Наука и жизнь, 2000 № 04 - страница 33

По-видимому, более перспективным будет иной метод. В нем для получения трансгенных животных используют яйцеклетки, у которых ядра с гаплоидным (одинарным) набором хромосом заменяют ядрами из соматических клеток с диплоидным (двойным) набором хромосом и с предварительно введенным в них геном бессмертия. Или сначала культивируют клетки из молочной железы беременного животного (в этот период в железе активируется много стволовых клеток), потом в них встраивают конструкцию из необходимого гена и яйцеклетки с диплоидным набором и вводят в матку приемной самки.

В настоящее время интенсивно развивается еще один метод трансгенеза, при этом заметен вклад российских исследователей. Суть проста: берут у самца сперматозоиды, вводят в них ДНК с необходимым геном и осеменяют самку. Во всех трех случаях рождаются трансгенные животные, способные наследовать чужеродные гены бессмертия.

Итак, клетки с приобретенным свойством бессмертия способны размножаться неограниченно долго. Это обеспечивает более дешевый и простой способ получения большого количества биомассы клеток. К тому же такие клетки обладают преимуществами перед нормальными. Это, например, и более высокая скорость роста, и меньшая зависимость от питательной сыворотки, и даже возможность развития в более простых — бессывороточных средах.

Сыворотка — основной компонент питательной среды, обеспечивающий наилучшие условия для роста и развития клеток. Это чрезвычайно сложная смесь множества мелких и крупных молекул веществ, способных как стимулировать, так и тормозить рост клеток, а также обеспечивать другие их функции. В составе сыворотки различные факторы роста, гормоны, белки, а также минеральные вещества, липиды, аминокислоты, витамины и т. д. Но сыворотка — это дорогостоящий продукт, выделяемый из эмбрионов животных (чаще — теленка). Ее стоимость достигает 90 % стоимости среды. Для промышленного выращивания громадного количества биомассы клеток это неприемлемо. Поэтому и созданы бессывороточные среды.

Стадии формирования скелетных мышц: миобласты. делятся в культуре клеток и растут (А), выстраиваются в ряды (Б), сливаются, образуя многоядерные мышечные клетки-волокна (В). Микрофотография (Г) сделана при большем увеличении: на ней указана длинной стрелкой поперечная исчерченность, свойственная скелетным мышцам, и видны, скопления множества ядер в одной клетке (короткие стрелки).

Что дает их применение? Вот некоторые из преимуществ: стабильность состава сред (разные партии сывороток отличаются одна от другой, и это может привести к нестабильности сред); снижение риска заражения культуры клеток вирусами, грибами, микоплазмой; упрощение выбора среды для определенного типа клеток, а также выделения из культуры нужных белков; и, наконец, снижение стоимости. Но все равно необходимые для роста клеток вещества, которые присутствуют в сыворотке, приходится добавлять в бессывороточные среды. А стоимость этих веществ в настоящее время исчисляется тысячами и десятками тысяч долларов за миллилитр! Сейчас предложено много различных способов удешевления, однако мировое производство культуральных сред пока растет медленно, и стоимость его почти не снижается. Думается, что прогресс тут зависит от дальнейшего развития биотехнологии и фундаментальных наук. Поэтому оставим экономику и перейдем к самому производству искусственного мяса, каким оно представляется сегодня.

Промышленный рост культуры клеток животных производят (уже сегодня) в биореакторах. Это громадные баки, расположенные в стерильном помещении и опутанные изрядным количеством различных труб, по которым подается все необходимое для поддержания жизни и размножения клеток. Они растут в стерильной бессывороточной среде при постоянном перемешивании. Большая часть трубок отходит от биореактора к системам автоматизированного анализа процессов, протекающих в биореакторе. Результаты анализов выводятся на экраны пульта управления. В любой момент там можно увидеть данные о поступлении и расходе углекислого газа, кислорода, питательных веществ, о плотности биомассы клеток и т. д.