O futuro alimentar pode estar nas plantas sintéticas e a biologia sintética emerge como um campo promissor para enfrentar os desafios da segurança alimentar e das mudanças climáticas.
Jake Harris, professor no Departamento de Ciências Vegetais da Universidade de Cambridge, é uma figura central neste avanço. O objetivo de Harris é construir o primeiro cromossomo vegetal artificial do mundo, com a visão de tornar as plantas “programáveis, assim como um software”. A ideia é “projetar do zero” em vez de apenas modificar um cromossomo existente, o que representa um avanço significativo na biologia sintética de plantas.
Essa abordagem visa dotar as plantas de novas capacidades, como: maior valor nutricional, reduzir necessidade de fertilizantes, tolerância a calor, a pragas e à seca.
Pesquisadores, como Robert Jinkerson e Feng Jiao, da Universidade da Califórnia em Riverside e da Universidade de Delaware, também estão explorando a fotossíntese artificial para produzir alimentos sem luz solar, utilizando CO2, eletricidade e água. Além deles, Elizabeth Hann, também da UC Riverside, foi coautora de um estudo que demonstrou que esse processo pode ser até 18 vezes mais eficiente na produção de alguns alimentos do que a fotossíntese biológica natural.
As plantas transgênicas são cultivadas com a introdução de DNA estrangeiro para o genoma de uma planta. Já as plantas sintéticas utilizam cromossomos sintéticos para poder programar o comportamento da planta de forma muito mais minuciosa.
A principal diferença é que, enquanto a transgenia envolve a transferência de genes entre espécies diferentes, a edição genética ou programação dos cromossomos trabalha com o material genético existente da planta, ajustando-o para expressar características específicas sem introduzir material genético externo.
O setor alimentar é um contribuinte significativo para as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Ele é responsável por aproximadamente 25% a 30% das emissões globais de GEE. Essas emissões provêm de diversas etapas, incluindo a mudança no uso da terra, a produção agrícola, o processamento, o transporte, a embalagem e o varejo. Os principais GEEs envolvidos são dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). A produção agrícola, especialmente de carne e laticínios, é um dos maiores impulsionadores dessas emissões, e os fertilizantes nitrogenados são uma fonte considerável de emissões de N2O. A biologia sintética, ao otimizar o cultivo e reduzir a dependência de insumos como fertilizantes, busca mitigar esse impacto ambiental.
Essa nova abordagem tem o potencial de revolucionar o setor alimentício, tornando as culturas mais resilientes às mudanças climáticas e reduzindo a necessidade de insumos agrícolas, o que pode contribuir para a diminuição das emissões de gases de efeito estufa associadas à agricultura.
Referências
- Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Riverside, e da Universidade de Delaware. (2022). A hybrid inorganic–biological artificial photosynthesis system for energy-efficient food production. Publicado na revista Nature Food. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37118051/#:~:text=efficient%20food%20production-,A%20hybrid%20inorganic%2Dbiological%20artificial%20photosynthesis%20system%20for%20energy%2Defficient,Epub%202022%20Jun%2023.
- Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e parceiros acadêmicos. (Não especificado). Avanços na fotossíntese artificial: conversão de CO₂ em hidrocarbonetos valiosos. https://climatesolutions.news/pt/
- UNIVERSIDADE OF CAMBRIDGE. Pesquisadores de Cambridge receberam £ 7,5 milhões para construir usinas programáveis. Publicado em 02/06/2025. Acessado em 24/07/2025. Disponível em : https://www.cam.ac.uk/research/news/cambridge-researchers-awarded-ps7-5-million-to-build-programmable-plants.