基因编辑是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。可以删除、增加、替换基因。从某种程度上说，掌握了基因编辑就具备了改变生物特性的能力，因此基因编辑也被誉为“上帝之手”。

何为基因测序？

基因编辑的基础工作是基因测序，可以广泛应用于基因测序、疾病诊断、癌症研究、药物开发和农业生物技术等领域。

测序技术，是指测定核酸（DNA和RNA）或氨基酸等生物分子序列的技术。在比较一个物种的同一基因座的等位基因时，其单个核苷酸的改变被称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms ,SNPs)。SNP是遗传多态性的基础，大部分的个体之间的遗传差异由此引起，SNP是联系基因型和表现型关系的桥梁，是衡量物种多样性的标准，通过对同一物种的不同个体进行测序，了解其差异，能有效认知基因型和表现型的关系。

主流的基因测序公司有哪些？

主流的基因测序公司有美国的Illumina、Thermo Fisher Scientific、Agilent Technologies等，基因测序仪几乎被美国垄断。2013年，华大智造以1.176亿美元收购了美国第二大的基因测序仪器公司Complete Genomics（CG公司），并以CG公司的技术为基础，打造自主知识产权的基因测序仪，从此，中国在基因测序仪领域有了一席之地。

基因编辑技术的发展历程

目前基因编辑技术的发展经历了三代：

第一代：ZFN技术。

诞生于1996年，直到2002年，Bibikova 等第一次用ZFN的方法通过在果蝇中成功突变了yellow基因。ZFN技术最早由Sangamo生物科学公司商业化并用来开发治疗产品。在科研方面，Sangamo授权给了Sigma-Aldrich公司，Sigma-Aldrich公司将ZFN技术商业化，并推出CompoZr ZFN试剂技术平台。该技术的缺点是构建难度大且易于脱靶。

第二代：TALEN技术。

2009年，人工核酸酶技术——转录激活子样效应子核酸酶（TALEN）诞生。TALEN基因编辑产品工具主要由Addgene、美国明尼苏达大学Dan Voytas实验室、Cellectis Bioresearch公司、Life Technologies公司等开发。该技术虽然避免了脱靶，但操作过程相当繁琐。

 前两代技术采用的是蛋白质-DNA的识别模式，导致切割位点有较高的特异性，无法随心所欲的选择切割位点。

 第三代：CRISPR/Cas9技术。

采用的是RNA-DNA的识别模式，通过人工设计的gRNA来识别母的基因组序列，并引导Cas9蛋白酶进行有效切割DNA双链，形成双链断裂，损伤后修复会造成基因消除活敲入等，切割位点的选择上更加广泛。

 2012年8月17日，奥地利维也纳大学教授埃马纽尔·夏彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和美国加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳（CVC团队）合作，在《科学》杂志发表了一篇里程碑式的论文，成功解析了CRISPR/Cas9基因编辑的工作原理，并获得诺贝尔奖。2012年10月，麻省理工学院教授、博德研究所资深研究员张锋申请获得专利。

该项技术操作简便，周期短，成本低。短短几年，已成为主流的基因编辑工具，是当今生命科学领域中的一项颠覆性技术。

国际上基因编辑产品研发应用迅猛

目前，全球陆续研发出糯玉米、抗病油菜、抗褐变马铃薯等70多种基因编辑农产品，高油酸大豆、富含γ-氨基丁酸番茄、可食肉量增加的真鲷等基因编辑动植物产品已分别在美国、日本上市销售。

 中国农业科学院生物技术研究所研究员金芜军介绍，各国的基因编辑植物管理政策虽然不尽相同，但积极发展已成为国际组织和大多数国家共识，简化管理程序或免除监管是普遍做法。2020年5月，美国农业部发布生物技术作物管理新规，明确绝大部分基因编辑农产品可免除监管。日本、澳大利亚、阿根廷、巴西等多个国家一般采取个案咨询的管理框架，若产品中没有外源基因，则简化管理要求。2021年4月欧盟委员会发布研究报告，认为目前的转基因法规不适用不含外源基因的基因编辑产品，需要探索新的方式来适应科技进步。2021年9月，英国公布基因编辑应用计划，打算将不引入外源基因的基因编辑生物从转基因生物定义中去除，进一步简化基因编辑管理程序。

金芜军介绍，基因编辑技术已经成为新的国际科技竞争点，比如俄罗斯计划耗资17亿美元开发基因编辑动植物品种，在10年内开发30种基因编辑动植物产品。从未来发展看，基因编辑将引发新一轮研发与投资热潮，对全球种业技术迭代升级与产业格局产生重要影响。