बैक्टीरिया में प्रतिरक्षा प्रणाली होती है। वे वायरल डीएनए के टुकड़ों को CRISPR नामक क्षेत्र में संग्रहित करते हैं और इनका उपयोग आक्रमणकारी वायरस को पहचानने और काटने के लिए करते हैं। 2012 में, जेनिफर डौडना और इमैनुएल शार्पेंटियर ने दिखाया कि इस प्रणाली को किसी भी डीएनए अनुक्रम को काटने के लिए पुनः प्रोग्राम किया जा सकता है। CRISPR जीन संपादन का एक उपकरण बन गया। इस खोज के लिए 2020 में रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार दिया गया।

इस प्रणाली के दो घटक हैं। एक गाइड आरएनए लक्ष्य डीएनए अनुक्रम से मेल खाता है। कैस9 एंजाइम उस स्थान पर डीएनए को काटता है। फिर कोशिका जीन को बाधित करके या एक नया अनुक्रम डालकर उस टूटे हुए भाग की मरम्मत करती है। अन्य कैस एंजाइम, जैसे कैस12 और कैस13, विभिन्न प्रकार के न्यूक्लिक अम्लों को लक्षित करते हैं। बेस एडिटर और प्राइम एडिटर दोनों स्ट्रैंड को काटे बिना परिवर्तन कर सकते हैं।

CRISPR ने अनुसंधान में क्रांति ला दी है। यह वैज्ञानिकों को जीन को निष्क्रिय करने, उत्परिवर्तन डालने और संपूर्ण जीनोम की कार्यप्रणाली की जांच करने में सक्षम बनाता है। इसका उपयोग रोग मॉडल बनाने, फसलों में सुधार करने और नई चिकित्सा पद्धतियों को विकसित करने में किया जाता है। 2023 में, CRISPR पर आधारित पहली चिकित्सा पद्धति, कैसगेवी, को सिकल सेल रोग और बीटा थैलेसीमिया के लिए मंजूरी दी गई थी। यह रोगी के अपने रक्त स्टेम कोशिकाओं को भ्रूण हीमोग्लोबिन उत्पन्न करने के लिए संपादित करती है।

CRISPR एक शक्तिशाली तकनीक है, लेकिन इसमें कुछ खामियां भी हैं। इससे लक्ष्य से हटकर बदलाव हो सकते हैं। मानव भ्रूणों में बदलाव से जुड़े नैतिक प्रश्न अभी भी अनसुलझे हैं। यह तकनीक सस्ती, उपयोग में आसान और तेजी से फैल रही है। लेकिन इसके नियम अभी तक पूरी तरह से विकसित नहीं हुए हैं।