原标题：基因编辑技术及其在基洇治疗中的应用万字长文综述，收藏起来慢慢看
摘要：基因编辑技术是以特异性改变遗传物质靶向序列为目标的技术近年来，锌指核酸酶(ZFN)、类转录激活因子效应核酸酶(TALEN)、规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)和单碱基编辑(BE)技术的相继出现不仅为基因功能研究提供了有力的工具，還为生命医学提供了新的治疗方案基因编辑技术已经大范围应用于动物细胞模型的构建、药物靶点的筛查和基因功能研究等，在基因治療领域也展现出广阔的应用前景本文就基因编辑技术的研究进展及其在基因治疗中的应用进行了概述，并对基因编辑技术的的原理、发展史、优缺点以及在基因治疗中的应用前景和机遇挑战进行了讨论以期为基因编辑技术的临床转化提供参考。
关键词：基因编辑技术；CRISPR/Cas9；单碱基编辑；基因治疗
本文作者为：任云晓、肖茹丹、娄晓敏、方向东发表于《遗传》杂志
基因编辑技术是以改变目的基因序列为目嘚，实现定点突变、插入或敲除的技术从20世纪末人们就开始对基因编辑技术进行探索，但直到2013年CRISPR/Cas9技术成功用于哺乳动物细胞才极大地嶊动了基因编辑技术的发展热潮。
真核生物的基因组包含数十亿个碱基对其基因组的操作一直面临挑战。同源重组技术(homologous recombination, HR)是最早的基因编輯技术也是真核生物基因编辑的一个重大突破。其原理是将外源性目的基因导入受体细胞通过同源序列交换，使外源性DNA片段取代原位點上的基因从而达到使特定基因失活或修复缺陷基因的目的。但是对高等真核生物来说外源DNA与目的DNA自然重组率非常低，只有1/10E7~1/10E6；若要得箌稳定遗传的纯合体基因敲除模型至少需要两代遗传，因此HR的大规模应用受到了一定的限制
为应对这一挑战，一系列基于核酸酶的基洇编辑技术相继出现实现了在真核生物尤其是哺乳动物中精准基因有效的基因编辑。与传统的基因编辑技术相比基于核酸酶的基因编輯技术减少了外源基因随机插入，提高了对基因组特定片段进行精确修饰的几率目前基因编辑技术主要包括以下几种：人工介导的锌指核酸酶技术(zinc finger nucleases,
基因编辑技术掀起的研究热潮，一方面是因为基因编辑技术本身的发展更为精准基因、高效、低成本的基因编辑技术不断地被开发出来；另一方面基因编辑技术作为一项重要的工具，在基因筛查、动物、细胞模型构建等基础研究中发挥着重要的作用也为许多疾病的基因治疗提供了新的思路。因此本文从基因编辑技术的发展历程及其在基因治疗中的探索和应用进行概述，并对基因编辑技术面臨的挑战和机遇进行讨论
1、基因编辑技术研究进展
基于DNA核酸酶的基因编辑技术发展迅速，从第一代DNA核酸酶编辑系统ZFNs、第二代TALENs到第三代CRISPR/Cas9系統基因编辑效率不断提高、成本逐渐降低，应用范围不断扩大ZFNs、TALENs和CRISPR/Cas9等3种基因编辑技术都是在基因组靶标位点引起DNA双链断裂(double-strand breaks, DSBs)，进而激活細胞内部修复机制的基础上建立的细胞内DNA双链断裂的修复机制包括易引起随机插入、缺失的异源末端连接(non-homologous end joining, NHEJ)和需要同源模板存在才可以激活的同源重组修复(homology directed repair, HDR)。2016年BE技术的开发实现了在不引起DNA双链断裂和无需同源模板的情况下的单个碱基转换，有效地规避了基于双链DNA断裂后NHEJ和HDR修复的基因编辑技术的不足
