雙鏈斷裂

雙鏈斷裂是一次徑直穿過 DNA 梯子兩根扶手的整齊切口,把染色體切成兩個游離的斷端。這是細胞所能面對的最危險事件之一——就像扯斷了一根正吊著東西的繩子——因此細胞會緊急應對。

由於雙螺旋的兩條鏈在同一處被切斷,細胞無法簡單地以完好的那條鏈為模板來修復。於是它啟動兩條主要修復途徑之一:非同源末端連接,迅速把斷端黏回,但常會增刪幾個鹼基;或同源定向修復,以匹配的模板為藍本精確復原序列。

基因組編輯正是利用了這一點。像 Cas9 這樣的工具有意在選定位點製造一個雙鏈斷裂以引發修復;細胞採用粗糙途徑還是精確途徑,決定了你得到的是基因剔除,還是一次乾淨的、有模板的編輯。斷裂本身只是觸發器——真正起作用的是修復途徑的選擇。