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iFZ Masters 2020 - Yukino Kobayashi

Yukino Kobayashi am Miktroskop (Foto: M. Schetelig)

 

Die Kirschessigfliege, Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae), verursacht große Verluste in unterschiedlichsten Bereichen der Landwirtschaft und hat sich in den letzten Jahren zu einem persistenten Problem in Deutschland und der EU etabliert. Funktionelle Genomstudien dieses invasiven Insektenschädlings sind dringend erforderlich, um seine einzigartige Invasionsbiologie zu verstehen und wirksame und nachhaltige Bekämpfungsmaßnahmen zu etablieren. Das CRISPR/Cas9-System, das eine zielgenspezifische Leit-RNA (gRNA) und eine DNA-schneidende Cas9-Nuklease umfasst, ist ein präzises Werkzeug für solche Studien und zur Genombearbeitung, und wurde 2020 mit dem Nobelpreis gewürdigt. Gegenwärtig werden CRISPR/Cas9-Komponenten hauptsächlich extern in einen Zielorganismus eingeführt, entweder als Plasmid-DNA, mRNA oder Protein, mit möglichen schwerwiegenden Nebenwirkungen und Komponenteninstabilität.

In der Arbeit von Frau Yukino Kobayashi wurden erfolgreich vier homozygote Cas9-exprimierende Linien in D. suzukii etabliert, sowie deren Cas9-Expressionsniveaus miteinander verglichen und evaluiert. Es konnte eine hocheffiziente Geneditierung durch die transgene Expression von Cas9 und Gabe von externer gRNAs erreicht werden, die auf das fluoreszierende EGFP-Gen abzielten. Fliegen mit erfolgreichen CRISPR-Mutationen und fehlendem grün-fluoreszierendem Phänotyp wurden durch Mikroskopie identifiziert und Mutationsereignisse molekulargenetisch verifiziert. Spannend war vor allem zu sehen, dass die Cas9-Expression und die Effizienz der Geneditierung auch Temperatur-kontrollierbar war. Deshalb werden die Cas9-exprimierenden Linien in der Zukunft ein wertvolles Werkzeug in der Professur Schetelig darstellen, um:

  • hocheffiziente und kostengünstige Gen-Editierung in D. suzukii zu erreichen,
  • funktionelle Genomik im Schadinsekt durchführen zu können,
  • eine präzisionsgesteuerte Sterile Insektentechnik zu entwickeln, und
  • auf dem Gebiet der Gene Drive Forschung Tools für die Sicherheit sogenannter Split-Systeme zur Verfügung stellen zu können.

Insgesamt bildet die exzellente Forschung von Frau Kobayashi in der Abteilung Insektenbiotechnologie im Pflanzenschutz (Prof. Schetelig) eine hervorragende Grundlage für die funktionelle Genomik und die Entwicklung von Schädlingsbekämpfungsstrategien in D. suzukii.

Für weitere Informationen:
Prof. Dr. Marc Schetelig, Insektenbiotechnologie im Pflanzenschutz