Genome-Editing für Lebensmittel, Ernährung und Gesundheit

Eine neue Ära der Genetik brach in den 2010er Jahren mit der Entdeckung der revolutionären CRISPR/Cas-Technologie an, die das gezielte Bearbeiten spezifischer Gene oder genomischer Loci mit hoher Präzision ermöglicht. Seitdem ist CRISPR-Cas zum bekanntesten Namen geworden, da es die Genome-Editierung buchstäblich auf der ganzen Welt demokratisiert hat, dank seiner Vielseitigkeit, Flexibilität, hohen Effizienz und relativen Einfachheit der Anwendung in verschiedenen biologischen Systemen. Konventionelles CRISPR-Cas9 und fortschrittliche Werkzeuge wie Basiseditoren und Prime-Editoren sind zu Hauptwerkzeugen geworden, um Genfunktionen zu stören, Allele zu ersetzen, präzise Einfügungen oder Löschungen vorzunehmen und groß angelegtes Chromosomen-Engineering durchzuführen. Es gibt jedoch zahlreiche Herausforderungen, die angegangen werden müssen, um das volle Potenzial dieser Technologie zu realisieren. Base Editing (BE), Prime Editing (PE) und Homology-Directed Repair (HDR) bieten die Möglichkeit präziser Allelaustausche. Die Effizienz von PE und HDR bei höheren Eukaryoten, insbesondere in Pflanzen, ist derzeit jedoch gering und erfordert weitere Verbesserungen, um eine routinemäßige Anwendung in der Pflanzenverbesserung zu ermöglichen. Die Lieferung von CRISPR-Reagenzien an spezifische Zelltypen und deren Einkapselung in Trägersystemen stellen erhebliche Herausforderungen dar. Darüber hinaus bleibt die Regeneration bearbeiteter Pflanzen in vielen schwer behandelbaren Pflanzen problematisch. Die Effizienz des Editierens in polyploiden Pflanzen erfordert besondere Aufmerksamkeit.