CRISPR技術徹底改變了基因組編輯和生命科學領域，但要實現(xiàn)高效而精確的編輯還有很長的路要走。

典型的CRISPR-Cas9系統(tǒng)生成雙鏈斷裂（DSB），并觸發(fā)DNA修復機制來完成編輯。我們現(xiàn)在知道在DNA修復過程中可能發(fā)生不需要的有害編輯。而堿基編輯器不需要DSBs，被認為是一種糾正點突變的有潛力工具。但是，堿基編輯無法插入靶標或進行剔除（indels），這限制了堿基編輯在單核苷酸取代中的應用。

為了擴大編輯能力，2020年劉如謙（David R. Liu ）教授在Nature 雜志發(fā)表題為“Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA” 的論文，開發(fā)了一種名為先導編輯（Prime Editor，PE）的基因編輯方法，在不引入雙鏈斷裂和供體 NA模板的前提下，在人類細胞中成功完成包括目標插入，缺失和所有12種類型點突變在內的超過 175 次編輯。

PE將Cas9切口酶和逆轉錄酶（RT）融合在一起，實現(xiàn)“搜索和替換”雙重功能，其中逆轉錄將RT模板序列復制到靶標DNA。包含所需編輯的RT模板序列被嵌入到主要編輯導向RNA（pegRNA）中，該RNA也由導向序列，tracrRNA和引物結合位點（PBS）組成。正如預料的那樣，這些多種成分增加了pegRNA的設計復雜性。

因此為了解決這個問題，研究人員快速啟動了多個網絡工具來設計pegRNA候選物，比如耶魯大學 陳斯迪教授課題組發(fā)表了一篇論文：A web tool for the design of prime-editing guide RNAs ，開發(fā)了一種應用于CRISPR-PE編輯系統(tǒng)pegRNA設計的系統(tǒng)。

另外，還有研究人員提出了計算模型來預測使用具有不同RT和PBS長度的pegRNA時PE的效率，然而，仍然需要對PE-pegRNA復合物在大量靶序列上的靶上和靶外活性進行廣泛的評估。

原則上，PE可以在原始間隔物相鄰基序（PAM）依賴的目標位點安裝任何可能的小突變。而實際的優(yōu)化將不僅可以在人類細胞中進行編輯，而且還可以在植物，微生物和動物中進行基因編輯。

為了實現(xiàn)高效而精確的編輯，還需要付出巨大的努力才能更好地理解原始編輯固有的多種分子機制。考慮到PE的大小可能是Cas9系統(tǒng)的兩倍，因此還需要改進傳送系統(tǒng)。