Культивируемое мясо сделали структурно похожим на настоящий стейк
31.07.2025
Биологи разработали новый метод выращивания мышечной ткани, которая по
структуре и функциям значительно ближе к натуральному мясу. Подход
позволил получить более толстые, зрелые и способные к сокращению
мышечные волокна, что решит одну из проблем в создании культивируемой
говядины.
Культивируемое мясо — технология, которая позволяет производить мясные
продукты без убоя животных. Его создают в лабораторных условиях из
клеток животных, обычно из мышечных клеток-предшественников. Это
потенциально может сократить негативное влияние животноводства на
окружающую среду, уменьшить земельные потребности и решить этические
вопросы, связанные с содержанием и забоем скота. Во всем мире десятки
стартапов работают над тем, чтобы сделать такое мясо доступным и
вкусным.
Пока технология сталкивается с рядом трудностей. Одна из ключевых
проблем, особенно в производстве говядины, — это качество получаемой
мышечной ткани. Стандартные методы позволяют выращивать лишь тонкие и
незрелые мышечные волокна. Они слабо напоминают сложную структуру
настоящего стейка и не обладают его функциональными свойствами,
например способностью к сокращению. В то время как культивируемую
курятину уже продают в Сингапуре, создание реалистичной говядины
оставалось сложной задачей.
Отсутствие полноценной структуры и функциональности ограничивало
потенциал культивируемого мяса. Чтобы продукт мог конкурировать с
обычным, он должен не только повторять его вкус и аромат, но и обладать
схожей текстурой. Предыдущие разработки не могли воспроизвести плотную,
упругую структуру мышечной ткани, которая формируется в организме
животного. Авторы новой работы предложили решение, которое позволяет
улучшить качество искусственно выращенных мышц.
Группа ученых из Цюриха представила усовершенствованный метод
выращивания бычьих мышечных волокон. Результаты опубликованы в журнале
Advanced Science. Исследователи сосредоточились на процессе
дифференциации — превращении незрелых клеток-предшественников, или
миобластов, в полноценные мышечные волокна. Миобласты для эксперимента
получили из образцов говядины разных частей туши: филе, вырезки, щеки и
боковой части.
Ключевым нововведением стало использование специальной питательной
среды. К стандартному составу добавили коктейль из трех малых молекул:
форсколина, RepSox и CHIR99021. Эти вещества влияют на ключевые
сигнальные пути в клетках, которые отвечают за их развитие и
специализацию. Этот же коктейль ранее использовали для работы с
мышечными клетками мышей в рамках исследований мышечной дистрофии.
Ученые обнаружили, что он оказался эффективен и для бычьих клеток.
Команда вырастила трехмерную мышечную ткань из толстых и плотных
волокон. Специалисты сравнили ее с тканью, полученной традиционным
лабораторным методом, а также с настоящей говяжьей мышцей. Комплексный
молекулярный анализ, который включал секвенирование РНК и протеомику,
показал, что ткань, полученная новым методом, гораздо ближе к
натуральному аналогу. В ней активны те же гены и белки, что и в
природной мышце. Более того, выращенные волокна впервые
продемонстрировали способность сокращаться, что указывает на их
функциональную зрелость.
Мышечные клетки, выращенные в улучшенной среде, экспрессировали широкий
спектр белков, характерных для зрелой мышцы, включая миозины разных
типов, отвечающие за медленные и быстрые мышечные сокращения. Степень
сходства с настоящей мышцей подтвердили количественно: корреляция на
молекулярном уровне для нового метода достигла 0,8, в то время как для
старого она составляла 0,74.
Эффективность подхода подтвердили и в трехмерных моделях: ученые
создали мышечные кольца, которые при выращивании в новой среде
становились более плотными и начинали спонтанно сокращаться уже на
пятый день. При этом сами молекулы из коктейля нужны только на ранних
этапах и полностью удаляются из конечного продукта.
Работа предоставила своего рода «дорожную карту» для создания более
реалистичного культивируемого мяса. Она демонстрирует, что
целенаправленное воздействие на клеточные процессы с помощью малых
молекул позволяет преодолеть одно из главных ограничений технологии.
Хотя для выхода на рынок потребуются дальнейшие исследования по
оптимизации стоимости, масштабированию производства и прохождению
процедур сертификации, открытие закладывает некоторую научную основу.
Когда-нибудь этически произведенные и питательные бургеры из
лаборатории, неотличимые от настоящих, смогут появиться на полках
магазинов.