Die Genschere CRISPR/Cas9 revolutioniert die Pflanzenzüchtung. Doch wie kommen die Moleküle sicher und effizient in die Zelle? Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will in einem neuen Projekt die Optoporation für Pflanzenzellen etablieren.

Werden tierische oder pflanzliche Zellen mit Laserlicht behandelt, können kurzzeitig Poren in der Zellmembran erzeugt werden. So können Moleküle, wie die in der CRISPR/Cas9-Methode verwendeten-Komplexe, in die Zelle gelangen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, wie der Elektroporation oder der Transfektion mit chemischen Mitteln, hat das lichtbasierte Verfahren gleich mehrere Vorteile: Es ist berührungsfrei, braucht kaum Chemikalien und ist ohne transgene, also aus anderen Organismen stammende, DNA möglich.

Bei Pflanzen muss jedoch nicht nur die Zellmembran, sondern auch die Zellwand überwunden werden. Daher arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am LZH mit Kartoffelprotoplasten – Zellen, bei denen die Zellwand enzymatisch entfernt wurde.

Um die CRISPR/Cas-Methode in der Pflanzenzüchtung weiter zu etablieren, kooperiert das LZH nun mit dem Institut für Pflanzengenetik der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover. Dazu wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler robuste Protokolle ausarbeiten mit denen zuverlässig die Zellwand der Kartoffelzellen entfernt und das Genom mit Hilfe von CRISPR/Cas9 editiert werden kann. Im letzten Schritt wollen sie dann aus den Kartoffelprotoplasten wieder vollständige Pflanzen erzeugen. Ziel der Behandlung ist es die Nahrungsmittelqualität zu verbessern. Dazu wollen die Wissenschaftler  den Schadstoffgehalt, vor allem das giftige Solanin, in den Kartoffeln deutlich reduzieren.

Das Projekt CROpto „Gerichtete Genom-Editierung in Kartoffelprotoplasten mittels Laser-basierter Optoporation von CRISPR/Cas9-Nukleoproteinen“ wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen 031B0542A).