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Impressum
ProTAL - Stabile TALEN und scTALEN Proteine zur Entwicklung von resistentem Reis (ProTAL)
Projekt
Förderkennzeichen: 031B0541
Laufzeit: 01.07.2018
- 30.06.2020
Fördersumme: 368.108 Euro
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: TALEN, Reis, Xanthomonas oryzae - Bakterien
TALEN sind hoch-effizient, hoch-spezifisch und können mit der größtmöglichen Flexibilität aller Genome-Editing-Werkzeuge in komplexem Erbgut positioniert werden. Dennoch ist ihre Konstruktion signifikant mühseliger, als das derzeit favorisierte CRISPR/Cas-System. Dieses Projekt hat es zum Ziel, diesen Aufwand stark zu verringern durch die Produktion maßgeschneiderter, direkt nutzbarer TALEN-Proteine im Hochdurchsatz-Verfahren. Dabei werden mehrere Methoden getestet, um die Löslichkeit und Stabilität von TALEN-Proteinen zu erhöhen, da dieses derzeit Probleme in der Nutzung von TALEN-Proteinen sind. Neben Standardmethoden werden spezielle innovative Ansätze zur Kontrolle der Proteinlöslichkeit durch die Verwendung natürlicher Proteinvarianten oder neuartiger Proteinfusionen durchgeführt. TALEN werden derzeit immer paarweise verwendet. In einem zweiten Abschnitt des Projektes sollen daher "single-chain-TALEN" (scTALEN) entwickelt werden, die es erlauben monomere TALENs zu nutzen, welches die Anwendbarkeit dieses Genome-Editing-Werkzeuges weiter vereinfachen wird. Um die Aktivität solcher Nukleasen zu erhöhen, wird die DNA-Bindestärke und die DNA-Prozessivität durch die Nutzung von Fusionsproteinen und Hilfsproteinen erhöht. Das Ziel ist es, monomere TALEN zu etablieren, die als lösliches und stabiles Protein angewandt werden können und die eine hohe Aktivität an Zielsequenzen in vivo zeigen. Im Gegensatz zu CRISPR/Cas, wurde die Spezifität von TALEN im Kontext komplexer Erbinformationen noch nicht ausführlich untersucht. Lösliche und stabile TALEN-Proteine sollen genutzt werden um ihre genomweite Spezifität mittels CIRCLE-seq zu klären. Abschließend werden TALEN-Proteine verwendet, um das Erbgut von Reis an solchen Orten zu editieren, die Virulenzziele natürlicher TALEs reispathogener Xanthomonas oryzae-Bakterien darstellen. Die Multiplex-Editierung solcher Orte werden die natürlichen Virulenzfaktoren inaktivieren und Reispflanzen erzeugen, die resistent gegen diese bedeutenden Reisschädlinge sind. Die Nutzung von TALEN-Proteinen anstelle von DNA oder RNA könnte zu einer breiteren Akzeptanz dieser Technologie führen, da keine fremden Nukleinsäuren übertragen werden und keine transgenen Organismen erzeugt werden. Die geplanten Verbesserungen werden TALEN als Alternative zu CRISPR/Cas neu etablieren und ihre speziellen Vorteile für eine breite Nutzerschaft verfügbar machen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Biotechnologie
