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Genomik & Bioinformatik

Gegenwärtig in der Klinik eingesetzte Designer-Nukleasen (CRISPR-Cas, TALEN), Basen-Editoren, Prime-Editors, Designer-Nickasen, und andere Genom-Editierungstools, erlauben es Forschenden eine bestimmte Stelle im Genom gezielt anzusteuern und die DNA an dieser Stelle zu verändern, um beispielsweise ein Gen auszuschalten oder zu korrigieren. Trotz der hohen Spezifität dieser Genom-Editoren kann es zu sogenannter „Off-Target-Aktivität“ kommen. Wird die DNA an einer zentralen Stelle unbeabsichtigt genetisch verändert, kann „Off-Target-Aktivität“ unerwartete Nebeneffekte zur Folge haben, die im schlimmsten Fall zur Entartung einer Zelle führen. Vor Einsatz in der Klinik muss daher die Aktivität und Spezifizität jeder Designer-Nuklease geprüft werden.

Unser Labor hat verschiedene Methoden entwickelt, um die „Off-Target-Effekte“ von Genom-Editierungswerkzeugen zu detektieren. Dazu gehört u.a. CAST-Seq, eine hochsensible Methode, die chromosomale Veränderungen nach einer Gen-Editierung identifiziert und die Off-Target-Regionen bestimmt (Turchiano et al. 2021 Cell Stem Cell, Rhiel et al. 2023 Frontiers in Genome Editing; Patente US11319580B2/EP3856928B1). Wir haben CAST-Seq bereits erfolgreich eingesetzt, um Off-Target-Stellen in verschiedenen primären Zelltypen zu identifizieren. Die CAST-Seq-Ergebnisse werden anschließend mittels einer Kombination von Hochdurchsatzsequenzierungsmethoden (Illumina, PacBio/Nanopore, rhAmpSeq™) validiert.

Kontakt

Dr. Julia Klermund

Universitätsklinikum Freiburg
Institut für Transfusionsmedizin und Gentherapie
Im Zentrum für Translationale Zelltherapie
Breisacherstr. 115
79106 Freiburg
Telefon +49761-27077747

julia.klermund@uniklinik-freiburg.de