Malaria mit dem Gene Drive bekämpfen? Wissenschaftliche Einführung
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- Hildegard Sarah Engel
- vor 5 Jahren
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1 Malaria mit dem Gene Drive bekämpfen? Wissenschaftliche Einführung
2 Verbreitung von Malaria Quelle: S. Jähnichen, DTG unter CC-BY-SA.
3 Krankheitslast durch Malaria jedes Jahr 200 Mio. bei Kindern < 5 J. häufiger tödlich
4 Lebenszyklus des Malariaerregers Endwirt: Mücke Parasiten pflanzen sich geschlechtlich fort Zwischenwirt: infizierter Mensch Parasiten (Plasmodien) vermehren sich ungeschlechtlich in Leber und Blut
5 Strategien gegen Malaria Behandlung Vorbeugung Bekämpfung der Mücken Resistenz gegen Medikamente Keine Schutzimpfung Trockenlegung stehendes Wasser Insektenschutz Einsatz von Insektiziden
6 Bekämpfung der Anopheles-Mücke Population deutlich senken bzw. ausrotten
7 Bekämpfung der Anopheles-Mücke Population deutlich senken bzw. ausrotten resistent gegen den Krankheitserreger machen
8 Bekämpfung der Anopheles-Mücke Population deutlich senken bzw. ausrotten resistent gegen den Krankheitserreger machen CRISPR-Cas Gene Drive
9 Prinzip der Vererbung Mücken haben zwei Kopien ihrer Chromosomen: eine vom Vater, eine von der Mutter
10 Prinzip der Vererbung Genotypen homozygot heterozygot homozygot
11 Heterozygote Vererbung Vererbung der Genveränderung nach Mendelschen Regeln unveränderte Mücke Mücke mit Genveränderung
12 Homozygote Vererbung Vererbung der Genveränderung nach Mendelschen Regeln unveränderte Mücke Mücke mit Genveränderung
13 Vererbung mit Gene Drive: 1. Generation homozygot mit Gene Drive Vererbung der Genveränderung nach Mendelschen Regeln unveränderte Mücke Mücke mit Genveränderung
14 Vererbung mit Gene Drive: 2. Generation homozygot mit Gene Drive Vererbung der Genveränderung nach Mendelschen Regeln unveränderte Mücke Mücke mit Genveränderung
15 Vererbung mit Gene Drive: 3. Generation homozygot mit Gene Drive Vererbung der Genveränderung nach Mendelschen Regeln Alle Nachkommen erben die Genveränderung unveränderte Mücke Mücke mit Genveränderung
16 Was ist CRISPR-Cas? Eine Methode zur Genomchirurgie, die eine zielgerichtete Veränderung der Erbinformation (DNA) zur Folge hat. ZIEL
17 CRISPR-Cas CRISPR-Cas findet das Ziel in der DNA. Leit-RNA = Sucher Cas Leit- RNA Cas Protein = Endonuclease = Schere ZIEL
18 CRISPR-Cas CRISPR-Cas bindet ans Ziel und schneidet die DNA. Cas Leit- RNA ZI- ZIEL -EL
19 CRISPR-Cas Eine Lücke entsteht. Das Reparaturmechanismus füllt die Lücke: Entweder werden die DNA-Enden zusammengefügt oder es wird ein Stück DNA eingefügt. Leit- RNA Cas Wunsch - gen Reparatur fügt DNA-Sequenz ein ZI- Lücke entsteht -EL
20 CRISPR-Cas Am Ende ist die Wunsch-Sequenz am Ziel angekommen. ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - Gen -EL
21 Gene Drive Nur ein Chromosom trägt die Information für den Gene Drive. ZIEL ZI - Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL
22 Gene Drive Die Cas-Genschere und Leit-RNA werden produziert. Cas Leit- RNA ZIEL ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL
23 Gene Drive Die Leit-RNA findet die Ziel-Sequenz und die Cas-Genschere schneidet sie. Cas Leit- RNA ZI- -EL ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL
24 Gene Drive Der natürliche Reparaturmechanismus der Zelle repariert den Schnitt. Er kopiert den Gene Drive vom Schwester- Chromosom in die Lücke. ZI- -EL ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL
25 Gene Drive Am Ende tragen beide Chromosomen den Gene Drive. ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL ZI- Leit- RNA Cas Wunsch - gen -EL
26 Gene Drive mögliche Wirkungen Population deutlich senken resistent gegen Krankheitserreger machen Geschlechtsumwandlung nur Männchen oder höhere Anfälligkeit gegen Insektizide oder tödliches Gen Übertragung des Malariaerregers blockieren
27 Geschichte des Gene Drive Jahr Ereignis 2003 Gedankenexperiment Gene Drive veröffentlicht 2012 Entdeckung der CRISPR-Cas-Methode als steuerbare Genschere für die Molekularbiologie 2014 Konzept: CRISPR-Cas als Antrieb eines Gene Drive 2015 Erste Untersuchungen des Gene Drive im Labor an Fruchtfliegen sowie Malariamücken 2018 Bericht der Afrikanischen Union zum Potenzial des Gene Drive; noch kein Einsatz im Freiland
28 Danksagung Bilder von The Noun Project Globus, Pille von Aleksandr Vektor Mensch, Baby von Adrien Coquet Mosquito, Schere, Spritze von Edward Boatman Rote Blutkörperchen von Tahir Gorkem Chromosom von Jason Rowley Sumpf von Nikita Kozin Spray von Hea Poh Lin Netz von W.X. Chee Bett von Gregor Cresnar Wissenschaftliche Beratung Dr. Michael Strehle Roswitha Aumann Laura Maria Heinisch Dr. Robert Ranisch Ein Projekt von:
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gegen Hauptquelle: Mahamadou A. Thera and Christopher V. Plowe : Vaccines for : How Close Are We? Annual Review of MedicineVol. 63: 345-357, 2012 Allgemeines Zwischen 1958 und ca. 1970 wurden grosse Anstrengungen