Vor mehr als zehn Jahren wurde das Immunsystem von Bakterien und Archaeen entdeckt: CRISPR-Cas. Seit seiner Entdeckung wurde das System eingehend untersucht und es wurden viele neue Erkenntnissen gewonnen, wie die molekularen Mechanismen dieser Abwehr funktionieren. Damit konnten dann neue molekulare Werkzeuge für viele Anwendungen entwickelt werden. Interessanterweise hat man entdeckt, dass das System zusätzlich zu der vor vielen Jahren entdeckten Verteidigungsfunktion auch andere Funktionen ausüben kann. Dazu gehören die Beteiligung an der DNA-Reparatur (z.B. nach Strahlungsschäden), die Regulation der Virulenz (der krankmachenden Wirkung mancher Bakterien), die Regulation von „Gruppenverhalten“ (z.B. Biofilmbildung) und an der Stresstoleranz. Weiterhin haben CRISPR-Cas-Komponenten Einfluss auf Ökologie und Evolution und spielen eine Rolle in der Regulation der Genexpression.
Beyond Defence – Mit dem Schwerpunktprogamm Weitaus mehr als nur Verteidigung: die vielen verschiedenen Funktionen des CRISPR-Cas Systems fördert die Deutsche Forschungsgemeinsschaft (DFG) 20 Forschungsgruppen, die diesen anderen, neuen CRISPR-Cas-Funktionen auf der Spur sind:
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CRISPR-Cas Systeme in Haloarchaea: Zusätzliche Funktionen, die nicht zur Verteidigung dienen, Anita Marchfelder, Institut für Molekulare Botanik, Universität Ulm
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Cross-talk und Interaktion der CRISPR-Cas Systeme mit der zellulären regulatorischen Maschinerie in Synechocystis sp. PCC 6803, Wolfgang Hess, Gentik und Experimentelle Bioinformatik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
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CRISPR-Cas Funktionen in der Stress-Antwort von Rhodobacter capsulatus, Gabriele Klug, Institut für Mikrobiologie und Molekularbiologie, Justus-Liebig Universität Gießen
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Populationsdynamik und Phylogenie von CRISPR-Systemen in prokaryotischen Populationen, Franz Baumdicker, Abteilung für Mathematische Stochastik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
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Finden von Strukturen des CRISPR-Cas Systems mithilfe von tiefen neuronalen Netzen, Alice C. McHardy, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH (HZI), Braunschweig
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Die Auswirkungen von CRISPR-Cas-Systemen auf die mikrobielle genetische Vielfalt, Uri Gophna, The George S. Wise Faculty of Life Science, Tel Aviv University
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Aufklärung der molekularen Mechanismen von Cas-Endonukleasen aus Bakterien und Cyanobakterien, Sabine Schneider, Fakultät für Chemie und Pharmazie, Ludwig-Maximilians-Universität München
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Funktionelle Analyse von Shewanella putrefaciens Typ I-Fv und Aromatoleum aromaticum Typ IV CRISPR-Cas Ribonukleoproteinkomplexen, Lennart Randau, Genetik, Philipps-Universität Marburg
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Zur Struktur, Mechanismus und Funktion von Klasse I CRISPR-CAS Systemen, Gert Bange, Zentrum für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO), Philipps-Universität Marburg
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Funktionelle Charakterisierung des weitgehend selbst-targetierenden CRISPR-Cas-Systems im bakteriellen Pathogen Xanthomonas albilineans, Chase Beisel,
Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (HIRI), Julius-Maximilians-Universität, Würzburg
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Natürliche Funktionen von CRISPR-Cas Systemen in Cyanobakterien, Annegret Wilde, Molekulare Genetik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
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Das Casposon von Methanosarcina mazei Gö1 – Funktion und Evolution, Anne Kupczok, Ruth Anne Schmitz-Streit, Institut für Allgemeine Mikrobiologie, Christian-Albrechts-Universität, Kiel
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Z-Projekt: “CRISPR Bioinformatik”, Rolf Backofen, Lehrstuhl für Bioinformatik, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg
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Metagenomisches Datamining zur Analyse von CRISPR-Cas-Systemen, Björn Voß, Institut für Bioverfahrenstechnik (IBVT), Universität Stuttgart
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Einzelmolekülanalyse nicht kanonischer Cas1 und Cas9 Komplexe involviert in DNA Reparatur und posttranskriptioneller Genregulation, Dina Grohmann, Lehrstuhl für Mikrobiologie und Archaeenzentrum, Universität Regensburg
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Das CRISPR-Cas-System in Neisseria meningitidis und sein potentieller Einfluss auf die Wirtszelladhäsion, Christoph Schoen, Institut für Hygiene und Mikrobiologie, Julius-Maximilians-Universität, Würzburg
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Massenspektrometrische Proteom und Strukturelle Proteomikanalyse von CRISPR-Cas in Archaeen und Bakterien, Henning Urlaub, Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie, Göttingen
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Mechanismen und Funktionen der Binding und Prozessierung von endogenen RNAs durch CRISPR-Cas9 in Campylobacter jejuni, Cynthia Mira Sharma, Zentrum für Infektionsforschung, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
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RNA-Prozessierung und Aktivierung von Type IIIA CRISPR-Cas Systemen, Ralf Seidel, Peter-Debye-Institut für Physik der weichen Materie, Universität Leibzig
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Untersuchung der Proteinorganization und -dynamik des Typ I-Fv CRISPR-Cas-Systems von Shewanella putrefaciens CN-32 mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in lebenden Zellen, Ulrike Endesfelder, Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, Marburg
