Base Editing
Synonym: Baseneditierung
Englisch: base editing
Definition
Base Editing ist eine Form der Genom-Editierung, bei der einzelne Nukleotide in der DNA ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann man gezielt eine künstliche Punktmutation erzeugen.
Methodik
Für das Base Editing wird eine genetisch veränderte Form der Cas9-Nuklease verwendet. Sie wird mit einer Deaminase zu einem neuen Fusionsprotein gekoppelt. Im Gegensatz zur "Genschere" CRISPR/Cas9 schneidet das Fusionsprotein die DNA jedoch nicht, sondern spaltet vom intakten DNA-Strang eine Aminogruppe ab (Desaminierung). Die Stelle, an der die Aminogruppe in der DNA-Sequenz entfernt wird, legt man mithilfe einer Single Guide RNA (sgRNA) fest.
Verwendet man eine Cytidin-Deaminase (CDA), wird Cytidin (C) in Uracil (U) umgewandelt, das anschließend im Rahmen der DNA-Reparatur durch Thymidin (T) ersetzt wird. Dadurch induziert man eine Änderung des Basenpaars C-G zu T-A.
Alternativ kann man eine Adenosin-Deaminase (ADA) verwenden, die Adenosin (A) zu Inosin (I) umwandelt. In diesem Fall führt die DNA-Reparatur zum Austausch durch Guanosin (G). In diesem Fall wird das Basenpaar A-T zu G-C umgewandelt.
Prime Editing
Das Prime Editing (Exo-PE Methode) ist eine Weiterentwicklung der bisher verwendeten Technik, die das Hinzufügen, Ersetzen oder Entfernen einzelner DNA-Bausteine mit hoher Präzision ermöglicht. Der Unterschied zur Anwendung von CRISPR/Cas9 besteht darin, dass beim Prime Editing nur einer der beiden DNA-Stränge durchtrennt werden muss. Mithilfe einer RNA-Vorlage und der gekoppelten reversen Transkriptase wird die korrekte DNA-Sequenz an der Schnittstelle eingefügt. Gleichzeitig wird mit einer Exonuklease des Editierungskomplexes die alte fehlerhafte DNA-Sequenz zerstört. Dieses Vorgehen bietet beim Editing von DNA-Abschnitten von mehr als 30 Basenpaaren wesentliche Vorteile, ohne dass der DNA-Doppelstrang aufgebrochen werden muss.[1]
Stellenwert
Die Effizienz des Base Editing liegt im Bereich zwischen 5 % und 50 %. Da die DNA nicht geschnitten wird, treten unerwünschte Effekte wie ungewollte Folgemutationen seltener auf.
Quellen
- ↑ Truong DJ et al. Exonuclease-enhanced prime editors. Nat Methods. 2024
Weblinks
- Erweiterter Werkzeugkasten zur Geneditierung. Helmholtz Zentrum München 01.02.2024, abgerufen am 29.05.2025
- World first: ultra-powerful CRISPR treatment trialled in a person. Nature News 19.05.2025, abgerufen am 29.05.2025