Искусственное мясо на растительном «каркасе»: как выращивают еду будущего
При производстве культивированного мяса ученые обычно начинают с клеток определенного типа животных (например, коровы): высевают эти клетки на трехмерный материал с микроструктурой, напоминающей строительные леса, а затем ждут, пока клетки воспроизведутся внутри заданной структуры. В результате получается твердый кусок выращенного в лаборатории мяса с реалистичной текстурой, которую обеспечивает каркас.
До сих пор большая часть «лесов» изготавливалась из экспериментальных синтетических материалов, которые дороги, иногда несъедобны, а порой сделаны из материалов, полученных из забитых животных, что противоречит самой цели выращивания мяса в лаборатории.
В поисках лучшей альтернативы ученые из Национального университета Сингапура обратили внимание на проламины — белки, содержащиеся в развивающихся семенах растений. В частности, исследователи извлекли проламины, известные как зеины, гордеины и секалины, из кукурузной, ячменной и ржаной муки соответственно.
Биочернила, состоящие из различных смесей этих проламинов, использовались для 3D-печати каркасов клеточных культур, к которым добавлялись стволовые клетки из ткани скелетных мышц свиньи. Через 11 дней каркасы, изготовленные из чернил зеин/гордеин и зеин/секалин, показали себя особенно хорошо. Ученые приступили к использованию каркаса из зеина/секалина — с добавлением экстракта свеклы для цвета — для получения кусочка натуральной свиной ткани в течение 12 дней.
Важно отметить, что проламиновые каркасы позволяют выращивать клетки свиньи быстрее, чем каркасы из поликапролактона, полимера, обычно используемого в тканевой инженерии.
«Каркасы, изготовленные из растительных белков, съедобны и имеют разнообразные и изменчивые пептидные последовательности, которые могут способствовать прикреплению клеток, вызывать дифференцировку и ускорять рост мяса, — рассказал ведущий ученый профессор Хуан Дэцзянь. — Напротив, синтетические каркасы, такие как пластиковые шарики, используемые для культивируемого мяса, не имеют функциональной группы, что затрудняет прикрепление и размножение клеток животных. Кроме того, синтетические каркасы несъедобны, и потому требуются дополнительные шаги для отделения каркасов непосредственно от тканей мяса».