Mutacje są jednym z kluczowych procesów kształtujących różnorodność biologiczną na Ziemi. Wśród nich mutacja insercji, polegająca na wstawieniu dodatkowego fragmentu materiału genetycznego do istniejącej sekwencji DNA lub RNA, odgrywa szczególnie istotną rolę. Zrozumienie mechanizmów insercji oraz ich konsekwencji jest ważne nie tylko w teorii ewolucji, lecz także w medycynie, biotechnologii i diagnostyce chorób genetycznych. Poniższy tekst przedstawia, czym jest mutacja insercji, jak powstaje, jakie może mieć skutki oraz w jaki sposób naukowcy wykorzystują ją w badaniach i praktyce klinicznej.
Czym jest mutacja insercji na poziomie DNA i RNA
Mutacja insercji (wstawienia) to zmiana materiału genetycznego, w której do istniejącej sekwencji zostaje włączony dodatkowy fragment nukleotydów. Może to być wstawienie pojedynczej zasady azotowej, kilku nukleotydów, a nawet całych genów lub większych odcinków chromosomu. W rezultacie pierwotna sekwencja genomu ulega wydłużeniu. W przeciwieństwie do delecji, gdzie fragment materiału zostaje utracony, insercja dodaje nową informację, co może zmienić sposób funkcjonowania komórki.
Podstawową jednostką informacji genetycznej jest nukleotyd, składający się z reszty cukrowej, grupy fosforanowej i zasady azotowej (adeniny, tyminy, cytozyny lub guaniny w DNA oraz adeniny, uracylu, cytozyny i guaniny w RNA). Sekwencja nukleotydów w genie determinuje kolejność aminokwasów w białku, a tym samym jego strukturę i funkcję. Wstawienie dodatkowego nukleotydu lub ich grupy może zaburzyć ten porządek i prowadzić do powstania zmienionego białka o odmiennych właściwościach.
Mutacje insercyjne dzieli się na kilka kategorii w zależności od ich skali oraz miejsca, w którym zachodzą:
- insercje punktowe – obejmujące pojedynczy lub kilka nukleotydów;
- insercje genowe – dodanie całego genu lub jego większej części;
- insercje chromosomowe – wstawienie dużych odcinków chromosomów, często powiązane z rearanżacjami strukturalnymi.
Istotne jest także położenie mutacji. Insercja może znaleźć się w:
- regionie kodującym białko – bezpośrednio wpływając na sekwencję aminokwasów;
- regionach niekodujących (np. intronach, sekwencjach regulatorowych) – zmieniając poziom ekspresji genu, sposób składania mRNA lub oddziaływanie z białkami regulatorowymi;
- regionach powtarzalnych, takich jak mikrosatelity – wpływając na stabilność genomu.
Wiele mutacji insercyjnych ma charakter losowy i powstaje spontanicznie w wyniku niedoskonałości mechanizmów replikacji DNA. Inne są indukowane przez czynniki zewnętrzne, takie jak promieniowanie, związki chemiczne czy aktywność specyficznych elementów genetycznych, np. transpozonów.
Mechanizmy powstawania mutacji insercji
Do mutacji insercyjnych prowadzą różnorodne procesy komórkowe. Zrozumienie ich mechanizmów ma ogromne znaczenie zarówno dla badań podstawowych, jak i klinicznych. Pozwala bowiem przewidywać, gdzie i kiedy pojawią się insercje, oraz jak można je wykrywać i potencjalnie korygować.
Błędy replikacji DNA
Podstawowym źródłem mutacji insercyjnych są błędy popełniane przez polimerazy DNA podczas kopiowania materiału genetycznego. Chociaż enzymy te posiadają wyspecjalizowaną aktywność korekcyjną, nie są absolutnie doskonałe. W trakcie replikacji może dojść do zjawiska ślizgania nici (slippage), szczególnie w regionach zawierających powtarzające się motywy nukleotydowe, np. (CAG)n czy (TTA)n. W takich miejscach nić nowo syntetyzowana może chwilowo odłączyć się i ponownie przyłączyć w niewłaściwej pozycji, skutkiem czego powstaje pętla zawierająca dodatkowe nukleotydy.
Jeśli systemy naprawy DNA nie rozpoznają tej nieprawidłowości lub błędnie ją skorygują, nowo powstała cząsteczka genomu będzie zawierała stałą insercję. Zjawisko to prowadzi do niestabilności mikrosatelitarnej, często obserwowanej w komórkach nowotworowych. W takich sytuacjach następuje stopniowe wydłużanie lub skracanie powtarzalnych sekwencji, co może zakłócać funkcjonowanie sąsiednich genów.
Transpozony i elementy ruchome
Wiele organizmów posiada w swoim genomie tzw. elementy ruchome, czyli transpozony. Są to fragmenty DNA zdolne do przemieszczania się z jednego miejsca w genomie do innego. Proces ten może zachodzić na zasadzie „wytnij i wklej” lub „kopiuj i wklej”, w zależności od klasy transpozonu. Gdy taki element zostanie wstawiony w nową lokalizację, powstaje typowa mutacja insercji.
Transpozony mogą mieć różną długość i złożoność. W genomie człowieka dużą część stanowią elementy LINE i SINE, w tym dobrze poznany Alu. Ich aktywność prowadziła w toku ewolucji do licznych wstawek w różnych genach i regionach regulatorowych. Choć wiele z tych zdarzeń miało charakter neutralny, niektóre przyniosły organizmom korzyści adaptacyjne, a inne – poważne zaburzenia rozwojowe lub choroby dziedziczne. Transpozony są zatem potężnym źródłem zmienności genomowej, a tym samym istotnym czynnikiem ewolucji.
Uszkodzenia DNA i nieprawidłowa naprawa
DNA jest nieustannie narażone na działanie czynników uszkadzających, takich jak promieniowanie UV, promieniowanie jonizujące, reaktywne formy tlenu, toksyny chemiczne czy błędy metaboliczne. Uszkodzenia nici DNA są zazwyczaj naprawiane przez wysoce wyspecjalizowane mechanizmy. Jednak proces naprawy nie zawsze przebiega idealnie. W pewnych okolicznościach komórka może „wstawić” dodatkowe nukleotydy w miejsce uszkodzenia, co prowadzi do insercji.
Jednym z przykładów jest naprawa pęknięć podwójnej nici DNA. Szlaki takie jak niehomologiczne łączenie końców (NHEJ) są stosunkowo szybkie, ale mniej dokładne. Podczas scalania przerwanych końców mogą zostać dodane lub utracone krótkie odcinki nukleotydów. Tego typu procesy stanowią istotne źródło krótkich insercji i delecji (indeli) obserwowanych w genomach wielu komórek, zwłaszcza nowotworowych lub komórek poddanych działaniu mutagenów.
Mutacje insercji a rekombinacja
Rekombinacja homologiczna jest naturalnym procesem zachodzącym podczas mejozy, ale również służącym jako mechanizm naprawy poważnych uszkodzeń DNA. Jeśli wymiana materiału genetycznego między chromosomami homologicznymi przebiega asymetrycznie, może dojść do duplikacji fragmentu genu w jednym chromosomie i delecji w drugim. Taka duplikacja jest w istocie formą insercji – kopiowany fragment ulega powieleniu i zostaje wstawiony w określone miejsce.
Na dłuższą metę powtarzające się duplikacje i insercje prowadzą do powiększania się genomów oraz tworzenia rodzin genowych. Zjawisko to ma ogromne znaczenie ewolucyjne. Zduplikowany gen może z czasem nabyć nowe funkcje lub ulec pseudogenizacji. Z perspektywy pojedynczego organizmu insercje wynikające z rekombinacji mogą być zarówno neutralne, jak i szkodliwe, jeśli zakłócają równowagę ekspresji genów lub struktury chromosomów.
Skutki mutacji insercyjnych dla komórki i organizmu
Konsekwencje mutacji insercji są bardzo zróżnicowane i zależą od wielu czynników: miejsca wstawienia, długości insercji, charakteru wprowadzonej sekwencji oraz funkcji dotkniętego genu. Skutki można rozpatrywać na kilku poziomach: molekularnym, komórkowym, organizmalnym i populacyjnym.
Insercje w regionach kodujących – zmiana białka
Geny kodujące białka zapisane są w postaci trójnukleotydowych jednostek zwanych kodonami. Każdy kodon odpowiada jednemu aminokwasowi lub sygnałowi stop. Wstawienie liczby nukleotydów, która nie jest wielokrotnością trzech, powoduje tzw. przesunięcie ramki odczytu (frameshift). Od miejsca insercji wszystkie kolejne kodony zostają odczytane inaczej, co prowadzi do gwałtownej zmiany sekwencji aminokwasów, a często także do przedwczesnego pojawienia się kodonu stop.
W efekcie powstaje skrócone, często całkowicie niefunkcjonalne białko. Takie dramatyczne mutacje insercyjne mają zwykle poważne konsekwencje dla komórki i całego organizmu. Przykładem mogą być mutacje w genach supresorowych nowotworów, prowadzące do utraty kontroli nad cyklem komórkowym. Z drugiej strony insercja trzech, sześciu lub dziewięciu nukleotydów nie zmienia ramki odczytu, a jedynie dodaje dodatkowy aminokwas lub ich kilka do białka. Tego typu zmiana może od łagodnej modyfikacji właściwości białka aż po całkowite zaburzenie jego funkcji.
Szczególnie istotne są insercje w regionach funkcjonalnych białka, takich jak centrum aktywne enzymu, miejsca wiązania ligandów lub domeny oddziaływania z innymi białkami. Nawet niewielka wstawka może zakłócić przestrzenną strukturę białka, zmienić jego stabilność lub sposób, w jaki jest rozpoznawane przez inne elementy komórkowe. Czasami jednak taka zmiana pozwala na powstanie nowych funkcji, co bywa korzystne z punktu widzenia adaptacji ewolucyjnej.
Insercje w regionach regulatorowych i niekodujących
Nie wszystkie fragmenty genomu kodują białka. Dużą część stanowią regiony regulatorowe, sekwencje promotorowe, enhancery, a także różne rodzaje RNA niekodujących. Insercja w takim miejscu może znacząco zmienić poziom ekspresji genu, nie naruszając bezpośrednio struktury zakodowanego białka. Na przykład wstawka w promotorze może zablokować wiązanie się czynników transkrypcyjnych, prowadząc do obniżenia lub całkowitej utraty ekspresji danego genu. Może też stworzyć nowe miejsce wiązania białka regulatorowego, wzmacniając transkrypcję.
Insercje w intronach mogą wpływać na proces splicingu, czyli wycinania niekodujących fragmentów z pre-mRNA. Jeśli wstawka tworzy nowe, silniejsze miejsce splicingowe, część eksonu może zostać błędnie usunięta lub intron może nie zostać poprawnie wycięty. Takie zaburzenia prowadzą do powstawania aberrantnych transkryptów i białek o zmienionej strukturze. W wielu chorobach genetycznych wykryto mutacje insercyjne dokładnie w tych kluczowych regionach.
Znaczenie mają także insercje w niekodujących RNA, takich jak miRNA czy lncRNA. Zmiana ich sekwencji może wpływać na zdolność do regulacji ekspresji innych genów, na przykład poprzez modyfikację komplementarności do docelowych mRNA. W ten sposób jedna niewielka mutacja insercyjna może mieć efekt kaskadowy w wielu szlakach metabolicznych.
Mutacje insercyjne w chorobach człowieka
W organizmie człowieka mutacje insercyjne stanowią tło wielu chorób dziedzicznych oraz nowotworów. Dobrym przykładem są choroby wynikające z niestabilnych powtórzeń trinukleotydowych, takich jak choroba Huntingtona czy pewne postacie ataksji rdzeniowo-móżdżkowych. W tych przypadkach dochodzi do stopniowego wydłużania sekwencji powtórzeń (np. CAG) w określonym genie. Każda kolejna insercja dodatkowego tripletu zwiększa długość odcinka kodującego ciąg jednego aminokwasu (np. glutaminy), co z kolei wpływa na strukturę i toksyczność białka.
W nowotworach obserwuje się liczne krótkie insercje w genach kluczowych dla regulacji cyklu komórkowego, apoptozy czy naprawy DNA. W przypadku genów supresorowych nowotworów niewielka insercja powodująca przesunięcie ramki odczytu i skrócenie białka może skutecznie wyłączyć jego funkcję ochronną. Z kolei w genach protoonkogenowych insercje mogą doprowadzić do zwiększonej aktywności białka lub powstania formy stale aktywnej, co sprzyja niekontrolowanym podziałom komórkowym.
Współczesna diagnostyka wykorzystuje zaawansowane techniki sekwencjonowania do wykrywania nawet bardzo krótkich insercji w genomie pacjenta. Wiedza o konkretnych mutacjach umożliwia precyzyjne rozpoznanie choroby, prognozowanie jej przebiegu oraz dobór terapii celowanych. Mutacje insercyjne stały się tym samym ważnym elementem medycyny personalizowanej.
Rola insercji w ewolucji i różnorodności gatunków
Z perspektywy ewolucyjnej mutacje insercyjne są jednym z motorów powstawania nowej informacji genetycznej. Duplikacje genów, wstawki transpozonów, a nawet mniejsze insercje punktowe dostarczają materiału, na którym może działać dobór naturalny. Część tych zmian jest szkodliwa i zostaje usunięta z populacji, inne okazują się neutralne, a niekiedy przynoszą organizmom przewagę adaptacyjną.
Przykładem mogą być zdarzenia insercyjne, które doprowadziły do powstania nowych wariantów genów odpowiedzialnych za metabolizm, odpowiedź immunologiczną czy zdolność do wykorzystywania specyficznych źródeł pokarmu. Niektóre insercje transpozonowe w regionach regulatorowych mogły stworzyć nowe wzorce ekspresji genów, umożliwiając przystosowanie do odmiennych warunków środowiskowych.
Analiza porównawcza genomów różnych gatunków ujawnia ślady dawnych insercji – od niewielkich wstawek nukleotydowych po całe zduplikowane geny i segmenty chromosomów. Ślady te pozwalają odtworzyć historię ewolucyjną linii rodowych, zrozumieć mechanizmy specjacji oraz określić tempo zachodzenia zmian genetycznych. W ten sposób mutacje insercyjne są nie tylko źródłem różnorodności, ale również narzędziem do badania przeszłości życia na Ziemi.
Zastosowanie mutacji insercyjnych w nauce i medycynie
Choć mutacje insercyjne kojarzą się często z chorobami, w rękach naukowców stanowią niezwykle użyteczne narzędzie badawcze i terapeutyczne. Kontrolowane wprowadzanie insercji pozwala poznawać funkcję genów, tworzyć modele chorób, a nawet leczyć wybrane schorzenia. Rozwój technologii inżynierii genetycznej znacząco poszerzył możliwości świadomego wykorzystywania insercji.
Mutageneza insercyjna jako narzędzie badawcze
Mutageneza insercyjna polega na celowym wprowadzeniu elementu genetycznego do określonego miejsca w genomie, aby zakłócić funkcję danego genu. Najczęściej stosuje się w tym celu transpozony lub specjalnie zaprojektowane kasety genowe. Gdy taka wstawka trafi w środek genu, zwykle uniemożliwia produkcję prawidłowego białka. Analizując skutki fenotypowe takiej mutacji, naukowcy mogą wnioskować o funkcji badanego genu.
Metody te stosuje się szeroko w organizmach modelowych, takich jak drożdże, muszka owocówka czy mysz. W wyniku losowej insercji wielu transpozonów w całym genomie otrzymuje się bibliotekę mutantów, z których każdy ma uszkodzony inny gen. Następnie obserwuje się, które insercje prowadzą do określonych cech, np. zaburzeń rozwoju, odporności na lek czy zmiany metabolizmu. Takie podejście przyspieszyło identyfikację tysięcy genów o nieznanej wcześniej funkcji.
Insercje w terapii genowej i edycji genomu
W medycynie coraz większą rolę odgrywa terapia genowa, której celem jest dostarczenie pacjentowi prawidłowej kopii genu lub modyfikacja istniejącego genu w jego komórkach. Jedną z podstawowych strategii jest wprowadzenie (insercja) zdrowej wersji genu za pomocą wektorów wirusowych. Wirusy, których naturalną funkcją jest wstawianie swojego materiału genetycznego do genomu gospodarza, zostały przekształcone w bezpieczne narzędzia transferu genów. Dzięki nim można uzyskać trwałą ekspresję terapeutycznego białka.
Jednak niekontrolowane insercje niosą ryzyko tzw. mutagenezy insercyjnej – przypadkowe wstawienie wektora w pobliżu protoonkogenu może doprowadzić do transformacji nowotworowej. Dlatego opracowywane są metody precyzyjnej edycji genomu, w których miejsce insercji jest starannie kontrolowane. Kluczową technologią jest system CRISPR-Cas, pozwalający na skierowane przecięcie DNA w wybranym locus. Dostarczając jednocześnie matrycę naprawczą, możliwe jest wprowadzenie zaplanowanej insercji – od pojedynczego nukleotydu po całe geny.
Takie ukierunkowane insercje otwierają drogę do korygowania mutacji powodujących choroby monogenowe, tworzenia odpornych linii komórek do przeszczepów czy modyfikowania limfocytów T w celu zwalczania nowotworów. Choć wyzwania związane z bezpieczeństwem i skutecznością są wciąż przedmiotem intensywnych badań, potencjał tych metod jest ogromny.
Mutacje insercyjne jako markery diagnostyczne
Ze względu na swoją charakterystyczną naturę mutacje insercyjne często służą jako specyficzne markery chorób. Krótkie insercje i delecje mogą być wykrywane technikami PCR, sekwencjonowaniem nowej generacji czy analizą fragmentów DNA. W wielu nowotworach określone insercje są ściśle powiązane z typem guza, jego agresywnością czy wrażliwością na leki.
Technologie oparte na wykrywaniu insercji znalazły zastosowanie także w diagnostyce zakażeń wirusowych. W przypadku wirusów RNA, takich jak wirus grypy czy koronawirusy, pojawienie się dodatkowych sekwencji w genomie może wpływać na zjadliwość, zdolność transmisji lub ucieczkę przed odpowiedzią immunologiczną. Śledzenie tych zmian pomaga w monitorowaniu rozprzestrzeniania się patogenów oraz projektowaniu odpowiednich szczepionek.
Mutacje insercyjne są wykorzystywane także w genealogii genetycznej i badaniach populacyjnych. Specyficzne insercje transpozonów czy powtórzeń mikrosatelitarnych mogą służyć do identyfikacji linii rodowych, pochodzenia geograficznego populacji czy śledzenia migracji gatunków. W takim ujęciu insercje stają się swoistymi „znacznikami czasu” zapisanymi w genomie.
Znaczenie mutacji insercyjnych w szerszym kontekście biologii
Analizując mutacje insercyjne, warto spojrzeć na nie w szerokim kontekście funkcjonowania organizmów i ekosystemów. Choć na poziomie pojedynczej komórki lub osobnika insercja może być postrzegana jako zaburzenie, na poziomie populacji jest jednym z mechanizmów generowania różnorodności, bez której ewolucja nie mogłaby zachodzić.
Równowaga między stabilnością a zmiennością genomu
Organizmy muszą utrzymywać delikatną równowagę między stabilnością a zmiennością materiału genetycznego. Zbyt wysoka częstość mutacji, w tym insercji, prowadzi do akumulacji szkodliwych zmian, które mogą być letalne. Zbyt duża stabilność uniemożliwia przystosowanie się do zmieniających się warunków środowiska. Systemy naprawy DNA, kontrola cyklu komórkowego oraz mechanizmy apoptotyczne pełnią funkcję strażników tej równowagi.
Mutacje insercyjne stanowią szczególne wyzwanie, ponieważ często mają silniejszy wpływ na strukturę genomu niż mutacje punktowe. Dlatego komórki wykształciły wyspecjalizowane mechanizmy tłumienia aktywności transpozonów, takie jak metylacja DNA, modyfikacje histonów czy działanie małych RNA. Utrzymanie tych elementów w ryzach ogranicza liczbę nowych insercji, ale nie eliminuje ich całkowicie, pozostawiając pewien margines na zmienność.
Mutacje insercyjne w biotechnologii i rolnictwie
W rolnictwie i hodowli zwierząt mutacje insercyjne są wykorzystywane zarówno w sposób kontrolowany, jak i jako efekt uboczny tradycyjnych metod selekcji. Wiele odmian roślin uprawnych zawiera w swoich genomach wstawki transpozonowe, które zmieniły barwę kwiatów, wielkość owoców czy odporność na patogeny. Świadome wprowadzanie takich zmian za pomocą inżynierii genetycznej pozwala tworzyć odmiany o pożądanych cechach, takich jak zwiększona wydajność, tolerancja na suszę czy zmodyfikowany skład odżywczy.
Techniki edycji genomu, w tym CRISPR, umożliwiają precyzyjne projektowanie insercji w genach roślin i zwierząt gospodarskich. Wprowadzając dodatkowe kopie genów odporności czy modyfikując sekwencje regulatorowe, można uzyskać organizmy lepiej przystosowane do intensywnej produkcji. Pojawiają się jednak pytania etyczne i ekologiczne dotyczące wpływu takich modyfikacji na środowisko, strukturę ekosystemów i zdrowie konsumentów. Dyskusja ta towarzyszy rozwojowi biotechnologii i wymaga ścisłej współpracy naukowców, regulatorów i społeczeństwa.
Perspektywy badań nad insercjami
Badania nad mutacjami insercyjnymi dynamicznie się rozwijają, napędzane postępem w technikach sekwencjonowania, bioinformatyki i biologii syntetycznej. Coraz dokładniejsze mapy insercji transpozonów, mutacji somatycznych i dziedzicznych pozwalają zrozumieć, które regiony genomu są szczególnie podatne na wstawki, a które są przed nimi chronione. Jednocześnie pojawiają się nowe narzędzia do kontrolowania insercji w sposób niemal dowolny.
W przyszłości możliwe będzie projektowanie złożonych modyfikacji genomu, obejmujących wstawianie całych ścieżek metabolicznych, obwodów regulacyjnych czy syntetycznych chromosomów. Mutacje insercyjne, dotąd często postrzegane jedynie jako zagrożenie, staną się fundamentem konstrukcji nowych form życia o zaplanowanych właściwościach. Wymaga to jednak głębokiej refleksji etycznej oraz odpowiedzialnego podejścia do wykorzystania tej wiedzy.
FAQ – najczęstsze pytania o mutacje insercyjne
Czym dokładnie różni się mutacja insercji od delecji i substytucji?
Mutacja insercji polega na wstawieniu dodatkowych nukleotydów do sekwencji DNA lub RNA. W delecji fragment materiału genetycznego zostaje utracony, a w substytucji dochodzi do zamiany jednego nukleotydu na inny. Insercje i delecje często zmieniają długość genu i mogą powodować przesunięcie ramki odczytu, co ma zwykle poważniejsze skutki niż pojedyncze substytucje. Skala konsekwencji zależy jednak od miejsca i rozmiaru mutacji.
Czy wszystkie mutacje insercyjne są szkodliwe dla organizmu?
Nie, wiele mutacji insercyjnych jest neutralnych lub ma bardzo słaby efekt. Jeśli insercja zachodzi w regionie niekodującym, daleko od sekwencji regulatorowych, może w ogóle nie wpływać na funkcjonowanie komórki. Niektóre insercje w genach mogą nawet okazać się korzystne, nadając białku nowe właściwości lub tworząc nowy wariant genu sprzyjający przystosowaniu. Szkodliwe są głównie te insercje, które zaburzają kluczowe geny lub ważne elementy regulacyjne.
Jak naukowcy wykrywają mutacje insercyjne w genomie?
Do wykrywania insercji stosuje się m.in. PCR, sekwencjonowanie Sangerowskie oraz techniki sekwencjonowania nowej generacji. Analiza porównawcza odczytów sekwencji z referencyjnym genomem pozwala zidentyfikować miejsca, gdzie pojawiły się dodatkowe nukleotydy. Specjalne algorytmy bioinformatyczne wykrywają zarówno krótkie insercje punktowe, jak i większe wstawki, w tym transpozony. W diagnostyce klinicznej często używa się ukierunkowanych paneli genowych, badających insercje w wybranych genach związanych z chorobą.
Czy mutacje insercyjne mogą być dziedziczone?
Tak, jeśli mutacja insercyjna powstanie w komórkach rozrodczych (gametach) lub ich prekursorach, może zostać przekazana potomstwu i stać się częścią dziedziczonego genomu. Wówczas jest to mutacja germinalna, obecna we wszystkich komórkach ciała potomka. Insercje powstające w komórkach somatycznych (np. w trakcie życia osobnika) nie są dziedziczone, ale mogą prowadzić do chorób takich jak nowotwory. Rozróżnienie między tymi typami mutacji jest kluczowe w genetyce klinicznej.
Czy da się „naprawić” szkodliwą mutację insercyjną?
W teorii tak, a w praktyce jest to przedmiot intensywnych badań. Technologie edycji genomu, zwłaszcza system CRISPR-Cas, pozwalają wyciąć fragment DNA zawierający insercję i zastąpić go prawidłową sekwencją. W modelach laboratoryjnych udało się skorygować niektóre mutacje odpowiedzialne za choroby monogenowe. Jednak wprowadzenie takich terapii do rutynowej praktyki klinicznej wymaga rozwiązania licznych problemów, m.in. związanych z bezpieczeństwem, precyzją i dostarczeniem narzędzi edycyjnych do odpowiednich tkanek.
