CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)是一項(xiàng)革命性的基因編輯技術(shù)，它允許科學(xué)家對(duì)生物體的DNA進(jìn)行精確的改變。它是從某些細(xì)菌抵抗病毒感染的自然防御機(jī)制中衍生出來的一種工具。本質(zhì)來講，CRISPR也是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一種。
CRISPR與一種叫做Cas9 (CRISPR相關(guān)蛋白9)的蛋白質(zhì)一起工作，Cas9就像一把分子剪刀。CRISPR系統(tǒng)包括兩個(gè)主要組成部分:引導(dǎo)RNA (gRNA)和Cas9蛋白。gRNA被設(shè)計(jì)成對(duì)研究人員想要修改的特定目標(biāo)DNA序列的補(bǔ)充。Cas9蛋白在gRNA的引導(dǎo)下，與目標(biāo)DNA序列結(jié)合，并在精確的位置切割DNA的兩條鏈。
一旦DNA被切割，細(xì)胞的自然修復(fù)機(jī)制就會(huì)發(fā)揮作用。修復(fù)途徑主要有兩種:非同源末端連接(NHEJ)和同源定向修復(fù)(HDR)。NHEJ通過重新連接斷裂的末端來修復(fù)DNA，但這可能會(huì)在這個(gè)過程中引入隨機(jī)突變。另一方面，HDR使用模板DNA分子來指導(dǎo)修復(fù)，并可用于向DNA中引入特定的變化或插入。
通過利用CRISPR-Cas9，科學(xué)家們可以在包括植物、動(dòng)物甚至人類細(xì)胞在內(nèi)的各種生物中添加、刪除或修改特定基因。這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和基礎(chǔ)科學(xué)研究等領(lǐng)域具有重要意義。它有可能治療遺傳疾病，創(chuàng)造具有改良性狀的轉(zhuǎn)基因作物，并促進(jìn)我們對(duì)生命遺傳基礎(chǔ)的理解。然而，值得注意的是，在人類中使用CRISPR仍然是一個(gè)倫理和監(jiān)管考慮的主題。
CRISPR基因編輯食物并不含有外來物種的DNA，而只是對(duì)原本物種的DNA進(jìn)行修飾，類似于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)交叉雜交的育種技術(shù)，但卻能以更快、成本更低的方式進(jìn)行。2021年年底，來自東京的Sanatech Seed公司推出了經(jīng)由CRISPR編輯的西紅柿。這種西紅柿含有大量的y-氨基丁酸（y-aminobutyric acid，GABA）。
還有科學(xué)家利用CRISPR編輯鯰魚（catfish）的肌肉生長抑制素（MSTN）基因，使得長成鯰魚的平均體重增加了29.7%。
基因編輯技術(shù)是一種高精度的分子實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有較高的要求。德國Minerva biolabs公司生產(chǎn)的PCR-Clean，噴霧型DNA污染祛除試劑，高效清除DNA、RNA污染。
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