U svojoj borbi za opstanak, bakterije i arheje koriste poseban način razvijanja otpornosti od virusnih infekcija. Bakterije, u borbi protiv virusa, koriste adaptivni imunosustav CRISPR (engl. Clustered Regulary Interspaced Short Palindromic Repeats) koji im pomaže pri detekciji i uništavanju virusnog DNA. CRISPR sustav sastoji se od Cas proteina, RNA i CRISPR ponavljajućih sekvenci i razmaknica. Cas proteini čine kompleks koji prepoznaje ciljnu DNA, izrezuje ju u manje fragmente i lijepi u CRISPR niz. Daljnjim prepisivanjem CRISPR niza nastaju male crRNA koje sadrže sekvence komplementarne regiji našeg interesa. crRNA vežu se na protein Cas9 i formiraju kompleks koji pretražuje DNA kako bi pronašao odgovarajuće sekvence na vezanim RNA. Kada je takva sekvenca pronađena kompleks omogućava proteinu Cas9 da izreže virusni DNA-uzrokujući lomove dvostruke uzvojnice DNA. Koristeći se ovim mehanizmom, moguće je stvoriti programabilan kompleks koji će prepoznati određene sekvence DNA i napraviti rez na tom mjestu. Stanica će nastojati popraviti nastalu štetu putem jednog od mehanizama homologne rekombinacije. Mehanizam NHEJ (ne-homologno spajanje krajeva) lijepi slomljene krajeve ali je sklon pogreškama dok mehanizam HDR (homologno usmjereni popravak) koristi homologni predložak kojim je moguće umetnuti nove sekvence DNA na mjestu loma. Stvaranjem lomova dvostruke uzvojnice na ciljnim mjestima (npr. blizu mjesta mutacije) te time potičući stanicu na njihov popravak, moguće je ispraviti postojeće mutacije. Metode koje su prethodile otkriću CRISPR-a su ZFN i TALEN koje se za razliku od CRISPR-a koriste interakcijom proteina i RNA i nisu pogodne zbog tehničkih karakteristika proizvodnje i smanjene mogućnosti ciljanja genskih lokusa. Iako je CRISPR otvorio vrata raznovrsnom znanstvenom napretku u genetičkom inženjeringu, zbog poteškoća u kontroli popravka DNA nakon rezanja dvostruke uzvojnice, off-target učinaka i same dostave CRISPR sustava do određenih stanica bit će potrebno još neko vrijeme kako bismo bolje razumjeli ovu tehnologiju.