Team:Freiburg/Project/1

From 2013.igem.org

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Abstract

English

Gene Regulation – Multiple Targets – Activation – Optogenetics – Repression – Inducibility – Epigenetics

Just imagine there was a tool that combined all these aspects of lab work. A tool, that was able to rule several genes at once; a tool that allowed highly specific gene modulation via stimulus induction; a tool that would be a new approach to gene regulation.

This year’s Freiburg iGEM Team uses the prokaryotic CRISPR/Cas system to enable multiple endogenous gene regulation with minimal effort. The regulation is based on a protein-RNA-DNA interaction. Customizable RNAs function as a guide for our protein in order to target specific DNA sequences. By fusing effector domains to this protein, we aim at developing a tool for multiple and inducible gene activation and repression. Despite the system's prokaryotic origin, gene target sequences are adjustable for various organisms, offering a broad application variety of our tool. Due to its great potential, the CRISPR/Cas system has become of increasing importance in current research and can be implemented in a number of novel and interesting applications, such as gene therapy or tissue engineering.

Deutsch

Genregulation – multiple Targets – Aktivierung – Optogenetik – Reprimierung – Induzierbarkeit – Epigenetik

Stellen Sie sich vor, es gäbe ein Werkzeug, welches all jene Aspekte der Laborarbeit vereint. Ein Werkzeug, welches in der Lage dazu ist, mehrere Gene gleichzeitig zu kontrollieren; ein Werkzeug, welches hochspezifische Genmodulationen über Induktionsstimuli erlaubt; ein Werkzeug, welches einen neuen Standard der Genregulation setzt.

Das diesjährige iGEM Team Freiburg verwendet ein prokaryotisches CRISPR/Cas System, um verschiedene endogene Genexepressionen parallel und mit minimalem Aufwand zu regulieren. Diese Art der Regulation basiert auf Protein-RNA-DNA Interaktionen. Dabei fungieren DesignerRNAs als Zielvektoren unseres Proteins, um spezifische DNA-Sequenzen anzusteuern. Durch Fusionen von Effektordomänen an dieses Protein, versuchen wir ein Werkzeug zu entwickeln, welches auf Induktion mehrere Gene zu aktivieren oder reprimieren vermag. Trotz der bakteriellen Herkunft des Systems ist das Ansteuern von Zielgenen in verschiedensten Organismen möglich, wodurch sich ein breites Anwendungsspektrum unseres Werkzeugs eröffnet. Aufgrund seines großen Potenzials entwickelt sich das CRISPR/Cas System aktuell zum Gegenstand intensiver Forschung und bietet eine Vielzahl interessanter Entwicklungsperspektiven - nicht zuletzt für neue Ansätze der Gentherapie und Regenerationsmedizin.

Español

Regulación genética – múltiples focos – activación – optogenética – represión – inducción – epigenética

Imaginen que haya una herramienta que combine todos estos componentes de trabajo en el laboratório. Una herramienta que tiene la capacidad de controlar genes differentes; una herramienta que modula la expresión de genes con alta especifidad por inducción estimulante; una herramienta que revolucionaría regulación genética.

El equipo iGEM Freiburg del año 2013 utiliza el sistema procariota CRISPR/Cas para regular sinchronicamente la expresión de diferentes genes endogénicos, con esfuerzo mínimo. Esta regulación esta basada en una interacción entre ADN, ARN y proteínas. ARNs ajustadas funcionan como guías de nuestra proteína - enfocando secuéncias deseadas de ADN. A través de una fusión de dominós de efectores con la proteína, queremos generar una herramienta para la activación o represión inducible y simultáneo de genes diferentes. A pesar del orígen procariota, el sistema funciona tambíen en otras especies ofreciendo amplias aplicaciones. Últimamente, el enorme potencial prospetado de la misma, el sistema CRISPR/Cas ha ganado cada vez más importancia en la investigación actual y puede ser implementado en muchas aplicaciones nuevas y interesantes - por ejemplo en terapias genéticas o la medicina regenerativa.

Português

Regulação genética – múltiplos focos – activação – optogenética – repressão – indução – epigenética

Imagine que houver uma ferramenta que combinaria todos estes componentes do trabalho no laboratório. Uma ferramenta que teria a capacidade de controllar génes differentes; uma ferramenta que lhes-deixaria modular a expressão de genes com altíssima specifidade à indução stímulativa; uma ferramenta que daria um meio novo a regulação genética

A equipe de iGEM Freiburg deste ano 2013 usa o sistema prokaryonte CRISPR/Cas para dar a possibilidade de sinchronicamente regular a expressão de genes endogênicos diferentes, com respetivo esforço mínimo. Essa regulação é baseada em uma interação entre DNA, RNA e proteína. RNAs ajustadas funcionam como guias do nosso proteína, rumando para sequéncias desejadas de DNA. Por meio de uma fusão entre domínos de efeitores com a proteína, quereriamos gerar uma ferramenta para a activação ou repressão inducível de génes diferentes ao mesmo tempo. Despeito do origem prokaryonte do sistema, combina-se bem com sequéncias genéticas objetivadas de várias espécies - oferecendo amplas aplicações da nossa ferramenta. Últimamente, pelo potencial enorme dele, o sistema CRISPR/Cas tem ganhado uma importância crescente em pesquisas correntes e pode ser implementada em númerosas aplicações novas e interessantes - por exemplo em terapias genéticas ou na medicina regenerativa.

Introduction

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