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deutschNeuartige lichtinduzierbare Genomeditierungstechnologie für Nutzpflanzen
Koordinator: Herr Prof. Dr. Stefan Schillberg – ()
Projektbeschreibung
getLight zielt darauf ab, eine innovative, hochspezifische, lichtinduzierbare Genom-Editing-Technologie mit hohem disruptivem Potenzial auf der Basis fluoreszierenden Nanopolymere zu entwickeln. Die fluoreszierenden Nanopolymere arbeiten als komplexer Quanten-Emitter und zeigen ein großes Potenzial für biotechnologische Anwendungen. In getLight wird die besondere Eigenschaft der Nanopolymere erforscht, an Ziel-DNA zu binden und mittels ausgewähltem Anregungslicht spezifischer Wellenlänge Einzel- oder Doppelstrang-DNA-Brüche oder Punktmutationen zu induzieren. Maßgeschneiderte Nanopolymere werden entworfen, um ausgewählte Motive oder Sequenzen im Nutzpflanzengenom anzusteuern und optimale Bedingungen für die Lichtaktivierung werden identifiziert. Die Machbarkeit des lichtinduzierten Genom-Editings zur Verbesserung genetischer Merkmale in Nutzpflanzen wird durch Knock-out des
Phytoen-Desaturase-Gens im Genom von Nicotiana benthamiana als Modellpflanze und Mais – für die deutsche und europäische Landwirtschaft relevante Nutzpflanze – gezeigt. Die in getLight vorgeschlagene Genom-Editing Technologie ist ein neuartiges, kostengünstiges, effizientes, protein- und nukleasefreies Konzept mit geringem Risiko für Off-Target-Effekte. Sie hat nicht nur für das Gebiet der Pflanzenzüchtung große Potenziale, sondern auch für die Veränderung mikrobieller Genomen und Säugetierzellen für dieGentherapie.
getLIGHT
Novel light-inducible genome editing technology for food crops
Coordinator: Herr Prof. Dr. Stefan Schillberg – (Institut)
Project description
Genomeediting has accelerated the development of new crop traits, but the future commercial application of
available GE methods is limited by concerns related to accuracy, freedom to operate and regulatory uncertainty. Using an innovative, cost-effective, protein/nuclease-free approach based on fluorescent nanopolymers, the getLight
project aims to develop an accurate, light-inducible genome editing technology with strong disruptive potential. In the getLight project, we will explore the unique ability of nanopolymers to transduce incident light at specific
excitation wavelengths into quantum resonance effects while bound to a specific DNA target, causing the introduction of single or double strand DNA breaks. Optimal conditions for the activation of nanopolymers with light will be identified. The feasibility of nanopolymer-based light-induced genome editing tool for the improvement of genetic traits in crops will be demonstrated by knocking out the phytoene desaturase gene in Nicotiana benthamiana as a
model dicot system and corn (Zea mays) as a monocot crop relevant to German and European agriculture. The GE
technology proposed in the getLight project is a highly innovative and efficient protein-free approach with a low risk of off-target effects and a high degree of freedom to operate. This new technology has significant potential not only in plant breeding, but also for editing the genomes of microbes and mammalian cells for gene therapy.
Teilprojekte
Laufzeit 01.06.2018 – 31.05.2020