在Nature Plants 的一项研究中，马里兰大学 (UMD) 植物科学副教授 Yiping Qi 在植物中引入了一种新的改进的 CRISPR 3.0 系统，专注于基因激活而不是传统的基因编辑。第三代 CRISPR 系统专注于多重基因激活，这意味着它可以同时增强多个基因的功能。据研究人员称，该系统的激活能力是当前最先进的 CRISPR 技术的四到六倍，同时显示出多达七个基因的高精度和效率。虽然 CRISPR 以其基因编辑能力而闻名，它可以敲除不需要的基因，但激活基因以获得功能对于为未来创造更好的植物和作物至关重要。
“虽然我的实验室之前已经生产了用于同时基因编辑 [多重编辑] 的系统，但编辑主要是为了改善作物的功能损失，”齐解释说。“但如果你仔细想想，这种策略是有限的，因为没有无穷无尽的基因可以关闭，实际上仍然可以获得一些有价值的东西。从逻辑上讲，这是一种非常有限的设计和培育更好特性的方法，而植物可能已经进化出不同的通路、防御机制和特性，只需要加强。通过激活，您可以真正提升通路或增强现有能力，甚至实现新功能。而不是关闭事物，您可以利用基因组中已经存在的功能，并增强你所知道的有用的东西。”
在他的新论文中，Qi 和他的团队在水稻、西红柿和拟南芥(最受欢迎的模式植物物种，通常称为石蒜)中验证了 CRISPR 3.0 系统。该团队表明，您可以同时激活多种基因，包括加快开花速度以加快育种过程。但这只是多重激活的众多优势之一，齐说。
“拥有一个更加简化的多重激活过程可以提供重大突破。例如，我们期待使用这项技术更有效地筛选基因组，以寻找有助于应对气候变化和全球饥饿的基因。我们可以使用这个新系统在更大范围内设计、定制和跟踪基因激活，以筛选重要的基因，这将非常有助于植物的发现和转化科学。”
由于 CRISPR 通常被认为是可以切割 DNA 的“分子剪刀”，因此该激活系统使用了只能结合的失活 CRISPR-Cas9。在没有切割能力的情况下，该系统可以通过与某些 DNA 片段结合来专注于为特定感兴趣的基因募集激活蛋白。Qi 还测试了他的 CRISPR-Cas9 的 SpRY 变体，该变体极大地扩大了激活目标的范围，以及他最近的 CRISPR-Cas12b 系统的失活形式，以显示跨 CRISPR 系统的多功能性。这显示了扩展多重激活的巨大潜力，这可以改变基因组工程的工作方式。
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