Nobelpreis für die „Genschere“ CRISPR/Cas9

Dank der genetischen Schere CRISPR/Cas9 können Forscher die DNA von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen mit höchster Präzision verändern, heißt es in der Pressemitteilung zum Chemie-Nobelpreis 2020. Er wurde in diesem Jahr an Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna für eben jene Genschere verliehen. Charpentier wurde 1968 in Frankreich geboren und ist heute Direktorin der Berliner Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene. Doudna, 1964 in den USA geboren, ist Professorin an der University of California, Berkeley, und Forscherin am Howard Hughes Medical Institute.

Die Technologie der beiden habe einen revolutionären Einfluss auf die Biowissenschaften gehabt, trage zu neuen Krebstherapien bei und könnte den Traum von der Heilung vererbter Krankheiten wahr werden lassen, heißt es zur Begründung. „In diesem genetischen Werkzeug steckt eine enorme Kraft, die uns alle betrifft. Es hat nicht nur die Grundlagenwissenschaft revolutioniert, sondern auch zu innovativen Nutzpflanzen geführt und wird zu bahnbrechenden neuen medizinischen Behandlungen führen“, wird Claes Gustafsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie, zitiert.  

Schon in der DAZ 19/2015 schrieben Professor Theo Dingermann und Dr. Ilse Zündorf „CRISPR/Cas9 – Kaum auszusprechen, aber eine Methode mit gewaltigem Potenzial!“ Die beiden Autoren erklärten damals in der DAZ, dass CRISPR keine Erfindung aus einem Genlabor sei. Vielmehr handele es sich um eine Art Immunsystem der Eubakterien und Archae-Bakterien. Entdeckt wurde dieses System indirekt schon 1987, allerdings verstand man die Bedeutung einer damals gefundenen bakteriellen Genom-Sequenz noch nicht. „Als um die Jahrhundertwende das Sequenzieren von Genomen unterschiedlicher Mikroorganismen gewissermaßen industrialisiert wurde“, schreiben Dingermann und Zündorf, habe man in vielen Eubakterien und ­Archae-Bakterien aber wieder solche Genom-Anordnungen gefunden. Der Niederländer Ruud Jansen taufte eine entsprechende Konstellation „clustered regularly interspaced short palindromic ­repeats“ – also CRISPR. Holländische Wissenschaftler benannten in direkter Nachbarschaft zur CRISPR-Region entdeckte Gene „CRISPR-associated genes“, kurz Cas. Bis aber erkannt wurde, dass das CRISPR/Cas-System eine bisher unbekannte Variante eines bakteriellen Abwehrsystems repräsentieren könnte, dauerte es noch ein paar Jahre. 

Als es so weit war, fiel auf, dass die CRISPR-Spacer-Sequenzen verblüffende Übereinstimmungen mit Phagen-Sequenzen zeigten – die Hypothese: Könnte es sein, dass Cas-Enzyme bei Infektion eines Bakteriums mit einem Bakteriophagen einen Teil der Phagen-DNA ausschneiden und diese in ihre CRISPR-Region inserieren? „Damit wäre gewissermaßen ein Infektionsgedächtnis etabliert, quasi ein Analogon zu unserem spezifischen Immunsystem, das bei einer erneuten Infektion von Nutzen sein könnte“, schrieben Dingermann und Zündorf in der DAZ.