最近生物技术领域最火的基因组/DNA编辑技术是肿么一回事？

    如何在word文档里进行替换一段文字的编辑？我们常常这样做：用鼠标选中想要替换的文字，然后按后退键或者Delete键删除，再然后把已经复制的一段文字直接粘贴过来，或者直接输入文字。不用几秒钟，编辑完成。仔细分析这个过程，关键的步骤其实就是：选中，删除，替换。

        自然用DNA书写自己的作品。有时候，自然对自己的作品也不满意了，要怎样修改呢？比如，由于环境的改变，携带不同DNA序列的个体面临严峻的生存挑战，那些含有不适应环境DNA的个体就会被淘汰，相当于被选中和删除；那些含有适应环境的DNA的个体则幸存下来，并且替换那些含有不利DNA的个体。其实还是选中，删除，替换的过程。因为这个过程针对携带DNA的生命体，所以要经年累月才能完成DNA的编辑，因此大自然是最耐心的艺术家。

        人类可没有那么有耐性，一万年太久，只争朝夕，哪有时间等大自然的慢工细活呢？所以人工的DNA编辑技术应运而生。目前有三种DNA编辑技术：锌指蛋白技术（ZFNs），转录激活子样的核酸酶技术（TALENs）和基于CRISPR/Cas的编辑技术。这三种技术如何实现选中，删除和替换呢？

        先说选中。锌指蛋白利用人工设计的锌指结构域来识别特异的DNA序列。因为锌指蛋白是哺乳动物中一种非常丰富多彩的蛋白，有广泛的识别序列，因此通过设计锌指蛋白，可以选中基因组数亿碱基中的任何一段。TALENs是用一种不同于锌指蛋白的DNA结合蛋白来识别基因组序列的。CRISPR/Cas则直接用和目标DNA序列相似的RNA来靶定基因组序列。因为用RNA来识别DNA，CRISPR/Cas同锌指蛋白和TALENs技术这些用蛋白质识别DNA技术相比，在设计上更简单。

        再说删除。锌指蛋白和TALENs都是用限制性核酸内切酶FokI来切掉目标DNA，CRISPR/Cas则用Cas蛋白降解DNA。

        最后是替换。这个很简单，细胞中的DNA损伤修复系统有自动修复DNA的倾向，会自动寻找和损伤部位序列相似的DNA，进行修复。所以只要在删除DNA的同时，加上一段相似的供体DNA（在这供体DNA上你可以做任何想做的手脚，比如换几个碱基神马的），细胞立马就把这个经过修改的DNA换上了。

        大自然要千百万年才能完成的工作，现在人们能在几周之内完成，从这个角度讲，只能用一个词来形容基因组编辑：巧夺天工。

参考：图片来自网络，其它参考wikipedia。