Phänomen anhört, hat auf den zweiten Blick sehr explizite und praktische Anwendungsmöglichkeiten. So wäre es beispielsweise denkbar, Immunzellen so zu programmieren, dass sie sozusagen aufnehmen, was sie auf ihrer Reise durch den Körper sehen bzw. was mit ihnen interagiert. Diese Informationen könnten dann von Ärzten ausgelesen und zu Diagnosezwecken verwendet werden.

Im Körper geschieht viel, was für Ärzte und Wissenschaftler von außen nur schwer zu erfassen ist. Die Technologie des CRISPR-Loggings könnte dabei helfen, solche Ereignisse besser zugänglich zu machen und dabei helfen, ein besseres Verständnis der internen Vorgänge in Zellen zu erlangen. Dies könnte beispielsweise bei der Erforschung von Krebserkrankungen eine entscheidende Rolle spielen. Die Technik ließe sich auch einsetzen, um genauer nachvollziehen zu können, was geschieht, wenn ein bestimmtes Bakterium oder Virus in eine Zelle dringt. So zeigte das Team beispielsweise, dass sich mit Hilfe der Technologie das Entzündungslevel bei Mäusen verfolgen ließe.

Die Technik hat viel Potential

Momentan erschafft das System lediglich zufällige Mutationen in einem Bereich der DNA. Lu hofft aber, dass er die Technologie in Zukunft so verfeinern kann, dass die Zellen präzise Logs verfassen, die es erlauben, einzelne Ereignisse genau abzulesen. Aber selbst in ihrem jetzigen Zustand ist das CRISPR-Logging nützlich. So könnte beispielsweise ein identifizierender Barcode für Zellen geschaffen werden, der es erlaubt, genaunachzuvollziehen, wie sich aus einem kleinen Haufen Zellen ein menschlicher Embryo entwickelt. Ein Team University of Washington in Seattle nutzt CRISPR bereits, um bei der Entwicklung von Zebrafisch-Embryos nachzuvollziehen, welche Zellen zu welchen Organen werden.

via newscientist.com

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