• 18.11.2015
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Mit CRISPR lassen sich Pflanzen gegen Viren impfen

Beet severe curly top virus (BSCTV) Geminiviridae bei Bohne (Phaseolus vulgaris)

Forscher haben einen neuen Weg gefunden Pflanzen gegen Viren resistent machen. Dafür haben sie die Genomeditierungsmethode CRISPR genutzt. Die Forscher haben im Labor gezeigt, dass der Abwehrmechanismus in Pflanzen übertragen werden kann um sie gezielt vor bestimmten Viren zu schützen.

CRISPR wurde ursprünglich in Bakterien entdeckt und ist Teil ihres adaptiven Immunsystems gegen virale Infektionen. Das CRISPR/Cas9-System besteht aus zwei Einheiten. Einerseits eine Genschere, die DNA zerschneiden kann, andererseits DNA-Sequenzvorlagen, welche DNA-Sequenzen identifiziert, die zerschnitten werden sollen. Nach einer viralen Infektion speichern Bakterien kurze DNA-Sequenzen des Virus. Bei einer erneuten Infektion mit diesem Virus erkennt das System die identische DNA-Sequenz und leitet die DNA-Schere an, die Viren-DNA zu zerschneiden. Dadurch wird die Vermehrung des Virus verhindert.

Die Forscher haben das Gen für die DNA-Schere und spezifische DNA-Sequenzen von Viren, die Pflanzenkrankheiten verursachen, in das Pflanzengenom eingeführt. Tatsächlich waren die Pflanzen danach gegen diese Viren geschützt. Ein Problem bei Viren ist, dass sie sehr häufig mutieren. Durch Mutationen in der Erkennungssequenz können die Viren die Resistenz überkommen. Aber auch dieses Problem lässt sich mit der neuen Methode effizient lösen. Ein grosser Vorteil ist nämlich, dass mehrere verschiedene DNA-Vorlagen gleichzeitig in die Pflanze eingeführt werden können. Ein Virus müsste dann gleichzeitig an allen diesen Stellen mutieren, was sehr viel unwahrscheinlicher ist. Zudem lassen sich die Erkennungssequenzen nachträglich verändern oder ergänzen. Es können so auch Resistenzen gegen mehrere Viren gleichzeitig erzeugt werden.

Die Methode wurde bisher aber nur an Modellpflanzen im Labor getestet. Ob dieser Mechanismus auch unter Feldbedingungen genügend Schutz bietet, wird sich noch zeigen müssen.

Bild: Mit BSCTV (beet severe curly top virus) infizierte Bohne. Bildrechte: Howard F. Schwartz, Colorado State University, Bugwood.org

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