Редактирование генов позволило сделать выращенное в лаборатории мясо доступным
Производство мяса вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов. Например, при производстве одного килограмма (2,2 фунта) мяса выделяется около 60 кг (~ 132 фунта) парниковых газов.
Очевидно, что мы не можем запретить всем есть говядину, курицу или любой другой вид мяса, но все же есть способ сократить выбросы в результате производства мяса.
Если вместо убоя животных мы начнем производить мясо в лаборатории из культур стволовых клеток, выбросы парниковых газов могут резко сократиться.
Шокирующий отчет Калифорнийского университета в Беркли предполагает, что выращивание мяса может сократить выбросы на 96%. Однако в настоящее время самая большая проблема с культивируемым или выращенным в лаборатории мясом заключается в том, что оно настолько дорогое, что большинство людей не могут себе его позволить.
Новое исследование команды из Университета Тафтса раскрывает интересное решение этой проблемы.
Почему культивированное мясо такое дорогое?
По сравнению с мясом, полученным от убоя животных, выращенное в лаборатории мясо, возможно, требует на 99% меньше земли и на 80–90% меньше воды, но оно очень дорогое из-за особых ингредиентов, известных как факторы роста. Это сигнальные молекулы, состоящие из рекомбинантных белков.
Они запускают рост и размножение клеток животных, играя решающую роль в процессе культивирования клеток, гарантируя, что клетки разовьются в нужные ткани, составляющие мясо. Без добавления этого ингредиента невозможно превратить клетки в мясо.
Однако цена всего лишь одного грамма фактора роста может варьироваться от нескольких сотен долларов до миллионов, в зависимости от типа, и они производятся и продаются крупными промышленными поставщиками.
Вот почему «факторы роста составляют большую часть себестоимости производства культивируемого мяса (до 90% или выше). Поскольку они недолговечны в среде для культивирования клеток, их также необходимо пополнять каждые несколько дней. Это ограничивает возможности предоставить потребителям доступный продукт», — отмечают исследователи.
Ученые из Университета Тафтса модифицировали бычьи мышечные клетки таким образом, чтобы они могли самостоятельно вырабатывать факторы роста фибробластов (FGF), что избавило от необходимости приобретать факторы роста из внешних источников.
«Все мышечные клетки и многие другие типы клеток обычно нуждаются в росте FGF. Что мы сделали, так это сконструировали бычьи мышечные стволовые клетки для производства этих факторов роста и включения самих сигнальных путей», — говорит Эндрю Стаут, ведущий автор исследования и научный директор Лаборатории коммерциализации клеточного сельского хозяйства в Университете Тафтса.
Более того, поскольку FGF необходим для роста не только бычьих, но и почти всех видов мышечных клеток, этот подход также может быть применен для снижения стоимости свинины, курицы и других видов выращенного в лаборатории мяса, согласно данным исследователей.
Сила редактирования генов
Культивированное мясо производится в биореакторах — крупных сосудах, содержащих питательные вещества, соли, белки и среду, способствующую росту стволовых клеток животных. Когда факторы роста добавляются в среду внутри биореактора, в клетки животных вводятся чужеродные гены.
Эти гены стимулируют рост и размножение стволовых клеток. Однако метод, предложенный авторами исследования, не основан на использовании чужеродных генов для превращения клеток в мясо.
Вместо этого они используют редактирование генов для активации определенных генов в исходных стволовых клетках, которые могут высвобождать факторы роста.
«В этой стратегии мы не добавляем в клетку чужеродные гены, а просто редактируем и экспрессируем уже имеющиеся гены», — сказал Стаут.
Поскольку регулирующие органы, такие как Министерство сельского хозяйства США, более строги в отношении продуктов питания, содержащих чужеродные гены, чем тех, которые подверглись редактированию собственных генов. Этот метод также может упростить и ускорить получение разрешения регулирующих органов для выращенного в лаборатории мяса.
Однако этот подход к выращиванию мяса, основанный на редактировании генов, не идеален. Он также имеет некоторые ограничения.
«Хотя мы значительно сократили стоимость медиа, все еще необходимо провести некоторую оптимизацию, чтобы сделать их готовыми к использованию в отрасли. Например, мы наблюдали замедление роста с помощью модифицированных клеток, но я думаю, что мы сможем это преодолеть», — добавил Стаут.
Исследователи продолжат свою работу по дальнейшему совершенствованию метода выращивания мяса.