基因組編輯(GenomeEditing)技術(shù)指的是通過(guò)使用工程核酸內切酶或稱(chēng)“分子剪刀”在有機體的基因組中實(shí)現DNA片段的插入、刪除或者替換，是新近發(fā)展起來(lái)的一項革命性的遺傳工程方法。2008年，基因組編輯技術(shù)獲得了關(guān)鍵性突破，使用鋅指核酸內切酶(ZFN)技術(shù)(第一代基因組編輯技術(shù))首先獲得了對基因組定向破壞的斑馬魚(yú)突變新品系。隨后這一技術(shù)獲得了爆發(fā)性的進(jìn)步。2012年轉錄激活子樣效應因子核酸酶(TALEN)技術(shù)(第二代基因組編輯技術(shù))由于其設計和構建比ZFN技術(shù)簡(jiǎn)便，成功率高，可廣泛地應用于任何動(dòng)植物基因組的修改(靶向刪除或定點(diǎn)插入)等特點(diǎn)，被科學(xué)(Sci- ence)雜志選列為2012年全球十大科技進(jìn)展之一。       2013年1月，更為簡(jiǎn)單的CRISPR/Cas9(成族重復間隔短回文序列)系統被用于基因組編輯。作為第三代基因組編輯技術(shù)，CRISPR/Cas9技術(shù)簡(jiǎn)單、高效、且沒(méi)有物種限制，因而迅速風(fēng)靡全球，被Science列為2013年十大科技進(jìn)展之一，2015年再被Science列為十大科技進(jìn)展之首?，F在，CRISPR/Cas技術(shù)已廣泛應用于人、大小鼠、斑馬魚(yú)、果蠅、豬、羊、水稻、小麥和擬南芥等動(dòng)植物(細胞)、酵母和蘑菇等真菌以及細菌等微生物的基因組靶向改造，成為后基因組時(shí)代的功能基因組研究、動(dòng)植物品種改良、疾病模型建立以及基因治療等不同領(lǐng)域開(kāi)展基礎研究與應用研究的遺傳工程利器       CRISPR/Cas9基因組編輯工具系統涉及到sgRNA和Cas9兩種成分。在細胞內，Cas9蛋白在單一的向導RNA(sgRNA)引導下識別并切割基因組上的目標靶位點(diǎn)，從而在基因組上人為定向制造出雙鏈斷裂(DSB)。DSB一旦形成，會(huì )激發(fā)細胞內源性的DNA損傷修復機制以修復DSB。       細胞內的DNA修復包括非同源末端連接修復(NHEJ)、微同源介導的末端連接修復(MMEJ)和同源重組修復(HR)等三種主要形式。前兩種修復均為易錯修復，修復的結果是在DSB附近形成插入/缺失突變。如果插入/缺失突變是個(gè)移碼突變且發(fā)生在關(guān)鍵功能結構域對應的外顯子上，則可能使目標基因因移碼而不能編碼出有活性的蛋白，從而成為一種無(wú)效等位基因，結果導致基因敲除;如果同時(shí)向細胞內提供同源供體，這些供體會(huì )有機會(huì )被當作用于DSB修復的同源供體，結果細胞通過(guò)HR修復，成功實(shí)現在指定位置的基因敲入。