利用CRISPR-Cas9技術可簡單、高效的對基因組實現精確編輯，這堪稱是生物學研究中的一場技術革命。CRISPR-Cas9切割DNA產生雙鏈斷裂，通常會激活真核細胞內的修復機制，比如非同源末端連接（non-homologous end joining, NHEJ）和同源重組修復（homology-directed repair, HDR），如下圖。

目前，在大多數生物上均可通過CRISPR-Cas9介導的NHEJ實現高效的基因敲除（knock out）。HDR可將外源DNA精確插入到基因組上：敲入（knock in），實現點突變、篩選標記、熒光標簽、甚至重寫基因組等復雜應用，達到真正的基因編輯。但是由于重組效率低，實現外源遺傳信息的「無縫插入」仍是一項挑戰。

由于整合供體DNA的HDR發生概率明顯低于無模板連接的 NHEJ，優化 HDR 的實驗條件則顯得至關重要。不同類型細胞的HDR率有明顯差異。已有文獻和IDT內部測試表明，同一物種的轉化細胞HDR率明顯低于永生細胞系。PAM位點的選擇、供體DNA的類型、供體DNA濃度等因素也會影響HDR率。而上述因素則是不同細胞系產生巨大HDR率差異的原因。