Genschere Crispr/Cas 9 in Aktion

SchülerInnen des LK Biologie arbeiteten am 03.12.2021 im Gläsernen Labor des Max-Delbrück-Zentrums mit der Genschere Crispr/Cas 9. Mit Hilfe dieser neuen Technologie können Bakterien so verändert werden, dass sie letztlich weiß statt blau auf der Petrischale erscheinen. Manche Bakterien, wie z.B. das Darmbakterium Escherichia coli, können Lactase – auch beta Galactosidase genannt – herstellen. Es ist ein Enzym, das den Milchzucker Lactose aufspaltet und damit für die Bakterien nutzbar macht. Im Experiment bewirkte die Lactase, dass die farblose Substanz X-Gal zu einem blauen Indigofarbstoff umgesetzt wird. In Anwesenheit von X-Gal bildeten diese Bakterien auf einer Agarplatte blaue Kolonien. Das Gen, das für die Lactase codiert und damit für die Blaufärbung verantwortlich ist, heißt lacZ. Mit Hilfe von CRISPR/Cas9 war es nun möglich, exakt dieses lacZ-Gen in den Bakterien anzusteuern und abzuschalten. Das CRISPR/Cas9 System ist auf Plasmiden codiert und gelangt über eine Transformation in die Bakterienzellen. Zwei weitere klassische Methoden aus der Molekularbiologie, die PCR und die Gelelektrophorese wurden genutzt, um zu überprüfen, ob die Transformation erfolgreich war. In den Arbeitspausen, z.B. der PCR wurden mögliche Nutzungsmöglichkeiten unter ethischen und wissenschaftlichen Perspektiven diskutiert.

Die Bakterien des target- Stamms tragen ein Plasmid, welches dafür sorgt, dass sie auf den Nährmedienplatten blau wachsen. Diese Bakterien wurden mit einem CRISPR Plasmid transformiert. Dieses zerstört das LacZ Gen und die Bakterien wachsen weiß. Zusätzlich haben wir eine Kontrolle durchgeführt, welche keine guide RNA besitzt. Damit ist das CRISPR System nicht funktionsfähig und die Bakterien bleiben blau.