它起源于1990年代后期，实验室生长或培养的肉是通过从动物的肌肉中提取的干细胞，具有合适的生长培养基和营养素，从而使其能够增殖并分化以形成肌肉组织。以这种方式创造肉类可以帮助解决与牲畜养殖相关的一些环境和道德问题，并为消费者提供健康益处。
将细胞农业与基因工程配对还可以使新食品的发展和非本地特征的发展可能在营养上得到增强。在最近发表的一项研究中代谢工程，塔夫茨大学的研究人员设计了牛细胞，以内源性产生植物，番茄红素和β-胡萝卜素，并在烹饪这种培养的肉时发现脂质氧化水平降低。
捷克葡萄牙直播很高兴与研究的主要作者安德鲁·斯托特（Andrew Stout）交谈，以了解如何创建这些细胞，并探索工程学在生产额外营养素的能力方面的好处。安德鲁还讨论了迄今为止限制培养肉类商业化的一些挑战，以及未来可能如何改变。
安娜·麦克唐纳（Anna MacDonald）（AM）：您能否概述我们对牛细胞生产类胡萝卜素的工艺的概述？
安德鲁·斯托特（AS）：为此，我们将三个基因插入细胞中，这些基因编码将天然化合物转化为类胡萝卜素的酶。具体而言，该途径中的第一个基因（植物合酶）采用天然化学物质，并将其变成类胡萝卜素类植物。第二个基因（植物去饱和酶）将其中的一些植物转化为第二个类胡萝卜素，称为番茄红素。第三基因（番茄红素环酶）将其中一些番茄红素变成了第三个类胡萝卜素，称为β-胡萝卜素。这样，我们能够使牛细胞产生三种不同的类胡萝卜素，这些类胡萝卜素在牛组织中并非天然产生。为了设计单元格，我们使用了一个名为睡美人转座系统。该系统本质上是一种“切割和糊状”工具，可随机切开细胞的基因组并插入我们提供的新DNA（在这种情况下，是类胡萝卜素产生的酶的基因）。
AM：为什么特别选择了β-胡萝卜素，植物和番茄红素？
作为：有几个原因。第一个也是最重要的是它们作为饮食抗氧化剂的作用。红肉消耗和结直肠癌之间的关键机械联系是通过脂质氧化。这种氧化导致产生可以与结肠中组织相互作用的自由基，损伤细胞DNA，并最终导致癌症形成。抗氧化剂可以作用“淬灭”这些自由基，从而有可能抑制其引起癌症的潜力。由于类胡萝卜素是强大的抗氧化剂，因此它们为改善细胞培养肉的营养特征提供了有希望的靶标。
其他原因包括β-胡萝卜素作为维生素A前体的重要性，先前证明了植物植物合酶在哺乳动物细胞中的效力，也是一种向金米致敬，这是使用基因工程来增强营养产品的首次主要证明。
AM：营养工程是否有任何副作用？
作为：有几个。最明显的是，由类胡萝卜素产生的酶设计的牛卫星细胞的生长速率降低。如果事实证明这是不可避免的，这将对生产过程产生负面影响。有趣的是，在永生的小鼠肌肉细胞中，没有看到这种降低的生长速率。取而代之的是，产生类胡萝卜素的细胞实际上比非工程细胞生长快。对此的一种解释可能是，与我们使用的主要（非弱化的）牛肌肉细胞相比，永生的细胞更“健壮”，并且更适合工程。永生化的牛细胞可能会显示出比小鼠细胞中看到的生长效应，这会使该生产侧面变成侧面的生产。我们看到的另一个副作用是细胞的颜色发生变化 - 它们随着类胡萝卜素的产生而产生了红色的色调。我认为这确实不是“正”或“负”效果，但这很有趣。需要研究的其他潜在副作用是类胡萝卜素对细胞分化，对其他营养素（例如胆固醇等）的流行以及风味，质地，香气等的影响。
Karen Steward（KS）：与常规肉相比，当细胞培养的肉被烹饪时，您为什么认为脂质氧化水平较低？
作为：由于类胡萝卜素是抗氧化剂，因此它们在储存，烹饪等过程中起作用在细胞中溶解氧化，因此，如果细胞产生类胡萝卜素，并因此增加了抗氧化剂的总细胞水平，我们会期望降低脂质氧化。
KS：您认为工程学在能力上产生额外的植物营养素的好处是牛肉细胞，而不是说有一些蔬菜的传统牛排？在通过肉类摄入饮食提供这些营养物质时，是否有可能缺乏可能影响肠道健康的纤维？
作为：这是一个有趣的问题！我认为我们实际上能够使用这项技术来代替我们的盘子上的蔬菜（无论如何，这是一个非常无聊的世界！）我想认为这项技术不是用来替代蔬菜的蔬菜，这是一个非常漫长的路要走（无论如何！），但增强了肉。例如，并非所有蔬菜都含有类胡萝卜素，因此，如果您可以从饭菜中的另一个来源获取这些营养素，那么它们的总体消费量可能会增加。同样，类胡萝卜素在特定抑制肉类中的氧化可以减轻肉类消耗的某些负面影响，而无需减少蔬菜消耗。最后，我想认为这项工作实际上只是冰山一角。通过这种或类似的技术增强肉类的选择太多 - 具有良好的风味，治疗活动，增强的气味等。我认为有一个完全新颖的食物世界可能会扩大我们的烹饪调色板，而不是减少它。
KS：有什么需要从牛细胞开始的？您本质上可以从任何单元格开始还是存在局限性？
作为：根本不需要！我认为这可能对所有哺乳动物细胞都起作用，并且很有可能对禽和鱼类细胞有效。我们想与牛细胞一起工作，因为牛肉是与肉类相关的温室气体产生的主要贡献者，并且是世界各地消费的主要红肉之一。因此，我认为这是所有培养的肉类工作（包括营养工程）的非常重要的目标。
AM：到目前为止，哪些挑战限制了培养肉类的更广泛的商业化？
作为：关键障碍是成本和规模。该领域需要降低增长媒体的成本（可能通过降低增长因素的成本，减少细胞对生长因素的依赖，寻找生长因素替代方案或其他创造性解决方案），并提高细胞培养的可伸缩性（增加了生长（增加）速率，最大细胞密度增加等）。当然还有许多其他挑战，例如监管和消费者接待，营养和粮食质量价值的演示以及食品安全的演示，但我认为现在的成本和规模仍然至高无上。
AM：您在哪里看到细胞农业的未来？
作为：一个好问题！我将回答两种略有不同的技术。
首先，专门针对培养的肉：
我认为在不久的将来，该领域正朝着目标，期望，炒作等方面的“重新调整”或规范迈进。在他们的产品方面有更多细微差别，例如查看基于混合细胞/植物的产品的可能性，这可以克服完全细胞培养产品的某些成本/规模障碍。除此之外，我想认为，问题将扩展到问题上的创造性解决方案，或者创造性的新思维方式。这可能以研究细胞培养成分的农业废物的形式出现，探索新的遗传策略以提高增长 /降低成本，或者研究替代文化策略 /生物反应器。
然后，对于细胞农业而言，更普遍：
我认为，总体而言，蜂窝农业虽然肯定会带来自己的挑战和障碍，但沿着发展途径比培养的肉更远。我在这里考虑已经在市场上已经在市场上并且明显可行的产品，例如重组牛奶蛋白（完美的日常食品），重组胶原蛋白（Geltor，Inc。）或重组蛋白，以改善植物性产品（不可能的食物）。我认为这些技术将继续付出成本并降低成本，从而使一堆新的很棒的产品出来并加速了植物性或发酵衍生产品的开发。
安德鲁·斯托特（Andrew Stout）与安娜·麦克唐纳（Anna MacDonald）和技术网络科学作家Karen Steward博士进行了交谈。捷克葡萄牙直播
