PORTFOLIO

Proteine als pharmazeutische Wirkstoffe haben eine immer wichtigere Funktion bei der Behandlung verschiedenster medizinischer Indikationen. Trotz der gegenwärtig noch beschränkten Anwendung aufgrund niedriger Wirksamkeit, Nebenwirkungen und mangelnder Haltbarkeit wird den Proteinen als pharmazeutischen Wirkstoffen eine grosse Zukunft zugeschrieben. Grundlage für das Projekt ist ein innovatives Verfahren für die In-vitro-Evolution von Proteinen. Das neue Verfahren erlaubt es, In-vitro-Evolution in viel grösserem Masstab und wesentlich schneller durchzuführen. Dadurch können Proteine entdeckt und entwickelt werden, die mit herkömmlichen Technologien unerreichbar sind. Die finanzielle Unterstützung durch die Gebert Rüf Stiftung ermöglichte die Weiterentwicklung und Vermarktung dieser Technologie.

Das Verfahren für die In-vitro-Evolution von Proteinen ist aus der Grundlagenforschung erwachsen und hebt sich von konventionellen Ansätzen ab. Durch seine Weiterentwicklung soll das medizinische und kommerzielle Potential ausgeschöpft werden. Es wird erwartet, dass durch die Umsetzung in ein kommerziell anwendbares Verfahren weitere Investitionen ausgelöst werden.

Im Rahmen des Projektes konnte gezeigt werden, dass Retrotransposons für die In-vitro-Evolution von Proteinen gebraucht werden können. Retrotransposons sind Retroviren verwandte Elemente, mit dem Unterschied, dass sie sich nur innerhalb der gleichen Zelle vermehren können. Während der Replikation des Retrotransposon werden im Retrotransposon-Genom eine erhöhte Anzahl Mutationen eingebaut. Proteine, deren DNA-Sequenz im Retrotransposon-Genom enthalten sind, werden während der Replikation ebenfalls mutiert. Es können auch DNA Sequenzen von Retrotransposon-fremden Proteinen in das Genom eingefügt werden. Diese Proteine werden dadurch stochastisch verändert, und Proteine mit verbesserten Eigenschaften können anschliessend identifiziert werden.
Retrotransposons sind schon lange bekannt, konnten aber bis jetzt nicht für die Mutagenese für auf dem Retrotransposon enthaltene Sequenzen eingesetzt werden. Retrotransposons sind im Genom der Wirtszelle integriert und replizieren sich, um sich dann an einem neuen Ort im Genom der Wirtszelle zu integrieren. Jedes Mal, wenn dies passiert, wird die Wirtszelle erheblich geschädigt. Natürliche Retrotransposons replizieren sich deshalb sehr selten und sind für eine effiziente Mutagenese für auf dem Retrotransposon enthaltene Sequenzen ungeeignet.
Es ist jetzt gelungen, Retrotransposons zu isolieren, die sich mit einer stark erhöhten Rate replizieren und gleichzeitig die Fähigkeit verloren haben, sich in das Wirtsgenom zu integrieren. Die Replikationsrate ist gross genug, dass immer mindestens eines dieser freien Retroplasmide an die Tochterzellen weitergegeben wird. Im Endeffekt replizieren sich diese Retrotransposons wie Plasmide, und wurden deshalb als „Retroplasmide“ benannt. Ein Prüfen der Mutagenese-Rate ergab, dass diese tatsächlich sehr hoch ist und dass damit effizient neue Proteine erzeugt werden können.

In Vorbereitung

keine