CRISPR-Cas-Technologie: Gezielte Genom-Editierungstechnologie

Die Wechselwirkungen zwischen Prokaryoten und den sie infizierenden Viren haben sich weiterentwickelt und zu einer großen Vielfalt an CRISPR-Cas-Systemen geführt. CRISPR-Cas-Systeme werden im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt (Klasse 1 und Klasse 2). Bisher haben die meisten Forscher das CRISPR-Cas-System des Typs 2 verwendet, und in dieser Klasse ist das CRISPR-Cas9-System das am meisten untersuchte System des Typs II.

Das CRISPR/Cas9-System umfasst zwei wesentliche Komponenten: die zielspezifische CRISPR-gRNA und die Cas9-Nuklease. In eukaryotischen Systemen wird CRISPR/Cas9 für die Genom-Editierung durch spezifische Ausrichtung der DNA durch sgRNA, eine Kombination aus der CRISPR-RNA (crRNA) und der trans-aktivierenden crRNA (tracrRNA), eingesetzt, die durch Basenpaarung über die ~20-nt-Leitsequenz vermittelt wird ^[1]. Cas9 erkennt eine sehr kurze konservierte Sequenz (einige Nukleotide lang), die an die Leitsequenz angrenzt und als "protospacer adjacent motif" (PAM) bezeichnet wird. Sobald Cas9 zur DNA-Zielstelle gelenkt wird, erzeugt es einen Doppelstrangbruch (DSB), der entweder durch die Indel-Mutation-induzierende nicht-homologe Endverbindung (NHEJ) oder die hoch zuverlässige homologe gerichtete Reparatur (HDR) repariert werden kann, was zu Gen-Knockout-Effekten oder schablonenabhängigem Genersatz führt.