细胞修补断裂的两种方式
一旦 Cas9 造成双链断裂，细胞就必须把它封上——断裂的染色体是危险的。它有两套主要的修复策略，运行哪一套，决定了你得到哪种编辑。
第一种又快又草率：非同源末端连接。细胞干脆抓起两个断端，把它们重新缝合起来。匆忙之中，接口处常会多出或少掉几个字母——一处微小的插入或缺失。第二种则又慢又仔细：同源定向修复。此时细胞通过复制一段匹配的模板来重建断裂区域——通常是姐妹染色体，但在编辑中，模板是我们提供的。
敲除：把基因关掉
假设你只想知道某个基因*有什么用*。最简单的实验就是把它弄坏，看看会有什么变化。这就是基因敲除，而那条草率的末端连接路线几乎是顺手就替你完成了。当细胞在切口处多加或少掉一两个字母时，可能会让阅读框移位——也就是基因每三个字母一组的读法被打乱。框移之后，即移码突变，下游每一个密码子都被打乱，通常会提前出现终止密码子，于是合成不出有功能的蛋白。基因实际上被关掉了：这是一次功能丧失编辑。
由于依赖细胞的默认修复，敲除是最容易的一类编辑，也是最早成为常规操作的。你甚至不必控制具体插入或缺失了哪些字母——你只需要它把基因破坏掉即可。
敲入：写入选定的序列
如果你想*放进某样具体的东西*——修正一个致病字母，或插入一整个新基因——该怎么办？这就是基因敲入，它需要那条仔细的路线。除了 Cas9 和向导，你还要送进一段 DNA 模板：它携带你想要的序列，两侧分别接上与切口两边 DNA 相匹配的片段。细胞在用同源定向修复重建时，会照抄你的模板——于是你写下的改动最终被缝进了基因组。
- Cas9＋向导在选定位点切断染色体，造成双链断裂。
- 你同时提供一段模板：想要的序列，两侧带有与切口两边相匹配的片段。
- 细胞把模板与断端对齐，并在修复时照着它复制。
- 结果：你的精确序列如今已写入基因组——一次精确的敲入。
敲入远比敲除困难，恰恰是因为那条仔细的修复路线只占少数——大多数切口反而走了末端连接。提高干净敲入的比例，本身就是一个充满努力的研究领域。下一篇将介绍一种巧妙的绕路：那些根本不制造完整双链断裂的工具，因此也就不必押注于这场冒险的修复抽签。