10:00 
Производство культивируемого мяса зависит от выделения, размножения и дифференцировки стволовых клеток животных в съедобные ткани. Мышечные стволовые клетки или сателлитные клетки играют центральную роль в этом процессе из-за их способности регенерировать и образовывать мышечные волокна. Традиционно фетальная бычья сыворотка (ФБС) использовалась для снабжения питательными веществами и факторами роста во время культивирования клеток. Тем не менее, сыворотка является дорогостоящей, химически неопределенной, склонной к вариабельности партии и вызывает проблемы с этикой и безопасностью. Эти проблемы препятствуют индустриализации культивируемого мяса. Для их устранения требуются бессывороточные среды, которые могут поддерживать как пролиферацию, так и дифференцировку сателлитных клеток, сохраняя их функциональность с течением времени.
Исследование (doi: 10.48130/fmr-0025-0006), опубликованное в Food Materials Research 25 июня 2025 года командой Shijie Ding, Chunbao Li & Guanghong Zhou, Нанкинский сельскохозяйственный университет, устанавливает бессывороточный и генетический двигательсистема спутниковых ячеек, которая обеспечивает стабильную пролиферацию и эффективную дифференциацию, обеспечивая масштабируемую основу для устойчивого производства культивируемого мяса.
Чтобы систематически создавать бессывороточную систему для производства культивированного мяса, исследователи сначала использовали итеративную стратегию оптимизации для разработки среды пролиферации для клеток-спутников свиней (SC). Начиная с базальной среды DMEM/F12, дополненной существенными факторами, такими как ITS-X, BSA, Y-27632 и факторами роста (bFGF, EGF, IGF-1, LIF), они тестировали выживаемость с использованием анализа высокого содержания. В то время как Формула 1 поддерживала минимальную жизнеспособность, Формула 2 была улучшена путем добавления липидов, незаменимых аминокислот и антиоксидантов, что повышало жизнеспособность клеток. Дальнейшее однофакторное тестирование с гидрокортизоном, форсколином, HGF, дексаметазоном и LPA привело к получению Формулы 3, которая значительно стимулировала кратковременную пролиферацию.
Окончательная оптимизация концентраций факторов, полученных по формуле 4, позженазванный A19, содержащий 19 компонентов. A19 поддерживал устойчивую пролиферацию первичных п/к с жизнеспособностью >90% через пассажи и поддерживал высокую экспрессию миогенных регуляторов (PAX7, MYOD, MYOG) по сравнению с контролем сыворотки. Для решения проблемы старения использовали CRISPR/Cas9 для получения линий CDKN2A-/? SC, которые демонстрировали заметно усиленную пролиферацию в течение 18 пассажей и повышающую экспрессию миогенного гена по сравнению с клетками дикого типа. Примечательно, что клоны CDKN2A-/? сохраняли способность к дифференцировке в зрелые миотрубки на ранних пассажах, в отличие от контролей. При культивировании в A19 клетки CDKN2A-/? стабильно пролиферировали в течение по меньшей мере 15 пассажей, сохраняя маркеры стволовости, демонстрируя совместимость с условиями без сыворотки.
Эффективность дифференцировки была дополнительно улучшена путем поэтапного тестирования среды, кульминацией которого стала среда версии 4.0, обеспечивающая удлиненную MyHC-положительную миотрубку foвыделения из долговременно культивируемых клеток CDKN2A?/?. Наконец, посеяв эти сконструированные клетки на растительный 3D съедобный каркас, команда создала мясные конструкции. Они демонстрировали улучшенные параметры текстуры, такие как жевательность и жевательная резинка, по сравнению с одними каркасами, подтверждая, что комбинированная бессывороточная система пролиферации/ дифференцировки с CDKN2A-/? SC может поддерживать предварительное культивирование мяса.
Эта двойная стратегия - разработка бессывороточных сред и разработка увековеченных клеточных линий - решает две наиболее насущные проблемы в производстве культивируемого мяса: снижение затрат и стабильная масштабируемость. Устраняя необходимость в сыворотке животного происхождения, этот подход повышает безопасность пищевых продуктов, этическую приемлемость и согласованность в производстве. Кроме того, нокаутные клетки CDKN2A на основе CRISPR обеспечивают возобновляемый источник мышечных предшественников, уменьшая зависимостьна повторных биопсиях животных. Вместе эти инновации знаменуют собой важный шаг на пути к коммерчески жизнеспособной культивируемой свинине и потенциально могут быть распространены на другие виды скота.
