基因組編輯

基因組編輯或基因組手術，是對DNA進行靶向修飾的分子生物學技術的統稱，包括植物、動物和人類的基因組。

所謂的設計核酸內切酶用于在復雜生物體的基因組中引入靶向變化。 這些酶在預定的目標序列處切割雙鏈 DNA，造成雙鏈斷裂。 雙鏈斷裂反過來激活細胞中的 DNA 修復過程，例如非同源末端連接 (NHEJ) 或同源修復，也稱為同源定向修復 (HDR)。 雖然基因是使用 NHEJ 專門滅活的，但 HDR 可用于將定義的突變或整個 DNA 片段定向插入基因組。

常用的設計核酸酶類別包括鋅指核酸酶 (ZFN)、轉錄激活因子樣效應核酸酶 (TALEN)、CRISPR/Cas 方法、CRISPR/Cpf1 系統和大范圍核酸酶（修飾的歸巢核酸內切酶）。 在鋅指核酸酶、TALEN 和大范圍核酸酶中，對 DNA 的特異性識別是由特定的蛋白質部分進行的，而在 CRISPR 系統中，它是由特定的 RNA 介導的。

基因組編輯用于微生物（白色基因工程）、植物（綠色基因工程）、動物（紅色基因工程）和人類（基因治療）基因組的靶向改變。 基因組編輯可用于特異性破壞基因（基因敲除），在基因組中的特定位置引入基因（基因敲入），或糾正基因中的點突變。

基因組編輯的一種新的精確方法是改變DNA序列中的單個堿基（堿基編輯）。 無法再切割 DNA 的 Cas9 核酸酶的突變形式與脫氨酶結合。 這種融合蛋白能夠與sgRNA特異性識別所需的DNA序列，并通過脫氨作用改變堿基。 在與胞苷脫氨酶融合的情況下，胞苷轉化為尿嘧啶，通過 DNA 修復和復制被胸苷取代。 這會將堿基對 C-G 突變為 T-A。 或者，Cas9 可以與腺苷脫氨酶偶聯，使腺苷轉化為肌苷，在 DNA 修復和復制后被鳥苷取代。 在這種情況下，堿基對 A-T 被轉換為 G-C。 堿基編輯效率在5%到50%之間。 因為 DNA 沒有被切割，不需要的變化不太常見。所有 12 種可能的點突變都可以通過 prime 編輯實現。

對于基因組編輯生物是否應歸類為轉基因生物 (GMO) 以及是否應因此應用適用于 GMO 的指南，目前尚無一致意見。 目前，農業中的可能應用，以及可想象的醫學用途都處于前景。

來自不同國家的專家建議，基因組編輯的植物只要不含有外來DNA，就等同于常規育種的植物。 這一觀點考慮到這樣一個事實，即基因組編輯植物通常與傳統育種植物沒有區別，而且它們也可以使用傳統方法進行育種。