تمتلك البكتيريا جهاز مناعة. فهي تخزن أجزاءً من الحمض النووي الفيروسي في منطقة تُسمى كريسبر، وتستخدمها للتعرف على الفيروسات الغازية وقطعها. في عام ٢٠١٢، أثبتت جينيفر دودنا وإيمانويل شاربنتييه إمكانية إعادة برمجة هذا النظام لقطع أي تسلسل من الحمض النووي. وهكذا أصبحت كريسبر أداةً لتعديل الجينات. وقد حاز هذا الاكتشاف على جائزة نوبل في الكيمياء عام ٢٠٢٠.

يتكون النظام من عنصرين. يتطابق الحمض النووي الريبوزي الدليلي مع تسلسل الحمض النووي المستهدف. يقوم إنزيم Cas9 بقطع الحمض النووي عند ذلك الموقع. ثم تقوم الخلية بإصلاح القطع، إما بتعطيل الجين أو بإدخال تسلسل جديد. تستهدف إنزيمات Cas الأخرى، مثل Cas12 وCas13، أنواعًا مختلفة من الأحماض النووية. يمكن لمحررات القواعد ومحررات البادئات إجراء تغييرات دون قطع كلا الشريطين.

أحدثت تقنية كريسبر ثورة في مجال البحث العلمي، إذ تُمكّن العلماء من تعطيل الجينات، وإدخال الطفرات، وفحص الجينومات الكاملة لتحديد وظائفها. وتُستخدم هذه التقنية لإنشاء نماذج للأمراض، وتحسين المحاصيل، وتطوير علاجات جديدة. في عام 2023، تمت الموافقة على أول علاج قائم على تقنية كريسبر، وهو كاسجيفي، لعلاج فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا، حيث يقوم بتعديل الخلايا الجذعية الدموية للمريض نفسه لإنتاج الهيموجلوبين الجنيني.

تقنية كريسبر قوية ولكنها غير مثالية. قد تحدث تعديلات غير مقصودة. ولا تزال المسائل الأخلاقية المتعلقة بتعديل الأجنة البشرية عالقة. هذه الأداة رخيصة وسهلة الاستخدام وسريعة الانتشار، لكن القوانين المنظمة لها غير كافية.