基因敲除与敲入（knockout and knock-in）

你怎么弄清一个基因是干什么的？生物学最有力的答案之一直白得妙：把它弄坏，看看会出什么乱子。如果去掉某个基因会让一只苍蝇生来无眼，那这个基因多半是造眼睛所需的。这就是敲除的逻辑——使一个基因失活，再从后果中读出它的职责——以及它的镜像，敲入，即有意添加或改动一个基因，看看那会带来什么。

基因敲除永久性地使一个选定基因失活，经典做法是用编辑破坏它的序列，使之造不出可用的蛋白质（常通过编辑诱发的断裂、再由细胞修复成毁掉阅读框的插入缺失来实现）。基因敲入则相反：它在指定位点放入一段新的或改动过的序列——例如把一个人类致病突变装进小鼠，或给一个基因接上荧光标签，好让你观察它的蛋白质。不过，单纯的敲除有时太粗暴：如果一个基因是必需的，在所有地方删除它只会在你学到任何东西之前就把生物体弄死。于是生物学家发明了条件性和组织特异性等位基因——一些巧妙的设计（例如让一个基因两侧带上短标记序列，由另一个单独受控的酶把它剪出去），让你只在选定的组织、或只在选定的时刻关掉一个基因，从而能在不导致早死的情况下研究一个至关重要的基因。

这些方法是在模式生物——小鼠、果蝇、线虫、斑马鱼——中弄清基因功能的支柱，而CRISPR使它们的构建比旧时费力的方法快得多。诚实的告诫很重要：一个敲除表型告诉你的是基因不在时会发生什么，这未必等同于该基因的正常职责；别的基因可能补偿、从而掩盖效应（遗传冗余）；而且「敲除」可能不彻底，留下一点残余功能。解读结果仍需谨慎诠释，而不只是一个是与否。