Browserbasiertes Tool zur Analyse von Genom-Editierungen

Genome Editing erlaubt das präzise Umschreiben zellulärer DNA. Technologien wie CRISPR gehören mittlerweile zur laboranalytischen Routine. Die Anwendungen reichen von der Pflanzenzucht bis zu nachhaltigen Biomaterialien. Nach der Editierung ist eine Sequenzanalyse zwingend erforderlich. Forschende müssen die korrekte Modifikation der DNA exakt bestätigen. Dieser analytische Schritt war bislang jedoch zeitaufwendig und komplex.

Die neue Analyseplattform CleanFinder

Wissenschaftler*innen des IUF Düsseldorf entwickelten nun die Plattform CleanFinder. Die Kooperation umfasste das Universitätsklinikum Düsseldorf, die ETH Zürich und die Universität Paris Cité. CleanFinder ist eine frei zugängliche, browserbasierte Plattform. Das Tool wertet CRISPR-, Base- und Prime-Editing-Ergebnisse schnell und präzise aus.

Lokale Datenverarbeitung und Algorithmus

Die Software läuft installationsfrei in jedem gängigen Webbrowser. Programmierkenntnisse sind für die Nutzung nicht erforderlich. Besonders wichtig für den Datenschutz: Die Analysendaten verbleiben vollständig auf dem lokalen Computer. Dies ist bei patientenabgeleiteten, klinischen Proben ein kritischer Faktor.

Ein spezialisierter „glocaler“ Alignment-Algorithmus klassifiziert das gesamte Spektrum der Editierungen. Er erfasst Insertionen, Deletionen, Base-Edits, Prime-Edits und mitochondriale DNA-Modifikationen. Die Plattform unterstützt gängige Sequenziertechnologien wie Illumina, Oxford Nanopore und PacBio.

Integrierte Module und Pipeline-Einbindung

Integrierte Module erweitern den Funktionsumfang für den Hochdurchsatz. Ein „Turbo“-Modus screent komplette 96- und 384-Well-Platten parallel. Ein spezifisches Modul erkennt zudem verdeckte Allelverluste (allelic dropout).

Ein Genome Viewer prognostiziert die resultierenden Proteinveränderungen. Zusätzliche Design-Werkzeuge erleichtern die Versuchsplanung von Knock-ins. Für automatisierte Studien existiert eine quelloffene Python-Kommandozeilen-Version. Diese erlaubt die nahtlose Einbindung in bioinformatische Pipelines.

Validierung in humanen Stammzellmodellen

Das Team validierte die Plattform an verschiedenen Editierungsstrategien. Getestet wurden CRISPR-Cas9-, Cas12-Knockouts und -Knock-ins sowie Base- und Prime-Editing. Die Validierung erfolgte in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) und hämatopoetischen Stammzellen.

Besonders beim komplexen Prime Editing trennt CleanFinder präzise Editierungen von fehlerhaften Produkten. Das Tool eignet sich ideal für die Krankheitsmodellierung und Gentherapie-Entwicklung.

Demokratisierung der Editierungsanalyse

„Genome Editing ist heute Routine, doch die Auswertung der Daten erfordert nach wie vor Spezialwissen — und das hält viele Labore auf“, sagt Dr. Andrea Rossi. „Wir wollten diese Hürde beseitigen. CleanFinder läuft in jedem Browser, lässt die Daten auf dem eigenen Rechner und liefert klare, umfassende Ergebnisse — damit jedes Labor, überall, seine Editierungen zuverlässig analysieren kann.“

CleanFinder ist kostenlos unter https://cleanfinder.org und als Open-Source-Code auf GitHub verfügbar. Die Plattform senkt technische Hürden und beschleunigt die biomedizinische Forschung.

Quelle

IUF – Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung (06/2026)