Génszerkesztés során a sejtekben módosítunk, kivágunk vagy beillesztünk szakaszokat egy DNS molekulában. Így megváltoztathatjuk a (hibás) genetikai információt. Ennek hatékony módja, ha elhasítjuk a kiindulási DNS szálat, amit a sejtben működő javító mechanizmusok összeillesztenek lehetőleg az általunk kívánt módon. A génszerkesztés számunkra talán legnagyobb kihívását az jelenti, hogy olyan „molekuláris ollót” kell terveznünk, amely mindig csak a célzott helyen hajt végre DNS hasítást.

Jelenleg három fő lehetőségünk van erre: Cinkujj fehérje-FokI nukleázok, TALE-FokI nukleázok és az RNS-vezérelt CRISPR-Cas9 rendszer. Mindhárom moduláris felépítésű: DNS-felismerő valamint DNS-hasító részből épül fel. Mindegyik mesterséges nukleáz okoz nemkívánt hasításokat is, ami mutációkhoz/sejthalálhoz vezethet. Ez abból adódik, hogy a DNS-hasító egység nem kellőképp szabályozott és akkor is működőképes marad, ha a DNS-felismerő szakasz részben károsodik.

Kutatásunk célja olyan újfajta nukleázok kifejlesztése, amelyek biztonságosabbak a jelenleg alkalmazott rendszereknél. Ennek megvalósítására az egyik elképzelésünk, hogy a DNS-hasító egységet csak akkor alakítjuk ki, amikor az inaktív nukleáz már a megfelelő helyre jutott be. Ezt a nikkel indukált peptidhidrolízis révén valósíthatjuk meg.

Egy másik lehetőség, hogy a „molekuláris ollót” kettéválasztjuk és a DNS-felismerő szakasz két végére helyezzük. Az olló így csak akkor aktiválódik, ha a DNS-felismerő szakasz hozzákötődik az elhasítani kívánt génhez és a két vége összeér. A hasításért az NColE7 nukleáz doménje a felelős, amely csak akkor képes működni, ha a fehérje két vége térben közel kerül egymáshoz.