Искусственно выращенные в лаборатории аналоги мяса — то есть клетки животных, полученные без них самих — могут помочь прокормить растущее население Земли. К сожалению, производство «мяса из пробирки» по-прежнему обходится очень дорого. Авторы новой статьи придумали, как сделать процесс гораздо дешевле и доступнее — для этого они заставили клетки самостоятельно синтезировать для себя факторы роста.
Культуральные флаконы с клетками / © Tufts University
Численность населения планеты Земля перевалила за восемь миллиардов и продолжает неуклонно расти. При этом объемы доступных человечеству ресурсов (включая продукты питания) за ним явно не поспевают. Чтобы прокормить такое множество людей и избежать глобальных гуманитарных катастроф, ученые ищут альтернативные источники пищи, в том числе богатые ценным белком.
Яркий пример — так называемое мясо из пробирки, то есть клетки сельскохозяйственных видов животных, которые растут в питательной среде в лаборатории. Получать такое подобие мяса куда дешевле, чем выращивать целую свинью или, скажем, корову. К тому же технология позволяет избежать многих издержек скотоводства — применения опасных антибиотиков и гормонов, а также не содержать животных в условиях, при которых они могут страдать.
Над развитием этой биотехнологической инициативы работает множество стартапов, ей посвящены солидные научные публикации, однако «пробирочному мясу» по-прежнему очень далеко до массового потребителя. К сожалению, такое производство встречает трудности — в том числе из-за банальной дороговизны компонентов питательных сред для клеток.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Cell Reports Sustainability, нашли способ сократить одну из главных статей расходов при выращивании «искусственного мяса». Новшество позволяет обойтись без введения фактора роста FGF2 (fibroblast growth factor 2, фактор роста фибробластов).
Дело в том, что, в отличие от культивируемых в лаборатории бактерий или, допустим, водорослей, культуры клеток животных не могут обойтись без особых факторов роста. Это вещества, которые стимулируют рост, дифференциацию и деление клеток — обычно синтезом таких соединений заняты другие клетки того же организма. Лишенная факторов роста клетка быстро останавливает деление или гибнет.
Поэтому биологи, которые выращивают клеточные культуры животных «в пробирке», всегда добавляют им в питательную среду (помимо минералов, витаминов и так далее) еще и факторы роста. Они представляют собой специализированные белки, которые довольно дорого получать и не всегда удобно использовать.
Исследователи из американского Университета Тафтса (Tufts University) нашли остроумный способ обойтись без введения гормона роста извне — в этом случае фактора роста фибробластов 2 (FGF2) — при выращивании клеток. Они модифицировали геном стволовых клеток мышц коровы (immortalized bovine satellite cells, iBSC) так, что те сами начали синтезировать себе фактор роста или же могли вообще без него обойтись. Эти клетки хорошо росли в культуре и не отличались по основным признакам от исходных клеток крупного рогатого скота.
Важное преимущество новых клеток в том, что они не относятся к ГМО, то есть генетически модифицированным организмам, в геном которых привнесена чужеродная ДНК. Все генетические манипуляции в этом случае ограничились изменением собственного генома клеток. Значит, к «мясу в пробирке» не применимы строгие законодательные ограничения, регулирующие создание трансгенных организмов.
Новшество делает массовое производство «мяса из пробирки» намного реалистичнее, ведь 90 процентов его стоимости — как раз затраты на факторы роста. Авторы статьи также отметили, что технологию вполне можно масштабировать для производства прочих видов мяса — свинины, курятины и даже рыбы, — ведь рост соответствующих клеток принципиально не отличается и требует очень похожих на FGF2 факторов роста.
Комментарии
Похоже, мир будущего будет не таким уж радужным...