«Εφαρμογές της βιοτεχνολογίας και της γονιδιωματικής στην παραγωγή τροφίμων»

Transcript

1 «Εφαρμογές της βιοτεχνολογίας και της γονιδιωματικής στην παραγωγή τροφίμων» Δρ. Αργυρίου Αναγνώστης, Ph.D. Ερευνητής Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών - ΕΚΕΤΑ 1

2 Τα Φ της Γεωργικής Παραγωγής Food Τρόφιμα Feed Τροφές Fiber Ίνες Flowers Άνθη Farmaceuticals and Parfums Fuels Καύσιμα Φάρμακα και Αρώματα 2

3 Λιγότερη καλλιεργήσιμη γη Κλιματικές αλλαγές Λιγότερο Νερό Ερημοποίηση και υποβάθμιση της γης Λιγότερα Φάρμακα και Λιπάσματα Ακριβότερη Ενέργεια 3

4 Πολιτικές Food Security Thematic Programme (FSTP) EU Sustainable Agriculture, Food Security and Resilience (EU Days) EU Food Security CAP Νέα ΚΑΠ Different Think Tanks for Food Security 4

5 Food Τρόφιμα 5

6 Βιοτεχνολογία Ancient (Pre-1800) Classical Modern 1800 to

7 Γενετική Transmissible change of characters involving changes in the DNA sequence 7

8 ΓΕΝΕΤΙΚΗ - ΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ 8

9 Κόστος Αλληλούχισης 9

10 Αλληλουχημένα Γονιδιώματα 10

11 Η αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος 11

12 Διαφοροποίηση με βάση τις ηλικιακές ανάγκες και τρόπου ζωής συμπεριφορές Ηλικιωμένοι Εγκυμονούσες Υπέρβαροι - Παχύσαρκοι Αθλητές Έφηβοι Διαβητικοί Μωρά 12

13 ΜΕΤΑΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ 13

14 /15/2013 Κατανομή μικροβίων σε διάφορα οικοσυστήματα 8.80% 15.87% 14

15 15

16 Μεταγονιδιωματική Θαλασσίων οικοσυστημάτων 16 In progress

17 Από την Γενετική στην Επι- γενετική στην Επι-θεραπεία και στην Επι-διατροφή 17

18 αντικατάσταση μιας βάσης (SNP) προσθήκη (Ι) ή απαλοιφή (D) μιας αλληλουχίας βάσεων άλλοι (π.χ. επαναλήψεις μικροδορυφορικού DNA) ΚΑΛΟΣ ΚΑΚΟΣ ΩΡΑΙΑ ΠΑΝΩΡΑΙΑ Καλoς M M M Καλος 18 M M M

19 ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΘΕΡΑΠΕΙΑ Στόχος Μεθυλίωση DNA Ακετυλίωση των Ιστονών RNA interference Drug 5-Azacytidine 5-Aza-2 -deoxycytidine FCDR Zebularine Procainamide EGOG Peammaplin A Phenylbutiric acid SAHA Valproic acid Sulforaphanes Antagomirs 19

20 Επι-διατροφή Yellow Agouti Maternal Supplements with zinc methionine betaine choline, folate B 12 20

21 Γονεϊκή Αποτύπωση Small Seed Large Seed 21

22 The new era in nutrition science is called nutrigenomics. It is believed that nutrigenomics will revolutionize wellness and disease management. «Untill the synergistic activities between humans, their diet and their commensals have been elucidated, the understanding of human biology will remain incomplete» Julian Davies. Science, March

23 Παραγωγή Επιστημονικές Γνώσεις Πολιτικές Ευκαιρίες στην Αγροδιατροφή Κλιματικές αλλαγές Οικονομική κρίση Ευκαιρίες δημιουργούνται όταν υπάρχουν νέες ανάγκες προσαρμογής 23

24 Οργάνωση της Γεωργικής Παραγωγής ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΝΕΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ Δημιουργία παραλ/κότητας Επιλογή επιθυμητών γενοτύπων Αναπολλαπλασιασμός Όλες οι καλλιεργητικές φροντίδες για την προστασία και την θρέψη του φυτού Διαλογή Μηχανική, Φυσική, Χημική Επεξεργασία Συσκευασία-Τυποποίηση Διαφήμηση-Διάθεση 1 ο 2 ο 3 ο 24

25 Οργάνωση της Γεωργικής Παραγωγής ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΝΕΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ Δημιουργία παραλ/κότητας Επιλογή επιθυμητών γενοτύπων Αναπολλαπλασιασμός Όλες οι καλλιεργητικές φροντίδες για την προστασία και την θρέψη του φυτού Διαλογή Μηχανική, Φυσική, Χημική Επεξεργασία Συσκευασία-Τυποποίηση Διαφήμηση-Διάθεση 1 ο 2 ο 3 ο 25

26 Molecular Breeding Yield parent 1 Yield parent 2 Molecular markers (genotyping) 26

27 anp Apollon Areti artemida Assos bt Elpida F1 formula f f grc grc grc grc grc grc haida heinz ikk ik iron is ithaki kd kd k lkk lkk lkk Macedonia mfs Microtom m Olympia paxoi Pontiaki Katerinis p rk Sahara san xka x x % 38.51% Principal Coordinates NUTRITOM In progress 10/15/

28 28

29 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙ Α ΝΕΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ 1 ο 2 ο ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ 3 ο Ιχνηλασιμότητα 29

30 E.C. Regulation 178/2002 Ιχνηλασιμότητα είναι η δυνατότητα να ανιχνεύεις και να ακολουθείς ένα τρόφιμο, τροφή, ζώα που παράγουν τρόφιμα ή συστατικά τους, σε όλες τις φάσεις της παραγωγής και της διακίνησης. 30

31 Έλεγχος Γενετικά Τροποποιημένων Οργανισμών 31

32 Bar Coding DNA 32

33 Προϊόντα ΠΟΠ (Προστατευόμενης Ονομασίας Προέλευσης) 10/15/2013 Κατάγεται από συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή Η ποιότητα ή τα χαρακτηριστικά του οφείλονται ουσιαστικά ή αποκλειστικά στο ιδιαίτερο γεωγραφικό περιβάλλον (φυσικοί και ανθρώπινοι παράγοντες κλίμα, ποιότητα εδάφους, εμπειρία) Η παραγωγή, η μεταποίηση και η επεξεργασία του πραγματοποιούνται στην οριοθετημένη γεωγραφική περιοχή Λόγοι καθιέρωσης: Ενθάρρυνση της ποικίλης αγροτικής παραγωγής Προστασία ονομασιών από κακή χρήση και μίμηση Καλύτερη κατανόηση του ειδικού χαρακτήρα των προϊόντων από τους καταναλωτές 33

34 34

35 Φάβα Σαντορίνης

36 Γονιδιωματική Ελαιόλαδο Ανάλυση Απομόνωση DNA 2012 Ταυτοποίηση των ειδών βασισμένη σε χλωροπλαστικούς δείκτες 36

37 Μέλι Διαφορετικά είδη υποείδη μελισσών Μόνο λίγοι γυρεόκοκοι βρίσκονται στο μέλι % 37

38 Αυτόχθονες φυλές ζώων

39 Ελληνική Φέτα AGRIGENOTRANS +Αιγοπρόβειο γάλα. + Γίδινο γάλα μέχρι 30% κ.β. - Απαγορεύεται η παρασκευή φέτας από άλλο είδος γάλακτος

40 Μελέτη βιοποικιλότητας 40

41 41

42 Είδη Ψυχανθών

43 Μεσογειακά είδη πεύκης

44 Ποικιλίες Φασολιών

45 Αγριοκερασιά

46 Ευκαιρίες Αξιοποίηση Ελληνικών Ποικιλιών και Φυλών Ζώων - Βιοποικιλότητας Μπορεί να δημιουργηθεί ισχυρό brand name. Δυνατότητα «μπλοκαρίσματος» του ανταγωνισμού Ανάγκες Δημιουργία εταιρειών παραγωγής πολλαπλασιαστικού υλικού Δημιουργία εταιρειών αναπαραγωγής ζώων Φορείς εταιρείες πιστοποίησης Αξιοποίησης και αναδιοργάνωσης του ερευνητικού τομέα 46

47 Οργάνωση της Γεωργικής Παραγωγής ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΝΕΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ Δημιουργία παραλ/κότητας Επιλογή επιθυμητών γενοτύπων Αναπολλαπλασιασμός Όλες οι καλλιεργητικές φροντίδες για την προστασία και την θρέψη του φυτού Διαλογή Μηχανική, Φυσική, Χημική Επεξεργασία Συσκευασία-Τυποποίηση Διαφήμηση-Διάθεση 1 ο 2 ο 3 ο 47

48 Μεταγονιδιωματική Εδάφους 48

49 Προγράμματα Μεταγονιδιωματικής 49

50 Ποιες οι εφαρμογές; Recent advances in DNA sequencing technology have enabled access to staggering volumes of information about soil microbial communities. Ηow microbes shape larger-scale processes. Antibiotic production Vitamin biosynthesis Enrichment with specific bacteria and microorganisms in relation to the soil 50

51 Ευκαιρίες Αξιοποίηση τεχνολογίας Χρήση νερού. Λίπανση, φυτοφάρμακα κτλ Εξοικονόμηση ενέργειας Ανάγκες Δημιουργία εταιρειών παροχής υπηρεσιών ανάλυσης εδάφους Δημιουργία εταιρειών εξειδικευμένες στην αυτοματοποίηση (πχ. Θερμοκήπια, Γεωργία Ακριβείας κτλ) Φορείς εταιρείες πιστοποίησης 51

52 Οργάνωση της Γεωργικής Παραγωγής ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΝΕΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ Δημιουργία παραλ/κότητας Επιλογή επιθυμητών γενοτύπων Αναπολλαπλασιασμός Όλες οι καλλιεργητικές φροντίδες για την προστασία και την θρέψη του φυτού Διαλογή Μηχανική, Φυσική, Χημική Επεξεργασία Συσκευασία-Τυποποίηση Διαφήμηση-Διάθεση 1 ο 2 ο 3 ο 52

53 Μεταγονιδιωματική και Τρόφιμα Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes Oct;15(5): Microecology, obesity, and probiotics. Tennyson CA, Friedman G. Curr Opin Biotechnol Apr;20(2): Epub 2009 Feb 24. Mechanisms of probiosis and prebiosis: considerations for enhanced functional foods. Saulnier DM, Spinler JK, Gibson GR, Versalovic J. J Physiol Sep 1;587(Pt 17): Epub 2009 Jun 2. The core gut microbiome, energy balance and obesity. Turnbaugh PJ, Gordon JI. 53

54 Παραδείγματα Metagenomic characterization of the microbial populations of winemaking chain - Italy Metagenomic analysis of kimchi, a traditional Korean fermented food - Korea Ελιές με προβιοτικά Greece, Italy, Spain 54

55 Εφαρμογή τεχνολογιών highthroughput sequencing technologies για την αποτίμηση των τυριών 55

56 Μικροβιακή ποικιλομορφία σε παραδοσιακά τυριά Yeast 10 genera 35 species 13% Fungi 14 genera 21 species 8% Bacteria 68 genera 237 species 79% Stenotrophomonas Acinetobacter St-Nectaire Vibrio litoralis Tetrathiobacter kashmirensis Serratia Raoultella planticola Psychrobacter 17% Acinetobacter johnsonii Alcaligenes Brevundimonas diminuta Citrobacter Enterobacter hormaechei Escherichia coli Hafnia alvei Halomonas Sphingobacterium Serratia rubideae Raoultella planticola Pseudomonas Pantoea agglomerans Ochrobacterum sp. Chryseobacterium Citrobacter freundii Enterobacter Klebsiella Pseudomonas. Pseudoalteromonas Providencia Proteus 23% Klebsiella oxytoca Kluyvera intermedia Marinomonas sp. nov. Morganella Livarot, Munster (Surface) Ref: MC Montel, ANR GRAMME

57 Μεταγονιδιωματική υπολειμμάτων Ελαιοτριβείων και βιολογικών καθαρισμών 57 In progress

58 Ευκαιρίες Μεγάλες δυνατότητες για την παραγωγή «νέων» τροφίμων Ειδικά τρόφιμα για ομάδες καταναλωτών και στο άμεσο μέλλον ίσως και εξατομικευμένα τρόφιμα - σκευάσματα Αξιολόγηση και αξιοποίηση των παραδοσιακών προϊόντων κάτω από ένα νέο πρίσμα Επιστημονική τεκμηρίωση γιατί συγκεκριμένες διατροφικές συνήθειες βοηθούν την ανθρώπινη υγεία (βλ. Μεσογειακή δίαιτα κτλ) Ανάγκες Νέα προϊόντα Νέες συνεργασίες ΕΦ και Βιομηχανίας Διαχείριση υπολειμμάτων 58

59 Έκθεση Mackinsey 59

60 Προτάσεις 60

61 61

62 «Agreement for the target».

63 Σας Ευχαριστώ για την Προσοχή σας Δρ Αναγνώστης Αργυρίου 6 Χλμ Χαριλάου Θέρμης Θεσσαλονίκη Δρ Αντώνιος Μακρής Δρ. Παναγιώτης Μαδέσης Δρ. Ελένη Στέα Δρ. Ιωάννης Σακαρίδης Δρ. Αφροδίτη Τσάμπαλα Σοφία Μιχαηλίδου Ιωάννης Γανόπουλος Κων/νος Πασέντζης 63