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# 生物学# 細胞生物学

培養肉生産の進展

研究は培養肉をもっと効率的にして、環境への影響を減らすことを目指している。

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培養肉の突破口培養肉の突破口だね。肉の生産コストを下げる努力が期待できそう
目次

肉の生産、特に牛肉は、たくさんの土地を使い、高い排出量を出すんだ。2050年までに世界人口が大幅に増えるって予測されてるから、従来の肉の生産は需要に追いつけないよ。今の農地のほとんどは家畜の餌に使われてる。期待される代替手段は、培養肉で、土地の使用を減らして、地球温暖化の影響を抑える助けになるかもしれない。

培養肉の台頭

培養肉のアイデアは2013年に始まって、驚くべきことに€250,000もするハンバーガーが作られたんだ。このバーガーは胎児牛血清(FBS)って高価で物議を醸す成分を使って作られた。それ以来、研究グループは培養肉を手頃に効率よく作るために頑張ってる。大きな課題の一つは、培養のための培地で、これは生産コストの95%以上を占めるんだ。この培地の成分、特に成長因子は高価なんだ。

培地開発の進展

初期の培地のバージョンは他の細胞タイプのためのフォーミュラに基づいてたけど、効果的でもなかったし手頃でもなかった。でも、研究者たちは重要な進展を遂げた。いくつかのグループが、細胞の効率的な成長を可能にする新しい血清フリー培地のフォーミュレーションを導入したんだ。

最初の最適化された培地はB9って呼ばれてて、以前のEssential 8って培地から開発されたんだ。これは安定化のためにヒト血清アルブミンを含んでいて、FBSに近い性能を発揮しながらもずっと安いんだ。

別のグループは、いくつかの成長因子の組み合わせを使った異なる血清フリー培地を作って、FBSベースの培地に匹敵する効率を達成したんだ。

成長因子の重要性

成長因子は、培養中の細胞の成長と増殖に欠かせないんだ。これらのタンパク質は敏感で、ラボ環境で簡単に壊れちゃうことがある。研究によれば、成長因子を低用量で頻繁に使う方が、一度に高用量を使うよりも良い結果を得られることがわかった。この方法は細胞の成長を改善するだけじゃなく、コストも大幅に節約できるんだ。

単一成分のテスト

科学者たちは、血清フリー培地で細胞の成長を促進するものを見つけるために、たくさんの個別成分を試してる。いろんな因子がテストされて、特定の組み合わせが牛の衛星細胞の増殖を促進するのに最も効果的だったんだ。最良の結果は、単体でなく、二つ以上の因子を一緒に使った時に得られたよ。

培養培地の安定剤

安定剤は成長因子を安定させて機能させるのを助けるんだ。従来はアルブミンが使われてたけど、他の安価で食品安全な選択肢も探られてる。メチルセルロースとDL-アラニンは、アルブミンに比べて高コストなしで培地の効果を改善する可能性がある二つの安定剤なんだ。

コスト効率の良い解決策

培養肉を開発する大きな目標の一つはコストを削減することだよ。代替の安定剤を導入したり、高価な成長因子の量を減らすことで、より手頃な培地に繋がるんだ。いろんな安定剤の組み合わせを試すことがキーだった。ある安定剤の混合物は、アルブミンだけを使うよりもパフォーマンスが良かったんだ。

長期的な細胞成長

培養肉の生産を成功させるためには、細胞の長期的な成長が必要なんだ。研究者たちは、新しい培地で衛星細胞がどれだけ成長できるかを評価するために長期間の試験を行った。結果は、安定化された培地を使うことで細胞の増殖が改善されることを示してたよ。

他の動物細胞への影響

研究者たちはまた、これらの培地と安定剤が豚や鶏の衛星細胞にどう作用するかも探ってる。結果は期待できるもので、安定化された培地がさまざまな動物細胞の成長に役立つかもしれないということを示してたんだ。

業界への応用

この発見は、培養肉の分野を超えて広がるんだ。ワクチンやバイオ医薬品を生産する業界も、この研究で得られた知識の恩恵を受けることができる。改善された培地や安定剤は、治療用タンパク質の生産を向上させることができるんだ。

結論

培養肉の分野での最近の進展はワクワクする可能性を示してる。効果的な培地の組成と安定剤を開発することで、研究者たちは培養肉の生産をより効率的で手頃にすることを目指してる。これによって、食料生産が革命的に変わるだけでなく、環境への負担を減らし、持続可能な未来に貢献できるかもしれないね。

オリジナルソース

タイトル: Never let me down: new possibilities for lowering serum free cultivation media costs

概要: Cultivated meat may be a more ethical, environmentally friendly, antibiotic-free meat alternative of the future. As of now, one of the main limiting factors for bringing cultivated meat to the market is the high cost of the cell culture media and their great dependency on serum albumins, production of which is predicted to become a major bottleneck of this industry. Here, using bovine muscle stem cells (BSC) we optimized B8/B9 medium - one of the well-established serum free, fully defined medium compositions available for purchase or for preparation in-house. We show several combinations of the growth factors/myokines/hormones, which were able to substantially increase BSCs proliferation rate, as well as treatment schemes allowing for five to ten times lower concentrations of signaling molecules for the same effect. Additionally, we identified several food grade, low-price medium stabilizers, exhibiting comparable or even superior stabilization of the B8 medium in short-term cultivations, as compared to recombinant human serum albumin (HSA). DoE aided in identifying the best cultivation conditions. Other satellite cells (porcine, chicken and fish) were grown in several final cell culture medium compositions, showing significant cell-line specific differences in performance. Also, the proliferation and yield of CHO cell line, which is relevant e.g. for the production of growth factors, was also successfully increased using our stabilization approach. We conclude that stabilizers tested here can act as versatile low-cost medium additives, partly by prolonging the half-life of growth factors. Thus, we provide an alternative to HSA, enabling up to an overall 73% reduction of medium price.

著者: Aleksandra Fuchs, L. Schenzle, K. Egger, B. Spangl, M. Hussein, A. Ebrahimian, H. Kuehnel, F. C. Ferreira, D. M. C. Marques, B. Berchtold, N. Borth, H. Pichler

最終更新: 2024-06-27 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.13.516330

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.13.516330.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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