基因編輯技術是指能夠對目標基因進行定點“編輯”，例如片段插入、缺失，堿基定點編輯等，實現(xiàn)對特定DNA|片段的修飾。

基因編輯工具

目前的基因編輯工具主要有鋅指核酸酶（ZFN）、轉錄因子激活樣效應物核酸酶（TALEN）和規(guī)律間隔成簇短回文重復序列（CRISPR/Cas）等技術。CRISPR/Cas系統(tǒng)由于其精準、簡單、快速、成本低的特點，成為目前基因編輯使用較為廣泛的技術。

以CRISPR系統(tǒng)為例，在使用CRISPR/Cas系統(tǒng)進行基因編輯過程中，需要gRNA來引導Cas蛋白對基因組進行切割，然后再通過供體兩端的同源片段進行同源重組，或利用生物體自身的非同源末端連接進行修復。

CRISPR/CAS基因編輯技術

基因編輯流程

無論使用哪種工具進行基因編輯，都需要構建載體，將基因編輯工具導入到細胞中，然后對細胞進行驗證，篩選出被正確編輯的細胞。

以酵母細胞基因編輯為例：

構建載體過程包含了基因合成或擴增、基因組裝、質粒轉化、大腸桿菌培養(yǎng)、質粒驗證、測序等步驟。然后將構建好的載體轉入酵母細胞中，其中包含酵母轉化、培養(yǎng)、克隆驗證等步驟。

基因編輯流程長、步驟多、需要熟練的操作，耗費了科研工作者大量的時間和精力，往往是抬頭看文獻、低頭做實驗，實驗虐我千百遍，我待實驗如初戀。

如果可以將基因編輯使用的質粒像工業(yè)化生產(chǎn)線上的產(chǎn)品一樣自動化生產(chǎn)，輸入不同的基因片段，產(chǎn)出相應的質粒，然后再將其轉入宿主細胞中進行基因編輯，將極大的提高科研以及研發(fā)效率，并且可以使科研人員從實驗中解放出來，專注于實驗的設計和數(shù)據(jù)分析。

自動化基因編輯

基因編輯自動化流水線需要完成基因擴增、組裝、大腸桿菌轉化、克隆驗證、質粒提取、質粒轉染、宿主驗證等多種實驗操作，其中涉及多種儀器設備，如自動化液體工作站、酶標儀、克隆挑選機器人、培養(yǎng)箱、PCR儀、離心機、封膜機、撕膜機等。同時，需要一款強大的整合軟件，進行儀器調度、資源分配、耗材統(tǒng)籌、數(shù)據(jù)管理，使實驗過程更加的流暢。

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基因編輯自動化系統(tǒng)示例