Устойчивая система использует фотосинтетические микроорганизмы для экологичного производства культивируемого мяса
Для удовлетворения растущего глобального спроса на продовольствие необходимы экологичные технологии производства мяса. Культивируемое мясо, впервые созданное в 2012 году, — это мясо, выращенное из мышечных клеток животных в лаборатории.
Обычно для роста мышечных клеток в культуральной среде требуется сыворотка крови животных, содержащая факторы роста. Её использование связано с высокими затратами, риском загрязнения и этическими проблемами.
Исследовательская группа под руководством профессора Тацуи Симидзу из Токийского женского медицинского университета разработала новую систему культивирования мышечных клеток без сыворотки с использованием фотосинтетических микроорганизмов. Результаты опубликованы в Scientific Reports.
Принцип работы системы:
- Клетки печени крысы секретируют факторы роста, необходимые для роста мышечных клеток.
- Однако эти клетки также производят отходы (лактат и аммиак), которые в конечном итоге тормозят рост.
- Для решения проблемы учёные использовали генетически модифицированные цианобактерии, способные поглощать лактат и аммиак и превращать их в питательные вещества (пируват и аминокислоты).
Новая система ко-культивирования:
- Клетки печени крысы культивируют вместе с модифицированными цианобактериями.
- Цианобактерии снижают уровень лактата на 30%, а аммиака — более чем на 90%.
- Они также производят питательные вещества, предотвращая их истощение клетками печени.
- Супернатант (жидкость над клетками) из этой совместной культуры собирают и используют для выращивания мышечных клеток.
Результаты:
- При использовании супернатанта от совместной культуры скорость роста мышечных клеток оказалась в три раза выше, чем при использовании супернатанта только от клеток печени.
- Это демонстрирует, что ко-культивирование с цианобактериями значительно улучшает качество среды как альтернативы сыворотке за счёт утилизации отходов.
Значение и перспективы:
Система предлагает новый низкозатратный и устойчивый метод культивирования клеток, применимый в:
- производстве культивируемого мяса,
- ферментации,
- биофармацевтическом производстве,
- регенеративной медицине.
Эта технология может помочь в решении проблем продовольственной безопасности, этических вопросов и изменений климата, позволяя производить мясо без забоя животных.