Anwendung von Gendoping mit CRISPR-Cas
Um beim Sport besser zu sein, greifen viele Sportler zum Dopen. Mit der neuen Methode CRISPR-Cas9 ist es dem Sportler möglich, dauerhaft besser zu werden. Aber wie geht das? Hier ein Beispiel das Gen Myostatin auszuschalten, um mehr Muskelmasse zu bekommen.
Als erster Schritt wird im Labor das Cas9 Protein, die crRNA und die tracrRNA hergestellt, wobei die crRNA und die tracrRNA die Leit-RNA bilden. Bei der Herstellung muss darauf geachtet werden, dass die crRNA die korrekte Basenabfolge vom Gen Myostatin besitzt.
Der nächste Schritt beinhaltet das Einschleusen des Cas9 Enzyms und der Leit-RNA in die Zelle mit Hilfe von Vektoren. Sobald der Komplex im Zellkern vorhanden ist, beginnt dieser am DNA-Strang entlang zu gleiten, bis der Komplex die PAM-Sequenz erreicht hat. Nun zerschneidet das Protein die DNA-Sequenz vom Myostatin-Gen, sodass die Zelle die DNA wieder reparieren muss.
Normalerweise würde nun der Reparatur-Mechanismus probieren, den Defekt der Zelle durch die nicht homologe Rekombination zu beheben.
Hierbei probiert die Zelle die kaputte DNA-Sequenz selber zu reparieren. In der Regel treten dabei aber kleine Fehler auf, womit das Gen nicht mehr ablesbar ist und somit ausgeschaltet wurde.
Jedoch kann man auch die homologe Rekombination einleiten. Dies macht Sinn, wenn man ein Gen verbessern möchte. Ein passendes Gen wäre das PPAR-delta. Durch eine Verbesserung könnte man eine höhere Anzahl an Typ 1 Muskelfasern, den slow-twitch-Fasern, bekommen und somit eine Steigerung der Ausdauer.
Bei dieser Methode sind die ersten Schritte genau gleich, wie am Anfang der nicht homologen Rekombination. Eine Leit-RNA und das Cas9 Protein werden durch einen Vektor in die Zelle transportiert und die bestimmte DNA-Sequenz wird durchgeschnitten. Hierbei muss man nur darauf achten, dass die crRNA die richtige Basenabfolge, nämlich die vom PPAR-delta Gen hat, damit dieses Gen auch zerschnitten wird.
Nun kommt die homologe Rekombination ins Spiel. Hierfür wird noch eine zusätzliche DNA-Sequenz eingeschleust, mit Hilfe eines weiteren Vektors. Diese DNA-Sequenz besitzt die Basenabfolge des verbesserten PPAR-delta Gens und an jedem Ende die gleiche Basenabfolge wie an den Enden der geschnittene DNA-Sequenz. Nun wird die eingefügte DNA-Sequenz als Vorlage zum Wiederaufbau benutzt und somit wird das verbesserte PPAR-delta Gen ins Erbgut eingebaut. Dadurch wird das Gen nun bei der Proteinbiosynthese so umgewandelt, dass wie bereits beschrieben, nun mehrere slow-twitch Fasern entstehen und eine höhere Ausdauer die Folge ist.
Beide Methoden könnte man mit den unterschiedlichsten Sportler-Genen stattfinden lassen, um einen noch leistungsfähigeren Menschen zu erschaffen.
