锌指核酸酶（zinc-finger nuclease）

在CRISPR之前，生物学家就已梦想拥有针对DNA的可编程剪刀，而锌指核酸酶是第一个切实可用的答案。它的诀窍是借用细胞本已使用的一个天然抓握DNA的部件。许多蛋白质用一种叫锌指的小折叠单元来读取DNA，每个锌指由一个锌离子维持形状，各识别大约三个DNA字母的短序列。把好几个锌指串在一起，就能识别一段更长、更特异的序列。

锌指核酸酶是两个部分的融合体：一个量身设计、用来寻找并抓住选定序列的锌指阵列，拼接到一种叫FokI的限制酶的切割结构域上。巧妙的约束在于，FokI的切割单元必须成对才起作用——两个半边须聚到一起才能切。于是研究者设计两个锌指核酸酶，让它们彼此正对、分别结合到目标两侧的两条链上；当两者都落位时，它们的FokI半边在中间空隙处相遇，剪断两条链，恰好在那里造出一个双链断裂。随后细胞的修复完成编辑，正如后来任何工具一样。

锌指核酸酶证明了可编程编辑是可行的，曾用于真实研究乃至早期临床试验。但它们出了名地难以制造：锌指并非以整齐、独立的三字母块来读取DNA——相邻的锌指会相互影响——所以为一个新目标设计可靠的阵列既慢又贵，且常常失败。正是这种困难，使得更易用的TALEN、继而更为易用的CRISPR系统最终取代了它们。作为基因组编辑家族的首批成员，它们在历史上仍举足轻重。