Из плоти и крови: как делают культивированное мясо из пробирки

Заставить всех стать вегетарианцами невозможно, поэтому ученые выступили с новой идеей – выращивать мясо in vitro в лабораториях. Этот метод не потребует столько воды, территорий и ресурсов, но может дать результат, максимально приближенный к обычному мясу.

Как делают

Искусственно мясо можно вырастить двумя способами. Самый сложный и кропотливый – создавать структурированные мышцы, повторяющие рельеф животных. В натуральных условиях в организме живого существа это тоже долгий процесс, в который вовлечено несколько видов клеток. Мышечные волокна могут расти, только если их клетки-предшественники (эмбриональные стволовые или клетки-спутники) сливаются. К тому же, чтобы мышцы росли как надо, нужна перфузия системы – в организме эту роль выполняют кровеносные сосуды, доставляющие кислород и питательные вещества растущим клеткам. В лабораторных условиях для этого пытаются использовать так называемые «строительные леса» для мышечных волокон, повторяющие систему кровоснабжения. Но есть одна проблема – материал, из которого делают «леса», должен либо легко удаляться из готового мяса, либо распадаться в процессе производства. Найти решение оказалось очень сложно и дорого, и сейчас его ищут все лаборатории по производству искусственного мяса.

Второй способ намного проще и используется повсеместно: ученые выращивают мышечную массу хаотично, в виде простейшего куска мяса – котлеты. Чтобы ее вырастить, для начала нужно найти донора – это может быть молодой бык или любое другое животное. Главное, чтобы оно а) было юным, так как в этот период клетки размножаются с высокой скоростью, и б) мясной породы – такие растут быстрее всех. У животного под местным наркозом берется мышечная ткань (миосателлиты – стволовые клетки, или миобласты) размером с кунжутное семя.

После забора донорские клетки помещают в специальную среду со всеми необходимыми нутриентами, витаминами, гормонами и протеинами, способствующими росту тканей. Через какое-то время клетки отправляют в культуральную среду – биореактор, где они вырастут до нужного ученым размера. На этом этапе понадобится главный питательный элемент клеток – плазма крови (чаще всего – эмбриона), которую, опять же, приходится брать у живого животного. Чаще всего ее получают после того, как убивают корову на молочной или мясной ферме, а из ее тела достают неродившихся телят. Звучит ужасно и стоит дорого – один литр такой сыворотки обойдется в сумму от 300 до 700 фунтов стерлингов, а на одну котлету нужно около 50 л. Отчасти причина такой дороговизны в том, что промышленность, производящая сыворотку, не настроена на поставку таких огромных объемов, необходимых для выращивания мяса. Большинство компаний, продающих сыворотку, ориентированы на биомедицинские исследования, где используется мизерное количество – иногда даже менее миллилитра за раз.

Поэтому сейчас компании ищут способ выращивания мяса без этой сыворотки, иначе производство будет просто невыгодно. Например, стартап Finless Food из Калифорнии за год работы сумел сократить объем используемой в процессе сыворотки в два раза. В будущем планируется снизить ее количество до самой минимальной границы, когда клетки уже не смогут делиться. А датская компания Meatble уже сообщила, что нашла способ получения чудодейственной жидкости без использования эмбрионов, но подробностей не раскрывает – в этой сфере все детали держат в тайне из-за высокой конкуренции. Американская компания Just создает базу данных о различных растениях и анализирует каждое из них, чтобы найти виды, которые могли бы обеспечить факторы роста делящимся клеткам не хуже сыворотки. Также среди наиболее вероятных ее альтернатив – микробная ферментация, грибковые или водорослевые экстракты.

Первый гамбургер с котлетой из культивированного мяса приготовил повар Ричард Макгоун 5 августа 2013 года в Лондоне. Саму котлету вырастила группа ученых из Университета Маастрихта (Нидерланды) во главе с Марком Постом (Mark Post). Дегустаторы, среди которых были диетологи и врачи, назвали мясо слишком сухим и обезжиренным. Позже Марк Пост основал компанию Mosa Meat и обещает поставить в европейские супермаркеты лабораторную говядину в течение ближайших пяти лет.

Но искусственно выращивать можно не только котлеты для бургеров! Многие компании преследуют цель создавать в лабораториях сложные продукты вроде фуа-гра, поскольку натуральная фуа-гра, во-первых, слишком дорогая, во-вторых, слишком жестокая – уткам вставляют в горло трубку и кормят, чтобы их печень увеличилась до нужных размеров. В Нью-Йорке производство и продажа фуа-гра уже запрещены, но это не касается ее культивированной альтернативы. Также можно экспериментировать с мясом индейки, как это делают в университете штата Северная Каролина, или со свининой и лобстерами, как Джесс Кригер (Jess Krieger) в университете штата Кент. Упомянутый стартап Finless Food занимается выращиванием рыбных стейков из клеток рыб.

Так выгодно или нет?

Сначала поговорим о плюсах. Какие достоинства есть у мяса из пробирки? Конечно, в стороне не осталась экологическая составляющая. По оценкам ученых из Оксфорда, если весь мир начнет есть «чистое» (как его еще называют) мясо, это на 78–96 % уменьшит «выхлопы» парниковых газов от животноводства, снизит потребление энергии на 7–45 % и сохранит до 82–96 % пресной воды. Большой разброс в процентах связан с типом выращиваемого мяса. Кроме того, культивированное мясо растет изолированно от животного, и поэтому в нем не могут завестись «вредные» бактерии и патогены, вызывающие зоонозные заболевания. Также оно не содержит антибиотики, использование которых на животноводческих комбинатах вредит всей современной медицине. Третий плюс – мышечные клетки, растущие в пробирках, можно контролировать: например, добавлять только полезные ненасыщенные жирные кислоты вроде омега-3, улучшающих работу сердца и обмен веществ.

А теперь о минусах. Никто не знает, что принесет культивированное мясо, если оно выйдет на массовое производство. Сколько ему потребуется земли и воды? Сколько энергии будут поглощать биореакторы, а лаборатории – выделять парниковых газов? Абсолютно чистым и «свободным от химии» его тоже назвать нельзя, поскольку во время выращивания в мясо добавляют консерванты (бензоат натрия), чтобы предотвратить развитие грибка, или коллагеновый порошок, ксантан, маннит и так далее.

Ну и очевидное: от искусственного мяса все еще не ломятся полки супермаркетов, потому что оно дорогое. Высокая цена обусловлена сложными технологиями производства и инновационностью продукта. Один только биореактор стоит миллионы долларов, а про цену за сыворотку роста мы уже говорили. Когда о выращенном в лаборатории мясе только заговорили в 2008 году, цены на него были запредельными – кусок говядины весом в 250 г оценивали в миллион долларов. В 2013 году гамбургер с котлетой из «научного» мяса обошелся анонимному покупателю, которым позже оказался Сергей Брин, в $300 тыс. Но технологии развиваются, масштабы производства растут, появляется больше тематических компаний, и искусственное мясо понемногу падает в цене. В 2017 году один бургер с искусственным мясом стоил $11, то есть за четыре года стоимость сократилась почти в 30 тыс. раз. И процесс продолжается – сейчас в разработку искусственных стейков вкладываются все именитые миллиардеры мира: Сергей Брин (Google), Билл Гейтс (Microsoft), Ричард Брэнсон (Virgin Group) и другие. Так что, скорее всего, скоро цена упадет еще ниже.

Еще одна причина непринятия – люди не доверяют всему «ненатуральному» и не спешат пробовать новое: им нужен абсолютно привычный вкус, иначе это не воспринимается как еда. Битву за лучший вкус ведут все компании, участвующие в разработке искусственного мяса, – в ход идет все, от приправ до консервантов. К тому же название «искусственное мясо» просто отпугивает людей, которые боятся даже ГМО-продуктов. И чтобы побороть эту предвзятость населения, производителям придется потратить деньги не только на поиск идеального рецепта, но и на хорошие рекламные кампании, специалистов по маркетингу и неймингу и, вероятно, придумать своему продукту новое имя.