基因剔除與敲入（knockout and knock-in）

你怎麼弄清一個基因是幹什麼的？生物學最有力的答案之一直白得妙：把它弄壞，看看會出什麼亂子。如果去掉某個基因會讓一隻蒼蠅生來無眼，那這個基因多半是造眼睛所需的。這就是剔除的邏輯——使一個基因失活，再從後果中讀出它的職責——以及它的鏡像，敲入，即有意添加或改動一個基因，看看那會帶來什麼。

基因剔除永久性地使一個選定基因失活，經典做法是用編輯破壞它的序列，使之造不出可用的蛋白質（常通過編輯誘發的斷裂、再由細胞修復成毀掉閱讀框的插入缺失來實現）。基因敲入則相反：它在指定位點放入一段新的或改動過的序列——例如把一個人類致病突變裝進小鼠，或給一個基因接上螢光標籤，好讓你觀察它的蛋白質。不過，單純的剔除有時太粗暴：如果一個基因是必需的，在所有地方刪除它只會在你學到任何東西之前就把生物體弄死。於是生物學家發明了條件性和組織特異性等位基因——一些巧妙的設計（例如讓一個基因兩側帶上短標記序列，由另一個單獨受控的酶把它剪出去），讓你只在選定的組織、或只在選定的時刻關掉一個基因，從而能在不導致早死的情況下研究一個至關重要的基因。

這些方法是在模式生物——小鼠、果蠅、線蟲、斑馬魚——中弄清基因功能的支柱，而CRISPR使它們的構建比舊時費力的方法快得多。誠實的告誡很重要：一個剔除表型告訴你的是基因不在時會發生什麼，這未必等同於該基因的正常職責；別的基因可能補償、從而掩蓋效應（遺傳冗餘）；而且「剔除」可能不徹底，留下一點殘餘功能。解讀結果仍需謹慎詮釋，而不只是一個是與否。