近年TALEN和CRISPR-Cas的快速发展带来了基因组精准编辑的革命。TALEN和CRISPR-Cas9这种靶向特异的DNA内切酶切割目的DNA产生双链DNA断裂(DSB)，断裂的DNA招募细胞内DNA修复机器进行修复。在没有外源同源DNA序列时，细胞主要通过非同源性末端接合（NHEJ）途径将断裂的DSB位点连接起来。NHEJ介导的连接保真性不高，容易产生插入或者缺失(indel)，往往导致蛋白质编码基因的移码突变，进而产生基因Knock out。在有同源DNA序列的情况下，细胞还可以通过HDR途径将DSB位点连接起来，从而在内源基因上插入ssODN或打靶载体，实现内源基因的失活或缺失。
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