किसी भी आनुवांशिक बीमारी का इलाज करने, रोकने में सक्षम होने की कल्पना करें जीवाणु से एंटीबायोटिक दवाओं का विरोध करना, मच्छरों को बदल दें ताकि वे मलेरिया का संचार नहीं कर सकते, कैंसर को रोकने के लिए, या अस्वीकृति के बिना जानवरों के अंगों को सफलतापूर्वक प्रत्यारोपण। इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए आणविक मशीनरी दूर के भविष्य में स्थापित विज्ञान कथा उपन्यास का सामान नहीं है। ये एक परिवार द्वारा संभव किए गए प्राप्य लक्ष्य हैं डीएनए क्रम CRISPRs कहा जाता है।
CRISPR (उच्चारण "क्रिस्पर") क्लस्टर्ड रेगुलरली इन्टर्सेप्ड शॉर्ट रिपीट्स का एक समूह है, जिसका एक समूह बैक्टीरिया में पाए जाने वाले डीएनए अनुक्रम वायरस के खिलाफ एक रक्षा प्रणाली के रूप में कार्य करते हैं जो एक जीवाणु को संक्रमित कर सकते हैं। CRISPRs एक आनुवंशिक कोड है जो एक जीवाणु पर हमला करने वाले वायरस से दृश्यों के "स्पेसर्स" से टूट जाता है। यदि बैक्टीरिया फिर से वायरस का सामना करता है, तो एक CRISPR मेमोरी बैंक की तरह काम करता है, जिससे सेल का बचाव करना आसान हो जाता है।
क्लस्टर्ड डीएनए रिपीट की खोज 1980 और 1990 के दशक में जापान, नीदरलैंड और स्पेन के शोधकर्ताओं द्वारा स्वतंत्र रूप से हुई। वैज्ञानिक साहित्य में अलग-अलग शोध टीमों द्वारा अलग-अलग धर्मों के उपयोग के कारण होने वाले भ्रम को कम करने के लिए 2001 में फ्रांसिस्को Mojica और Ruud Jansen द्वारा संक्षिप्त CRISPR प्रस्तावित किया गया था। Mojica ने अनुमान लगाया कि CRISPR बैक्टीरिया का एक रूप था
प्राप्त प्रतिरक्षा. 2007 में, फिलिप होर्वाथ के नेतृत्व में एक टीम ने इसे प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया। वैज्ञानिकों द्वारा लैब में सीआरआईएसपीआर में हेरफेर और उपयोग करने का एक तरीका खोजने से पहले यह लंबे समय तक नहीं था। 2013 में, माउस और मानव जीनोम संपादन में उपयोग के लिए इंजीनियरिंग CRISPRs की एक विधि प्रकाशित करने के लिए झांग लैब पहली बार बनी।अनिवार्य रूप से, स्वाभाविक रूप से होने वाली CRISPR एक सेल की तलाश और विनाश क्षमता देता है। बैक्टीरिया में, सीआरआईएसपीआर स्पेसर अनुक्रमों को स्थानांतरित करके काम करता है जो लक्ष्य वायरस डीएनए की पहचान करते हैं। सेल द्वारा उत्पादित एंजाइमों में से एक (जैसे, Cas9) फिर लक्ष्य डीएनए को बांधता है और इसे काटता है, लक्ष्य जीन को बंद कर देता है और वायरस को निष्क्रिय कर देता है।
प्रयोगशाला में, कैस 9 या एक अन्य एंजाइम डीएनए में कटौती करता है, जबकि सीआरआईएसपीआर यह बताता है कि कहां छींकना है। वायरल हस्ताक्षर का उपयोग करने के बजाय, शोधकर्ता रुचि के जीन की तलाश के लिए CRISPR स्पेसर को अनुकूलित करते हैं। वैज्ञानिकों ने Cas9 और अन्य प्रोटीनों को संशोधित किया है, जैसे कि Cpf1, ताकि वे या तो काट सकें या किसी जीन को सक्रिय कर सकें। जीन को बंद करना और चालू करना वैज्ञानिकों के लिए जीन के कार्य का अध्ययन करना आसान बनाता है। डीएनए अनुक्रम को काटना एक अलग अनुक्रम के साथ इसे बदलना आसान बनाता है।
आणविक जीवविज्ञानी के टूलबॉक्स में CRISPR पहला जीन संपादन उपकरण नहीं है। जीन एडिटिंग की अन्य तकनीकों में जिंक फिंगर न्यूक्लियूज़ (ZFN), ट्रांसक्रिप्शन एक्टीवेटर-जैसे इफ़ेक्ट न्यूक्लीज़ (TALENs) और मोबाइल जेनेटिक तत्वों से इंजीनियर मेगन्यूक्लिज़ शामिल हैं। CRISPR एक बहुमुखी तकनीक है क्योंकि यह लागत प्रभावी है, लक्ष्यों के विशाल चयन की अनुमति देता है, और कुछ अन्य तकनीकों के लिए दुर्गम स्थानों को लक्षित कर सकता है। लेकिन, इसका मुख्य कारण यह है कि यह डिजाइन और उपयोग के लिए अविश्वसनीय रूप से सरल है। सभी की जरूरत है कि एक 20 न्यूक्लियोटाइड लक्ष्य साइट है, जो बनाया जा सकता है एक गाइड का निर्माण करके. तंत्र और तकनीकों को समझना और उपयोग करना इतना आसान है कि वे स्नातक जीव विज्ञान पाठ्यक्रम में मानक बन रहे हैं।
शोधकर्ता जीन की पहचान करने के लिए सेल और पशु मॉडल बनाने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग करते हैं जो बीमारी का कारण बनते हैं, जीन उपचार विकसित करते हैं, और इंजीनियर जीवों में वांछनीय लक्षण होते हैं।
जाहिर है, CRISPR और अन्य जीनोम-संपादन तकनीक विवादास्पद हैं। जनवरी 2017 में, यूएस एफडीए ने इन प्रौद्योगिकियों के उपयोग को कवर करने के लिए दिशा-निर्देश प्रस्तावित किए। अन्य सरकारें लाभ और जोखिमों को संतुलित करने के लिए विनियमों पर काम कर रही हैं।