Virusinduzierte Genomeditierung (VIGE)
Die virusinduzierte Genomeditierung (VIGE) ist eine innovative Methode der Pflanzenbiotechnologie, bei der pflanzliche Viren als Vektoren genutzt werden, um Werkzeuge für die gezielte Veränderung des Genoms in Pflanzenzellen einzubringen. Dabei werden Viren so modifiziert, dass sie genetische Elemente wie CRISPR-Cas-Komponenten, Baseneditoren oder andere molekulare Werkzeuge zur Genomeditierung transportieren können. Diese Technologie kombiniert die Fähigkeit von Pflanzenviren, sich effizient in Pflanzen zu replizieren und systemisch zu verbreiten, mit den präzisen Genomeditierungsmöglichkeiten moderner biotechnologischer Verfahren.
Ein typisches Beispiel für VIGE ist die Verwendung von RNA-Viren wie dem Tabakrasselvirus (Tobacco rattle virus, TRV) oder dem Kartoffelvirus X (Potato virus X, PVX), die als Vektoren dienen, um Cas9-Proteine und guide RNAs (gRNAs) in die Zielzellen zu bringen. Nach der Infektion der Pflanze durch das modifizierte Virus gelangen diese Werkzeuge in den Zellkern, wo sie gezielte Änderungen im pflanzlichen Genom durchführen können. Dies ermöglicht die Inaktivierung von Genen, die Einführung präziser Mutationen oder die Regulation der Genexpression.
VIGE bietet mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Methoden der Genomeditierung. Sie ist nicht-invasiv, da keine physikalischen oder chemischen Transformationstechniken erforderlich sind, und ermöglicht die Bearbeitung vieler Zellen gleichzeitig, da das Virus sich in der Pflanze ausbreiten kann. Darüber hinaus ist die Methode besonders geeignet für Pflanzenarten, die schwer transformierbar sind, wie viele Nutzpflanzen.
Ein weiterer Vorteil von VIGE ist die Möglichkeit, transgenfreie Pflanzen zu erzeugen. Da das Virus nach der Genomeditierung aus der Pflanze entfernt oder durch natürliche Prozesse abgebaut wird, verbleiben keine transgenen Sequenzen im Endprodukt, was die Akzeptanz solcher Pflanzen in der Gesellschaft und ihre rechtliche Einordnung erleichtert.
VIGE wird derzeit in der Grundlagenforschung sowie in der Pflanzenzüchtung eingesetzt, um die Funktion von Genen zu untersuchen, Resistenzen gegen Krankheiten oder Umweltstress zu verbessern und die Erträge von Nutzpflanzen zu steigern. Trotz ihres Potenzials steht die Technologie noch vor Herausforderungen, wie der Optimierung der Effizienz und der Ausweitung auf verschiedene Pflanzenarten, doch sie gilt als vielversprechender Ansatz für die Zukunft der Pflanzenbiotechnologie.