SuppressEJ - Unterdrückung von DNA-Endverknüpfungsprozessen zur Förderung präziser und transgenfreier Genomeeditierung in höheren Pflanzen.

• Antragsteller: Dr. Tom Schreiber
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569501188

Die präzise Genomeeditierung eröffnet signifikante Potenziale für die Pflanzenzucht und die Grundlagenforschung. Werkzeuge wie CRISPR-Cas9 eignen sich hervorragend für das Ausschalten von Genen, sind aber ungeeignet für präzise Genomveränderungen durch homologe Rekombination. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die entstehenden Läsionen Substrate für ungenaue DNA-Endverbindungsprozesse sind. Die präzise Genomeditierung basiert auf der homologiegeleiteten Reparatur (homology-directed repair - HDR), die aufgrund der Dominanz der DNA-Endverbindungswege (end joining - EJ), insbesondere der klassischen (classical non-homologous end joining - cNHEJ) und alternativen (alternative non-homologous end joining - aNHEJ) Endverbindungmechanismen, nicht ausreichend genutzt wird. Diese Endverbindungsmechanismen sind auch für die stabile Integration von durch Agrobacterium eingebrachten T-DNAs in Pflanzengenome erforderlich, der etablierten Methode für die Bearbeitung von Pflanzengenomen, die mit einer unerwünschten stabilen Integration von fremdem genetischen Material (Transgenen) einhergeht. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Anwendung effizienter molekularer Suppressoren unerwünschter pflanzlicher DNA-Endverbindungswege, um die Häufigkeit präziser HDR-basierter Genomeditierungs-Ereignisse während der Pflanzentransformation zu erhöhen. Die Anwendung dieser Suppressoren soll kurzfristig, zeitgleich mit der DNA-Spaltung erfolgen, um pleiotrope Auswirkungen auf die Pflanzenentwicklung zu vermeiden. Die effiziente Unterdrückung der DNA-Endverbindungswege wird die unerwünschte stabile Integration von T-DNAs reduzieren oder sogar verhindern. Ein erfolgreiches Resultat des Projekts würde die Effizienz der präzisen und transgenfreien Genom-Editierung bei höheren Pflanzen erheblich verbessern, was insbesondere für Pflanzenarten mit erheblicher wirtschaftlicher oder ökologischer Relevanz von Bedeutung ist. Darüber hinaus könnte sich diese Technologie positiv auf die öffentliche Akzeptanz von gentechnisch veränderten Pflanzen auswirken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen