Die moderne Genomforschung erschließt die genetische Vielfalt der Kulturpflanzen immer besser und klärt die genetischen Grundlagen verschiedener Eigenschaften auf. Mit der Genom-Editierung stehen Werkzeuge zur Verfügung, Gene gezielt durch kleine Insertionen und Deletionen zu verändern. Dies wird den Anforderungen von Forschung und Züchtung jedoch nicht gerecht, um allelische Varianten präzise zu erzeugen. Bisher etablierte Ansätze wie Base Editing, Prime Editing oder Fragmentinsertionen und  austausche mittels Homology-directed repair (HDR) sind entweder nicht ausreichend präzise oder äußerst ineffizient. PROGRESS schlägt deshalb einen gänzlich neuen Weg ein, um einen alternativen, in Pflanzenzellen aber sehr aktiven DNA-Reparaturmechanismus zu nutzen: Das Microhomology-mediated End Joining (MMEJ). Im Gegensatz zum HDR wird dabei ein DNA-Bruch anhand kurzer Homologien von 2-25 bp repariert. Durch Fusionen aus Cas9 und Exonucleasen sollen die für MMEJ erforderlichen 3‘-einzelsträngigen Enden effizient erzeugt und der MMEJ-Prozess aktiviert werden. Durch entsprechende Reparaturvorlagen mit Mikrohomologien zu den Enden des induzierten Bruches sollen gezielte Insertionen oder Austausche von DNA-Fragmenten möglich werden. Im zweiten Projektteil soll eine Schlüsselkomponente der Cas-vermittelten Genom-Editierung verbessert werden: die gRNA. Ihre stabile Sekundärstruktur ist essentiell für die Interaktion mit Cas9 und dem Zielmotiv. Durch die Etablierung maßgeschneiderter gRNAs soll die Effizienz von allen Cas-basierten Genomeditierungsansätzen substantiell verbessert werden. Um die entwickelten Ansätze auch unabhängig von der komplexen Patentsituation bezüglich Cas9 für die praktische Pflanzenzüchtung nutzbar zu machen, sollen sie auch mit alternativen Cas-Endonukleasen etabliert werden. PROGRESS möchte die Genom-Editierung bezüglich Präzision und Effizienz auf ein neues Level heben und die genetische Vielfalt damit für Forschung und Züchtung direkt zugänglich machen.