当前的食品系统面临诸多关键挑战。联合国预测，到2050年，全球人口将达到93亿，这意味着我们在未来几十年需要生产多60%的食物来养活全球。现有的食品生产过程无法满足这一需求，此外，使用传统农业方式生产所需食物也会对自然资源造成沉重负担，并加速气候变化。诺贝尔奖获奖技术CRISPR/Cas基因编辑技术（简称“CRISPR”）为我们的食品系统问题提供了可能的解决方案。
CRISPR代表“成簇的规律间隔短回文重复序列”。CRISPR由两部分组成：导向RNA（gRNA）和非特异性CRISPR相关内切酶（Cas）。CRISPR能够通过其特定的gRNA精准地靶向基因进行删除或修改，这为食品行业制造商提供了若干优势。截至2024年10月，美国有超过2000项CRISPR技术相关的已授权专利和已发布的专利出版物。然而，大多数CRISPR专利和专利申请并未专门用于食品用途。
截至2024年10月，美国专利商标局（USPTO）记录显示，有超过260项CRISPR技术相关的已授权专利和已发布的专利出版物被归类在A01、A21、A22、A23类下。CRISPR技术可以以多种方式改善我们的食品系统。例如，其益处包括删除某些过敏原、通过缩短收获时间或提高生长速度来增加食品产量、提高现有食品的营养或口感、减少当前食品生产过程中的健康问题以及减少食品浪费。
CRISPR农作物
农业是全球食品系统的支柱，但不断面临害虫和疾病威胁着作物产量和粮食安全。CRISPR提供了一种有前景的解决方案，能够创造高产和/或抗病的作物，许多公司和学术机构正在探索利用这种技术改造作物的可能性。截至2024年10月，美国已有超过65项使用CRISPR技术改造作物的已授权专利和已发布的专利出版物。
这些专利和专利申请涉及，例如，改造大豆植物以减少植物雌激素含量和/或增加蛋白质含量；改造水稻植株以提高产量；以及改造玉米植株以增强对盐分应力和/或旱灾条件的耐受性。鉴于可能被改造的植物种类繁多，以及可以进行的可能有益改造范围广泛，新进入者拥有广阔的专利领域来开拓新的知识产权位置，以涵盖有价值的农产品。尽管转基因作物（“GM作物”
）早于CRISPR，但与先前的方法不同，CRISPR提供了一种更精确与更安全的基因组改变方式。CRISPR还提供了一种比传统育种技术更快、更具成本效益、可重现且高效的作物改良方法。然而，围绕CRISPR编辑作物的监管框架在不同地区有所不同。美国区分GM和基因编辑（“GE”）作物，而欧盟目前将其在同一监管框架下进行评估。然而，欧盟的监管方案正在被重新评估。
欧洲委员会在2021年发表了一项关于欧盟法律下的新基因技术地位的研究，得出结论：与常规育种技术获得的作物相比，GE作物可能具有类似的风险，并且强烈表明现有法规需要适应新的科学和技术进步。在2023年，欧洲委员会发布了一项草案提案，部分目标是加速针对增加作物对气候变化、害虫和疾病抵抗力的基因编辑研究。为了实现这一目标，欧洲委员会提议放松对包括基因编辑CRISPR技术在内的“新基因技术”的监管。
这一放松将减少官僚程序，提高评估GE作物的注册和认证系统的效率和有效性。如果这一草案成为法律，将豁免GE作物不适用转基因生物（“GMO”）法，只要GE作物的基因修改相当于通过常规植物育种技术可以实现的结果。值得注意的是，尽管这一草案法规将放松对GE作物的监管，但可能限制其专利性。2024年2月7日，欧洲议会对草案法规进行了投票，并提出了新修正案。
令人惊讶的是，新修正案将不予专利性适用于那些经过可专利技术工艺获得的植物产品，前提是这些植物产品无法与通过基本生物过程获得相同基因信息的植物产品加以区分。CRISPR的肉类和海产品
有趣的是，CRISPR编辑的肉类面临与GE作物相同的监管不确定性。与传统转基因生物，包括动物和作物不同，受CRISPR编辑的动物可能仅涉及宿主有机体自有基因的轻微编辑。
在美国，食品和药物管理局（FDA）表示将逐案评估CRISPR基因编辑动物，决定其安全性和监管状态。在2022年3月，FDA批准一种名为PRLR-SLICK的短毛基因编辑牛用于人类食用，认为该产品风险较低，没有安全问题。这些牛是由Acceligen公司开发的，使用CRISPR中断PRLR基因以产生可提高耐热性的光滑毛发。除美国外，其他国家也接受了CRISPR编辑的动物用于人类食用。
例如，日本已批准京都初创公司Regional Fish Co. Ltd制作的两种CRISPR编辑鱼在日本销售，包括红加吉鱼和虎河豚。此外，一家英国公司Genus PLC正在开发一只抗病毒的CRISPR编辑猪，并计划在今年年底或2025年初寻求监管批准。在肉类行业中使用CRISPR技术的另一个有前途的用途是使用CRISPR修改动物细胞，而非创造转基因动物。
最近，培养肉产品在监管批准方面取得了重大里程碑。美国FDA批准了Upside Foods, Inc.和GOOD Meat（Eat Just的子公司）的培养鸡肉产品在美国市场销售。新加坡和以色列也分别批准了Eat Just的培养鸡和Aleph Farms的培养牛排在其市场销售。这种日益受欢迎和培养肉获得监管成功激发了使用CRISPR定制这些产品以降低成本和改进养殖肉生产过程的兴趣。
例如，基因编辑的培养肉细胞系可以通过基因修改提高生长能力。Upside Foods已经提交了一项专利申请，针对如何使用CRISPR灭活两种蛋白质并增加培养肉细胞复制能力。Upside Foods计划在未来的监管文件中包括这条CRISPR支持的细胞系。