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對基因組中某一特定基因的DNA序列實現(xiàn)敲除、插入或替換的一種技術(shù)方法。
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基因編輯：
基因編輯是指對基因組中某一特定基因的DNA序列實現(xiàn)敲除、插入或替換的一種技術(shù)方法。
原理：
借助特異性DNA雙鏈斷裂（Double-strand Breaks, DSBs）激活細(xì)胞天然的修復(fù)機制，包括非同源末端連接（Non-homologous End Joining, NHEJ）和同源重組修復(fù)（Homologous Recombination, HR）兩條機制。
NHEJ修復(fù)機制：斷裂的DNA修復(fù)重連的過程會發(fā)生堿基隨機的插入或丟失，造成移碼突變使基因失活，實現(xiàn)目的基因敲除。如果一個外源性供體基因序列存在，NHEJ機制會將其連入雙鏈斷裂DSB位點，從而實現(xiàn)定點的基因敲入。
HR修復(fù)機制：在一個帶有同源臂的重組供體存在的情況下，供體中的外源目的基因會通過同源重組過程完整地整合到靶位點，不會出現(xiàn)隨機的堿基插入或丟失。如果在一個基因兩側(cè)同時產(chǎn)生DSB，在一個同源供體存在的情況下，可以進行原基因的替換。
基本技術(shù)：
CRISPR-Cas9技術(shù)是目前在科研、醫(yī)療領(lǐng)域中最有效、最便捷的基因編輯工具。
主要用途：
• 基因敲除：基因上產(chǎn)生DSB，在非同源末端連接修復(fù)過程中會產(chǎn)生DNA的插入或刪除，從而造成移碼突變。
• 突變引入：用含有特異突變的同源模板，位點產(chǎn)生DSB提高重組效率，從而實現(xiàn)特異突變的引入。
• 定點轉(zhuǎn)基因：同源模板中加入轉(zhuǎn)基因，在DSB修復(fù)過程中拷貝至基因組中，從而實現(xiàn)定點轉(zhuǎn)基因。
主要特點：
• sgRNA構(gòu)建容易，操作簡單，靶向精確性高
• 基因修飾率高，基因調(diào)控方式多樣，例如敲除、插入、抑制、激活等
• 可對基因組精確定位和改造
• 可實現(xiàn)對靶基因多個位點同時敲除
• 無物種限制
• 成本低，效率高，實驗周期短
基因編輯技術(shù)的主要用途：
• 基因功能研究
• 基因治療
• 構(gòu)建模式動物
• 改造和培育新品種
