Biologie sintetică și alimente: Îmbunătățirea producției de alimente la elementele de bază

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• December 20, 2022

Rezumat perspectivă

Biologia sintetică, care combină biologia și inginerie, se conturează ca o soluție cheie pentru a satisface cererea globală de alimente în creștere, din cauza creșterii populației și a provocărilor de mediu. Acest domeniu nu numai că îmbunătățește siguranța alimentară și nutriția, dar își propune și să transforme practicile agricole tradiționale prin introducerea proteinelor și nutrienților fabricate în laborator. Cu potențialul său de a remodela industria alimentară, biologia sintetică ar putea duce la metode de agricultură mai durabile, noi nevoi de reglementare și o schimbare a preferințelor consumatorilor și a tradițiilor culinare.

Biologie sintetică și context alimentar

Cercetătorii dezvoltă produse comestibile sintetice sau fabricate în laborator pentru a îmbunătăți și extinde lanțul alimentar. Cu toate acestea, potrivit unui studiu publicat în Natură jurnal, este foarte probabil să fi consumat sau folosit biologia sintetică într-un fel până în 2030.

Potrivit Succeful Farming, se estimează că populația lumii va crește cu 2 miliarde până în 2050, crescând cererea globală de producție de alimente cu aproape 40%. Cu mai mulți oameni de hrănit, va fi o nevoie mai mare de proteine. Cu toate acestea, scăderea maselor de pământ, creșterea emisiilor de carbon și a nivelului mării și eroziunea împiedică producția de alimente să țină pasul cu cererea prognozată. Această provocare poate fi potențial rezolvată prin aplicarea biologiei sintetice sau realizate în laborator, îmbunătățind și extinzând lanțul alimentar.

Biologia sintetică combină cercetarea biologică și conceptele de inginerie. Această disciplină se bazează pe informații, viață și științele sociale pentru a controla funcțiile celulare prin circuite de cablare și înțelegerea modului în care sunt proiectate diferite sisteme biologice. Nu numai că combinația dintre știința alimentară și biologia sintetică este văzută ca o metodă eficientă pentru a rezolva provocările actuale legate de siguranța alimentară și nutriția, dar această disciplină științifică emergentă se poate dovedi vitală în îmbunătățirea tehnologiilor și practicilor alimentare nesustenabile actuale.

Biologia sintetică va permite producția de alimente folosind fabrici de celule clonate, diverse microorganisme sau platforme de biosinteză fără celule. Această tehnologie poate îmbunătăți eficiența conversiei resurselor și poate elimina dezavantajele agriculturii tradiționale și emisiile mari de carbon.

Impact perturbator

În 2019, producătorul de alimente pe bază de plante Impossible Foods a lansat un burger care „sângerează”. Impossible Foods consideră că sângele, în special hemul care conține fier, creează mai multe arome de carne, iar aromele sunt îmbunătățite atunci când leghemoglobina din soia este adăugată la un burger pe bază de plante. Pentru a infuza aceste substanțe în înlocuitorul lor de carne de vită, Impossible Burger, firma folosește sinteza ADN, biblioteci de părți genetice și o buclă de feedback pozitiv pentru autoinducție. Impossible Burger necesită cu 96 la sută mai puțin teren și cu 89 la sută mai puține gaze cu efect de seră pentru a produce. Acest burger este doar unul dintre numeroasele produse ale companiei în peste 30,000 de restaurante și 15,000 de magazine alimentare din întreaga lume.

Între timp, inginerii startup-ului KnipBio se hrănesc pentru pești dintr-un microb găsit pe frunze. Îi editează genomul pentru a crește carotenoizii importanți pentru sănătatea peștilor și folosesc fermentația pentru a-i stimula creșterea. Microbii sunt apoi expuși la căldură extremă pentru o perioadă scurtă de timp, uscați și măcinați. Alte proiecte agricole includ sintetizarea organismelor care produc cantități mari de ulei vegetal și arbori de nuci care pot fi cultivați în interior folosind mult mai puțină apă decât este necesar în mod obișnuit, producând de două ori mai multe nuci.

Și în 2022, compania de biotehnologie Pivot Bio din SUA a făcut un îngrășământ sintetic cu azot pentru porumb. Acest produs abordează problema utilizării azotului produs industrial, care consumă 1-2% din energia globală. Bacteriile care fixează azotul din aer pot acționa ca îngrășământ biologic, dar nu sunt viabile cu culturile de cereale (porumb, grâu, orez). Ca soluție, Pivot Bio a modificat genetic o bacterie fixatoare de azot care se asociază puternic cu rădăcinile de porumb.

Implicațiile aplicării biologiei sintetice în producția de alimente

Implicațiile mai largi ale aplicării biologiei sintetice în producția de alimente pot include: 

• Agricultura industrială trecând de la animale la proteine ​​​​și nutrienți fabricate în laborator.
• Consumatori și investitori mai etici care cer o tranziție către o agricultură durabilă și producția de alimente.
• Guvernele stimulează agricultorii să devină mai sustenabili, oferind subvenții, echipamente și resurse. 
• Autoritățile de reglementare care creează noi birouri de inspecție și angajează ofițeri specializați în supravegherea instalațiilor de producție de alimente sintetice.
• Producătorii de alimente investesc masiv în înlocuitori fabricați în laborator pentru îngrășăminte, carne, produse lactate și zahăr.
• Cercetătorii descoperă continuu noi nutrienți alimentari și factori de formă care ar putea înlocui în cele din urmă agricultura și pescuitul tradițional.
• Viitorul generează expunerea la noi alimente și categorii de alimente posibile prin tehnici de producție sintetică, ducând la o explozie de rețete noi, restaurante de nișă.

Întrebări de luat în considerare

• Care sunt posibilele riscuri ale biologiei sintetice?
• Cum altfel credeți că biologia sintetică poate schimba modul în care oamenii consumă alimente?