可编程基因组编辑（programmable genome editing）

在生物学的大部分历史里，在某个选定位置精确改动生物体的DNA几乎是不可能的。你可以用化学药剂或辐射随机使基因组突变，再从成千上万的存活者里苦苦寻找那个恰好改在你想要之处的稀有个体——既慢又盲目，且笨拙。可编程基因组编辑是现代的替代方案：一种走到三十亿字母基因组中某个具体地址、有意改写那里文字的办法。「可编程」三字是关键：你告诉工具要去找哪段序列，它就去那里。

几乎每一种编辑工具都分两步工作。第一步，一个靶向模块识别选定的DNA序列，一个切割模块——一把核酸酶，分子剪刀——制造一个双链断裂，在那个精确位置把双螺旋的两条链都剪断。第二步，也是关键的一步，细胞自身的修复机器赶来缝合断裂，而编辑其实是由这次修复完成的。如果修复只是把断端草率粘回去，往往会留下使基因失效的小段插入或缺失（敲除）；如果你同时提供一段供体DNA模板，细胞就能照它复制，装入一个精确而预定的改变。编辑器负责断，细胞负责补，而你负责引导它怎么补。

这是现代分子生物学最具影响力的思想之一。工具的演进——从锌指核酸酶到TALEN再到CRISPR-Cas9——让靶向越来越易于重新编程，而CRISPR又使之如此廉价快捷，以至普通实验室如今几乎能编辑任何基因。更新的方法（碱基编辑与先导编辑）甚至能在没有干净双链断裂的情况下改动字母。但诚实很重要：编辑虽强大，却尚不完美——脱靶切割、不完整的编辑、嵌合体结果，以及编辑卵子、精子或胚胎的严重伦理问题，全都真实而悬而未决。