CRISPR是原核生物基因組內(nèi)，一段短的重復(fù)序列，天然存在于細(xì)菌和古細(xì)菌中。在病毒和細(xì)菌的“進(jìn)化斗爭(zhēng)史"過(guò)程中，病毒可以把自身的基因整合到細(xì)菌中，進(jìn)一步利用細(xì)菌的胞內(nèi)“工具"，幫助自己完成基因的復(fù)制過(guò)程；而細(xì)菌為了將病毒入侵帶來(lái)的非己基因清除，進(jìn)化出CRISPR-Cas9系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，細(xì)菌把病毒基因從自己的基因組上剪切掉。從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，CRISPR-Cas9系統(tǒng)是細(xì)菌的“免疫系統(tǒng)"，是抵抗病毒等外源遺傳物質(zhì)入侵的一種獲得性免疫系統(tǒng)。

CRISPR-Cas9系統(tǒng)包含guide RNA，也被稱為single guide RNA，sgRNA，以及有核酸內(nèi)切酶活性的Cas 9蛋白。

其中sgRNA包含了與目標(biāo)DNA上特定基因序列互補(bǔ)的一段RNA序列，以及用于識(shí)別Cas9的一段序列。Cas9是一種酶，它充當(dāng)CRISPR系統(tǒng)的“剪刀"。Cas9能夠被程序性地引導(dǎo)到目標(biāo)DNA上，并在特定的DNA序列位置切割DNA鏈。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將sgRNA與Cas9蛋白結(jié)合，形成一個(gè)復(fù)合物。這個(gè)復(fù)合物能夠通過(guò)sgRNA的序列精確定位到目標(biāo)基因的位置，并引導(dǎo)Cas9切割目標(biāo)DNA。一旦DNA被切割，細(xì)胞的自身修復(fù)機(jī)制會(huì)介入，修復(fù)DNA損傷。DNA修復(fù)過(guò)程通常涉及兩種主要機(jī)制。非同源末端連接（non-homologous end joining，NHEJ）通常導(dǎo)致隨機(jī)的插入或刪除DNA片段，從而引起基因突變。同源重組（homology-directed repair，HDR）允許精確地插入新的DNA序列，實(shí)現(xiàn)精確的基因編輯。

CRISPR的成功應(yīng)用，有諸多關(guān)鍵點(diǎn)，其中一項(xiàng)，就是對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，核酸污染的控制。在PCR實(shí)驗(yàn)室中，DNA污染很難清除。即使只有一個(gè)污染的DNA分子被檢測(cè)到，也會(huì)使整個(gè)PCR檢測(cè)過(guò)程出現(xiàn)誤差。為確保PCR試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，預(yù)防DNA或RNA交叉污染，PCR實(shí)驗(yàn)室大多會(huì)常備DNA/RNA污染清除劑。德國(guó)MB公司生產(chǎn)的PCR Clean™，可有效地降解大多數(shù)表面上（輕質(zhì)金屬或有色金屬除外）的擴(kuò)增子，質(zhì)?；蚧蚪MDNA和RNA。該產(chǎn)品還能有效地去除DNA酶和RNA酶。使用便捷，可直接噴灑在物體表面。保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員，避免接觸DNA污染。非堿性，無(wú)致癌性，成分安全。