基因编辑技术
基因编辑技术CRISPR
基因编辑技术CRISPR基因编辑技术CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是一种革命性的基因工程技术，它可以精准地修改生物体的基因组，为科学研究、医学治疗和农业发展带来了巨大的希望和机遇。
CRISPR技术的出现改变了基因编辑领域的格局，被誉为“基因剪刀”，具有高效、精准、便捷等特点，受到广泛关注和应用。
一、CRISPR技术原理CRISPR技术是受到细菌天然免疫系统的启发而发展起来的一种基因编辑技术。
细菌通过CRISPR/Cas系统来抵御病毒入侵，其中CRISPR是一段DNA序列，记录了细菌曾经感染过的病毒基因信息，Cas蛋白则能识别并切割这些病毒基因。
科学家们发现，通过改造CRISPR/Cas系统，可以实现对生物体基因组的精准编辑。
CRISPR技术的基本原理是利用一种叫做“引导RNA”的分子，它能够将CRISPR/Cas系统导向到特定的基因组位置，然后Cas蛋白就会在这个位置上进行切割或编辑操作。
通过设计合适的引导RNA序列，科学家可以实现对基因组的精准编辑，包括基因敲除、基因插入、基因修饰等操作。
二、CRISPR技术在科学研究中的应用CRISPR技术在科学研究领域发挥着重要作用，它为科学家们提供了一种高效、精准的基因编辑工具，帮助他们研究基因功能、疾病机制等重要科学问题。
通过CRISPR技术，科学家们可以快速生成基因敲除或基因突变的细胞系或动物模型，从而揭示基因在生物体内的功能和作用机制。
此外，CRISPR技术还被广泛应用于基因组筛选、基因组编辑、疾病模型构建等方面。
科学家们利用CRISPR技术可以精准地编辑细胞的基因组，研究基因与疾病之间的关系，为疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。
三、CRISPR技术在医学治疗中的应用CRISPR技术在医学治疗领域具有巨大的潜力，可以用于治疗各种遗传性疾病、癌症、传染病等疾病。
基因编辑技术简介
基因编辑技术简介基因编辑技术是一种革命性的生物技术，通过对生物体的基因进行精确的修改和改变，实现对生命活动的控制和调节。
这项技术的出现和发展为人类解决许多难题提供了新的可能性，也为医学、农业和环境等领域带来了巨大的变革。
一、基因编辑技术的原理基因编辑技术的核心原理是通过特定酶的引导，使其与目标基因发生特异性的结合，然后通过酶的催化作用来对目标基因进行剪切、修复或替换等操作，从而达到精确编辑基因的目的。
其中最常用且最受关注的基因编辑工具是CRISPR-Cas9系统。
二、CRISPR-Cas9系统的工作机制CRISPR-Cas9系统是一种起源于细菌的天然免疫系统，其主要工作机制可以概括为三个步骤：识别、切割和修复。
1. 识别：CRISPR-Cas9系统通过引导RNA（gRNA）的作用，能够特异性地与目标基因序列进行配对。
这样，Cas9酶就能准确地定位到目标位点上。
2. 切割：一旦Cas9酶与目标位点结合，它会通过其内在的核酸酶活性，将目标位点上的DNA链打断。
这样，可以引发细胞启动自身的DNA修复机制，从而实现对目标基因的修复和编辑。
3. 修复：细胞的DNA修复机制主要有两种方式，即非同源性末端连接（NHEJ）和同源重组（HR）。
NHEJ通常会导致插入或缺失特定的碱基，而HR则能够在两个双链DNA之间发生基因交换。
科学家可以通过控制修复方式，实现对基因的精确编辑。
三、基因编辑技术的应用领域基因编辑技术在医学、农业和环境等领域都有着广泛的应用前景。
1. 医学应用：基因编辑技术在医学领域的应用主要包括基因治疗和药物研发。
通过基因编辑技术，可以修复或替换一些遗传疾病相关基因的突变，从而实现疾病的治疗或预防。
此外，基因编辑技术还可以用于药物研发，加速疾病治疗的进展。
2. 农业应用：基因编辑技术在农业领域的应用主要包括农作物品质的改良、生物农药和抗病虫害作物的培育。
通过基因编辑技术，可以实现对作物的抗病性、产量和品质等性状的精确编辑和改变，从而提高农作物的产量和耐逆性。
基因编辑技术概述
基因编辑技术概述基因编辑技术，也称基因工程技术、基因修饰技术，是一种能够直接对生物体基因组进行精准操作的技术。
它通过改变细胞或有性系生物体中的特定DNA序列，实现对基因组的修改和重塑。
基因编辑技术的发展对医学研究、农业改良和生物学研究等领域都产生了重大影响。
本文旨在介绍基因编辑技术的原理、应用领域以及引发的一些伦理和法律问题。
一、基因编辑技术的原理基因编辑技术主要采用一种名为CRISPR-Cas9的系统，CRISPR是“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”的缩写，意为“短回文重复序列的成簇排列”。
Cas9是一种酶，具有切割DNA的能力。
该系统通过引导RNA与特定的DNA序列结合，将Cas9蛋白导向特定基因位点，并将DNA切割或修复产生所需的基因改变。
二、基因编辑技术的应用领域1. 医学研究领域基因编辑技术在医学研究中有着广泛的应用。
通过编辑细胞中的特定基因，科学家可以模拟和研究各种疾病，如癌症、遗传性疾病等。
基因编辑技术还有望应用于基因治疗，即通过修复或替换患者体内的异常基因，达到治疗疾病的效果。
2. 农业改良领域基因编辑技术可以用于改良农作物和家畜，提高其产量、抗病能力和抗逆性等特性。
例如，科学家通过编辑玉米基因，使其能够在干旱条件下生长，以应对气候变化的影响。
此外，基因编辑技术还可以用于改善食品的品质，增加营养价值。
3. 生物学研究领域基因编辑技术为生物学研究提供了强有力的工具。
通过编辑实验动物的基因，科学家可以揭示特定基因对生物体发育、生长和行为等方面的影响。
此外，基因编辑技术还可以用于研究基因与环境之间的相互作用，拓展人类对生命的认识。
三、伦理和法律问题虽然基因编辑技术具有许多潜在的应用前景，但也引发了一系列伦理和法律问题。
首先，基因编辑技术可能导致人类基因组的不可逆性、持续性修改，因此如何确定修改的范围和目的成为一个重要的问题。
基因编辑技术
基因编辑技术基因编辑技术是一种能够精确修改生物体基因组特定位点的技术，通过对基因片段的添加、删除或替换，可以实现对生物体某一特性或性状的定向改造。
这一技术的兴起标志着人类进入了生命科学的新纪元，它为医学、农业、生物制药等领域带来了革命性的变革。
基因编辑技术的发展基因编辑技术的发展经历了几个重要阶段。
最初，科学家们使用限制性内切酶进行基因操作，但这种方法效率低、准确性差。
随着分子生物学的进步，锌指核酸酶（ZFNs）和类转录激活因子核酸酶（TALENs）等技术相继出现，提高了基因编辑的准确性和效率。
然而，这些技术的操作复杂、成本高昂，限制了它们的广泛应用。
2012年，CRISPR-Cas9技术的诞生彻底改变了基因编辑领域。
这项技术以其简单、高效、成本低的特点迅速成为最受欢迎的基因编辑工具。
CRISPR-Cas9系统源自细菌的一种免疫机制，通过设计特定的RNA序列，可以引导Cas9蛋白精确地切割DNA，实现基因的编辑。
基因编辑技术的应用基因编辑技术在多个领域展现出巨大的应用潜力。
在医学领域，基因编辑技术可以用来治疗遗传性疾病，如通过修正致病基因来治疗地中海贫血症、囊性纤维化等疾病。
此外，基因编辑技术还在癌症治疗、艾滋病治疗等方面显示出希望。
在农业领域，基因编辑技术用于培育抗病虫害、耐旱、高产等优良作物品种，有助于提高农作物产量和质量，保障粮食安全。
同时，基因编辑技术也在畜牧业中应用，通过改善畜禽的遗传特性，提高肉蛋奶的产量和品质。
在生物制药领域，基因编辑技术被用来生产重组蛋白药物和疫苗，提高药物的生产效率和安全性。
例如，利用基因编辑技术改造细胞系，可以生产出更为安全的抗体药物。
基因编辑技术的伦理问题尽管基因编辑技术带来了诸多益处，但其应用也引发了一系列伦理和社会问题。
如何平衡科技进步与伦理道德的界限，确保技术的安全、公平和负责任的使用，是当前社会面临的重大挑战。
例如，基因编辑技术在人类胚胎中的应用引发了广泛的争议，涉及到人类尊严、自然本性和社会公正等问题。
基因编辑技术名词解释
基因编辑技术名词解释
基因编辑技术是一种利用人工手段对生物体的基因进行精确修改的技术。
基因编辑技术可以通过剪切、插入或替换DNA序列来改变生物体的遗传信息，实现对特定基因的精准编辑和修饰。
其中最常用的基因编辑技术是CRISPR/Cas9系统，它利用CRISPR RNA和Cas9蛋白质相互作用，定位到目标DNA序列上并进行切割。
通过这种方式，科学家可以在细胞或生物体中精确地删除、插入或更
改特定基因。
除了CRISPR/Cas9系统外，还有其他一些基因编辑技术，如锌指核酸酶（ZFN）和转录活化子效应器核酸酶（TALEN），它们也能够实现
类似的功能。
基因编辑技术具有广泛的应用前景，在医学、农业、环境等领域都有
重要作用。
例如，在医学领域中，基因编辑技术可用于治疗遗传性疾病、癌症等；在农业领域中，它可以帮助改良农作物品种、提高产量等；在环境领域中，则可以利用它来处理污染物等。
尽管基因编辑技术带来了许多好处，但也存在一些伦理和安全问题，
例如可能引发不可逆的基因突变、导致生态系统的扰动等。
因此，在
使用基因编辑技术时需要认真考虑其潜在风险，并制定相应的规范和标准。
基因编辑技术
基因编辑技术基因编辑技术是一种利用现代生物技术手段，对生物的基因组进行精确改变的方法。
它可以用于各种生物，包括植物、动物和微生物等。
基因编辑技术有着广泛的应用前景，可以用于疾病治疗、作物改良、动物育种等领域。
本文将从技术原理、应用前景和伦理道德等方面进行探讨。
一、技术原理基因编辑技术的核心方法是CRISPR-Cas9系统。
CRISPR （Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是一种细菌天然免疫系统。
Cas9是CRISPR系统中的核酸酶，具有剪切DNA双链的能力。
利用CRISPR-Cas9系统，科学家可以指导Cas9蛋白识别并剪切特定的DNA序列，然后通过细胞自身的修复机制来实现基因组的修改。
二、应用前景基因编辑技术在医学领域有着重要的应用前景。
通过基因编辑可以修复遗传性疾病造成的基因突变，为患者提供个性化治疗方案。
例如，在一些癌症治疗中，科学家可以利用基因编辑技术针对癌细胞中的特定基因进行靶向修复，达到治疗效果。
此外，基因编辑还可以用于研究疾病的发生机制，为疾病的早期预防和治疗提供新的思路。
基因编辑技术在农业领域的应用也备受关注。
通过编辑作物的基因组，可以提高作物的抗病虫害能力、耐逆性，实现对气候变化的适应。
这将有助于提高农作物产量和品质，解决粮食安全问题。
同时，基因编辑还可以改良作物的味道、口感，提高农产品的附加值。
对于动物育种来说，基因编辑技术可以帮助科学家更加精确地选择或改良某种特定基因，以实现对动物性状的精确调控。
这将有助于加速畜牧业的发展，提高养殖动物的抗病能力、生长速度和肉质品质。
三、伦理道德虽然基因编辑技术带来了许多潜在的好处，但也引发了一系列伦理道德问题。
首先，基因编辑技术是否应用于人类胚胎的修改是一个备受争议的问题。
修改人类胚胎基因可能影响诸多后代，因此在人类胚胎的基因编辑研究中需要更加谨慎和审慎。
其次，基因编辑可能带来非预期的副作用。
基因编辑技术
基因编辑技术基因编辑技术是一种能够精确修改生物体基因组特定位点的技术，通过对基因片段的添加、删除或替换，可以实现对生物体某一特性或性状的定向改造。
这项技术的发展为我们提供了治疗遗传性疾病、改良农作物以及保护濒危物种等可能性，同时也带来了伦理和安全方面的挑战。
基因编辑技术的发展历程基因编辑技术最早可以追溯到20世纪70年代的限制酶技术和90年代的基因打靶技术。
然而，这些早期技术操作复杂，效率低下。
直到21世纪初，随着锌指核酸酶（ZFNs）和类转录激活因子核酸内切酶（TALENs）的出现，基因编辑技术才开始迅速发展。
2012年，CRISPR-Cas9技术的问世标志着基因编辑技术进入了一个新的时代，因其设计简单、成本低廉、高效精准而受到广泛关注。
CRISPR-Cas9技术简介CRISPR-Cas9技术源自细菌的一种天然免疫机制，通过设计一段导向RNA（gRNA）来引导Cas9蛋白切割目标DNA序列，实现基因的定点编辑。
该技术不仅在基础研究中展现出巨大潜力，也在医学、农业等领域的应用中显示出前所未有的可能性。
例如，通过CRISPR-Cas9技术，科学家们已经成功治愈了一些遗传性疾病的模型动物，为未来的临床治疗奠定了基础。
基因编辑技术的应用领域基因编辑技术的应用领域十分广泛，包括但不限于：- 医学领域：通过修复致病基因，治疗遗传性疾病；通过编辑免疫细胞，增强抗癌疗法的效果。
- 农业领域：培育抗旱、抗病的作物新品种，提高农作物产量和品质。
- 环境保护：用于濒危物种的保护和恢复，以及生态系统的平衡。
基因编辑技术的伦理与法律问题尽管基因编辑技术带来了巨大的科学突破和应用前景，但其所涉及的伦理和法律问题也不容忽视。
如何确保技术的安全性、避免潜在的生态风险、保护个人隐私、以及公平地分配技术成果等问题，都需要全社会共同面对和解决。
此外，不同国家和地区对于基因编辑技术的应用也有着不同的法律法规限制。
结论基因编辑技术作为一项革命性的科学技术，其发展速度和应用范围都在不断扩展。
基因编辑常用技术
基因编辑常用技术被称之为“上帝之手”的基因编辑技术是一组高度精确的分子生物学技术，用于直接修改生物体的DNA序列，允许有针对性地插入、删除或修改特定基因，以改变生物体的遗传特性。
基因编辑技术的主要目标之一是研究基因功能和调控，同时也用于医学、农业和生物工程等领域。
一、什么是基因编辑基因编辑（Gene editing），是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。
指通过基因编辑技术对生物体基因组特定目标进行修饰的过程，可以精确地定位到基因组的某一位点上，在该位点上可以进行特定DNA片段的插入、缺失、修改和替换，从而改变其遗传信息和表现型特征，最终应用于人类疾病治疗、农业生产、基因功能研究等多个领域。
二、基因编辑技术基因编辑技术主要分为基因敲除、基因插入、基因突变和基因重组等四种技术。
其中，基因敲除技术是最常用的，它的原理是通过CRISPR/Cas9等基因切割工具，将某个基因的特定序列剪切掉，使其失去功能，从而达到改变物种特征的目的。
基因插入技术则是将外源基因插入到特定位置，使其成为物种的一部分，从而改变物种的特征。
基因突变技术是指通过基因编辑技术，引入一定的突变，使基因的功能发生改变，从而改变物种的特征。
最后，基因重组技术则是通过对基因的重组，改变基因的结构，从而达到改变物种特征的目的。
目前基因编辑技术主要包括：锌指核酸酶技术(ZFN)、转录激活子样效应因子核酸酶技术(TALEN)、规律性间隔的短回文序列重复簇(CRISPR) 。
（1）锌指核酸酶技术1984年，科学家们在非洲爪蟾的转录因子中发现锌指蛋白，后来经过人工改造并连接上核酸内切酶后，发展为基因工程编辑工具：锌指核酸酶技术（ZFN）。
锌指核酸酶的结构：锌指由两部分组成：一部分是重复的锌指蛋白（zinc finger protein, ZFN)，用于识别和结合特定的基因序列；另一部分是Fok1核酸内切酶，可以通过二聚体化特异性地切割目的基因，并且可以切割真核基因组的任何识别序列。
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三、基因编辑技术的分类
• 第一代人工核酸内切酶：锌指核酸内切酶（zinc finger endonuclease, ZFN )，锌指是一类能够结合DNA的蛋白质，人类细胞的转录因子中大 约有一半含有锌指结构，ZFN是将锌指蛋白与核酸内切酶Fok I融合形 成的核酸内切酶，利用它可以在各种复杂基因组的特定位置制造DNA 的双链切口。 • 第二代人工核酸内切酶：类转录激活因子效应物核酸酶（transcription activator-like effector nuclease, TALEN)的出现在很大程度上替代了ZFN。 TALEN可以和ZFN一样对复杂的基因组进行精细的修饰，同时其构建较 为简单，特异性更高，因此受到了科研工作者的青睐。2012年， TALEN被《科学》杂志评为十大科学突破之一。 • 第三代人工核酸内切酶：规律间隔成簇短回文重复序列-Cas蛋白 （clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated(Cas)9)，主要是基于细菌的一种获得性免疫 系统改造而成，其特点是制作简单、成本低、作用高效。
第三，是CRISPR/Cas系统活性的发挥或者是对外源遗传物质的干扰：成熟的 crRNA 与特异的Cas 蛋白形成核糖核蛋白复合物，再与外源DNA结合并扫描 到外源DNA，寻找其上的靶序列，crRNA 的间隔序列与靶序列互补配对，外 源DNA 在配对的特定位置被核糖核蛋白复合物切割．早期研究认为crRNA的 间隔序列(spacer)与外源DNA 的靶位点完全互补配对对于切割是必需的，但 是后来的研究证明spacer 与protospacer 部分互补配对时切割也可以发生。
图B：锌指核酸酶二聚体与 DNA结合示意图。 锌指核酸酶的靶序列含有两个锌指蛋白结合 位点，不过这两个位点之间还有一段5~7bp 的间隔序列，锌指核酸酶里的Fok I酶切结构 域就能够切割这段间隔序列。当然，我们也 可以设计出只能够识别左侧或者右侧结合位 点的锌指蛋白。
TALEN
TALE蛋白中的DNA结合结构域是由一连串33~35个氨基酸组成的重复结构域组 成的，其中每一个结构域都能够识别一对碱基。TALE核酸酶的DNA结合特异性主 要由两个高度可变的氨基酸决定，科学家们将这两个关键的氨基酸称作重复可变 双氨基酸残基位点（repeat-variable di-residues, RVD）。 与锌指结构域一样，这种TALE重复模块也能够串联起来，识别一长串的DNA序 列。 TALEN分子比ZFN大得多，因此很难高效导入，科学家们也想出了不少的办 法，如金门分子克隆技术（‘Golden Gate’molecular cloning） 。
基因编辑技术（近十年出现）:可以帮助科研人员对各种细胞 和各种生物体内的几乎任意基因进行人工操作 《ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering》
1、在不同人种之间，自由“切换”
2014年3月12日，宾夕法尼亚大学Pablo Tebas教授团队在新英格兰医学 杂志撰文称，他们利用Sangamo BioSciences开发的ZFNs基因编辑技术， 显著提高了艾滋病患者对艾滋病毒的抵抗能力。
2、“关闭”一个基因，打开生命之门 2015年11月5日，Waseem Qasim对外宣布，他们利用Cellectis公司经TALENs基 因编辑技术改造的UCART19细胞株，成功缓解了Layla的不治之症--急性淋巴细 胞性白血病（ALL），造就了世界首例婴儿白血病治疗奇迹，是基因编辑技术 有史以来第二次被运用在人体上技术。
Editas的CEO Katrine Bosley Editas宣布的2017年人体实验激动人心之处在于，这有可能是首次体内（in vivo） 基因编辑试验。这项研究成功的意义在于，将CRISPR基因编辑“工具”装载到 病毒体内，再把病毒注射到患处，CRISPR可以自行对患病部位进行基因改造。 那么以后治疗Layla那样的白血病，不用分离T细胞了，直接将改造好的病毒注 射到骨髓，就直接将基因异常的骨髓修复了，或者是直接整合目标基因加强其 战斗力。这样一来，很多大手术就会变成微创手术，带来的好处是难以估量的。
• 第二，CRIPSR 基因座的表达（包括转录和转录后的成熟加工）：多个研 究表明CRISPR基因座首先被转录成前体CRISPR RNA(pre-crRNA)，然后在 Cas 蛋白或是核酸内切酶的作用下被剪切成一些小的RNA 单元，这些小 RNA 即为成熟crRNA，由一个间隔序列和部分重复序列组成， TypeⅡ型 CRISPR/Cas系统crRNA 的成熟除了需要Cas9 和RNaseⅢ参与以外，还需要 tracrRNA的指导 ；
修改捐赠细胞使其抗癌：蕾拉的生命获救得益于基因工程修改过的血液细胞。捐 赠的血液细胞来自美国，科学家总共对其进行了三次修改。科学家们首先在捐赠的 血液细胞中添加抗白血病基因，这些基因可编码靶向并杀死癌细胞的蛋白质，其次 科学家使用TALENs技术关闭两个基因，关闭第一个基因是为了确保捐赠的细胞不被 蕾拉的身体排斥，关闭第二个基因是为了确保捐赠细胞不被治疗药物杀死。 /n/2015/1113/c345416-29353992.html /article/435551.html
基因编辑技术
产生背景 定义及原理 分类及比较 CRISPR的优点及在植物育种上的应用 CRISPR基因编辑技术的一般操作程序
一、基因编辑技术的产生背景
全基因组测序技术的不断发展和完善 基因革命（基础科学与个 性化医疗之间进行转化） 大型基因组注释项目的实现 将大量数据转化为功 能和临床相关知识
解决这个问题最核心的是需要有高效、可靠的 方法使研究者能够知道基因型如何影响表型
1）基因敲除：如果想使某个基因的功能丧失，可以在这个基因上产生DSB，NHEJ修复的过程中往往会产生 DNA的插入或删除（indel），造成移码突变，从而实现基因敲除。
2）特异突变引入：如果想把某个特异的突变引入到基因组上，需要通过同源重组来实现，这时候要提供一个 含有特异突变同源模版。正常情况下同源重组效率非常低，而在这个位点产生DSB会极大的提高重组效率， 从而实现特异突变的引入。 3）定点转基因：与特异突变引入的原理一样，在同源模版中间加入一个转基因，这个转基因在DSB修复过 程中会被拷贝到基因组中，从而实现定点转基因。
免疫细胞表面的CCR5蛋白 是HIV进入免疫细胞的“入 口”。而少数北欧人由于 CCR5基因“变异”（来源 于原始高加索人），具备 天然的HIV抵抗力。 “要不把患者的CCR5基因 都改成高加索人种那种类 型吧”！
基因编辑技术首次应用于临床。目前Sangamo BioSciences基于ZFNs技术治疗 艾滋病的方法已经进入临床II期试验。
利用同源重组机制对基因进行定向失 活是为基因功能评估提供信息的有力 手段。但是这一技术的应用有几个限 制因素，包括遗传工程组件插入目标 位点的效率低、筛选过程费时费力、 有可能产生不利的突变效应等。
RNAi基因靶向敲除技术给研究者提供了快捷、 廉价而且可以开展高通量研究的新方法，但 是， RNAi的基因敲除效果还不够彻底，每次 试验以及每个实验室的试验结果都会有差异， 另外还存在不可预知的脱靶情况，所以只能 够用于需要暂时抑制基因功能的试验当中。
CRISPR/Cas的基因座结构
其基因座结构可分为三部分：5‘ 端为tracrRNA 基因，中间为一系列Cas 蛋白编码基因，包括Cas9、Cas1、Cas2 和Csn2，3’ 端为CRISPR 基因座， 由启动子区域和众多的间隔序列(spacers)和重复序列(direct repeats)顺 序排列组成。
2013年
Thomas Gaj, Charles A. Gersbach, Carlos F. Barbas. ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering. Trends in Biotechnology, 09 May 2013; DOI: 10.1016/j.tibtech.2013.04.004
二、什么是基因组编辑技术
• 所谓基因编辑技术，是指对DNA核苷酸序列 进行删除和插入等操作，换句话说，基因 编辑技术使得人们可以依靠自己的意愿改 写DNA这本由脱氧核苷酸书 构建一个人工内切酶，在预定的基因组位置切 断DNA，切断的DNA在被细胞内的DNA修复系 统修复过程中会产生突变，从而达到定点改造 基因组的目的。 • DNA修复系统主要通过两种途径修复DNA双链 断裂（double-strand break, DSB）,即非同源末 端连接（Nonhomologous end joining, NHEJ）和 同源重组（homologous recombination, HR）。 通过这两种修复途径，基因组编辑技术可以实 现三种基因组改造的目的，即基因敲除，特异 突变的引入和定点转基因
ZFN： Cys2–His2锌指蛋白
图A：一个锌指大约由30个氨基酸组成，形成了一种 保守的ββɑ结构。在锌指ɑ螺旋结构表面的那几个氨基酸 能够与DNA大沟上的3个碱基结合，不过这种结合的选 择性会有所差异。 因为有了高度保守的链接序列，我们 就可以设计出能够识别9~18个碱基长度的DNA序列。在 一段 680亿个碱基组成的DNA序列里，18个碱基组成的 序列就足以成为一段特异性的序列，所以如果能够设计 出含有3种以上的锌指蛋白DNA识别结构域的蛋白，那么 就意味着科学家们能够利用锌指蛋白识别出人类基因组 里的任意一段DNA序列。
CRISPR/Cas系统
CRISPR/Cas 系统的作用特性与限制性核酸内切酶相似，它对序列的特异性切割主 要依赖于crRNA 与Cas 蛋白形成的核糖核蛋白复合物识别靶序列上的PAM 以及 protospacer ． 根据CRISPR/Cas 系统这一特性，将其用于设计人工的核酸内切酶(engineered endonuclease，EEN)，用来对我们感兴趣的基因位点进行修饰． 三类 CRISPR/Cas 系统中TypeⅡ型系统的核糖核蛋白复合物相对简单，除crRNA 和 tracrRNA 外，只有Cas9 一个蛋白．目前，产脓链球菌(Streptococcus pyogenes SF370)的TypeⅡ型系统是被改造的最为成功的人工核酸内切酶。