Companiile de alimente sintetice ar putea avea un impact grav asupra sănătății, mediului și economiei noastre, dar faptul este că suntem în întuneric

mâncarea

  • De Meg Wilcox
  • pe 14 mai 2019 1:24 pm

Burgerul vegetal „sângerând” al lui Impossible, creveții din alge și brânzeturile vegane care se topesc își fac drum în restaurante și pe rafturile supermarketurilor, oferind consumatorilor o nouă generație de proteine ​​vegetale care arată, acționează și au un gust mult mai asemănător adevăratul lucru ca niciodată.

Ceea ce consumatorii nu își pot da seama, totuși, este că multe dintre aceste alimente noi sunt fabricate folosind biologia sintetică, o știință emergentă care aplică principiile ingineriei genetice pentru a crea forme de viață de la zero.

Folosit inițial pentru a produce medicamente, biocombustibili și super-bacterii concepute pentru a consuma scurgeri de petrol, biologia sintetică se aplică din ce în ce mai mult la producția de alimente și fibre - de la burgeri vegani la „mătase de păianjen”, furaje pentru pești de crescătorie, arome sintetice și animale -albușuri de ou gratuite. Un accelerator din California, IndieBio, ajută la eliminarea multora dintre aceste noi afaceri. Aplicațiile de biologie sintetică se întind de la editarea simplă a genelor combinate cu procesele de fermentare, până la carnea celulară care cultivă produse alimentare din celulele animale din laborator, la aplicațiile de acționare genetică destinate să schimbe genetica unui organism în mediu, cum ar fi capacitatea unui țânțar de a răspândi malaria. În scopul acestei discuții, ne concentrăm pe produse și procese care se bazează pe editarea genelor combinate cu fermentarea.

Biologii sintetici identifică secvențele genetice care conferă hranei sau fibrelor anumite calități, cum ar fi lipiciul brânzei sau rezistența la întindere a mătăsii. Adesea, este o proteină produsă de celule vegetale sau animale care conferă calitatea dorită. Odată identificată, secvența genică pentru proteina respectivă este creată chimic într-un laborator și inserată în celule de drojdie sau bacterii. Apoi, la fel ca berea de bere, un proces de fermentare transformă microbii în factori minusculi care produc în masă proteina dorită - care este apoi utilizată ca ingredient alimentar sau filată în fibre. Burgerul imposibil, de exemplu, conține un hem realizat, o proteină derivată inițial din rădăcinile plantelor de soia, care conferă burgerului aroma, culoarea și textura sa pseudo-carne.

Majoritatea companiilor care utilizează biologie sintetică sunt încă în faza de pornire și pot să nu reușească să câștige tracțiune, la fel cum aplicațiile anterioare ale biologiei sintetice pentru biocombustibili nu au reușit să ajungă la scară. Dar există miliarde de dolari în finanțare în spatele acestor produse și o mulțime de dorințe pentru ei să reușească. Și în timp ce multe produse synbio promit să folosească mai puține resurse naturale, similar cu „carnea” celulară, o lipsă generală de informații publice și transparență din partea multor companii cu privire la procesele lor și la ce vor implica lanțurile lor de aprovizionare atunci când sunt aduse la scară lasă întrebări fără răspuns despre siguranță și durabilitatea ecologică, economică și socială finală a acestor produse.

În interesul de a încerca să găsească răspunsuri la unele dintre aceste întrebări, Civil Eats a cerut șase companii care utilizează biologie sintetică, precum și două asociații din industrie - inclusiv Bolt Threads, Impossible Foods, Gingko Bioworks și IndieBio - pentru comentarii; deși mulți au refuzat să comenteze, răspunsurile pe care le-am primit - plus numeroasele întrebări care rămân fără răspuns - sugerează cât de mult mai trebuie să știm despre impacturile potențiale ale acestui aliment al viitorului.

Cum funcționează: hrana pentru pești ca exemplu - și o sursă de îngrijorare

Fiecare proces de biologie sintetică este unic, dar luăm exemplul furajelor pentru pești pe bază de bacterii produse de KnipBio, prima companie de acest gen care a primit S.U.A. Aprobarea Food & Drug Administration (FDA) ca GRAS („în general recunoscută ca fiind sigură”). KnipBio folosește un microb care se găsește frecvent pe frunzele care produc în mod natural carotenoizi, antioxidanți care pot fi vitali pentru sănătatea peștilor.

Prin modificări simple ale structurii genetice a bacteriei, CEO-ul KnipBio, Larry Feinberg, spune că poate „ridica sau coborî supapele pentru a face lucruri de interes”, cum ar fi variațiile carotenoidelor. Apoi, el fermentează microorganismele dintr-un rezervor, hrănindu-le cu metanol - un alcool derivat din gazul metan - sau subproduse reziduale din porumb pentru a le stimula să se reproducă și să producă carotenoizii. Bacteriile fermentate sunt apoi pasteurizate și uscate, ceea ce Feinberg spune că le ucide și formulate într-o făină care este măcinată în furaje pentru pești. KnipBio a luat cinci ani pentru a rafina acest proces.

Criticii spun că pericolele biologiei sintetice stau în eliberarea potențială a organismelor modificate de gene în sălbăticie, impactul asupra sănătății umane și perturbarea comunităților agricole, în cazul în care produsele naturale sau fibrele ar înlocui produsele naturale.

Rebecca Burgess, fondatoarea Fibershed, care a produs în toamna anului trecut un raport cu ETC Group privind pericolele îmbrăcămintei confecționate din materiale modificate genetic sau derivate din sinbio, pune la îndoială eficacitatea metodelor de a împiedica pătrunderea în mediu a materialelor modificate genetic. "Preocuparea este că folosesc forme de viață de bază care cresc rapid și transferă gene rapid și nu iau în considerare viitorul poluării genetice."

Feinberg a răspuns acestei îngrijorări spunând că asigurarea morții microbilor înainte de eliberare în afara laboratorului este „microbiologia 101”, cum ar fi pasteurizarea laptelui. Cu toate acestea, „ar trebui să existe și va exista o redundanță de siguranță încorporată în izolare la o operațiune industrială de biotehnologie”, adaugă el. Mai mult, Feinberg spune că cercetările arată că bacteriile modificate tind să revină la „tipul sălbatic” atunci când nu mai sunt adăpostite în condițiile optimizate create în laborator.

Piers Millet, vicepreședinte pentru siguranță și securitate la iGem, o organizație non-profit care organizează un concurs global de biologie sintetică, este de acord. „Una dintre cele mai mari provocări ale biologiei sintetice este ca noile trăsături să treacă de câteva generații [care durează de obicei zile sau săptămâni]. În aproape fiecare caz, modificările pe care le faceți fac ca aceste organisme să fie mai puțin potrivite pentru mediile naturale ".

Această provocare îl lasă pe Michael Tlusty, profesor asociat de durabilitate și soluții alimentare la Universitatea din Massachusetts, Boston, „paznic optimist” că biologia sintetică va avea aplicații benefice, cum ar fi crearea de alimente alternative pentru pești pentru a reduce presiunea asupra peștilor furajeri. Tlusty mai notează: „Edităm bacteriile de mult timp, din punct de vedere medical, cum ar fi insulina”.

Impactul asupra sănătății?

Procesele de inginerie bacteriană pentru medicină sunt înființate de 40 de ani. De asemenea, modificăm bacteriile pentru a crea cheagul de legume în brânzeturi din 1990. De fapt, 90% din S.U.A. brânza de astăzi este produsă cu ceea ce este cunoscut sub numele de chimioză produsă prin fermentație sau FPC, o cheag de legume.

Nu există rapoarte despre impactul asupra sănătății sau asupra mediului de la FPC până în prezent, dar nici nu pare că cineva a cercetat problema.

Principala problemă de sănătate a produselor de biologie sintetică este că adaugă proteine ​​noi în alimente, iar aceste proteine ​​noi pot fi alergenice, spune Dana Perls, militantă în domeniul alimentației și agriculturii în cadrul Prietenilor Pământului. „Trebuie să înțelegem impactul pe termen scurt și lung înainte ca aceste ingrediente și produse să intre pe piață sau în mediu”, spune ea despre produsele fabricate genetic pentru a înlocui produsele de origine animală și subliniază necesitatea unor reglementări mai puternice pentru toate ingineria genetică.

Majoritatea consumatorilor nu ar ști că brânza pe care o cumpără este produsă prin modificarea genelor, deoarece nu este etichetată ca OMG. FDA a decis că, deoarece FPC era identic cu chimozina găsită în cheagul animalului, nu necesita etichetare.

Legile privind etichetarea OMG-urilor în S.U.A. nu se aplică produselor realizate utilizând biologie sintetică, ceea ce face dificilă alegerea în cunoștință de cauză a consumatorilor. Cel mai recent, FDA a anunțat că etichetarea nu este necesară pentru ingredientele obținute din culturi modificate genetic, dacă nu este detectabil niciun material genetic modificat.

Carnea pe bază de celule, care este cultivată într-un laborator prin înmulțirea celulelor stem întregi prelevate din mușchiul animalului, va fi reglementată atât de FDA, cât și de S.U.A. Departamentul Agriculturii (USDA), deși nu este încă clar ce înseamnă asta în practică.

Biologia sintetică avansează atât de meteoric, schemele de reglementare sunt greu de menținut, spune Millet, adăugând că, pe lângă legile naționale, industria respectă îndrumările Organizației Mondiale a Sănătății în domeniul biosecurității și alte reglementări internaționale. Dar aceste îndrumări sunt actualizate la fiecare cinci ani, deci poate exista un decalaj înainte ca cea mai nouă tehnologie să fie luată în considerare.

„Noul val de inginerie genetică alunecă prin lacune foarte mari”, spune Perls. „Oamenii care încearcă să cumpere alimente sau îmbrăcăminte care să le reflecte valorile sunt în întuneric”.

Perturbarea socială în față?

Ca o tehnologie perturbatoare, susținătorii se tem că biologia sintetică poate afecta și mijloacele de trai ale fermierilor, în special în lumea în curs de dezvoltare.

Directorul executiv al Institutului Oakland, Anuradha Mittal, este deosebit de îngrijorat de faptul că creșterea biologiei sintetice pentru produse precum vanilia, uleiul de cocos și mătasea reprezintă o amenințare pentru mijloacele de trai ale micilor fermieri și ale fermierilor indigeni dacă aceste produse tehnice își înlocuiesc omologii naturali. Mulți dintre acești fermieri, precum cultivatorii filipinezi de nucă de cocos care se confruntă cu super taifunuri an de an, se află pe primele linii ale schimbărilor climatice, iar Mittal observă că alternativele synbio ar putea crește vulnerabilitatea lor într-un moment în care au nevoie de piețe solide pentru a le ajuta să se adapteze la climă. Schimbare.

„Aceste soluții artificiale care sunt fabricate în cutii Petri amenință micii fermieri”, a declarat ea pentru Civil Eats. „Devastarea mijloacelor de trai ale femeilor, în special în India, ar fi imensă din cauza acestor mătăsuri fanteziste”.

Fibershed’s Burgess se îngrijorează că fermierii artizanali și agroecologii își pot pierde drepturile suverane dacă lumea biologiei sintetice preia producția de fibre și îi brevetează procesele.

Preocupările lui Burgess cu privire la strămutarea mijloacelor de trai ale fermierilor nu sunt neîntemeiate, potrivit lui Todd Kuiken, cercetător principal la Centrul de inginerie genetică și societate de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. „Există câștigători și învinși. Toate acestea trebuie evaluate și puse pe masă, astfel încât oamenii să poată lua decizii în cunoștință de cauză ”, spune Kuiken, care a condus anterior proiectul Wilson Biology Synthetic Biology. Companiile trebuie să efectueze evaluări complete ale ciclului de viață al produselor lor, incluzând atât impactul asupra mediului, cât și impactul socio-economic, spune el. Știe totuși de puține companii care au făcut acest lucru.

În cele din urmă, materii prime

Fermentarea necesită carbohidrați - gândiți-vă la orz sau grâu pentru fabricarea berii - și asta ridică o preocupare cheie de durabilitate: ce materii prime vor fi utilizate și cât de mult?

S.U.A. companiile sinbio folosesc în mare măsură zahăr din porumb OMG, din cauza aprovizionării sale abundente, potrivit Bolt Threads, un producător de frunte de mătase păianjen, pe site-ul său web, adăugând: „Se crede că fermentarea pe scară largă va fi posibilă cu culturi alimentare ... în viitor. ”

Cu toate acestea, unele companii precum KnipBio aleg să lucreze din prima zi cu materii prime mai durabile, cum ar fi deșeurile agricole sau gazul metan. „Materiile prime care nu concurează cu oamenii - trebuie să facă parte din considerație. Trebuie să facem lucrurile mai eficiente ”, spune Feinberg.

Perls de la FOE își fac griji că companiile sinbio ar putea pur și simplu să perpetueze „agricultura industrială nesustenabilă, intensivă în pesticide”, cerând cantități masive de porumb sau trestie de zahăr OMG.

„Dacă acum trebuie să scalăm porumbul monocultiv 2,4-D pentru a alimenta aceste tancuri de fermentație”, notează Fibershed's Burgess, „ce înseamnă asta pentru Midwestul [SUA] sau Cerrado din Brazilia?”

Până de curând, evaluările ciclului de viață care ar putea răspunde la întrebarea materiei primare erau greu de realizat. Recent, Impossible Burger a devenit primul care a lansat o analiză a ciclului de viață de mediu a burgerului său. Evaluată de experți și produsă de auditorul independent Quantis, evaluarea a constatat că Burgerul imposibil necesită cu 87% mai puțină apă, cu 96% mai puțin teren și produce cu 89% mai puține emisii de gaze cu efect de seră decât un burger echivalent de carne de vită.

Proteina hemică produsă sintetic nu este decât un ingredient al burgerului, care este fabricat din proteine ​​vegetale, grăsimi, uleiuri și lianți. Mătăsurile de păianjen sau alte produse care sunt fabricate în principal din proteine ​​produse de biologia sintetică vor avea probabil o amprentă diferită care poate fi sau nu la fel de benefică pentru mediu.

Și, deși Impossible Burger a luat inițiativă în ceea ce privește transparența mediului, analiza ciclului său de viață nu a luat în considerare potențialele efecte socio-economice. Acest lucru este important, spune Kuiken, deoarece „spuneți că Burgerul imposibil preia lumea: ați reduce numărul de produse de origine animală; trebuie să înțelegeți toate interacțiunile socio-economice ale unei reduceri a cererii de produse de la fermieri și fermieri și impactul rezultat asupra mijloacelor de trai ale acestora.

Nevoia de dialog

Pentru cei care ridică aceste întrebări, lipsa de informații și transparență din partea majorității companiilor synbio alimentează neîncrederea și împiedică un dialog mai larg cu privire la cele mai bune soluții pentru viitorul alimentelor, la fel ca și lipsa de transparență din partea startup-urilor de celulare.

Eseul din 2017 al lui Garrett Broad în Civil Eats, „De ce ar trebui să facem loc dezbaterilor despre carnea de înaltă tehnologie”, vorbește despre dilemă. „Mă simt cu sentimente mixte despre întreaga întreprindere”, a scris Broad. „Pe de o parte, sunt sceptic că aceste soluții tehnologice ne vor conduce automat la un fel de utopie agricolă. Dar mă îngrijorează și faptul că mulți dintre cei care se identifică cu mișcarea alimentară ar putea pierde șansa de a modela viitorul alimentelor, pentru că dau cu totul spatele științei alimentare. "

Millet iGEM recunoaște că există o anumită neîncredere a consumatorilor. „Sentimentul meu este că multe dintre preocupările rămase cu privire la modificarea genetică au legătură cu natura relațiilor de putere, cu privire la companiile foarte puternice care controlează tehnologia”, spune el. „Dar asta nu înseamnă că nu putem avea un alt tip de relație”.

Dialogul cu comunitățile afectate este esențial, spune el. Mai mult, Millet consideră că biologia sintetică poate fi utilizată „pentru a crea o lume mult mai echitabilă, în care oamenii să aibă mai mult acces la instrumentele de care au nevoie pentru a rezolva problemele care îi provocă, spre deosebire de mega-corporații care le vând soluția”. El citează un proiect iGEM în Sumbawa, Indonezia, unde o comunitate săracă a folosit biologia sintetică pentru a dezvolta un test genetic pentru a opri pirateria faimoasei sale miere, o sursă cheie de venit pentru insulă.

Această viziune a unui viitor mai echitabil este împărtășită de alții, cum ar fi Oakland’s Counter Culture Labs, un „spațiu creator de microbiologie susținut de comunitate”, dar nu neapărat de companiile sinbio care rămân strânse cu privire la întreprinderile lor.

La fel ca în orice industrie, există o serie de jucători, unii fiind mai concentrați asupra durabilității decât alții. Dacă biologia sintetică își poate îndeplini promisiunea, ajutând la abordarea unora dintre cele mai mari impacturi ale agriculturii și hrănind lumea - fără a provoca daune - rămâne de văzut și va depinde probabil de proiect.

Între timp, „oamenii vor mâncare adevărată, vor transparență și nimeni nu vrea să fie un experiment”, spune Perls.