双链断裂

双链断裂是一次径直穿过 DNA 梯子两根扶手的整齐切口,把染色体切成两个游离的断端。这是细胞所能面对的最危险事件之一——就像扯断了一根正吊着东西的绳子——因此细胞会紧急应对。

由于双螺旋的两条链在同一处被切断,细胞无法简单地以完好的那条链为模板来修复。于是它启动两条主要修复途径之一:非同源末端连接,迅速把断端粘回,但常会增删几个碱基;或同源定向修复,以匹配的模板为蓝本精确复原序列。

基因组编辑正是利用了这一点。像 Cas9 这样的工具有意在选定位点制造一个双链断裂以引发修复;细胞采用粗糙途径还是精确途径,决定了你得到的是基因敲除,还是一次干净的、有模板的编辑。断裂本身只是触发器——真正起作用的是修复途径的选择。