細胞培養物通常在培養皿中生長。 弗拉基米爾·布爾加爾/科學圖片庫，來自蓋蒂圖片社
您可能已經足夠大了，還記得著名的“牛肉在哪裡？” 溫迪的廣告。 這個問題可能會在不同的背景下提出，因為 美國監管機構批准 2023 年 XNUMX 月銷售由培養細胞製成的實驗室培育雞肉。
在實驗室中培養動物細胞並不是什麼新鮮事。 科學家們一直在人工環境中培養動物細胞 自1950以來，最初專注於研究發育生物學和癌症。 該技術仍然是生命科學研究的主要工具之一，特別是對於 藥物開發.
美國農業部於 21 年 2023 月 XNUMX 日批准了細胞培養雞。
什麼是細胞培養物？
細胞培養物通常使用以下任一方法生長 天然或人工生長培養基。 天然培養基包含天然來源的生物液體，而人工培養基包含有機和無機營養物和化合物。 兩者都含有促進細胞生長和發育所需的成分。 這些成分通常含有維生素、碳水化合物、氨基酸和其他分子等營養物質，為細胞生長和繁殖提供燃料。
研究人員利用組織培養培養的細胞來回答一個問題 各種實驗題. 作為一名生物化學家，我在我的課程和研究項目中使用植物組織培養技術。 研究人員可以將病毒、細菌、真菌、激素、維生素和其他病原體或化合物添加到培養細胞中，以觀察不同因素如何影響細胞的行為或功能，特別是與細胞中哪些基因打開或關閉以及哪些蛋白質對這些病原體或化合物做出反應有關。
In 藥物開發，培養細胞通常是在動物身上測試潛在候選藥物之前的第一步。
細胞培養涉及在原生環境之外培養細胞。
實驗室培育的肉是如何製成的？
研究人員使用類似的技術 在實驗室裡培育肉類。 該過程一般可以分為 三大步驟.
第一步涉及在無害且無痛的過程中從動物體內去除少量細胞（通常是肌肉細胞或乾細胞）。 幹細胞 是來自生物體的細胞，這些細胞不是特化的，可以在實驗室中進行操作，轉化為該生物體的許多不同類型的細胞。
下一步是培養細胞。 將細胞置於有利於其生長的人工環境中。 由於生產肉類需要大量細胞生長，因此需要對細胞進行孵化 在生物反應器中 – 提供受控溫度、濕度、壓力和無菌條件的鋼罐 – 以及適當的培養基以促進生長。 生長培養基經過多次更換，以促進細胞分化和增殖，形成肉的三個主要成分：肌肉、脂肪和結締組織。
在該過程的最後一步（稱為支架）中，細胞被組織並緊密地堆積在一起，以形成所需的大小、形狀和切塊以供食用。
實驗室生產人造肉已經取得了很大進展，但還有很長的路要走。
培養肉的優點和缺點
通過細胞培養技術種植肉類有利有弊。 雖然養殖肉產生的溫室氣體可能比傳統畜牧業生產相對較少 一定條件下，研究人員 需要細化流程 在它能夠具有成本效益並規模化之前。
2021 年的一項分析估計，實驗室培育的肉類將 每磅成本 17 美元至 23 美元 生產，這不包括雜貨店加價。 相比之下，傳統種植的碎牛肉通常成本 每磅不到 5 美元.
一個2021 麥肯錫報導 估計大約需要 220億至440億升生物反應器容量 以滿足當前蛋白質市場份額的 1%，但當前生物反應器容量最高可達 200 億升。 人們還擔心在同一生物反應器中培養大量不同類型的細胞的生物學局限性。
實驗室培育的肉可能 改善動物福利 並且不太可能攜帶疾病或引起食源性疾病。 然而，消費者也可能認為實驗室培育的肉類不自然或對其味道有所擔憂。
公司可能會關注並適應公眾的反應。 為了正確看待事物， 第一個實驗室培育的漢堡 330,000 年的製作成本為 2013 萬美元。如今，每個漢堡的價格已降至不到 10 美元，這在短短十年內取得了顯著的進步。
關於作者
安德烈·O·哈德森，理學院院長，生物化學教授， 羅徹斯特理工學院
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