Sondierungsphase

Zuwendungsempfänger: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. (MPG)
Fördervolumen: GO-Bio initial Sondierungsphase 2. Runde (01.10.2021 bis 01.10.2022, 100.000,00 Euro)

Die CRISPR-Genomeditierungstechnologie hat die Forschung in den Lebenswissenschaften revolutioniert. Mithilfe des Verfahrens lässt sich ein gezielter DNA-Doppelstrangbruch in einer gewünschten Gensequenz herbeiführen. Die dadurch aktivierten zellulären Reparaturmechanismen zur Beseitigung des verursachten DNA-Bruchs können zur Modifikation der Gensequenz genutzt werden. Ein präziser Reparaturmechanismus basiert auf einer Reparatur mittels einer DNA-Matrize, welche die gewünschten genetischen Veränderungen trägt. Dieser Mechanismus ist normalerweise jedoch sehr ineffektiv.

Diese Ineffizienz der präzisen Genomeditierung ist ein zentrales Problem der CRISPR-Technologie. Weiterhin unbefriedigend ist, dass neuartige CRISPR-Enzyme und -Fusionsproteine zur Einschleusung von DNA in die Zielzellen bislang nur als Plasmide und nicht als deutlich effizientere rekombinante Proteine erhältlich sind.

Im Projekt „CRISPR-Plug-and-Play“ sollen Lösungsansätze entwickelt werden, um Endanwendenden eine einfach anzuwendende „Plug-and-Play-Toolbox für hocheffiziente CRISPR-Genommodifikation“ zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen die gewünschten hohen Effizienzen durch simple Zugabe der benötigten Komponenten zum Genomeditierungsexperiment ohne die bisher notwendigen komplexen Vorbereitungsarbeiten erreicht werden. In der Sondierungsphase des Projekts sollen neben Konzepten zum Proof of Principle und zur Verwertung auch Marktanalysen erstellt werden, um eine mögliche Markteinführung vorzubereiten.

Machbarkeitsphase 

Zuwendungsempfänger: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. (MPG)
Fördervolumen: GO-Bio initial Machbarkeitsphase 2 (01.10.2022 bis 30.09.2024, 566.144,00 Euro)

Mit der innovativen CRISPR-Technik (CRISPR = Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) kann ein gezielter DNA-Bruch genutzt werden, um mithilfe eines zellulären homologen Reparatur-Mechanismus (HDR-Mechanismus) gewünschte genetische Veränderungen in der DNA-Sequenz zu erzeugen. Bei der HDR-Reparatur wird eine DNA-Vorlage, die der geschnittenen Sequenz entspricht, verwendet. Die HDR-Reparatur ist jedoch sehr ineffizient, da meist ein deutlich einfacherer und dominierender Reparaturweg stattfindet, der aber viel fehleranfälliger ist.

Das Vorhaben „CRISPR-Plug-and-Play2“ verfolgt das Ziel, Lösungsansätze zu entwickeln, um eine einfach anzuwendende Toolbox zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, genetische Veränderungen in der Sequenz hocheffizient zu generieren. Hierbei setzt die Toolbox auf eine einfache Zugabe der benötigten Komponenten zum Experiment ohne die bisher notwendigen komplexen Vorbereitungsarbeiten. Die innovative und aussichtsreiche Toolbox stellt somit ein einfaches, kostengünstiges und breit einsetzbares System dar. Im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren kann durch die Toolbox eine deutlich höhere Effizienz der HDR-Reparatur erreicht werden. Als Forschungswerkzeug kann die Toolbox in akademischen Laboren, in Genomeditierungs-Serviceeinrichtungen, aber auch im klinischen Anwendungsbereich und in der Gentherapie genutzt werden.

In Rahmen des Vorhabens sollen das Proof-of-Principle der bereits in der Sondierungsphase überprüften Toolbox-Komponenten experimentell erarbeitet und Know-how sowie Netzwerke zur Verwertung aufgebaut werden, um eine mögliche Markteinführung vorzubereiten.