李文，曹俊国，曹满园，李丹丽，许保增

（中国农业科学院特产研究所特种经济动物分子生物学重点实验室，长春 130112）

基因编辑是一种对生物体基因组特定位点进行精确修饰的技术，通过对基因片段的敲除、敲入及替换，实现对生物体某一特性或性状的改变。最早的基因编辑技术出现在1986年，Thomas 等[1]通过基因打靶成功将抗药基因导入新霉素抗药缺陷细胞，使细胞重新恢复抗药性，其主要是利用了基因的同源重组原理。随后，基因编辑技术不断发展完善，先后出现了人工锌指核酸酶（Zinc finger nucleases，ZFN）技术、类转录激活因子效应物核酸酶（Transcription activator-like effector nucleases，TALENs）技术，与传统基因编辑技术相比，新型技术具有更高的效率和打靶准确率，在生物基础研究、基因治疗、遗传改造等领域展现了巨大的潜力。2013年，Zhang 等[2]开发了利用规律性重复短回文序列簇（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/Cas endonuclease，CRISPR/Cas）系统对基因靶向编辑的新技术，大幅度提高了基因编辑的效率和可靠性，且相比前两种技术，其操作更加简便、成本较低。CRISPR/Cas 成为第3 代新型基因编辑技术，适用于包括生物技术、医药及临床在内的多种生物领域，掀起了国内、外基因编辑的热潮。

ZFN、TALEN 及CRISPR 技术都可以认为是一种用来纠正和编辑遗传缺陷的基因剪刀，三者在工具或方法上有差异，但原理基本是相同的。通过诱导双链DNA 断裂（DNA double strand breaks，DSBs），激活DNA 的自我修复机制，包括非同源末端连接修复（Non-homologous end-joining ，NHEJ）或同源重组修复（Homology-directed repair，HDR）两条途径。NHEJ是一种低保真度的修复过程，在DSBs 修复重连的过程中易发生碱基的随机插入或丢失，导致移码突变使基因失活, 实现目的基因敲除。……