Die gezielte Modifikation von Nutzpflanzen, gerade im Hinblick auf die wachsende Ressourcenknappheit, einhergehend mit einer stetig wachsenden Bevölkerung, ist sicherlich eine der größten Herausforderungen der modernen, molekularen Pflanzenzüchtung. Die mangelnde Akzeptanz gentechnisch modifizierter Pflanzen in der Bevölkerung macht die Erforschung und Weiterentwicklung von Transformationsmethoden unabdingbar, die das Einbringen von Fremd-DNA in die Pflanzenzelle vermeiden und trotzdem die Anwendung innovativer Methoden wie Genome Editing mittels sequenzspezifischer Meganukleasen wie dem CRISPR/Cas-System erlauben.

Basierend auf dieser Grundidee beinhaltet »MUTATE« die Entwicklung effizienter Methoden zur physikalischen (Mikroinjektion), chemischen (Nanopartikel) und biologischen Transfektion (virus induced genome editing) von Pflanzenzellen, ohne die Integration von Fremd-DNA. Hierbei liegt der Fokus auf dem Einbringen von Meganukleasen (als Ribonukleoproteinkomplexe) in regenerative Gewebe der Pflanze, wie beispielsweise Pollen, wodurch die direkte Veränderung der Keimbahn ermöglicht wird. Dabei sollen Aspekte wie DNA-freie Transfertechniken, Genotyp-unabhängige und Gewebekultur-freie Anwendbarkeit dieser Methoden im Vordergrund stehen. Da es sich bei »MUTATE« um eine methodische Machbarkeitsstudie handelt, werden die initialen Experimente an Tabak als Modellpflanze durchgeführt und anschließend ihre Übertragbarkeit auf Nutzpflanzen wie bspw. Raps und Buchweizen überprüft.