Ещё один шаг от фермы: мясо из бессмертных стволовых клеток
Для того чтобы клеточное сельское хозяйство — процесс выращивания мяса в биореакторах — могло прокормить миллионы людей, необходимо преодолеть ряд технических проблем. Мышечные клетки кур, рыб, коров и других источников пищи должны будут производиться в масштабах миллионов метрических тонн в год. В рамках этой цели исследователи из Центра клеточного сельского хозяйства Университета Тафтса (TUCCA) создали иммортализированные стволовые клетки мышц крупного рогатого скота (iBSCs), которые могут быстро расти и делиться сотни раз, а возможно, и бесконечно.
Это достижение, описанное в журнале ACS Synthetic Biology, означает, что исследователи и компании по всему миру могут получить доступ к клеткам и разрабатывать новые продукты, не прибегая к повторным биопсиям у сельскохозяйственных животных.
Производство культивируемого мяса потребует мышечных и жировых клеток с очень высокой способностью к росту и делению. Хотя клеточное мясо привлекает внимание СМИ (например, предварительное одобрение FDA культивируемой курятины или даже гамбургер, выращенный с ДНК мастодонта), продукты по-прежнему дороги, и их сложно масштабировать.
Обычные мышечные стволовые клетки, взятые у живых животных для начала культуры, обычно делятся лишь около 50 раз, после чего начинают "стареть" и становятся нежизнеспособными. Хотя теоретически эти стволовые клетки могут произвести значительное количество мяса, иммортализированные клетки, разработанные командой TUCCA, предлагают несколько преимуществ. Одно из них — возможность производить значительно больше массы для производства мяса.
Другое преимущество в том, что широкое распространение этих клеток снизит барьер входа для других исследователей в область клеточного сельского хозяйства — поиска способов снизить затраты и преодолеть проблемы масштабирования производства.
Ключевые шаги иммортализации
Два шага были ключевыми для превращения обычных стволовых клеток мышц КРС в иммортализированные:
- Сохранение теломер: Исследователи модифицировали клетки, чтобы они постоянно восстанавливали свои теломеры — концевые участки хромосом, которые укорачиваются при делении, что в итоге приводит к старению и гибели клетки. Это эффективно сохраняет хромосомы "молодыми".
- Стимуляция деления: Клетки были запрограммированы на непрерывную выработку белка, стимулирующего критическую стадию клеточного деления. Это действует как "турбонаддув" процесса и помогает клеткам расти быстрее.
Созревание клеток и безопасность
Стволовые клетки мышц — это не конечный продукт, который можно есть. Они должны не только делиться, но и дифференцироваться в зрелые мышечные клетки, аналогичные тем, что мы едим в стейке или филе. Исследователи обнаружили, что новые стволовые клетки действительно дифференцируются в зрелые мышечные клетки, хотя и не полностью идентичные клеткам из обычных стволовых клеток КРС.
Что касается безопасности употребления "бессмертных" клеток, то к моменту сбора, хранения, приготовления и переваривания клеток не остаётся жизнеспособного пути для их дальнейшего роста. Как и натуральное мясо, клетки становятся инертным материалом.