Die Arbeit mit Zellkulturen stellt bei der Herstellung von transgenen und genom-editierten Pflanzen eine Schwachstelle dar: in nur einigen Arten ist es möglich, aus Zellkulturen neue, veränderte Pflanzen zu entwickeln. Außerdem handelt es sich um einen langwierigen Prozess, bei dem neue und ungewollte Mutationen herbeigeführt werden können.
In diesem Artikel wird eine neue Methode vorgestellt, die als Alternative zu der Arbeit mit Gewebe- und Zellkulturen beschrieben wird. Hierdurch sollen schnell genom-editierte Pflanzen gewonnen werden können.
Am Spross und in der Wurzel befinden sich besondere Bereiche von Pflanzen, die sogenannten Meristeme. Hier teilen sich die Zellen und führen so zum Wachstum und zur Entwicklung der gesamten Pflanze. Wissenschaftler haben nun über das Agrobacterium tumefaciens bestimmte Gene, die die Entwicklung solcher “Teilungszonen” regulieren, in Setzlinge von Tabakpflanzen eingebracht. Das führte dazu, dass sich auf den Setzlingen neue Setzlinge bildeten, die dann eine gentechnische Veränderung in ihrem Erbgut trugen. Dieses System wurde dann so erweitert, dass zusätzlich noch die Genschere CRISPR/Cas gemeinsam mit einer spezifischen gRNA mit in die Tabaksetzlinge eingebracht werden konnte.
Mit CRISPR/Cas wurden dann zwei Gene ausgeschaltet, die wichtig für die Bildung von Carotinoiden sind. Dadurch konnten die tatsächlich genom-editierten Setzlinge anhand ihrer weißen Farbe identifiziert werden, weil ihnen der grüngebende Farbstoff Chlorophyll fehlte. Einige Setzlinge entwickelten zum Teil sogar Blüten und Samen, die es ermöglichten, die genom-editierten Veränderungen an die nächste Generation weiterzugeben. Erfolgreich angewandt wurde dieses Verfahren in Tabak, Kartoffeln, Tomaten und Trauben.