Biología sintética y alimentos: mejorar la producción de alimentos en los componentes básicos

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  Previsión Quantumrun
• 20 de diciembre de 2022

Resumen de información

La biología sintética, que combina biología e ingeniería, está surgiendo como una solución clave para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos debido al crecimiento demográfico y los desafíos ambientales. Este campo no sólo mejora la seguridad alimentaria y la nutrición, sino que también pretende transformar las prácticas agrícolas tradicionales mediante la introducción de proteínas y nutrientes elaborados en laboratorio. Con su potencial para remodelar la industria alimentaria, la biología sintética podría conducir a métodos agrícolas más sostenibles, nuevas necesidades regulatorias y un cambio en las preferencias de los consumidores y las tradiciones gastronómicas.

Biología sintética y contexto alimentario

Los investigadores están desarrollando productos comestibles sintéticos o fabricados en laboratorio para mejorar y ampliar la cadena alimentaria. Sin embargo, según un estudio publicado en el Naturaleza revista, es muy probable que haya consumido o utilizado biología sintética de alguna manera para 2030.

Según Success Farming, se proyecta que la población mundial crezca en 2 mil millones para 2050, aumentando la demanda mundial de producción de alimentos en casi un 40 por ciento. Con más personas para alimentar, habrá una mayor necesidad de proteínas. Sin embargo, la reducción de las masas de tierra, el aumento de las emisiones de carbono y del nivel del mar y la erosión impiden que la producción de alimentos se mantenga al día con la demanda prevista. Este desafío puede resolverse potencialmente mediante la aplicación de biología sintética o de laboratorio, mejorando y expandiendo la cadena alimentaria.

La biología sintética combina la investigación biológica y los conceptos de ingeniería. Esta disciplina se basa en las ciencias de la información, la vida y las ciencias sociales para controlar las funciones celulares a través de circuitos de cableado y comprender cómo se diseñan los diferentes sistemas biológicos. La combinación de la ciencia de los alimentos y la biología sintética no solo se considera un método eficaz para resolver los desafíos actuales con la seguridad alimentaria y la nutrición, sino que esta disciplina científica emergente puede resultar vital para mejorar las tecnologías y prácticas alimentarias insostenibles actuales.

La biología sintética permitirá la producción de alimentos utilizando fábricas de células clonadas, diversos microorganismos o plataformas de biosíntesis sin células. Esta tecnología puede mejorar la eficiencia de conversión de recursos y eliminar los inconvenientes de la agricultura tradicional y las altas emisiones de carbono.

Impacto disruptivo

En 2019, el fabricante de alimentos a base de plantas Impossible Foods lanzó una hamburguesa que "sangra". Impossible Foods cree que la sangre, específicamente el hemo que contiene hierro, crea más sabores carnosos y los aromas mejoran cuando se agrega leghemoglobina de soya a una hamburguesa de origen vegetal. Para infundir estas sustancias en su reemplazo de carne de res, Impossible Burger, la empresa utiliza síntesis de ADN, bibliotecas de partes genéticas y un ciclo de retroalimentación positiva para la autoinducción. Impossible Burger requiere un 96 por ciento menos de tierra y un 89 por ciento menos de gases de efecto invernadero para producir. Esta hamburguesa es solo uno de los muchos productos de la compañía en más de 30,000 15,000 restaurantes y XNUMX XNUMX supermercados en todo el mundo.

Mientras tanto, la startup KnipBio diseña peces que se alimentan de un microbio que se encuentra en las hojas. Editan su genoma para aumentar los carotenoides importantes para la salud de los peces y utilizan la fermentación para estimular su crecimiento. Luego, los microbios se exponen al calor extremo durante un breve período, se secan y se muelen. Otros proyectos agrícolas incluyen la síntesis de organismos que producen grandes cantidades de aceite vegetal y árboles de nueces que se pueden cultivar en interiores usando mucha menos agua de la que normalmente se requiere y produciendo el doble de nueces.

Y en 2022, la empresa de biotecnología con sede en EE. UU. Pivot Bio fabricó un fertilizante de nitrógeno sintético para el maíz. Este producto aborda el problema del uso de nitrógeno producido industrialmente que consume entre el 1 y el 2 por ciento de la energía mundial. Las bacterias que fijan nitrógeno del aire pueden actuar como fertilizante biológico, pero no son viables con cultivos de cereales (maíz, trigo, arroz). Como solución, Pivot Bio modificó genéticamente una bacteria fijadora de nitrógeno que se asocia fuertemente con las raíces del maíz.

Implicaciones de la aplicación de la biología sintética a la producción de alimentos

Las implicaciones más amplias de aplicar la biología sintética a la producción de alimentos pueden incluir: 

• La agricultura industrial cambia de ganado a proteínas y nutrientes hechos en laboratorio.
• Consumidores e inversores más éticos que piden una transición hacia la agricultura y la producción de alimentos sostenibles.
• Gobiernos que incentivan a los agricultores a ser más sostenibles ofreciendo subsidios, equipos y recursos. 
• Los reguladores crean nuevas oficinas de inspección y contratan funcionarios especializados en la supervisión de las instalaciones de producción de alimentos sintéticos.
• Los fabricantes de alimentos invierten mucho en sustitutos hechos en laboratorio para fertilizantes, carne, productos lácteos y azúcar.
• Los investigadores descubren continuamente nuevos nutrientes alimentarios y factores de forma que eventualmente pueden reemplazar la agricultura y la pesca tradicionales.
• El futuro genera estar expuesto a nuevos alimentos y categorías de alimentos que son posibles gracias a técnicas de producción sintéticas, lo que lleva a una explosión de nuevas recetas y restaurantes especializados.

Preguntas a considerar

• ¿Cuáles son los posibles riesgos de la biología sintética?
• ¿De qué otra manera crees que la biología sintética puede cambiar la forma en que las personas consumen alimentos?