Biologia sintètica i alimentació: Millorar la producció d'aliments en els blocs de construcció

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Desembre 20, 2022

Resum d'informació

La biologia sintètica, que combina biologia i enginyeria, està emergint com una solució clau per satisfer la creixent demanda mundial d'aliments a causa del creixement de la població i els reptes ambientals. Aquest camp no només millora la seguretat alimentària i la nutrició, sinó que també pretén transformar les pràctiques agrícoles tradicionals mitjançant la introducció de proteïnes i nutrients elaborats al laboratori. Amb el seu potencial per remodelar la indústria alimentària, la biologia sintètica podria conduir a mètodes agrícolas més sostenibles, noves necessitats reguladores i un canvi en les preferències dels consumidors i les tradicions gastronòmiques.

Biologia sintètica i context alimentari

Els investigadors estan desenvolupant productes comestibles sintètics o elaborats en laboratori per millorar i ampliar la cadena alimentària. No obstant això, segons un estudi publicat a la Nature revista, és molt probable que hagueu consumit o utilitzat biologia sintètica d'alguna manera el 2030.

Segons Successful Farming, es preveu que la població mundial creixi en 2 milions l'any 2050, augmentant la demanda mundial de producció d'aliments en gairebé un 40 per cent. Amb més gent per alimentar, hi haurà una major necessitat de proteïnes. Tanmateix, la reducció de les masses terrestres, l'augment de les emissions de carboni i del nivell del mar i l'erosió impedeixen que la producció d'aliments es mantingui al dia amb la demanda prevista. Aquest repte es pot resoldre potencialment mitjançant l'aplicació de biologia sintètica o feta en laboratori, millorant i ampliant la cadena alimentària.

La biologia sintètica combina la recerca biològica i els conceptes d'enginyeria. Aquesta disciplina es basa en la informació, la vida i les ciències socials per controlar les funcions cel·lulars mitjançant circuits de cablejat i comprendre com es dissenyen els diferents sistemes biològics. La combinació de la ciència dels aliments i la biologia sintètica no només es considera un mètode eficaç per resoldre els reptes actuals amb la seguretat alimentària i la nutrició, sinó que aquesta disciplina científica emergent pot resultar vital per millorar les tecnologies i pràctiques alimentàries insostenibles actuals.

La biologia sintètica permetrà la producció d'aliments mitjançant fàbriques de cèl·lules clonadas, diversos microorganismes o plataformes de biosíntesi lliure de cèl·lules. Aquesta tecnologia pot millorar l'eficiència de conversió de recursos i eliminar els inconvenients de l'agricultura tradicional i les elevades emissions de carboni.

Impacte disruptiu

El 2019, el fabricant d'aliments d'origen vegetal Impossible Foods va llançar una hamburguesa que "sagna". Impossible Foods creu que la sang, concretament l'hemo que conté ferro, crea més sabors carnosos i les aromes es milloren quan s'afegeix leghemoglobina de soja a una hamburguesa vegetal. Per infondre aquestes substàncies al seu reemplaçament de patates de vedella, Impossible Burger, l'empresa utilitza síntesi d'ADN, biblioteques de parts genètiques i un bucle de retroalimentació positiva per a l'autoinducció. L'Impossible Burger requereix un 96 per cent menys de terra i un 89 per cent menys de gasos d'efecte hivernacle per produir. Aquesta hamburguesa és només un dels molts productes de la companyia en més de 30,000 restaurants i 15,000 botigues de queviures a tot el món.

Mentrestant, els enginyers de la startup KnipBio s'alimenten de peixos a partir d'un microbi que es troba a les fulles. Editen el seu genoma per augmentar els carotenoides importants per a la salut dels peixos i utilitzen la fermentació per estimular-ne el creixement. Aleshores, els microbis s'exposen a una calor extrema durant un breu període, s'assequen i es triten. Altres projectes agrícoles inclouen la síntesi d'organismes que produeixen grans quantitats d'oli vegetal i arbres de fruita seca que es poden cultivar a l'interior amb molta menys aigua de la que es requereix normalment, alhora que produeixen el doble de fruits secs.

I el 2022, l'empresa biotecnològica Pivot Bio, amb seu als Estats Units, va fabricar un fertilitzant de nitrogen sintètic per al blat de moro. Aquest producte aborda el problema de l'ús de nitrogen produït industrialment que consumeix entre l'1 i el 2 per cent de l'energia global. Els bacteris que fixen nitrogen de l'aire poden actuar com a fertilitzant biològic, però no són viables amb els cultius de cereals (blat de moro, blat, arròs). Com a solució, Pivot Bio va modificar genèticament un bacteri fixador de nitrogen que s'associa fortament amb les arrels de blat de moro.

Implicacions de l'aplicació de la biologia sintètica a la producció d'aliments

Les implicacions més àmplies de l'aplicació de la biologia sintètica a la producció d'aliments poden incloure: 

• L'agricultura industrial passa de la ramaderia a proteïnes i nutrients elaborats al laboratori.
• Consumidors i inversors més ètics que demanen una transició cap a l'agricultura i la producció d'aliments sostenibles.
• Els governs incentiven els agricultors a ser més sostenibles oferint subvencions, equipaments i recursos. 
• Reguladors que creen noves oficines d'inspecció i contracten agents especialitzats en la supervisió d'instal·lacions de producció d'aliments sintètics.
• Els fabricants d'aliments inverteixen molt en substituts fets de laboratori per a fertilitzants, carn, productes lactis i sucre.
• Els investigadors descobreixen contínuament nous nutrients alimentaris i factors de forma que eventualment poden substituir l'agricultura i la pesca tradicionals.
• El futur genera estar exposat a nous aliments i categories d'aliments possibles gràcies a tècniques de producció sintètiques, donant lloc a una explosió de noves receptes, restaurants de nínxol.

Preguntes a tenir en compte

• Quins són els possibles riscos de la biologia sintètica?
• De quina altra manera creus que la biologia sintètica pot canviar la manera com la gent consumeix els aliments?