La Knowledge-based Bio-economy nel Settimo Programma Quadro. Valerio Abbadessa ENEA - EU Liaison Office Bruxelles

Motivazioni Costruire una Knowledge-Based Bio-Economy (KBBE) europea Rispondere alle sfide sociali ed economiche : Prodotti alimentari di qualità e produzione sostenibile Sindromi metaboliche e malattie legate alla dieta (mal. cardiovascolari, obesità …) Malattie infettive del bestiame e zoonosi Agricoltura/pesca sostenibile e cambiamenti climatici Biomateriali ‘puliti’ da risorse biologiche rinnovabili Coinvolgere tutti gli attori (incl. industria) nella ricerca Supportare CAP e CFP Rispondere rapidamente alle esigenze della ricerca  4 Fs: Food, Fiber, Fuel and Feed

annuale (miliardi di €) Bio-economia La bio-economia europea ha un turnover annuale di oltre 1500 miliardi € e fornisce occupazione a 22 milioni persone. Settore Turnover annuale (miliardi di €) Impiego (milioni) Fonte Cibo e Bevande 850 4.1 CIAA Agricoltura 210 15 COPA-COGECA Pesca 8 0.5 FAO Carta, Cuoio, etc. 400 0.3 diretti (4.0 indiretti) CEPI Silvicoltura 150 2.7 CEI-BOIS Biotech industriale 50 McKinsey* Totale 1618 22.1 *stimata intorno ai 100-160 milioni € per il 2010

Futuro della bio-economia – Fattori interni – Fattori esterni Cambiamenti filiera agro-alimentare Globalizzazione Demografia Clima e Energia Economia Risorse umane Salute – Umana e Animale Ambiente Scienza Nuove Tecnologie - Tecnologie Convergenti

environmental science Conoscenza chemistry toxicology neuroscience biophysics biochemistry material science pharmacology nutritional science biology endocrinology microbiology Food Science consumer science environmental science medicine PRODUCTION PROCESSING PACKAGING DISTRIBUTION CONSUMPTION

Scelta e comportamento dei consumatori Bioinformatica Banca dati, conoscenza, ‘in silico’ analisi Nanotecnologie Nuovi materiali, strumenti e sistemi Proprietà fisiche, chimiche e biologiche del cibo Scienze Cognitive Scelta e comportamento dei consumatori Altre Tecnologie

Nanotecnologie: ubiquitarie

Nanotecnologie. Mercato mondiale Previsione in miliardi di dollari

I colori della biotecnologia Rossa farmaceutica diagnostica prodotti medicali Biotecnologia Verde input traits output traits biofarming Biotecnologia Grigia tecnologie ambientali biocatalisi fermentazione bioprodotti Biotecnologia Bianca

Biotecnologia bianca: la terza onda del biotech Penetrazione di mercato Biotec rossa Biotecnologia bianca Biotec verde Oggi Tempo © McKinsey

Impatto della biotecnologia sull’industria chimica McKinsey Study 2003

Biotecnologia bianca: dalle risorse ai prodotti BioRinnovabili Diventare piu’competitivi Ridurre emissioni CO2 Conservare risorse fossili BioProcessi / BioConversione Processi piu’ selettivi migliorano l’impatto economico ed ecologico Processi semplificati da varie fasi integrate BioProdotti Biopolimeri Biofarmaceutici Enzimi, es. per detergenti Biocarburanti

Biotecnologia attrae … … possono essere usate risorse nuove, economiche, sostenibili e eco-efficienti …bioprocessi sono molto selettivi … nuove opportunità di lavoro e di mercato ad alto valore aggiunto

… ma biotecnologia e’ anche una possibile ‘minaccia’ … distruttiva … competizione, IPR per Nuovi prodotti Migliori processi cheaper feedstock … implicazioni per la società e l’economia Sostenibilità pensioni, assistenza sanitaria + lunga…

‘Complessita’ nella Knowledge-base Bioeconomy Trasformare le conoscenza su cellule e funzioni biologiche delle piante, animali e microrganismi in innovazione economica e sociale. Il ruolo della cellula e dei sistemi cellulari: come fabbriche di cellule metaboliche e fornitrici di biomassa come target primario per l’ingestione di cibo e health - come fonte d’innovazione biotecnologica tramite lo sfruttamento della diversità microbica Esempio 1: Dalla cellula ai prodotti di bioraffineria Esempio 2: Dalla cellula alla salute e benessere dei consumatori Esempio 3: Dalla cellula a nuovi prodotti ed ambiente più pulito

Exponential increase in the amount of experimental data

Nutrizione Personalizzata ‘Knowledge based bio-economy’ - Complessita’ in food e health Cellule Organi Individui Individuo Composti Prodotti Dieta Cibo Animali Piante Ambiente Cibo Livello Organizzativo Domanda Offerta Livello Organizzzativo Nutrizione Personalizzata Salute Pubblica Innovazione Benessere Societa’

Sfruttare la diversita’ microbiale molecolare: Un caso speciale La scoperta di batteri in grado di comunicare tra loro ha cambiato la nostra percezione di molti singoli, semplici organismi che (con)vivono nel nostro mondo. Invece di un linguaggio comune, i batteri usano delle molecole (signaling molecules) che sono rilasciate nell’ambiente (Quorum Sensing). Oltre a rilasciare queste molecole, i batteri sono in grado di misurare la concentrazione delle molecole all’interno di una popolazione. Lo scopo del quorum sensing e’ di coordinare certi comportamenti od attività tra batteri dello stesso tipo, dipendendo dalla loro concentrazione. La biotecnologia puo’ sfruttare il QS ‘indirizzando’ il comportamento microbico verso la sintesi di bioprodotti in bioreattori o verso la degradazione di contaminanti in ambiente aperto Cortesia della CE

Cooperation – Collaborative research 10 Priorita’ Tematiche Health Food, Agriculture, Fisheries and Biotechnology Information and Communication Technologies Nanosciences, Nanotechnologies, Materials and new Production Technologies Energy Environment (including Climate Change) Transport (including Aeronautics) Socio-Economic Sciences and the Humanities Space Security

Knowledge Based Bio-Economy ETPs nel KBBE www.suschem.org http://etp.ciaa.be Industrial biotechnology European Biofuels TP Knowledge Based Bio-Economy Farm Animal Breeding www.fabretp.org ETP Global Animal Health www.forestplatform.org ETP Plants for the Future www.ifah.be/Europe/EUPlatform/Platform.htm www.epsoweb.org

ERA Nets nel KBBE ERA-PG SAFEFOODERA ERA-IB EUPHRESCO EUROTRANSBIO ACRONIMO TITOLO ERA-PG European Research Area - Plant Genomics SAFEFOODERA Food Safety - Forming a European platform for protecting consumers against health risks ERA-IB Towards an ERA in Industrial Biotechnology EUPHRESCO Coordination of European Phytosanitary (Statutory Plant Health) Research EUROTRANSBIO EUROpean network of TRANS-national collaborative RTD for SME’s projects in the field of BIOtechnology WOODWISDOM-NET Networking and integration of National programmes in the area of wood material science and engineering ERA-SAGE European Research on Societal Aspects of Genomics CORE-ORGANIC Coordination of European Transnational Research in Organic Food and Farming ARD The Agricultural Research for Development (ARD) dimension of the European Research Area (ERA) ERASysBio Towards a European Research Area for Systems Biology - A Transnational Funding Initiative to Support the Convergence of Life Sciences with Information Technology & Systems Sciences

Environmental technology Action Plan (ETAP) Action Plan + 2 Direttive su Biofuels Biomass Action Plan Diversi studi: es.BIO4EU, IPCC report, OECD/IEA 2007….

Imperativo: Coordinarsi! La natura ci mostra come: i volatili coordinano i loro sforzi e.. 71 % guadagno in efficienza

Grazie per l’attenzione