Viele Erkrankungen, die mit bestimmten Genen verbunden sind, beruhen darauf, dass diese entweder nicht „eingeschalten“ oder „ausgeschalten“ sind. Eine der Möglichkeiten, wie eine Zelle bestimmte Gene ausschaltet, besteht darin, dass ein kleines Molekül (eine Methylgruppe) reversibel an die DNA angefügt wird. Meist neigen DNA-Stränge mit häufiger „Methylierung“ dazu, „ausgeschalten“ zu sein. Im Gegensatz dazu sind Gene die weniger Methylgruppen aufweisen, oft „eingeschalten“.
Bisher war es nicht möglich, den Grad der DNA-Methylierung an bestimmten Genen zu manipulieren, um die Funktion des Gens näher untersuchen zu können. Kürzlich ist es Wissenschaftlern jedoch mit Hilfe der CRISPR/Cas9-Technologie gelungen, spezifische DNA-Methylierungen an bestimmten Genen in Maus und menschlichen Zellen zu entfernen. Mittels der neuen Technologie lässt sich die DNA-„Demethylierungs“-Aktivität auf jede beliebige Stelle in der DNA – also auf jedes zu untersuchende Gen – richten, ohne Schäden an der Grundstruktur oder Aktivitäten an unerwünschten Genabschnitten zu verursachen.
Um die Forschung voranzutreiben, wurde nun die „Bedienungs-Anleitung“ zu dieser Technologie freigegeben. Bleibt zu hoffen, dass dieser Ansatz eines Tages vielleicht dazu beiträgt, etwa Gene in Zellen, die die Insulinausschüttung bei Typ-1-Diabetes steuern und auf „ausgeschalten“ programmiert sind, wieder einschalten zu können. Naheliegende Anwendungsgebiete finden sich auch in der Krebsforschung oder der rheumatoiden Arthritis, meinen die Wissenschaftler.
Referenz:
McGill University, Montreal
Unraveling the functional role of DNA demethylation at specific promoters by targeted steric blockage of DNA methyltransferase with CRISPR/dCas9, Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-25991-9
