11.4　基因编辑技术

传统的基因敲除技术是通过同源重组的策略实现体内基因的定点突变，包括敲除、缺失和替换，但同源重组频率很低，导致基因敲除的效率更低。直到20世纪初，研究者们建立了一系列更简便的基因打靶技术，通过这些技术可在体内任何细胞内完成特定基因组序列的改变，包括基因序列的缺失、插入、替换和单碱基的突变，即任意编辑基因组或基因的特定序列，这一技术称为基因编辑（gene editing）技术。

近年来兴起的基因编辑技术涉及几种DNA核酸酶，如锌指核酸酶（ZFN）、类转录激活因子效应物核酸酶（transcription activator-like effector nuclease，TALEN），它们都是通过在特异位点产生DNA双链断裂，激发细胞内DNA修复机制，如同源重组和非同源末端连接，从而导致特异位点的编辑。然而，ZFN技术和TALAN技术操作复杂，且对DNA甲基化敏感，极大限制了它的应用。CRISPR-Cas系统（CRISPR-Cas system）是2013年新发明的基因编辑技术，不仅能克服以上缺点，而且可以同时进行多个基因的编辑，大大提高了基因编辑的效率，因而具有更大的应用潜力。