ההבדל העיקרי בין ZFN TALEN ל-CRISPR הוא ש-ZFN היא טכניקת עריכת גנים מעשה ידי אדם המבוססת על נוקלאזות של אצבע אבץ המורכבת מתחום אצבע אבץ ותחום אנדונוקלאז של Fok1. בינתיים, TALEN היא טכניקת עריכת גנים מעשה ידי אדם המבוססת על חלבוני היתוך המורכבים מחלבון TALE חיידקי ואנדונוקלאז Fok1, ו-CRISPR הוא מנגנון הגנה חיידקי טבעי מבוסס RNA המונע על ידי שני סוגים של RNA וחלבוני Cas משויכים.
כלי עריכת גנים מבוססים על הנוקלאזות המהונדסות המורכבות מתחומים מחייבים ספציפיים לרצף וממודולי מחשוף לא ספציפיים של DNA. ZFN, TALEN ו-CRISPR הם שלושה סוגים של טכניקות עריכת גנים. ZEN ו-TALEN הן מערכות מעשה ידי אדם, בעוד ש-CRISPR היא מערכת טבעית המופיעה בחיידקים. כל שלוש המערכות מזהות רצפים ומחלקות DNA מטרה. נוקלאזות של אצבע אבץ מורכבות מתחום אצבע אבץ ואנדונוקלאז Fok1. TALENs מורכבים מחלבון TALE חיידקי ו-Fok1 endonuclease. CRISPR מורכב משני RNA (trans-activating crRNA ו-RNA מדריך יחיד).
מה זה ZFN?
ZFN הוא כלי לעריכת גנים המבוסס על נוקלאזות של אצבע אבץ. נוקלאזות אצבעות אבץ הן נוקלאזות כימריות המורכבות מתחומים מחייבי DNA ספציפיים לרצף ומתחומים לא ספציפיים של ביקוע DNA מהאנדונוקלאזת ההגבלה FokI. זוהי טכנולוגיית עריכת גנום מעשה ידי אדם המאפשרת מגוון רחב של שינויים בגנים על ידי גרימת הפסקות גדילים כפולים ב-DNA.
איור 01: ZFN
ZFN הוא כלי חשוב בעת הצגת שינויים ממוקדים בצמחים ובמספר מיני גידולים. זה מאפשר שילוב של תכונות יקרות ערך בצמחים. יתרה מכך, ל-ZFN יש פוטנציאל טיפולי מכיוון שהוא מסוגל לבצע שינוי גנטי מדויק כדי לחסל את הסימפטומים ביעילות.
מה זה TALEN?
נוקלאזות דמויות משעתוק (TALEN) הוא כלי לעריכת גנים המבוסס על נוקלאזות כימריות הדומות ל-ZFN. זוהי גם טכנולוגיית עריכת גנום מעשה ידי אדם. TALEN גורם לשינוי גנים על ידי גרימת שבירות כפולות ב-DNA. TALENs מורכבים מתחומים מחייבי DNA ספציפיים לרצף המאוחדים למודול מחשוף DNA לא ספציפי. לכן, יש לו תחומי מחשוף FokI ותחומים קושרי DNA שמקורם מחלבוני TALE.
איור 02: TALEN
חלבוני TALE מופיעים באופן טבעי בסוג החיידקים Xanthomonas. חלבונים אלו מכילים תחומים קושרים ל-DNA המורכבים מסדרה של 33-35 תחומים חוזרים של חומצות אמינו. אחד היתרונות העיקריים של TALEN על פני ZFN הוא שניתן לשנות את סגוליות הקישור של תחום ה-DNA המקשר ב-TALEN על ידי ביצוע שינויים ב-33-34 חזרות של חומצות אמינו.
מה זה CRISPR?
CRISPR מייצג Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. זהו מנגנון הגנה טבעי מבוסס RNA המבוצע בחיידקים. למעשה, זהו מנגנון עריכת גנום המשמש במיוחד נגד וירוסים. וירוס או פולש זר יכולים להפעיל מערכת זו בחיידקים. CRISPR פועל יחד עם החלבון הקשור ל-CRISPR (Cas9).
CRISPR מורכב משני RNA: crRNA המפעיל טרנס ו-RNA מנחה יחיד. לכן, ההכרה של CRISPR תלויה בשני ה-RNAs הללו.כאשר DNA ויראלי חודר לתא חיידקי, לוקוס CRISPR מייצר RNA מנחה, אשר מלווה את חלבוני Cas להגיע ולהיקשר עם DNA ויראלי ולהתפצל במיקום ספציפי. ברגע ש-DNA ויראלי מבוקע, הוא הופך ללא פעיל עקב השתקת ה-DNA הפתוגני. מכאן שמערכת CRISPR לוכדת, מבקעת ומשביתה וירוסים בעזרת חלבוני Cas.
איור 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 משמש כמערכת לעריכת גנום. זוהי טכנולוגיה עדכנית. טכנולוגיה זו פשוטה מאוד, יעילה וחסכונית על פני טכניקות עריכת גנום אחרות. בהשוואה ל-ZFN ו-TALEN, מערכת CRISPR/Cas9 היא כלי יעיל בהשראת שינויים ממוקדים בגנום.
מה הם קווי הדמיון בין ZFN TALEN ל-CRISPR?
- ZFN, TALEN ו-CRISPR הן טכניקות עריכת גנים.
- כל שלושת הכלים יהיו טכניקות מבטיחות לתיקון הגורמים הגנטיים מאחורי מחלות רבות.
- עם זאת, הם מראים אילוצים במיקוד, ספציפיות לא מושלמת ומיקוד גנים.
- כל שלוש המערכות יכולות לגרום להפסקות כפולות.
מה ההבדל בין ZFN TALEN ל-CRISPR?
ZFN היא טכניקת עריכת גנים המבוססת על נוקלאזות של אצבע אבץ ואילו TALEN היא טכניקת עריכת גנים המבוססת על חלבוני היתוך המורכבים מחלבון TALE חיידקי ואנדונוקלאז Fok1, ו-CRISPR הוא מנגנון הגנה חיידקי טבעי מבוסס RNA המופעל על ידי שני סוגים של RNA וחלבוני Cas הקשורים. אז זה ההבדל העיקרי בין ZFN TALEN ל-CRISPR.
האינפוגרפיקה שלהלן מפרטת את ההבדלים בין ZFN TALEN ו-CRISPR בצורה טבלה להשוואה זו לצד זו.
סיכום – ZFN נגד TALEN נגד CRISPR
ZFN, TALEN ו-CRISPR הן טכנולוגיות לעריכת גנים. CRISPR היא הטכנולוגיה העדכנית שמראה יעילות טובה יותר, היתכנות ויישום קליני רב-תפקידים. גם ZFN וגם TALEN הם כלים מלאכותיים מעשה ידי אדם, בעוד ש-CRISPR הוא מנגנון הגנה מפני חיידקים. גם ZFN וגם TALEN הם נוקלאזות מהונדסים. CRISPR מורכב משני סוגי RNA הקשורים לחלבוני Cas. לפיכך, זהו סיכום ההבדל בין ZFN TALEN ו-CRISPR.
