Ziel des Kurses: Überblick über neuartige CRISPR-basierte Methoden zur Genom-Editierung und daraus abgeleitete Technologien.
Hauptthemen: Geschichte von CRISPR; Genauigkeit der CRISPR/Cas9-basierten Genom-Editierung und hochpräzise Cas9-Varianten; RNA-spezifische CRISPR-Systeme; Anti-CRISPR-Strategien; CRISPR-Screenings mit hohem Durchsatz; CRISPR-basierte molekulare Werkzeuge; Basen-Editoren; Der Einsatz von CRISPR in der Landwirtschaft; Anwendungen der Genom-Editierung am Menschen und deren ethische Aspekte.
Dieser Kurs bietet eine eingehende Auseinandersetzung mit den bahnbrechenden CRISPR-basierten Technologien zur Genom-Editierung. Die Studierenden verfolgen die Ursprünge von CRISPR, von der ersten Entdeckung von CRISPR-Cas9 in Bakterien bis hin zu dessen Entwicklung zu einer vielseitigen Plattform für die Genom-Editierung.
Im Rahmen der Auseinandersetzung mit den Grundlagen von CRISPR lernen die Studierenden die molekularen Grundlagen der Zielerkennung durch den Cas9-Endonuklease-Guide-RNA-Komplex kennen und erfahren, wie diese Wechselwirkung modifiziert werden kann, um die Spezifität zu erhöhen. Die Studierenden befassen sich mit hochpräzisen Cas9-Varianten und lernen deren Grenzen kennen. Der Kurs behandelt außerdem alternative CRISPR-Systeme, wie beispielsweise RNA-Targeting-Werkzeuge, sowie Anti-CRISPR-Mechanismen, die die CRISPR-Aktivität hemmen.
Über die Kerntechnologie CRISPR-Cas9 hinaus werden sich die Studierenden mit abgeleiteten Technologien befassen. Sie werden sich mit CRISPR-Hochdurchsatz-Screenings für systematische genetische Untersuchungen sowie mit CRISPR-basierten Werkzeugen wie Base-Editoren beschäftigen, die präzise Änderungen einzelner Nukleotide ermöglichen.
Außerdem werden wir die Anwendung neuartiger Technologien zur Genom-Editierung untersuchen, einschließlich ihrer Nutzung in der Landwirtschaft zur Verbesserung von Kulturpflanzen und zur Steigerung der Krankheitsresistenz. Schließlich werden sich die Studierenden auch mit den ethischen Implikationen der Editierung des menschlichen Genoms auseinandersetzen, insbesondere im Hinblick auf therapeutische Anwendungen und Keimbahnmodifikationen.
Am Ende des Kurses werden die Studierenden ein tiefgreifendes Verständnis der grundlegenden Prinzipien, der jüngsten Fortschritte und der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der CRISPR-basierten Genom-Editierung erworben haben. Sie werden in die Lage versetzt sein, die wissenschaftlichen, technologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen dieses bahnbrechenden Forschungsgebiets kritisch zu bewerten.
Fundierte Kenntnisse (auf Master-Niveau) in den Grundlagen der Genetik und Biochemie sind Voraussetzung. Von den Studierenden wird außerdem erwartet, dass sie wissenschaftliche Artikel in englischer Sprache lesen und interpretieren können.
Die Texte, die im Unterricht besprochen werden, werden vorab über Canvas zur Verfügung gestellt.
Zu den Leseempfehlungen gehören außerdem die folgenden Bücher:
Die Studierenden sollen die Ergebnisse einiger wichtiger Veröffentlichungen aus dem CRISPR-Bereich vorstellen und kritisch interpretieren. Der Dozent wird diese Diskussionen begleiten und leiten, den Vortragenden relevantes Feedback geben und bei Bedarf auch detailliertere Hintergrundinformationen liefern.
Zeugnis