Base Editing

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.

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]

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.

• 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