ZFN（鋅指核糖核酸酶）作為人工合成的限制性內(nèi)切酶通過其鋅指DNA結合域、DNA切割域發(fā)揮作用。研究者通過改造DNA結合域，靶向定位于不同的DNA序列，再由DNA切割域進行特異性切割。此外，ZFN技術還可與細胞內(nèi)DNA修復機制共同發(fā)揮作用，使研究者自如地編輯基因組。ZFN技術的優(yōu)勢在于具有很高的特異性，因而避免了免疫應答，但高度的特異性卻帶來了另一種弊端，即基因工程化鋅指DNA結合蛋白成為了難題，究其原因或許是因為蛋白質(zhì)本身體積龐大的性質(zhì)及其環(huán)境依賴性結合的屬性。另外，ZNF技術易于脫靶，導致細胞死亡或者額外突變。

TALEN為第二代基因組編輯核酸酶。TAL效應因子（TALE）可以特異性結合目的序列，通過將一段人造TALE與FokI核酸酶連接起來，即組成了TALEN，一類具有特異性基因組編輯功能的強大工具。與其它技術相比，TALEN技術很大程度上的地避免了功能蛋白脫靶，因為它們可以高度特異性地結合DNA靶位點，產(chǎn)生的脫靶效應非常微弱。此外與ZFN技術相比，其設計和工程沒有那么復雜，也不像ZFN那樣容易受周圍連接環(huán)境綁定的影響。因此TALEN運用起來更簡單、構建更便捷，且價格更低廉。但是裝配TALEN編碼質(zhì)粒卻是一個冗長的、高強度工作的過程。

申總監(jiān)介紹完前兩種技術，開始變得越來越興奮，原來是要講他團隊的拿手好戲——CRISPR/Cas9系統(tǒng)了。最近幾年基因編輯技術CRISPR/Cas9顯得異�；鸨�，自面世以后，彌補了傳統(tǒng)基因編輯技術的諸多不足，使得基因的“任意編輯”變得越來越容易。也因此，CRISPR/Cas9技術當仁不讓的成為基因編輯技術的“王牌”，大有一副取而代之的勢頭。

CRISPR-Cas9技術的靈感來源于細菌的免疫系統(tǒng)。CRISPR序列由眾多短而保守的重復序列（repeats）和間隔區(qū)（spacer）組成。間隔區(qū)是一些可變序列，其與先前入侵細菌基因組外的外源遺傳物質(zhì)的序列相對應。這些間隔序列儲存在細菌基因組內(nèi)，被看作是通過再感染來觸發(fā)降解入侵病毒DNA的記憶機制。距離該理論被提出已經(jīng)過去了幾十年，但是直到2012年，用于這項技術的工具才上市。

CRISPR-Cas9技術的工具使用起來非常簡單，同時設計和構建速度最快，成本也最低。因為不涉及蛋白質(zhì)工程，構建CRISPR-Cas9系統(tǒng)只需要幾天時間。但是CRISPR-Cas9技術也有一些限制，比如脫靶的問題，與ZFN和TALEN復雜的二聚體結構不同，CRISPR-Cas9系統(tǒng)擁有更簡單的單體結構，可通過堿基配對識別同源位點，因此在識別和切割期望的DNA位點方面特異性低，而且靶突變驗證難度很高，需要掃描全基因組，這將是很大的工作量。威斯騰生物CRISPR-Cas9團隊向細菌、植物、哺乳動物中成功敲除及引入了不少基因，擁有自己獨到的見解和豐富的技術經(jīng)驗。

小編今天對于基因編輯的學習收獲很大，您是不是對基因編輯技術也有了更深入的了解，三代技術你更青睞哪一種呢？