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下一代基因组编辑：未来就在眼前
随着我们即将进入 21 世纪的第一个季度，我们见证了基因组工程新时代的到来，这是一门重写生命系统遗传密码的科学。最近批准的 Casgevy（exagamglogene auto-temcel）就是最好的例证。Casgevy 是一种用于治疗镰状细胞病的细胞基因疗法，利用 CRISPR-Cas9 来增强胎儿血红蛋白的产生，这是自该技术首次突破性地应用于真核细胞基因组编辑以来，在不到十年的时间里取得的一项了不起的成就。临床实施时间如此之短，不仅强调了基于 CRISPR-Cas 的方法在解决以前难以解决的生物医学问题方面具有巨大的威力，而且强调了基因组编辑在未来几十年对科学和工程产生巨大影响的潜力。然而，尽管推动了第一波成功的惊人进步，但仍然迫切需要更强大、更灵活、更精确、更安全的基因组工程工具。这种需求的部分原因是，最早几代靶向基因组编辑器依靠 DNA 双链断裂 (DSB) 进行编辑，而这一过程不仅可能导致目标 DNA 序列中大量无效修饰，而且还存在引发染色体碎裂和其他染色体畸变的严重风险。尽管如此，现在出现了新的和改进的技术，能够以更高的精度和更少的附带影响来修改 DNA，其中碱基编辑器 [ 1 ]、先导编辑器 [ 2 ] 和基于重组酶/整合酶的系统 [ 3 ] 就是三个这样的例子。本期特刊中的文章重点介绍了这一快速发展领域的这些进展和其他进展，该领域的发展部分受到对 DNA 修复机制认识的提高、用于表征编辑结果的复杂方法的开发以及用于构建更好的基因组编辑器的新方法的创造的催化。例如，虽然基因编辑工具是修改目标 DNA 序列过程的基础，但在大多数情况下，细胞 DNA 修复机制才是促成改变本身的原因。因此，基因组工程师越来越需要详细了解各类编辑器触发的 DNA 修复机制。考虑到这一点，Gvozdenovic 等人回顾了目前关于最相关的 DNA 修复途径的知识