Zusammenfassung
Die gezielte Veränderung des Erbguts löst das zufällige Erzeugen von genetischen Veränderungen mit Chemikalien oder Strahlung ab. Obwohl Methoden für die ortsspezifische Mutagenese schon seit den 1970er Jahren angewendet werden, war es die Genschere CRISPR/Cas, die 2012 eine gentechnologische Revolution auslöste. Eigentlich ein biologischer Abwehrmechanismus von Bakterien gegen Viren, ist die weiterentwickelte Genschere prinzipiell bei allen Lebewesen zur Geneditierung anwendbar. Zudem ist die Anwendung kostengünstig, einfach und hinterlässt im Zielorganismus in der Regel keine Spuren. Das macht den Nachweis der Anwendung der Genschere und den Vollzug des Gentechnikgesetzes schwierig. Der Europäische Gerichtshof hat in seinem Urteil vom 25. Juli 2018 nämlich entschieden, dass mithilfe der Geneditierung entwickelte Organismen wie alle anderen gentechnisch veränderten Organismen zu regulieren sind. Auf Körperzellen angewandt bieten sich neue Möglichkeiten der Gentherapie. Auf befruchtete Eizellen angewandt wirkt der genchirurgische Eingriff über Generationen hinweg. Der chinesische Wissenschaftler Jiankui He hat als erster diese rote Linie überschritten.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Literatur
Cribbs AP, Perera SMW (2017) Science and Bioethics of CRISPR-Cas9 Gene Editing: An Analysis Towards Separating Facts and Fiction. Yale J Biol Med 90: 625–634
Hardt A (2019) Technikfolgenabschätzung des CRISPR/Cas-Systems. De Gruyter, Berlin
Aslan SE, Beck B, Deuring S, et al (2018) Genom-Editierung in der Humanmedizin: Ethische und rechtliche Aspekte von Keimbahneingriffen beim Menschen. In: CfB-Drucksache 4. Aufgerufen am 23.04.2019: uni-muenster.de/imperia/md/content/bioethik/cfb_drucksache_4_2018_genom_editierung_13_06_final.pdf
Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, et al (2012) A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity. Science 337: 816–821. https://doi.org/10.1126/science.1225829
Cong L, Ran FA, Cox D, et al (2013) Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science 339: 819–823. https://doi.org/10.1126/science.1231143
Shinagawa H, Makino K, et al (1987) Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product. J Bacteriol 169: 5429–5433. https://doi.org/10.1128/jb.169.12.5429-5433.1987
Mojica FJ, Juez G, Rodríguez-Valera F (1993) Transcription at different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified PstI sites. Mol Microbiol 9: 613–621. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.1993.tb01721.x
Mojica FJ, Ferrer C, Juez G, Rodríguez-Valera F (1995) Long stretches of short tandem repeats are present in the largest replicons of the Archaea Haloferax mediterranei and Haloferax volcanii and could be involved in replicon partitioning. Mol Microbiol 17: 85–93. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.1995.mmi_17010085.x
Mojica FJM, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Soria E (2005) Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements. J Mol Evol 60: 174–182. https://doi.org/10.1007/s00239-004-0046-3
Jansen R, van Embden JDA, Gaastra W, Schouls LM (2002) Identification of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes. Mol Microbiol 43: 1565–1575. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2002.02839.x
Makarova KS, Grishin NV, Shabalina SA, et al (2006) A putative RNA-interference-based immune system in prokaryotes: computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action. Biol Direct 1: 7. https://doi.org/10.1186/1745-6150-1-7
García-Martínez J, Maldonado RD, Guzmán NM, Mojica FJM (2018) The CRISPR conundrum: evolve and maybe die, or survive and risk stagnation. Microb Cell 5: 262–268. https://doi.org/10.15698/mic2018.06.634
Barrangou R, Fremaux C, Deveau H, et al (2007) CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes. Science 315: 1709–1712. https://doi.org/10.1126/science.1138140
Marraffini LA (2015) CRISPR-Cas immunity in prokaryotes. Nature 526: 55–61. https://doi.org/10.1038/nature15386
Schmidt F, Cherepkova MY, Platt RJ (2018) Transcriptional recording by CRISPR spacer acquisition from RNA. Nature 562: 380–385. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0569-1
Pawluk A, Davidson AR, Maxwell KL (2018) Anti-CRISPR: discovery, mechanism and function. Nat Rev Microbiol 16: 12–17. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.120
Wagner DL, Amini L, Wendering DJ, et al (2018) High prevalence of Streptococcus pyogenes Cas9-reactive T cells within the adult human population. Nat Med 25: 242–248. https://doi.org/10.1038/s41591-018-0204-6
Liang P, Xu Y, Zhang X, et al (2015) CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes. Protein Cell 6: 363–372. https://doi.org/10.1007/s13238-015-0153-5
Society and Ethics Research Wellcome Genome Campus (2018) International Summit on Human Genome Editing – He Jiankui presentation and Q&A. In: YouTube. Aufgerufen am 03.12.2018: youtu.be/tLZufCrjrN0
Hütter G, Nowak D, Mossner M, et al (2009) Long-Term Control of HIV by CCR5Δ32/Δ32 Stem-Cell Transplantation. N Engl J Med 360: 692–698. https://doi.org/10.1056/nejmoa0802905
Allers K, Hütter G, Hofmann J, et al (2011) Evidence for the cure of HIV infection by CCR5Δ32/Δ32 stem cell transplantation. Blood 117: 2791–2799. https://doi.org/10.1182/blood-2010-09-309591
Gupta RK, Abdul-Jawad S, McCoy LE, et al (2019) HIV-1 remission following CCR5Δ32/Δ32 haematopoietic stem-cell transplantation. Nature 568: 244–248. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1027-4
Keele BF (2006) Chimpanzee Reservoirs of Pandemic and Nonpandemic HIV-1. Science 313: 523–526. https://doi.org/10.1126/science.1126531
Novembre J, Galvani AP, Slatkin M (2005) The Geographic Spread of the CCR5Δ32 HIV-Resistance Allele. PLoS Biol 3: e339. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0030339
Galvani AP, Slatkin M (2003) Evaluating plague and smallpox as historical selective pressures for the CCR5-Δ32 HIV-resistance allele. Proc Natl Acad Sci USA 100: 15276–15279. https://doi.org/10.1073/pnas.2435085100
Falcon A, Cuevas MT, Rodriguez-Frandsen A, et al (2015) CCR5 deficiency predisposes to fatal outcome in influenza virus infection. J Gen Virol 96: 2074–2078. https://doi.org/10.1099/vir.0.000165
Joy MT, Ben Assayag E, Shabashov-Stone D, et al (2019) CCR5 Is a Therapeutic Target for Recovery after Stroke and Traumatic Brain Injury. Cell 176: 1143–1157.e13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.044
Zhou M, Greenhill S, Huang S, et al (2016) CCR5 is a suppressor for cortical plasticity and hippocampal learning and memory. eLife 5: 338. https://doi.org/10.7554/elife.20985
Ledford H (2015) Where in the world could the first CRISPR baby be born? Nature 526: 310–311. https://doi.org/10.1038/526310a
Ishii T (2017) Germ line genome editing in clinics: the approaches, objectives and global society. Briefings Funct Genomics 16: 46–56. https://doi.org/10.1093/bfgp/elv053
Jiankui H, Ferrell R, Yuanlin C, et al (2018) Draft Ethical Principles for Therapeutic Assisted Reproductive Technologies. CRISPR J. https://doi.org/10.1089/crispr.2018.0051.retract (während der Drucklegung des Buches wurde der Artikel zurückgezogen)
Cheng Y (2019) Brave new world with Chinese characteristics. In: Bulletin of the Atomic Scientists. Aufgerufen am 23.02.2019: thebulletin.org/2019/01/brave-new-world-with-chinese-characteristics/
Yang X (2019) Weltmacht: Ob in China … Die Zeit, Ausgabe 16, Seite 3
Krimsky S (2019) Ten ways in which He Jiankui violated ethics. Nat Biotechnol 37: 19–20. https://doi.org/10.1038/nbt.4337
Schöne-Seifert B (2019) „Russisches Roulette“ in der Genforschung am Menschen? Ethik Med 362: 1–5. https://doi.org/10.1007/s00481-018-00516-z
Fischer J (2018) Der Abstieg des Westens: Europa in der neuen Weltordnung des 21. Jahrhunderts. Kiepenheuer & Witsch, Köln
Liu Z, Cai Y, Wang Y, et al (2018) Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer. Cell 172: 881–887.e7. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.01.020
Liu Z, Cai Y, Liao Z, et al (2019) Cloning of a gene-edited macaque monkey by somatic cell nuclear transfer. Natl Sci Rev 6: 101–108. https://doi.org/10.1093/nsr/nwz003
Al-Balas QA, Dajani R, Al-Delaimy WK (2019) Traditional Islamic approach can enrich CRISPR twins debate. Nature 566: 455. https://doi.org/10.1038/d41586-019-00665-1
Lander ES, Baylis F, Zhang F, et al (2019) Adopt a moratorium on heritable genome editing. Nature 567: 165–168. https://doi.org/10.1038/d41586-019-00726-5
Salganik M, Hirsch ML, Samulski RJ (2015) Adeno-associated Virus as a Mammalian DNA Vector. In: Craig, Chandler, Gellert, et al (Hrsg) Mobile DNA III. American Society of Microbiology, S 829–851. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.MDNA3-0052-2014
Kay MA (2011) State-of-the-art gene-based therapies: The road ahead. Nat Rev Genet 12: 316–328. https://doi.org/10.1038/nrg2971
Zhang J, Zhuang G, Zeng Y, et al (2016) Pregnancy derived from human zygote pronuclear transfer in a patient who had arrested embryos after IVF. Reprod BioMed Online 33: 529–533. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2016.07.008
Reardon S (2016) „Three-parent baby“ laim raises hopes–and ethical concerns. Nature News. https://doi.org/10.1038/nature.2016.20698
Weiterführende Literatur
Donohoue PD, Barrangou R, May AP (2018) Advances in Industrial Biotechnology Using CRISPR-Cas Systems. Trends Biotechnol 36: 134–146. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2017.07.007
Adli M (2018) The CRISPR tool kit for genome editing and beyond. Nat Commun 9: 1911. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04252-2
Chandrasegaran S, Carroll D (2016) Origins of Programmable Nucleases for Genome Engineering. J Mol Biol 428: 963–989. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2015.10.014
Lander ES (2016) The Heroes of CRISPR. Cell 164: 18–28. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.12.041
Rommelfanger KS, Wolpe PR, Drafting T, Drafting and Reviewing Delegates of the BEINGS Working Groups (2017) Ethical principles for the use of human cellular biotechnologies. Nat Biotechnol 35: 1050–1058. https://doi.org/10.1038/nbt.4007
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
Copyright information
© 2019 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Wünschiers, R. (2019). Erbgut editieren. In: Generation Gen-Schere . Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-59048-5_5
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-59048-5_5
Published:
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-59047-8
Online ISBN: 978-3-662-59048-5
eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)