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Current technologies used to generate CRISPR/Cas gene perturbation reagents are labor intense and require multiple ligation and cloning steps. Furthermore, increasing gRNA sequence diversity negatively affects gRNA distribution, leading to libraries of heterogeneous quality. Here, we present a rapid and cloning-free mutagenesis technology that can efficiently generate covalently-closed-circular-synthesized (3Cs) CRISPR/Cas gRNA reagents and that uncouples sequence diversity from sequence distribution. We demonstrate the fidelity and performance of 3Cs reagents by tailored targeting of all human deubiquitinating enzymes (DUBs) and identify their essentiality for cell fitness. To explore high-content screening, we aimed to generate the largest up-to-date gRNA library that can be used to interrogate the coding and noncoding human genome and simultaneously to identify genes, predicted promoter flanking regions, transcription factors and CTCF binding sites that are linked to doxorubicin resistance. Our 3Cs technology enables fast and robust generation of bias-free gene perturbation libraries with yet unmatched diversities and should be considered an alternative to established technologies.
Das adaptive Immunsystem CRISPR (engl. „clustered regularly interspaced short palindromic repeats“) revolutioniert die medizinische Grundlagenforschung. Die Einfachheit, Präzision und Vielseitigkeit der CRISPR-Technologie ermöglicht es nicht nur, Gene gezielt aus- oder einzuschalten, sondern auch zu korrigieren. Die Hoffnung richtet sich auf eine CRISPR-vermittelte Gentherapie, um krebsverursachende Mutationen gezielt zu korrigieren und somit Tumorwachstum zu verhindern oder therapieren zu können. Technisch ist dies zeitnah vorstellbar, doch ethische und rechtliche Rahmenbedingungen sollten dringend vorab geklärt werden. Die durch Gene Editing aufgeworfenen ethischen und rechtlichen Fragen werden zwar schon seit vielen Jahren diskutiert; durch die nun eingetretene rapide technische Entwicklung stellen sie sich jedoch in neuer Dringlichkeit. Eine umfassende ethische Bewertung der Erforschung und möglichen Anwendung ist daher geboten, einschließlich Fragen der Wissenschaftsethik und -kultur sowie längerfristiger potenzieller sozialer Konsequenzen der CRISPR-Technologie. Rechtlich unterliegt die Gentherapie den allgemeinen arzneimittelrechtlichen Regelungen, die Keimbahntherapie dagegen ist in Deutschland verboten. Auf Dauer und angesichts der erwartbaren weltweiten Entwicklung ist dieses Verbot jedoch zu hinterfragen. In der vorliegenden Arbeit erläutern die Autoren technische, ethische und rechtliche Aspekte des Gene Editing in der Krebsforschung und -therapie und diskutieren die daraus resultierenden Fragen: „Was kann, soll und darf gemacht werden?“.