Культивируемому мясу необходимы факторы роста, позволяющие клеткам расти. Эти факторы роста часто добавляют в среду для культивирования клеток, что дорого и влияет на потенциал коммерциализации. Однако новые исследования показывают, что отредактированные бычьи клетки могут производить факторы роста самостоятельно, что устраняет необходимость добавления дорогостоящих факторов роста в культуральную среду.
Производство кисломолочного мяса – сложный процесс. Во многих частях мира все еще не получено одобрение регулирующих органов. Одним из основных препятствий на пути коммерциализации является стоимость, а одной из основных затрат является использование факторов роста.
Не отказывайтесь от факторов роста легко: факторы роста являются одной из наиболее важных частей производства культивированного мяса, поскольку они стимулируют рост клеток. Чтобы стимулировать рост, в среду для культивирования клеток необходимо добавлять факторы роста — смесь питательных веществ, необходимых для функционирования культивируемого мяса. Однако они также очень дороги, что является одной из основных причин, почему производителям культивированного мяса трудно производить культивированное мясо по цене, приемлемой для потребителей.
Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Cell Reports Sustainability, показывает, что бычьи клетки можно сконструировать так, чтобы они производили собственные факторы роста, что устраняет необходимость добавления дорогостоящих факторов роста в среду для культивирования клеток. Это может стать благом для отрасли.
Ведущий исследователь Эндрю Стаут сказал: «Система этого типа потенциально может значительно снизить стоимость производства культивированного мяса, поскольку она позволяет самим клеткам работать с нами во время производственного процесса, сокращая внешние затраты (добавленные ингредиенты), таким образом, вторичные производственные процессы которые уменьшают эти затраты »
Роль факторов роста в бессывороточных средах
Факторы роста необходимы, поскольку они обеспечивают сигналы для роста и дифференцировки клеток. Например, фактор роста фибробластов (FGF) способствует росту клеток скелетных мышц. Без этого фактора роста рост клеток замедляется. Однако они, как правило, являются очень дорогой частью среды для культивирования клеток и их необходимо часто заменять.
Например, Beefy-9, культуральная среда для иммортализованных бычьих сателлитных клеток (iBSC), основана на дорогостоящем факторе роста фибробластов 2 (FGF2). После замены альбумина, другого дорогостоящего ингредиента, рапсом, FGF2 остался самым дорогим ингредиентом, на его долю приходится около 60% стоимости.
«В настоящее время цена высока, потому что факторы роста фибробластов (FGF) производятся рекомбинантным путем, путем конструирования бактерий для производства белков с последующей экстракцией белков из этих бактерий», — сказал нам Стаут.
«Это включает в себя совершенно дополнительный биологический процесс, при котором бактерии культивируются в больших банках для производства факторов роста и проходят дорогостоящие этапы по сбору и очистке этих факторов роста», — сказал нам Стаут. «По сути, это второй предшествующий процесс «выращивания факторов роста». требуется для обеспечения сырья для процесса выращивания мяса »
«Большая часть затрат связана с очисткой, но бактериальная культура также имеет неотъемлемые затраты. В наши дни, конечно, можно снизить стоимость производства рекомбинантного белка, но нынешние масштабы и методы производства все еще очень дороги, и всегда будут определенные затраты на высокопереработанные факторы, добавляемые в качестве ингредиентов, по сравнению с приготовлением его самостоятельно из коровьего (или другое мясо) клетки. »
Инжиниринг, снижающий затраты
Чтобы исключить необходимость использования таких дорогих факторов роста, исследователи разработали iBSC для производства собственных факторов роста, то есть им не нужно было добавлять дорогие факторы роста в сыворотку. Эти клетки способны размножаться в культуральной среде, не содержащей FGF2, что значительно снижает стоимость производственного процесса.
«Прежде чем мы вставим ген бычьего FGF в промотор (сегмент ДНК, который помогает ускорить выработку белка геном) в геноме клетки, мы можем включить или выключить промотор, добавив определенное химическое вещество в культуру клеток. Другими словами, используя химические вещества, действующие как переключатели, мы можем заставить стволовые клетки производить большое количество FGF, а затем останавливать производство, когда это необходимо. «Это важно, потому что после того, как мы индуцируем рост стволовых клеток с помощью FGF, нам необходимо отключить FGF, чтобы клетки могли сосредоточиться на преобразовании в зрелые мышечные клетки», — сказал нам Стотт.
Однако этот процесс пока не может быть коммерциализирован из-за снижения скорости роста и дифференцировки сконструированных клеток.
Тем не менее, этот процесс имеет большой потенциал. «Теоретически его можно использовать для выращивания цыплят, рыбы и свинины», — сказал Стаут. У этого также есть преимущество устойчивости. »
Стаут сказал нам: «Этот процесс, вероятно, улучшит экологические показатели, поскольку вам больше не нужен весь процесс производства вторичного рекомбинантного фактора роста (с использованием энергии, ресурсов и т. д.) для поддержки производства культивированного мяса».
Sourced From: Cell Reports Sustainability
- ‘Engineered autocrine signaling eliminates muscle cell FGF2 requirements for cultured meat production’
- Published on: 26 January 2024
- Doi: https://doi.org/10.1016/j.crsus.2023.100009
- Authors: A. J. Stout, X. Zhang, S. M. Letcher, M. L. Rittenberg, M. Shub, K. M. Chai, M. Kaul, D. L. Kaplan
Комментарии