Het belangrijkste verschil tussen ZFN TALEN en CRISPR is dat ZFN een door de mens gemaakte techniek voor het bewerken van genen is, gebaseerd op zinkvingernucleasen, samengesteld uit een zinkvingerdomein en een Fok1-endonucleasedomein. Ondertussen is TALEN een door de mens gemaakte techniek voor het bewerken van genen op basis van fusie-eiwitten die zijn samengesteld uit een bacterieel TALE-eiwit en Fok1-endonuclease, en is CRISPR een natuurlijk op RNA gebaseerd bacterieel verdedigingsmechanisme dat wordt aangedreven door twee soorten RNA's en geassocieerde Cas-eiwitten.
Genbewerkingstools zijn gebaseerd op de gemanipuleerde nucleasen die bestaan uit sequentiespecifieke bindingsdomeinen en niet-specifieke DNA-splitsingsmodules. ZFN, TALEN en CRISPR zijn drie soorten technieken voor het bewerken van genen. ZEN en TALEN zijn door de mens gemaakte systemen, terwijl CRISPR een natuurlijk systeem is dat voorkomt in bacteriën. Alle drie de systemen herkennen sequenties en splitsen doel-DNA. Zinkvingernucleasen zijn samengesteld uit een zinkvingerdomein en Fok1-endonuclease. TALEN's zijn samengesteld uit een bacterieel TALE-eiwit en Fok1-endonuclease. CRISPR is samengesteld uit twee RNA's (trans-activerende crRNA en een enkele gids-RNA).
Wat is ZFN?
ZFN is een tool voor het bewerken van genen op basis van zinkvinger-nucleasen. Zinkvingernucleasen zijn chimere nucleasen die zijn samengesteld uit sequentiespecifieke DNA-bindende domeinen en niet-specifieke DNA-splitsende domeinen van het FokI-restrictie-endonuclease. Dit is een kunstmatige genoombewerkingstechnologie die een breed scala aan genmodificaties mogelijk maakt door dubbelstrengige breuken in het DNA te induceren.
Figuur 01: ZFN
ZFN is een belangrijk hulpmiddel bij het aanbrengen van gerichte veranderingen in planten en verschillende gewassoorten. Het maakt het mogelijk om waardevolle eigenschappen in planten op te nemen. Bovendien heeft ZFN een therapeutisch potentieel omdat het in staat is om precieze genetische modificatie uit te voeren om de symptomen effectief te elimineren.
Wat is TALEN?
Transcriptie activator-achtige nucleasen (TALEN) is een tool voor het bewerken van genen die is gebaseerd op chimere nucleasen die vergelijkbaar zijn met ZFN. Het is ook een door de mens gemaakte technologie voor het bewerken van genoom. TALEN induceert genmodificatie door dubbelstrengs breuken in DNA te induceren. TALEN's zijn samengesteld uit sequentiespecifieke DNA-bindende domeinen die zijn gefuseerd met een niet-specifieke DNA-splitsingsmodule. Daarom heeft het FokI-splitsingsdomeinen en DNA-bindende domeinen afgeleid van TALE-eiwitten.
Figuur 02: TALEN
TALE-eiwitten komen van nature voor in het bacteriegeslacht Xanthomonas. Deze eiwitten bevatten DNA-bindende domeinen die bestaan uit een reeks van 33-35 herhaalde aminozuurdomeinen. Een van de belangrijkste voordelen van TALEN ten opzichte van ZFN is dat de bindingsspecificiteit van het DNA-bindende domein in TALEN kan worden gewijzigd door wijzigingen aan te brengen in herhalingen van 33-34 aminozuren.
Wat is CRISPR?
CRISPR staat voor Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats. Het is een natuurlijk afweermechanisme op basis van RNA dat wordt uitgevoerd in bacteriën. In feite is het een genoombewerkingsmechanisme dat vooral tegen virussen wordt gebruikt. Een virus of een vreemde indringer kan dit systeem in bacteriën activeren. CRISPR werkt samen met het CRISPR-geassocieerde eiwit (Cas9).
CRISPR bestaat uit twee RNA's: trans-activerend crRNA en een enkelvoudig gids-RNA. Daarom is de herkenning van CRISPR afhankelijk van beide RNA's. Wanneer viraal DNA een bacteriële cel binnengaat, produceert de CRISPR-locus gids-RNA, dat Cas-eiwitten begeleidt om viraal DNA te bereiken en eraan te binden en op een specifieke locatie te splitsen. Zodra viraal DNA is gesplitst, wordt het inactief door het tot zwijgen brengen van pathogeen DNA. Daarom vangt, splitst en inactiveert het CRISPR-systeem virussen met behulp van Cas-eiwitten.
Figuur 03: CRISPR/Cas9
CRISPR/Cas9 wordt gebruikt als een genoombewerkingssysteem. Het is een recente technologie. Deze technologie is zeer eenvoudig, efficiënt en kosteneffectief ten opzichte van andere technieken voor genoombewerking. In vergelijking met ZFN en TALEN is het CRISPR/Cas9-systeem een efficiënt hulpmiddel bij het induceren van gerichte genoomveranderingen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen ZFN TALEN en CRISPR?
- ZFN, TALEN en CRISPR zijn technieken voor het bewerken van genen.
- Alle drie de instrumenten zullen veelbelovende technieken zijn om de genetische oorzaken achter veel ziekten te corrigeren.
- Ze vertonen echter beperkingen in targeting, imperfecte specificiteit en gentargeting.
- Alle drie de systemen kunnen dubbelstrengige breuken veroorzaken.
Wat is het verschil tussen ZFN TALEN en CRISPR?
ZFN is een genbewerkingstechniek op basis van zinkvingernucleasen, terwijl TALEN een genbewerkingstechniek is op basis van fusie-eiwitten die zijn samengesteld uit een bacterieel TALE-eiwit en Fok1-endonuclease, en CRISPR is een natuurlijk op RNA gebaseerd bacterieel verdedigingsmechanisme dat wordt aangestuurd door twee soorten RNA en bijbehorende Cas-eiwitten. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen ZFN TALEN en CRISPR.
De onderstaande infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen ZFN TALEN en CRISPR in tabelvorm om ze naast elkaar te kunnen vergelijken.
Samenvatting – ZFN vs TALEN vs CRISPR
ZFN, TALEN en CRISPR zijn technologieën voor het bewerken van genen. CRISPR is de recente technologie die een betere efficiëntie, haalbaarheid en klinische toepassing met meerdere rollen laat zien. Zowel ZFN als TALEN zijn door de mens gemaakte kunstmatige hulpmiddelen, terwijl CRISPR een bacterieafweermechanisme is. Zowel ZFN als TALEN zijn gemanipuleerde nucleasen. CRISPR bestaat uit twee RNA-types die associëren met Cas-eiwitten. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen ZFN TALEN en CRISPR.
