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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）和規律間隔成簇短回文重復序列（CRISPR/Cas）等技術。CRISPR/Cas系統由于其精準、簡單、快速、成本低的特點，成為目前基因編輯使用最為廣泛的技術。

以CRISPR系統為例，在使用CRISPR/Cas系統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、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、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化生產線上的產品一樣自動化生產，輸入不同的基因片段，產出相應的質粒，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據分析。

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、耗材統籌、數據管理，使實驗過程更加的流暢。

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基因編輯自動化系統示例