光合成微生物を活用した新しい細胞培養システムが培養肉技術を革新

光合成微生物を利用した新しい細胞培養システムの開発

早稲田大学を中心とした研究グループが、光合成微生物であるシアノバクテリアを利用した新たな細胞培養システムを開発しました。本研究の成果は、持続可能な方法で培養肉を生産するための新しいアプローチを提供します。

研究背景と目的

近年、食肉を代替する選択肢として培養肉が注目されています。培養肉は、動物を直接屠殺せずに肉を生産できるため、動物倫理や環境負荷の問題が少ないとされています。しかし、従来の培養肉生産には動物血清を必要とするため、高コストや倫理的な問題が顕在化していました。このため、血清を使用しない培養方法が求められているのです。

本研究の目的は、乳酸を栄養源にするシアノバクテリアを用い、動物細胞と共培養することによって、効率的かつ低環境負荷での培養肉生産を実現することです。

研究の内容と成果

研究チームは、成長因子を分泌する動物細胞と乳酸を吸収するシアノバクテリアを共培養し、その相互作用を評価しました。この共培養システムでは、動物細胞が分泌する老廃物、特に乳酸やアンモニアをシアノバクテリアが取り込み、それをピルビン酸やアミノ酸といった栄養源に変換します。その過程で、シアノバクテリアは老廃物を減少させると同時に、動物細胞の増殖を促進することが確認されました。

実験の結果、シアノバクテリアを利用した培養上清液は、通常の動物細胞の培養液に比べて、骨格筋芽細胞の増殖を3倍以上促進しました。このことから、動物血清を使用せずとも高い増殖率を達成できる可能性が示されたのです。

環境への配慮と未来への期待

この研究成果は、培養肉の生産のみならず、精密発酵やバイオ医薬品の生産にも応用可能性があります。動物細胞を利用しながらも動物血清の使用量を削減できることで、製品のコストを大幅に引き下げ、環境への影響も軽減できる点が大きなメリットです。これにより、食料問題や気候変動などのグローバルな課題解決に寄与する期待が高まります。

今後の発展と課題

今後の課題としては、この新しい細胞培養システムをさらに大規模に展開するための研究が求められます。二次元の培養から三次元培養へとスケールアップすることで、より効率的な生産技術の確立が期待されています。また、光合成微生物と動物細胞間の相互作用についての理解を深めることで、この技術のさらなる向上が図れるでしょう。