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在此之前，也曾有过唯一一项能够针对靶点基因进行操作，并获得普及的技术诞生，即获得了2007年诺贝尔生理学或医学奖的“基因敲除小鼠”。
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为了研究某个基因的功能，需要先将其破坏掉，也就是进行所谓的基因敲除，观察会发生什么现象。一直以来，我们利用这种方法解析出了很多基因的功能，建立了超过500种病症的小鼠模型。然而，这项技术同样存在一大难题：培养“基因敲除小鼠”，是一项需要耗费相当多的时间与精力的困难工作，熟练的研究人员也要花半年到一年左右时间才能完成。而且就算顺利培养出了“基因敲除小鼠”，也有可能什么变化都没能观察到。大学研究生院的硕士生或博士生课程时间通常为两到三年，只勉强够培养出一只“基因敲除小鼠”，写完论文。
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而且，想要培养“基因敲除小鼠”，还存在另一项极大的制约——必须借助一种特殊的细胞——胚胎干细胞。胚胎干细胞只有在受精卵刚开始发育时的某段非常特殊的时期才能提取到，而且只有少数动物——比如大鼠和小鼠，才能生成。
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即便如此，依然有许多人在使用这项技术。为本书的撰写做出了巨大贡献的京都大学iPS细胞研究所的山中伸弥教授亦是其中一员。如序言所述，山中教授在年轻时曾为了学习基因敲除技术而远渡重洋，赴美留学，由此可见该技术的魅力之大。因为这曾是唯一能逐个考察每种基因功能的技术。
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通过基因敲除技术，我们明白了许多种基因的功能，大大提高了对基因的认识水平。然而，因为实验的难度过高，据说有不少研究生在这个领域耗费了两三年时间之后却一无所获，无法毕业。
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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226921]
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基因魔剪：改造生命的新技术 基因组编辑是何时出现的
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如果能准确地对基因进行操作，就能更自由地制造出“基因敲除小鼠”，甚至还能对除小鼠之外的其他生物实施基因敲除。开发基因组编辑技术的过程持续了很多年，这项技术的开发要点在于，如何才能准确地击中想要操作的基因。
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大约在20年前，出现了第一代基因组编辑技术——ZFN（锌指核酸酶，Zinc Finger Nuclease）。
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上文已经阐述过，生物的基因是利用4种碱基来记载信息的。而在细胞里，则存在具有能与特定碱基相结合的蛋白质。ZFN所凭借的就是蛋白质的这种特性。
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在使用ZFN时，研究者首先必须针对蛋白质的特定部分（锌指）进行分析和设计，使其能与想要编辑的DNA碱基序列相结合，然后制备出该锌指蛋白，并将其送入细胞之中。它会从数万基因中找到目标基因，并与之结合。
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在该锌指蛋白上，还设置有另一重关键诀窍——其上连接有能够切割基因的限制性内切酶（的一部分）。如此一来，当ZFN与目标基因结合时，该内切酶就能发挥类似剪刀的作用，将基因切断，从而使得目标基因丧失作用。
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锌指蛋白对碱基的识别以1～3个为一组。比如对于“GAA”这一碱基序列，则需选择与其相对应的适当的锌指进行排列。有时单纯依靠排序还是难以识别，这取决于成为靶点的碱基的排列方式。总之，想要完成与碱基进行结合的蛋白质的制备工作，必须具备极高的知识水平和技术能力以及丰富的经验。
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之后，在2010年左右出现的第二代TALEN（transcription activator‐like effector nuclease，转录激活因子样效应物核酸酶）技术实现了相当大的突破。每一个碱基都与一个TAL repeat（蛋白）相结合。在熟悉TALEN之前确实会感到它难以使用，但其作为能读取基因序列并准确切断目标位点的技术，在专家之中逐渐获得了广泛关注。
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确实，已有越来越多的研究人员开始使用TALEN进行研究，而且在技术层面也已取得很大进展，如今已经能以更高的效率，在短时间内完成使用前的准备工作。TALEN很少会发生误切断非目标DNA序列的情况，直到如今，它获得的评价依然很高。
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■ZFN原理
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■TALEN原理
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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226922]
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基因魔剪：改造生命的新技术 第三代技术——CRISPR‐Cas 9诞生记
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第三代的CRISPR‐Cas 9，是以发表于2012年的某篇论文为其诞生标志的新技术，常被称作“基因魔剪”。正是因为CRISPR‐Cas 9的出现，基因组编辑才获得了全球性的普及。