科学者は、より安価で持続可能な培養肉のための植物ベースの細胞培養足場を開発します

01年2023月XNUMX日（Nanowerkニュース) シンガポール国立大学 (NUS) の研究チームは、一般的な植物タンパク質を使用して食用細胞培養足場を 3D プリントすることに成功し、より手頃な価格で持続可能な実験室で栽培された肉を食卓に提供できるようになりました。 消費者が食品の環境や倫理への影響をより意識するようになるにつれて、培養肉または細胞ベースの肉としても知られる研究室で栽培された肉が、食事性タンパク質源としてますます人気が高まっています。培養肉は、動物から骨格筋細胞を採取し、細胞が増殖して組織に発達するときに構造的支持を提供する足場と呼ばれる三次元構造物上でそれらを成長させることによって生産されます。 しかし、細胞培養足場は通常、合成材料または動物由来の材料で作られており、これらは高価すぎるか、または食べられません。代替手段を求めて、NUS食品科学技術部の副部長である黄徳建教授率いるチームは、生分解性があり、動物細胞と生体適合性があることが知られている植物タンパク質に注目しました。重要なことに、植物タンパク質は食品消費の一般的な要件も満たしており、結果として得られる足場が肉の培養に適したものになります。 「高精度 3D プリンティング技術用の生体材料として、すぐに入手できる穀物プロラミンを使用することで、繊維質の品質を備えた培養筋肉肉スライスを製造するための、食用で構造化された足場を製造するための新しい方法が開かれます」とファン教授は述べています。 最先端の持続可能性研究を生み出すというNUSの推進力に沿ったチームの研究が、雑誌に掲載されました。 先端材料 (「細胞ベースの肉培養用の 3D プリントされたプロラミン足場」). 食用細胞培養足場を使用して栽培された培養豚。 （画像：シンガポール国立大学）

食べられる足場作り

プロラミンは植物貯蔵タンパク質のファミリーであり、その特定のアミノ酸プロファイルにより栄養価が低くなります。 実際、プロラミンはでんぷん産業や植物油産業で廃棄物として生成されます。 それにも関わらず、黄教授と彼のチームは、プロラミンのこれらの特性を活用して、手頃な価格で持続可能な肉文化用のリソースを考案しました。 具体的には、研究者らは、それぞれゼイン、ホルデイン、セカリンとしても知られるトウモロコシ、大麦、ライ麦粉由来のプロラミンの混合物を使用した。 これらの混合物は、生物医学用途で一般的に使用される高精度 3D 印刷技術である電気流体力学印刷用のインクとして機能しました。 プロラミン構築物が肉の培養に適しているかどうかを評価するために、プロラミン構築物を細胞培養培地に浸し、7日後に検査して構造変化を調べました。 走査型電子顕微鏡で観察したところ、足場はその構造を保持しており、崩壊していませんでしたが、表面に複数の穴ができていました。 しかし、研究者らによれば、これらの細孔は、構造的弱点の証拠というよりは、培養細胞によって分泌される酵素の結果である可能性が高いとのことです。 肉の培養に足場が役立つためには、足場が農業動物の筋肉細胞と生体適合性である必要があります。これは、足場がこれらの細胞に適応し、その成長と発達をサポートできる必要があることを意味します。 これをテストするために、Huang教授とチームはブタ骨格筋由来の幹細胞をプロラミン構築物に播種し、その後数日間細胞増殖を測定した。 彼らは、細胞が足場上で広範囲に分裂し、接種後 11 日後に最大​​数に達することを発見しました。 幹細胞は、ゼイン/ホルデインおよびゼイン/セカリン足場の両方で比較的よく増殖しました。 重要なことに、組織工学の一般的なツールである標準的なポリカプロラクトン足場と比較した場合、プロラミン構築物上に播種されたブタ細胞ははるかに速く増殖し、植物タンパク質ベースの足場が標準的な合成ポリマーよりも培養肉の生産に適していることが実証されました。 「植物タンパク質から作られた足場は食用であり、細胞の接着を促進し、分化を誘導し、肉の成長を促進することができる多様で可変的なペプチド配列を持っています。 これに対し、培養肉に使用されるプラスチックビーズなどの合成足場には、動物細胞が付着し増殖しにくい官能基がありません。 さらに、合成足場は食用ではなく、肉培養から足場を分離するために追加の手順が必要です」と黄教授は詳しく説明した。 概念実証として、研究チームは、ゼイン/セカリン足場上で豚の皮膚幹細胞を培養し、筋肉に分化または成熟させて、実際の肉のスライスを製造することを試みました。 肉の赤みを再現するためにビートエキスを使用しました。 彼らの実験は成功したことが判明した。 研究チームは12日以内に、質感や全体的な外観が本物の動物の肉に似た肉を培養することに成功した。 「足場は食用であったため、最終製品から足場を抽出するための特別な手順や追加の手順は必要ありませんでした」とファン教授は語ります。

さらなる発展

Huang教授と彼のチームは、植物タンパク質ベースの技術の改良に積極的に取り組んでいます。たとえば、プロラミン構築物の特定の構造と組成が動物幹細胞の成長と筋肉組織の形成にどのような影響を与えるかをより適切に判断するには、より多くの研究が必要です。 「さらに、私たちは、厳しい規制要求を満たす安全性プロファイルと、推奨される食事のニーズを満たす栄養成分を備えた、得られた肉製品が市場に出せる状態であることを保証する必要があります」とファン教授は言います。 「もちろん、美味しさも必要です。伝統的に養殖された肉製品と競合するには、風味、香り、食感を慎重に調整する必要があります。」

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• プラトアイストリーム。 Web3 データ インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• 未来を鋳造する w エイドリエン・アシュリー。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62921.php