Штучно вирощені в лабораторії аналоги м’яса – тобто клітини тварин, отримані без них самих – можуть допомогти прогодувати населення Землі, що росте. На жаль, виробництво «м’яса з пробірки», як і раніше, обходиться дуже дорого. Автори нової статті придумали, як зробити процес набагато дешевшим і доступнішим — для цього вони змусили клітини самостійно синтезувати для себе фактори зростання.
Чисельність населення планети Земля перевищила вісім мільярдів і продовжує неухильно зростати. При цьому обсяги доступних людству ресурсів (включно з продуктами харчування) за ним явно не встигають. Щоб прогодувати таку величезну кількість людей і уникнути глобальних гуманітарних катастроф, вчені шукають альтернативні джерела їжі, у тому числі багаті цінним білком.
Яскравим прикладом є так зване м’ясо з пробірки, тобто клітини сільськогосподарських видів тварин, які ростуть у живильному середовищі в лабораторії. Отримувати таку подобу м’яса набагато дешевше, ніж вирощувати цілу свиню чи, скажімо, корову. До того ж технологія дозволяє уникнути багатьох витрат скотарства – застосування небезпечних антибіотиків і гормонів, а також не утримувати тварин в умовах, за яких вони можуть страждати.
Над розвитком цієї біотехнологічної ініціативи працює безліч стартапів, їй присвячені солідні наукові публікації, проте «пробирковому м’ясу», як і раніше, дуже далеко до масового споживача. На жаль, таке виробництво зустрічає труднощі — зокрема через банальну дорожнечу компонентів живильних середовищ для клітин.
Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Cell Reports Sustainability, знайшли спосіб скоротити одну з головних статей витрат при вирощуванні “штучного м’яса”. Нововведення дозволяє уникнути введення фактора росту FGF2 (fibroblast growth factor 2, фактор росту фібробластів).
Річ у тому, що, на відміну від бактерій, що культивуються в лабораторії або, припустимо, водоростей, культури клітин тварин не можуть обійтися без особливих факторів росту. Це речовини, які стимулюють ріст, диференціацію та поділ клітин – зазвичай синтезом таких сполук зайняті інші клітини того ж організму. Позбавлена факторів росту клітина швидко зупиняє поділ або гине.
Тому біологи, які вирощують клітинні культури тварин «у пробірці», завжди додають їм у живильне середовище (крім мінералів, вітамінів тощо) ще й фактори росту. Вони є спеціалізованими білками, які досить дорого отримувати і не завжди зручно використовувати.
Дослідники з американського Університету Тафтса (Tufts University) знайшли дотепний спосіб обійтися без введення гормону росту ззовні – у цьому випадку фактор росту фібробластів 2 (FGF2) – при вирощуванні клітин. Вони модифікували геном стовбурових клітин м’язів корови (immortalized bovine satellite cells, iBSC) так, що ті самі почали синтезувати собі фактор росту або могли взагалі без нього обійтися. Ці клітини добре росли в культурі і не відрізнялися за основними ознаками вихідних клітин великої рогатої худоби.
Важлива перевага нових клітин у тому, що вони не належать до ГМО, тобто генетично модифікованим організмам, до геному яких привнесена чужорідна ДНК. Усі генетичні маніпуляції у разі обмежилися зміною свого геному клітин. Отже, до «м’яса в пробірці» не застосовні суворі законодавчі обмеження, що регулюють створення трансгенних організмів.
Нововведення робить масове виробництво «м’яса з пробірки» набагато реалістичнішим, адже 90 відсотків його вартості — саме витрати на фактори зростання. Автори статті також зазначили, що технологію цілком можна масштабувати для виробництва інших видів м’яса — свинини, курятини і навіть риби, адже зростання відповідних клітин принципово не відрізняється і потребує дуже схожих на FGF2 факторів зростання.