鋅指核酸酶（zinc-finger nuclease）

在CRISPR之前，生物學家就已夢想擁有針對DNA的可程式化剪刀，而鋅指核酸酶是第一個切實可用的答案。它的訣竅是借用細胞本已使用的一個天然抓握DNA的部件。許多蛋白質用一種叫鋅指的小摺疊單元來讀取DNA，每個鋅指由一個鋅離子維持形狀，各辨識大約三個DNA字母的短序列。把好幾個鋅指串在一起，就能辨識一段更長、更特異的序列。

鋅指核酸酶是兩個部分的融合體：一個量身設計、用來尋找並抓住選定序列的鋅指陣列，拼接到一種叫FokI的限制酶的切割結構域上。巧妙的約束在於，FokI的切割單元必須成對才起作用——兩個半邊須聚到一起才能切。於是研究者設計兩個鋅指核酸酶，讓它們彼此正對、分別結合到目標兩側的兩條鏈上；當兩者都落位時，它們的FokI半邊在中間空隙處相遇，剪斷兩條鏈，恰好在那裡造出一個雙鏈斷裂。隨後細胞的修復完成編輯，正如後來任何工具一樣。

鋅指核酸酶證明了可程式化編輯是可行的，曾用於真實研究乃至早期臨床試驗。但它們出了名地難以製造：鋅指並非以整齊、獨立的三字母塊來讀取DNA——相鄰的鋅指會相互影響——所以為一個新目標設計可靠的陣列既慢又貴，且常常失敗。正是這種困難，使得更易用的TALEN、繼而更為易用的CRISPR系統最終取代了它們。作為基因組編輯家族的首批成員，它們在歷史上仍舉足輕重。