Biotecnologia na produção de alimentos e os benefícios de seu uso no Brasil

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1 Biotecnologia na produção de alimentos e os benefícios de seu uso no Brasil

2 Convencional X Transgenia MELHORAMENTO TRADICIONAL DE PLANTAS Característica desejada Muitas características podem ser transferidas Característica desejada Planta Doadora X Variedade Comercial Nova Variedade BIOTECNOLOGIA DE PLANTAS Característica desejada Apenas a Característica desejada é transferida Doador + Variedade Comercial Nova Variedade

3 Vacinas Recombinantes Vacinas de DNA Vacinas de subunidade Vacinas vetorizadas (BCG) Vacinas de DNA Pneumonia enzoótica suína Leptospirose Anaplasmose Tuberculose bovina Vacinas vetorizadas Vetores virais Vacina contra peste bovina Vacina contra raiva Leucemia felina viral Poliovírus Compostas de DNA plasmidial capaz de expressar uma proteína antigênica no interior de células transfectadas, induzindo uma resposta imune

4 Plantas como biofábricas Plantas Vacinas Cólera Diarréia Hepatite B Gripe Aviária Febre Aftosa Plantas Produtoras de Remédios, vacinas: Unicamp tem 2 patentes: milho produtor de insulina de hormônio de crescimento.

5 Aplicação direta de microrganismos culturas starter; flavour, (sabor e aroma); proteólise; autólise; produtos probióticos; inibição de microrganismos deterioradores e patogênicos A maioria dos produtos lácticos contém altos níveis de bactérias viáveis a definição legal de iogurte em muitos países inclui a presença de bactérias viáveis (vivas) probióticos somente podem execer sua ação benéfica se as bactérias forem viáveis proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos e células

6 Enzimas para muitas aplicações Detergentes As enzimas auxiliam na remoção de manchas, sem danificar as fibras e renovando as cores dos tecidos, além de ser um produto natural e 100% biodegradável. Papel As enzimas podem reduzir drasticamente a quantidade de cloro necessária para o branqueamento do papel. Logo estará disponível uma enzima que vai ser capaz de eliminar por completo o uso do cloro. Couro Utilizadas na limpeza, proporcionam maciez e flexibilidade ao couro, eliminando a necessidade de solventes químicos. Têxtil Utilizadas para dar o efeito Stonewashed" ao jeans, diminuindo os riscos de danos às máquinas e tecidos causados pela utilização de pedras no processo de lavagem.

7 Enzimas para muitas aplicações Sucos e Vinhos Utilizadas para aumentar a produtividade na extração da polpa das frutas e para melhorar a cor e aroma dos vinhos. Panificação Utilizando-se enzimas na preparação do pão, o processo de envelhecimento pode ser retardado, mantendo o pão "fresco" por mais tempo. Xarope Utilizadas para extração do açúcar de outras fontes como o amido de milho, sem a utilização de equipamentos especiais e ácidos fortes.

8 Como essa história começou? Há muito tempo atrás... Domesticação das Plantas

9 Domesticação Fonte: Prakash, 2001 Tomate cultivado (esquerda) e a espécie selvagem aparentada Lycopersicon pimpinellifolium (direita; 1cm).

10 Domesticação Repolho selv. Couve 500 a. C. Repolho 100 d.c. Couve-flor 1400 Brócolis 1500 Couve-de-bruxelas 1700

11 Domesticação

12 1ª geração de plantas GM

13 Transformação natural de plantas Agrobacterium rhizogenes e Agrobacterium tumefaciens são patógenos naturais das plantas. Estas bactérias transferem parte de seu DNA para as células vegetais Agrobacterium tumefasciens

14 Transformação via Agrobacterium

15 Legislação Brasileira Lei de Biossegurança Nº Estabelece normas de segurança e fiscalização para atividades que envolvem OGMs e seus derivados Decreto de Rotulagem Nº Acordos Internacionais Convenção da Biodiversidade Biológica Protocolo de Cartagena CODEX Alimentarius

16 Aprovação Comercial OGM

17 Avaliação da Segurança de uma planta GM

18 Aprovações no Brasil

19 Algodão

20 Algodão Espécies nativas: G. mustelinum and G. barbadense L. Controle de insetos e tolerancia a herbicidas: esforço para reduzir perdas nos campos de algodão. Características vêm do Bacillus thuringiensis (Bt); um microrganismo encontrado no solo. Atualmente, plantam-se 145 mil hectares de algodão Bt a uma taxa de adoção de 15%. Em 2010/2011, espera-se que os agricultores brasileiros plantem 250 mil hectares a uma taxa de adoção de 25%. Benefícios Redução no uso de água (aproximadamente 42.5 milhões de litros), Redução no consumo de óleo diesel (350 mil litros), Redução na emissão de CO2 (7.96 kg por ha).

21 Milho

22 Milho O milho é o 2º grão mais cultivado do mundo. Apenas o México e a Guatemala podem ser considerados as terras natais do milho. O Brasil planta 5 milhões de hectares de milho GM. A área plantada cresceu 3,7 milhões de há. Quase 400% de crescimento em relação ao ano anterior (20008). In 2010/2011, a taxa de adoção do milho Gm entre os agricultores brasileiros deve ser de 65%. Benefícios: Redução no uso de água (quase 248,7 milhões de litros), Redução no consumo de óleo diesel (2.07 milhões de litros), Redução na emissão de CO2. (5.5 mil toneladas de CO2), Redução de 20,8% no volume de pesticidas usados no milho resistente a insetos.

23 Milho GM e seus derivados em alimentos e rações

24 Soja

25 Soja Uma primeira soja GM com tolerancia ao Glifosato foi aprovada em A Embrapa desenvolveu uma soja transgênica resistente a vírus. Atualmente, (2008/2009) 16.2 milhões de hectares foram plantados com soja GM. A taxa de adoção é de 71%. Em 2010/2011, os agricultores brasileiros devem plantar 17,2 milhões de hectares com uma taxa de adoção GM de 75,6%. Benefícios: Redução no uso de água (1.7 bilhões de litros), Redução no consumo de óleo diesel (13.9 milhões de litros), Redução nas emissões de CO2 (1,423.5 mil toneladas de CO2), Redução na aplicação de defensivos químicos (22.7 mil toneladas)

26 Soja e seus derivados em alimentos

27 Porcentagem de uso de soja, milho e derivados na indústria

28 Rotulagem

29 Genome Project Brazilian Financial Support FAPESP ONSA (Organization for Nucleotide Sequencing and Analysis) Virtual Genomics Institute - 30 laboratories related to research institutions of São Paulo State. More than 200 cientists involved. CNPQ Regional Network 240 scientists in 48 institutes Genome already sequenced (2006): Plants: sugar cane, coffee, eucalypt, orange, corn, guaraná; Phytopathogenic Microorganisms: Xyllela fastidiosa, Crimitelles perniciosa (witches broom disease in cocoa) Pathogenic Microorganisms: Schistosoma mansoni, Paracoccidioides brasiliensis, Xanthomonas 3 spp. Industrial Microorganisms: Chromobacterium violaceum Head and neck cancer genome

30 Post-Genome Project Brazilian Financial Support Transcriptome Project: Fapesp, CTC, Ethanol Producers, Embrapa, Unicamp, IAC, several Universities - Sugarcane, coffee, eucalypt - cancer genes development of cancer diagnose Kits - USP FAPERJ Proteomic Network 35 researchers in different areas 5 laboratories of 3 scientific institutions (interaction between sugar cane protein and Nitrogen fixation, Xyllela, etc) Genes associated to sugar production, identified in these projects, are already been used for the production of transgenic plants with increased levels of sucrose.

31 Biocombustíveis e Biotecnologia Novas variedades GM desenvolvidas por empresas brasileiras públicas e privadas: 40% mais açúcar, IR e HT Em 10 anos, com o dobro da produtividade de etanol por hectare, o Brasil produzirá mais de 15 bilhões nas mesmas áreas utilizadas atualmente. Futuro Próximo: As variedades GM também resistentes ao estresse abiótico (terras secas), fixação simbiótica de nitrogênio E... -Desempenho melhorado de leveduras, resistentes ao etanol, etc. - A Utilização de Biomassa Celulósica só pode ser feita por meio da Biotecnologia

32 Biotecnologia no Brasil Soja: Embrapa/Basf (gene): (Já aprovada) Tolerância a Herbicidas- Sementes Disponíveis em 2011/2012; resistência a insetos; tolerância a seca; outra tolerância a herbicida Cana-de-açúcar: resistência a seca; mais sacarose; resistência a insetos; tolerância a herbicidas; resistência a vírus; etc.. resistência a vírus (a ser aprovado em 2011) Café: resistência a vírus, melhora de aroma; tolerância a seca Mamão Papaya: resistência a vírus Arroz: tolerância a herbicida; resistência a seca Batata: resistência a vírus Plantas como biofábricas: IX fator de coagulação sanguínea; insulina; hormônio do crescimento, biomoléculas de prevenção ao câncer e muito mais...

33 Feijão Transgênico

34 Gastos (Probabilidade de Sucesso) Biotecnologia: Desenvolvimento e Investimentos Relacionados * Estimativa: Pesquisa mercado ~ 8-10 anos Gasto total ~ $50-100M $2-5M (5%) $10-15M (50%) Seleção de eventos Bioensaios Testes de campo $5-10M Avaliação de risco Novas (25%) transformações Otimização do gene Transformação genética Bioensaios Testes em contenção e campo $15-30M (75%) Introgressão e seleção de genótipos Testes de campo Avaliação agronômica Melhoramento genético Estudos de biossegurança $20-40M (90%) Regulamentação Multiplicação de sementes High throughput screening Teste em plantas modelo Ano Prospecção Fase I Fase II Fase III Fase IV Gene/identificatção meses Testar conceito meses P&D inicial meses P&D avançado meses Regulamentação meses Numeros (tempo, duração, despesas, e probabilidade de sucesso) são estimados. Os números podem variar para cada projeto

35 Benefícios da Biotecnologia no Brasil Economia do uso de água nas pulverizações de defensivos

36 Benefícios da Biotecnologia no Brasil Economia no uso de óleo diesel

37 Benefícios da Biotecnologia no Brasil Economia na emissão de CO2

38 Benefícios da Biotecnologia no Brasil Economia no uso de defensivos químicos

39 Benefícios da Biotecnologia no Brasil Benefícios por lavoura e por segmento

40 Obrigada

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