Der Molekularbiologe Professor Holger Puchta vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhält vom Europäischen Forschungsrat zum zweiten Mal in Folge den renommierten ERC Advanced Grant für seine Forschung zum Einsatz molekularer Scheren bei Pflanzen: Im nun geförderten Projekt CRISBREED untersucht er, wie sich mehrere molekulare Scheren – sogenannte CRISPR/Cas-Systeme – gleichzeitig anwenden lassen, um genetische Information passgenau zu verändern und bestimmte Eigenschaften in Kulturpflanzen neu zu kombinieren.
Bei CRISPR/Cas handelt es sich um eine einfach zu handhabende molekulare Schere, mit der sich verschiedene präzise Veränderungen der DNA (Desoxyribonukleinsäure), des Trägers der genetischen Information, vornehmen lassen. So ist es möglich, Gene schnell und genau auszuschalten oder zu verändern. Die Pflanzen, die durch dieses sogenannte Genom Editing entstehen, enthalten letztendlich keine fremde DNA und sind wissenschaftlich nicht von den Pflanzen zu unterscheiden, die ihre Eigenschaften durch natürliche Vererbung erhalten haben. Deshalb sind genom-editierte Pflanzen auch nicht mit klassisch gentechnisch veränderten Organismen (GVO) gleichzusetzen.
Professor Holger Puchta, Inhaber des Lehrstuhls Molekularbiologie und Biochemie am Botanischen Institut des KIT, gilt als Pionier des Genom Editing: Er zeigte schon vor über 20 Jahren als weltweit erster Wissenschaftler, dass sich durch den Einsatz der molekularen Scheren das Genom von Pflanzen gezielt verändern lässt. In seinem ersten mit einem ERC Advanced Grant geförderten Projekt etablierte Puchta verschiedene Anwendungen der damals gerade entdeckten CRISPR/Cas-Technologie für einzelne Genveränderungen bei Pflanzen. Das neue Projekt „Multidimensional CRISPR/Cas mediated engineering of plant breeding”, kurz CRISBREED, befasst sich darauf aufbauend mit der gleichzeitigen Anwendung mehrerer CRISPR/Cas-Systeme. „Jetzt wird es für uns besonders spannend: Nachdem wir nun wissen, dass wir die CRISPR/Cas-Technologie ganz hervorragend für einfachere Veränderungen einsetzen können, ist es nun unser Ziel, komplexere Veränderungen in Pflanzengenomen zu erreichen. So sollten wir in die Lage kommen, Eigenschaften zu kombinieren, die für Züchter zwar besonders interessant sind, sich aber mit klassischer Kreuzung nicht erreichen lassen“, erklärt Holger Puchta. „Bei Getreidepflanzen beispielsweise ist die Hälfte des Genoms für klassische Zuchtmethoden gar nicht zugänglich.“
CRISBREED greift auf den in der Natur vorhandenen Genpool der betreffenden Pflanzenarten zurück, der viele vielfältige genetische Informationen zum Überleben unter verschiedensten Bedingungen enthält – beipielsweise zur Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge, Krankheiten und extreme klimatische Bedingungen. Holger Puchta und sein Team am Botanischen Institut des KIT arbeiten daran, Vererbung von einem ungerichteten Vorgang in einen gerichteten zu verwandeln und so unter anderem für die Landwirtschaft interessante Eigenschaften von wilden Artverwandten auf Kulturpflanzen zu übertragen.
Die aktuelle Auszeichnung für Professor Holger Puchta ist einer von zwei ERC Advanced Grants, die für die Ausschreibungsrunde 2016 an das KIT gehen.
Bislang haben 13 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT Grants des ERC eingeworben – darunter acht Starting Grants, zwei Consolidator Grants sowie drei Advanced Grants. (KIT)