Mikrobiologisches Teilprojekt

Das lebenswissenschaftlich fundierte Teilprojekt befasst sich mit der Analyse neuartiger biologischer Gefahren aus der Anwendung bio- und gentechnologischer Methoden, auch mit Blick auf eine intentionale Freisetzung biologischer Agenzien. Ziel ist es, ein verbessertes integratives Werkzeug zur Erkennung, Bewältigung und Vorbeugung außergewöhnlicher biologischer Bedrohungslagen zu entwickeln, dass natürliche Krankheitsgeschehen ebenso berücksichtigt wie die intentionale Ausbringung schädlicher biologischer Agenzien durch staatliche oder terroristische Akteure.

Im Fokus stehen dabei neben der kontinuierlichen Risikobewertung neuer Technologien auch ausgewählte experimentelle Methoden mit sicherheitsrelevanten Aspekten. Ein Beispiel hierfür ist das CRISPR/Cas9-System zur gezielten und verbesserten Genomeditierung, dessen prinzipielle Anwendbarkeit und die praktisch erreichbare Effizienz im Rahmen des Teilprojekts eingehender am Modellorganismus Burkholderia spp. untersucht wird.

Aus den Erkenntnissen sollen Parameter für die Modellierung ungewöhnlicher Krankheitsausbrüche und intentionaler Freisetzungen gewonnen und so ein Beitrag zur verbesserten Abschätzung besonderer biologischer Gefahrenlagen geleistet werden.

Expertise aus dem Teilprojekt fließt auch in die Entwicklung von Strategien zur Risikominimierung bei Forschungsarbeiten mit besonders hohem Missbrauchspotenzial (Dual Use Research of Concern, DURC) ein.

Teilprojektleiter: Dr. Mirko Himmel

 

Effizienz von künstlich mit CRISPR/Cas durchgeführten Genveränderungen

Die Lebenswissenschaften entwickeln sich rasend schnell und bringen mitunter Techniken und Methoden hervor, deren Anwendung prinzipiell auch für missbräuchliche Zwecke denkbar ist. Neue Biotechnologien lassen sich in Bezug auf ihr Einsatzpotenzial daher oft auch bidirektional betrachten. Zwar ist die Herstellung und erfolgreiche Verbreitung potenziell schädlicher biologischer Agenzien schwierig und mit hohen technischen Hürden behaftet, aber bestimmte gentechnische Methoden könnten dazu beitragen, diese Hürden herabzusetzen. Um einem möglichen Gefahrenpotenzial oder gar der vorsätzlichen Ausbringung zur Schädigung von Mensch und Umwelt entgegenwirken zu können, muss ein entsprechendes Grundlagenverständnis dieser neuen Technologien geschaffen werden. Eine solche aktuell kontrovers diskutierte Technik ist die Genomeditierung mit Hilfe des CRISPR/Cas9-Systems. In der Natur gibt es verschiedene CRISPR/Cas-Systeme, mit dessen Hilfe sich viele Bakterien spezifisch gegen Viren und anderer Fremd-DNA wehren können. Mit biotechnologisch optimierten Varianten von CRISPR/Cas lassen sich aber auch gezielt das Erbgut sowohl von Menschen als auch Tieren, Pflanzen oder eben anderer Mikroorganismen verändern.

Mögliche Anwendungen reichen von der potenziellen Heilung von Erbkrankheiten bis hin zur Erzeugung völlig neuartiger Mikroorganismen. Die Forschung im Rahmen des BIGAUGE-Projektes befasst sich einerseits mit der Aufklärung der funktionellen Regulation des CRISPR/Cas Systems in dem Modellorganismus Burkholderia glumae und andererseits mit der Effizienz von künstlich mit CRISPR/Cas durchgeführten Genveränderungen. Die gesammelten Erkenntnisse werden im Projekt BIGAUGE zur Parametrisierung von Risikopotenzialen neuer Technologien und damit zu einer verbesserten Analyse biologischer Risiken beitragen.

Ansprechpartnerin: Eva Oellingrath