起源于1990年代末,实验室培养或非养殖肉,由提供干细胞从动物的肌肉中提取合适的生长介质和营养,使他们能够增殖并分化成肌肉组织。以这种方式创建肉可以帮助解决一些环境和与畜牧业相关的伦理问题,以及为消费者提供健康福利。
配对细胞与基因工程农业也可以使开发新型食品,与非功能,这可能是营养增强。在最近发表的一项研究代谢工程,塔夫斯大学的研究人员设计牛细胞内生生产八氢番茄红素,番茄红素和β-carotene,发现减少脂质氧化水平当这个非养殖肉是煮熟的。
188金宝搏备用有幸在安德鲁健壮,该研究的第一作者,了解这些细胞是如何创建和探索的好处工程能力产生额外的营养物质。安德鲁还讨论了一些挑战,到目前为止限制非养殖肉的更广泛的商业化和如何在未来可能会改变。
安娜·麦克唐纳(我):你能给我们的概述的过程牛产生类胡萝卜素的细胞工程?
安德鲁的():要做到这一点,我们三个基因插入细胞编码本机化合物转化为类胡萝卜素的酶。具体地说,第一个基因在这个通路(八氢番茄红素合成酶)本机化学和把它变成类胡萝卜素茄红素。第二个基因(茄红素desaturase)一些茄红素变成第二个叫做番茄红素的类胡萝卜素。第三个基因(番茄红素环化酶)的番茄红素转化为第三类胡萝卜素β-胡萝卜素。这样的话,我们可以让牛细胞产生三种不同的类胡萝卜素,不是牛组织中自然生成。工程师细胞中,我们使用一个系统被称为睡美人转座子系统。这个系统实际上是一个“剪切和粘贴”工具,随机削减打开细胞的基因组,并插入新的DNA,我们提供(在这种情况下,基因的酶)那里攫取。
问:为什么是β-胡萝卜素,尤其是八氢番茄红素,番茄红素选择?
为:这有几个原因。第一和最重要的是他们作为膳食抗氧化剂。一个关键机械食用红肉和结直肠癌之间的联系是通过脂质氧化。这种氧化导致自由基的生产可以在结肠组织相互作用,细胞DNA损伤,最终导致癌症形成。抗氧化剂可以采取行动“淬火”这些自由基,所以可能会抑制他们的致癌潜力。类胡萝卜素是强大的抗氧化剂,它们提供了一个有前途的目标为提高细胞培养肉的营养特性。
其他原因包括β-胡萝卜素作为维生素前体的重要性,以前的示威活动八氢番茄红素合成酶功效在哺乳动物细胞中,也作为一种敬意金大米,第一次重大示范使用基因工程营养强化食品。
问:有没有什么副作用的营养工程?
为:有几个。最明显的是减少牛卫星细胞增长率与那里攫取酶工程。这将对生产过程产生负面影响,如果被证明是不可避免的。有趣的是,尽管在永生的老鼠肌肉细胞,这降低增长率没有见过。相反,细胞生产类胡萝卜素实际上比non-engineered细胞增长速度。一个解释可能是,永生化细胞更“强大”,更适合工程的主要(non-immortalized)牛肌肉细胞我们使用。有可能不灭的牛细胞将显示增长效应更像那些老鼠细胞中所看到的那样,这将把这个生产不好的一面变成生产有利的一面。我们看到另一个副作用是改变颜色的细胞,他们承担的色调的生产类胡萝卜素。我不认为这是一个“积极的”或“消极的”效应,但它是很有趣的。其他潜在的副作用,需要考虑将类胡萝卜素对细胞分化的影响,对其他营养物质的流行(例如,胆固醇等),和味道,质地、香气等。
凯伦管家(KS):为什么你认为你看到低水平的脂质氧化细胞非养殖肉煮时比传统肉吗?
为:由于类胡萝卜素是抗氧化剂,他们采取行动淬火氧化细胞存储期间,做饭,等等,所以我们期望低脂质氧化,如果细胞生产类胡萝卜素,因此增加了总细胞水平的抗氧化剂。
KS:你看到的好处是工程产生额外的植物营养素牛肉细胞的能力,而不是说有一个传统的牛排和一些蔬菜吗?有风险,在提供这些营养物质通过肉类摄取饮食会因此缺乏纤维可以影响肠道健康吗?
为:这是一个有趣的问题!我认为我们非常远离实际能够使用这种技术来代替蔬菜在我们的盘子(不管怎样,态势无聊的世界将是什么!)我喜欢把这种技术而不是替代蔬菜,但增强的肉。例如,并不是所有的蔬菜都富含类胡萝卜素,所以如果你可以吃这些营养物质从另一个来源,那么你的总消费量的增加。同时,专门抑制氧化的卷类胡萝卜素肉可以减轻一些肉类消费的负面健康影响没有旨在减少蔬菜消费。最后需要注意的一点是,我想这个工作只是冰山一角的可能。有很多选项可用于增强肉或类似的技术,增强风味,治疗活动,增强的气味,等等。我认为这是一个世界的完全新颖的食品,这将扩大我们的烹饪调色板,而不是减少它。
KS:有需要开始与奶牛细胞吗?你能从根本上开始任何细胞类型或有限制吗?
为:没有必要!我认为这可能适用于所有哺乳动物细胞,并有强烈的几率将为鸟类和鱼类细胞工作。我们想与牛细胞因为牛肉是一个主要贡献者meat-associated温室气体生产和是一个全世界的主要消费红肉。因此,我认为这是一个非常重要的所有非养殖肉工作的目标,包括营养工程。
问:什么是挑战目前限制更广泛的商业化养殖肉吗?
为:关键的障碍是成本和规模。字段需要降低成本增长的媒体(可能通过减少成本的增长因素,降低细胞对生长因子的依赖,寻找生长因子的选择,或其他创造性的解决方案),并提高细胞培养的可伸缩性(增长率增加,最大细胞密度增加,等等)。当然还有很多其他的挑战,如监管和消费者欢迎,示范的营养和食品质量价值,食品安全示范,但我认为现在成本和规模仍然占据统治地位。
问:你认为细胞农业领导的未来?
为:一个好问题!我将回答两个稍微不同的技术。
首先,专门为非养殖肉:
我认为在不久的将来,这个领域正走向一个“调整”或规范的目标,期望,炒作,等等。我觉得这的一些方式中可以看到公司开始看他们的产品更多的细微差别,如观察混合细胞/植物性产品的可能性,这可能克服的一些成本/规模壁垒完全细胞培养产品。除此之外,我想会有一个扩张的创造性的解决方案,或创造性思考细胞非养殖肉的新方法。这可能是细胞培养观察农业废物的组件,探索新颖的遗传策略来提高增长/减少成本,或寻找替代文化策略/生物反应器。
然后细胞农业更为普遍:
当然我认为细胞一般农业,提供自己的挑战和障碍,很多比非养殖肉沿着发展途径。我想这里的产品已经在市场上和重组等明显可行的牛奶蛋白质(完美的一天的食物),重组胶原蛋白(Geltor, Inc .),或重组蛋白来提高植物性产品(不可能的食物)。我认为这些技术将继续出来,成本下降,让一群很棒的新产品出来,加快植物或fermentation-derived产品的发展。
安德鲁的安娜·麦克唐纳和凯伦管家博士说,科学技术网络作家。188金宝搏备用
