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人造牛肉敢尝尝吗?培养牛肉细胞的过程是怎样的?

  在这个问题背后,一个新兴领域正崭露头角,它被称为细胞农业。有了这一技术,在未来我们可能…

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  在这个问题背后,一个新兴领域正崭露头角,它被称为细胞农业。有了这一技术,在未来我们可能不再需要真正的农场来养殖肉牛,就能够品尝到美味的牛肉干了——这听起来像是科幻电影的情节,但事实上,细胞农业正在逐渐变为现实。

  细胞农业是一种直接利用细胞培养技术来生产食品的性方法。通过在实验室中培养和繁殖动物细胞,我们可以生产出与传统肉类相似的食品,而无需进行养殖和屠宰过程。

  通过细胞农业技术,无需饲养整只动物,只培养我们吃的那部分就够了,比如,当我们只想吃牛排时,就无需费力气培养骨头、角、蹄等组织或器官。

  想吃人造牛肉干,就得从牛肌肉干细胞开始培养。牛的干细胞培养的整个过程非常复杂、精确而又能源密集。

  首先,在实验室中培养从牛体组织中提取的肌肉细胞。在一个小小的烧瓶中,这些细胞会被培养在特殊的营养液中,营养液能提供细胞生长所必需的生长因子、激素、重组蛋白和其他调节细胞生长的物质。随着时间的推移,最初的种子细胞会开始繁殖,并逐渐形成更大的生物反应器。这个过程需要保持细胞和营养液的特定比例,以满足细胞的生长需求。

  然而,科学家目前仍面临一个挑战,就是从动物中提取的牛肌肉干细胞在培养过程中通常只能约50次,然后就会进入老化状态,无法再继续存活。

  这50次倍增的阈值被称为Hayflick极限。Hayflick极限是指大多数哺乳动物体细胞的有限次数。这个概念由Leonard Hayflick在20世纪60年代提出。细胞极限是由于每次细胞时染色体末端的特殊结构——端粒(telomere)的缩短。每次细胞,端粒都会缩短一定的长度,当端粒缩短到一定程度时,细胞就无法继续,进入停滞状态或细胞凋亡(细胞死亡)。

  为了解决这个问题,塔夫茨大学细胞农业中心的研究人员开发了永生化的牛肌肉干细胞(iBSC),它们可以快速生长并数百次,甚至可能无限期。

  一个研究成果发表在了《ACS Synthetic Biology》(《美国化学会合成生物学》)上,塔夫茨大学的研究人员对牛干细胞进行了工程改造,使其不断重建端粒,有效地保持染色体的“年轻”状态,并为新一轮的复制和细胞做好准备,这些细胞实现了120多次。

  研究人员注意到,对于永生细胞的开发存在一种担忧,那就是,永生细胞可能会发展成癌细胞。因为癌细胞就是异常增殖和的细胞,绕过了正常细胞对Hayflick极限的调控机制。

  然而,根据他们的研究,这些永生化的牛肌肉干细胞并未表现出致癌的性质。研究人员将这些细胞注入到小鼠体内,并未发现这些细胞能够在小鼠体内形成肿瘤或传播(癌细胞通常具有这些特性)。此外,他们也在实验室环境中对这些细胞进行了长期观察,没有发现这些细胞有任何的畸变或不正常的增长特性。

  细胞农业技术的优势之一在于能大幅提高肉类生产效率。例如,根据 Open Philanthropy的报告,一个成熟的、扩大规模的细胞培养肉行业,最终可能实现用3—4卡路里的能量,就能生产1卡路里的食用蛋白。如果饲养动物的话,这个比例在鸡肉中是每摄入10卡路里可产生1卡路里的食用蛋白,牛肉则是25卡路里。

  当然,消费者更关心的可能是另外两点:价格和口味。虽然目前的人造肉价格昂贵,且口感与真肉有明显差异,但或许未来有一定的提升空间。

  在口感上,我们目前已经看到了人造肉的曙光:2019年,以色列的 Aleph Farms 公司就宣布,他们已经成功地利用细胞培养技术生产出一块色香味俱佳的牛排。这一产品在实际的餐厅环境中得到了验证,并得到了消费者的积极反馈。

  总的来说,虽然细胞农业面临许多挑战,但它有一定的潜力,未来可能有望成为食品生产的重要方式之一。

【全文完】

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