zur Suche springenzur Navigation springenzum Inhalt springen

Die Synthetische Biologie ist eine aufstrebende Wissenschaftsdisziplin, die auf den gegenwärtigen Errungenschaften der Biotechnologie aufbaut. Während jedoch bisher in der traditionellen Biotechnologie modifizierte Organismen mit einem oder wenigen Transgenen erzeugt wurden, beabsichtigt man mithilfe der Synthetischen Biologie Organismen mit sehr vielen modifizierten Genen, Transgenen oder sogar neuartigen synthetischen Genen zu generieren. Die Expression dieser Gene muss koordiniert und in der richtigen Stärke erfolgen, damit der erwünschte Phänotyp erzielt wird. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigt die Synthetischen Biologie Werkzeuge, die das Engineering zahlreicher Gene in komplexen Konstrukten und in vielfachen Kombinationen erlauben. Ein wesentlicher Aspekt der aktuellen Synthetischen Biologie ist dabei die Standardisierung von einzelnen Komponenten. Dadurch kann eine einheitliche Prozedur zur Assemblierung der DNA-Elemente genutzt und somit der Durchsatz bei der Plasmid-Erzeugung erhöht werden. Zudem können standardisierte Komponenten sehr einfach mittels ähnlicher Assemblierungsmethoden auch in anderen Konstrukten verwendet oder zwischen verschiedenen Anwendern ausgetauscht werden.

Wir haben ein standardisiertes Klonierungssystem mit der Bezeichnung MoClo entwickelt, das zur Assemblierung beliebiger Multigenkonstrukte aus einer Bibliothek standardisierter Komponenten dient (Weber et al., 2011, A modular cloning system for standardized assembly of multigene constructs. PLoS One 6: e16765). Die MoClo-Standardkomponenten umfassen grundlegende genetische Elemente wie Promotoren, kodierende Sequenzen und Terminatoren, die nach einer Klonierung zwischen zwei BsaI Restriktionsschnittstellen als Level-0-Module fungieren. Daraus werden Level-1-Konstrukte, die funktionelle Transkriptionseinheiten enthalten, mit einer ersten Golden-Gate-Klonierungsreaktion aus den Standardkomponenten zusammengesetzt. Diese können dann durch eine oder mehrere nachfolgende Assemblierungsreaktionen zu Multigenkonstrukten zusammengefügt werden (Abb. 1).

Abb. 1. Grundlegende genetische Komponenten, die als Level-0-Module kloniert sind, werden in mehreren Klonierungsschritten zu Multigenkonstrukten zusammengefügt. Jeder Klonierungsschritt basiert auf Golden Gate Klonierung, einer Methode zur DNA-Assemblierung mehrerer DNA-Fragmente  in einem einzigen Reaktionsansatz.
Abb. 1. Grundlegende genetische Komponenten, die als Level-0-Module kloniert sind, werden in mehreren Klonierungsschritten zu Multigenkonstrukten zusammengefügt. Jeder Klonierungsschritt basiert auf Golden Gate Klonierung, einer Methode zur DNA-Assemblierung mehrerer DNA-Fragmente in einem einzigen Reaktionsansatz.

In unserer Forschungsgruppe entwickeln und verbessern wir die Technologie sowohl zur Erzeugung komplexer Konstrukte, als auch zur Übertragung solcher Konstrukte an definierte Stellen im Genom beliebiger Empfängerorganismen. Außerdem bauen wir unsere Bibliotheken standardisierter Komponenten für weitere Zielorganismen aus, da diese Komponenten die grundlegenden Bausteine für alle Projekte der Synthetischen Biologie darstellen. Ein weiteres Ziel unserer Arbeit ist es, diese Technologie zum Metabolic Engineering von Pflanzen und Mikroorganismen anzuwenden.

Diese Seite wurde zuletzt am 17.02.2017 geändert.

IPB Mainnav Search