Клетки коров преодолевают старение, открывая путь к доступному искусственному мясу

Новое исследование впервые показало, что клетки коров могут естественным образом становиться бессмертными — продолжая делиться неограниченно долго без генетической модификации или аномальных изменений. Это опровергает давнее предположение, что клетки крупного рогатого скота можно сделать бессмертными только с помощью редактирования генов, и предоставляет безопасный, стабильный и масштабируемый источник клеток для производства культивируемой говядины.

Это открытие устраняет одно из самых больших технических и регуляторных препятствий для производства доступной культивируемой говядины, что может стать переломным моментом для создания устойчивого и этичного мяса без экологического ущерба от традиционного животноводства.

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме и компании Believer Meats обнаружили естественный путь к бессмертию клеток коров. Исследование под руководством профессора Яакова Намиаса из Центра биоинженерии Грасса опубликовано в Nature Food.

Оно показывает, что клетки крупного рогатого скота могут спонтанно обновляться неограниченно долго без генетической модификации. Хотя подобное самообновление ранее было достигнуто в клетках кур, это исследование опровергает устоявшееся мнение, что такие процессы невозможны у крупных млекопитающих из-за их естественной устойчивости к клеточной трансформации.

Как это работает

В традиционной биологии клетки животных после определённого числа делений останавливаются и входят в состояние сенесценции (старения). До сих пор клетки коров можно было заставить обойти этот предел только путём отключения генов, регулирующих клеточный цикл, что вызывало регуляторные и безопасностные опасения.

Исследователи выделили клетки из коров голштинской и симментальской пород и культивировали их в лаборатории более 500 дней. К 180-му дню культивирования клетки прошли через старение.

Несмотря на месяцы кажущейся неактивности, команда продолжила работу. После 240 клеточных поколений появились спонтанно обновляющиеся клетки. Молекулярный анализ показал, что процесс не нарушал нормальную регуляцию роста, а клетки сохранили способность к репарации ДНК, что указывает на естественный контролируемый путь обновления.

Учёные обнаружили, что этот процесс обусловлен естественной активацией теломеразы и PGC1α, что позволяет клеткам сбрасывать свои биологические часы за счёт удлинения концов хромосом (теломер) и регенерации митохондрий.

Почему это важно

Говядина — самый ресурсоёмкий продукт сельского хозяйства, ответственный за вырубку лесов, истощение водных ресурсов и значительную долю глобальных выбросов парниковых газов. Культивируемое мясо, выращенное из клеток животных, рассматривается как решение, но проблемы стоимости и безопасности тормозили прогресс.

Стабильные, самообновляющиеся клеточные линии — основа любой крупномасштабной системы культивирования клеток. Данное исследование демонстрирует естественный и безопасный путь создания таких линий у коров, предполагая, что теоретически может быть достигнута ценовая конкуренция с обычной говядиной.

Наука, терпение и случайность

По словам профессора Намиаса, открытие стало результатом настойчивости: «После более чем 400 дней молчания колонии внезапно появились — настоящий момент "эврики", который перевернул наши представления о клетках коров».

Открытие также проливает свет на давнюю биологическую загадку, известную как парадокс Пето: почему крупные животные редко страдают от неконтролируемого роста клеток, несмотря на их огромное количество. Работа предполагает, что те же естественные защитные механизмы, которые защищают крупных животных, могут делать их клетки более устойчивыми к обновлению, пока время и эволюционные силы не позволят адаптации.

Исследователи теперь изучают, может ли такой же естественный процесс обновления происходить у других млекопитающих, и можно ли из этих клеток получить мышечную и жировую ткань, пригодную для производства культивируемого мяса.