CRISPR-Cas9基因編輯技術是近幾十年來最重要的科學突破之一，但總是有改進的餘地。馬里蘭大學(UMD)的研究人員開發了一種他們稱之為CRISPR-Combo的系統，它可以同時編輯多個基因，與此同時也能改變植物中其他基因的表達。

CRISPR系統是一個強大的工具，它允許科學家對生物體內的特定基因進行剪切和粘貼式編輯。這為一系列疾病的新療法提供了可能性，其中包括癌症、糖尿病、遺傳性失明和血液病。另外，它還可以通過編輯來改善農作物和農場動物、實現新形式的害蟲控制並創造有用的新型微生物。

後來的發展則改進了CRISPR的配方。有些允許同時編輯幾個不同的基因，而其他版本完全避免了切割DNA，它們專注於根據需要打開或關閉基因表達。

UMD的研究人員在新研究中將這兩種技術結合到一個工具中，並稱其為CRISPR-Combo。通常情況下，一條引導RNA鏈執行編輯或激活功能，這意味著它們只能做一個或另一個。在這項研究中，研究小組將這兩種功能分配給不同的RNA–編輯功能分配給普通的Cas9，而激活功能分配給一個支架sgRNA。

該小組在幾個實驗中測試了這個概念。首先，他們用西紅柿和水稻植物來證明它們可以在沒有任何交叉的情況下執行這兩種功能–且測試是成功的。

該研究的共同作者Yiping Qi說道：“作為一個概念的證明，我們表明我們可以成功地敲除基因A並上調或激活基因B，而不會意外地交叉敲除基因B或上調基因A。”

之後，研究人員用了一種叫做岩藻的普通實驗室植物進行了實驗，以此來研究如何能同時進行兩種有益的改變。他們編輯了一個使植物對除草劑更具抵抗力的基因並激活了一個使植物提前開花的基因。最終的結果是，一種既能抗除草劑又能以兩倍的速度繁殖的工程岩藻，其在一年中產生了八代。

在其他測試中，該團隊著手通過組織培養來提高培育植物新品種的效率。他們編輯了楊樹的有用基因並激活了另外三個促進植物組織再生的基因，結果發現楊樹樣本的新根生長速度更快，並還提高了工程作物的成功率。

與此同時，使用CRISPR-Combo編輯的水稻植物被發現從培養物中生長，它們不需要通常的生長激素補充劑，並且還比使用激素生長的植物表達更多的編輯基因。

研究團隊表示，這項新技術為更有效地編輯作物和其他植物開闢了廣泛的可能性並賦予它們諸如抗除草劑和增強營養的特性。

這項該研究的論文共同作者Yiping Qi指出：“在可以結合的性狀方面，可能性真的是無限的。但真正令人興奮的是，CRISPR-Combo為植物的基因工程引入了一個我們以前沒有過的複雜程度。”