Маастрихт, Нидерланды – Как гастрономический деликатес этот бифштекс весом в 150 граммов, который кропотливо создает Марк Пост (Mark Post), вряд ли привлечет чье-то внимание. Но доктор Пост надеется, что он поможет изменить взгляды и мнения.
Этот бифштекс, собранный из крошечных кусочков мышечной ткани, которая была выращена в лабораторных условиях, должен быть приготовлен и съеден на мероприятии в Лондоне через несколько недель. Он призван показать всему миру, в том числе, потенциальным спонсорам исследований в этой области, что так называемое мясо in vitro, или мясо, которое выращивается искусственно, является реальностью.
«Давайте представим доказательства данной идеи и перейдем от разговоров типа "это ни за что не сработает” к заявлениям о том, что мы доказали, как это работает, и теперь нуждаемся в финансировании, чтобы продолжить эту работу», - сказал доктор Пост в интервью, которое он дал прошлой осенью в своем кабинете в Маастрихтском университете.
В университетской лаборатории стоят инкубаторы с прозрачными пластиковыми емкостями, наполненными розоватой жидкостью. Лаборант выполняет весьма непростую задачу по выращиванию десятков миллиардов клеток, которые необходимы для изготовления бифштекса. Основой для этой «строительной» работы стал определенный тип клеток, взятых на скотобойне из коровьих шей.
Мысль о создании мяса в лабораторных условиях – настоящей мышечной ткани, а не суррогата из сои или других белковых источников – витала в воздухе на протяжении десятилетий. Аргументов в пользу такой работы множество – от заботы о животных до защиты окружающей среды.
Так, в 2011 году в журнале Environmental Science and Technology появилась научная статья, в которой говорится о том, что благодаря полномасштабному производству культивированного мяса можно существенно снизить потребление воды и энергии, сократить площадь пастбищных угодий, выбросы метана и прочих парниковых газов, поскольку в этом случае можно будет частично отказаться от выращивания и забоя крупного рогатого и прочего скота. Эти аргументы в пользу защиты окружающей среды будут набирать силу, говорят сторонники такого подхода, поскольку потребности в мясе растут по причине увеличения среднего класса в Китае и прочих странах.
Доктор Пост, ставший одним из немногих исследователей в этой области, добился немалых успехов в выращивании такого искусственного мяса при помощи стволовых клеток, являющихся основой для формирования клеток различных органов и тканей – например, мышечных. Он также разработал методы такого культивирования, взяв за основу результаты медицинских исследований по выращиванию тканей и органов. Эта сфера научно-прикладной деятельности известна под названием тканевой инженерии. (На самом деле, доктор Пост, являясь по специальности врачом, считает себя в первую очередь тканевым инженером, и 80% своего времени посвящает исследованиям того, как выращивать кровеносные сосуды.)
Однако выращивание мяса в лаборатории оказалось трудным и дьявольски дорогостоящим делом. Пост, которому эта тема известна не более, чем всем остальным, неоднократно откладывал работу по созданию бифштекса в пробирке, хотя должен был начать ее в ноябре.
Его бифштекс состоит из 20000 тонких волокон выращенной в питательной среде мышечной ткани. Доктор Пост неофициально провел несколько дегустаций и говорит, что даже без жира у этого мяса «довольно приличный вкус». Для лондонского мероприятия он планирует приготовить его только с солью и перцем.
Но мясо создается при помощи различных веществ, включая сыворотку крови эмбриона теленка, которая используется в качестве среды для выращивания клеток. Постепенно ее приходится заменять аналогичными материалами неживотного происхождения. И этот бифштекс обошелся феноменально дорого – он стоит 250000 евро, или около 325000 долларов. Деньги предоставил спонсор, пожелавший пока остаться неизвестным. Крупномасштабное производство культивированного мяса, которое можно было бы выложить на полки супермаркетов, создав ценовую конкуренцию обычному мясу – дело далекого будущего, если дело это вообще выгорит.
«Это всего лишь технология начального этапа, - сказал социолог Нил Стивенс (Neil Stephens), работающий в Кардиффском университет е в Уэльсе и долгое время занимающийся исследованиями в области создания культивированного мяса, которое некоторые в насмешку называют «шмясом». – Им предстоит еще очень многое изучить и исследовать».
Кроме того, существуют вопросы безопасности – хотя Пост и прочие говорят, что искусственное мясо должно быть не менее, а то и более безопасным, чем мясо обычное - и может также стать более полезным. Есть также вопрос о потребительской привлекательности этого продукта, который мало чем будет походить на толстый и сочный стейк.
«Это нечто совершенно новое, - сказал доктор Стивенс. – Людям надо свыкнуться с мыслью о том, что это тоже мясо».
Доктор Пост хорошо понимает, какие препятствия его ожидают. «Я вижу крупные преграды, наверное, лучше кого бы то ни было, - заявил он. – Но надо верить в технологический прогресс и в то, что их удастся преодолеть».
Как и в любой технологии, затраты будут постепенно снижаться. «Если это можно делать более эффективно, то есть все основания говорить о снижении издержек, - отметил он. – Надо использовать правильные материалы, ввести в систему элемент вторичного использования и управлять работой с применением средств автоматизации».
У мяса in vitro изначально будут преимущества перед обычным мясом по показателям затрат себестоимости, отметила Ханна Туомисто (Hanna Tuomisto), чьи исследования во время работы в Оксфордском университете легли в основу статьи в Environmental Science and Technology. «Речь идет о превращении исходного материала в мясо, - сказала она. – Производство культивированного мяса будет намного более эффективным, поскольку производиться будет только мясо, без всяких прочих частей и органов».
Исследователь Миссурийского университета и учредитель компании по созданию и реализации культивированного мяса Modern Meadow Габор Форгаш (Gabor Forgacs) тоже понимает, какие препятствия стоят у него на пути. «Поставка искусственного мяса в супермаркеты будет непростым делом, и это вызовет немалые споры», - говорит он. Тем не менее, Форгаш разработал новый способ выращивания искусственных тканей, который назвал «биопечатью». Он надеется, что их когда-нибудь можно будет использовать для выращивания более толстых тканей.
Учитывая все эти трудности, компания Modern Meadow для начала сосредоточилась на создании культивированной кожи. В этой технологии применяются не стволовые клетки, а кожные фибробласты. Это особые клетки, создающие белок соединительной ткани коллаген. «Здесь есть много аналогий с искусственным мясом, за исключением того, что никаких споров и противоречий такая кожа не вызывает, поскольку есть ее никто не собирается, сказал доктор Форгаш. – Но если мы сможем убедить людей, что умеем выращивать кожу, нам будет гораздо легче убедить их в том, что мы сможем выращивать мясо».
В своей работе по созданию культивированного мяса доктор Пост использует стволовые клетки, которые называются миосателлитоциты. Наш организм использует их для восстановления поврежденной мышечной ткани. Эти клетки, находящиеся в определенной области такой мышечной ткани, берутся из коровьей шеи и помещаются в емкости с питательной средой. Методом проб и ошибок ученые выяснили, каким образом лучше всего можно заставить эти клетки расти и делиться. Их количество постоянно удваивается через каждые три недели.
«Но нам нужны миллиарды», - говорит техник из лаборатории доктора Поста Аннон ван Эссен (Anon van Essen).
После этого клетки выливают в небольшой комок геля в пластиковом лотке. Количество питательных веществ в среде для выращивания мяса значительно сокращают, и клетки начинают, по сути дела, голодать, что заставляет их видоизменяться, превращаясь в мышечные клетки. «Мы используем природную способность клеток видоизменяться, - говорит доктор Пост. – Никаких чудес здесь нет».
Со временем видоизмененные клетки соединяются и формируют примитивные волокна мышечной ткани, которые называются мышечные трубочки. А затем они просто начинают наращивать белок и самоорганизуются в сокращающиеся элементы, говорит доктор Пост. По его словам, главное в этом процессе самоорганизации то, что клетки закрепляются на одном месте (он отказался рассказать, какой метод применяется в этих целях; ранее в своих работах он использовал метод «липучки»). «Мы добавляем точки крепления, чтобы им было за что зацепиться и начать создавать натяжение, - рассказывает он. – Это главная движущая сила белкового синтеза, и они делают это сами».
В результате получилась тонкая полоска ткани длиной чуть больше сантиметра и диаметром в один миллиметр, похожая на короткую вермишель розового цвета, говорит доктор Пост.
Полоски должны быть тонкими, потому что клеткам необходимо располагаться поближе к питательной среде, чтобы выжить. Дабы создать более толстые ткани и сделать искусственный стейк, а не бифштекс, необходимо построить сеть каналов сродни кровеносным сосудам, чтобы питательные вещества добирались до каждой клетки. (Для выращивания стейка также понадобится создать жир и внедрить его в ткани, чего со своим бифштексом доктор Пост не делал.)
По словам доктора Поста, преимущество миосателлитоцитов состоит в том, что они быстро видоизменяются. «Миосателлитоциты это идеальные клетки, - говорит он. – Не нужно показывать никаких фокусов, чтобы подтолкнуть их к видоизменению. Я думаю, здесь есть также практическое преимущество, состоящее в том, что производство стволовых клеток и контроль качества можно наладить в самом животном».
Но другие ученые отмечают, что у миосателлитоцитов есть определенные ограничения по частоте воспроизводства. Искусственное мясо доктора Поста никогда не станет полностью независимым от живого животного. Ему постоянно будут нужны свежие мышечные ткани, из которых можно получать стволовые клетки.
Другие исследователи изучают разные типы стволовых клеток, которые, в отличие от миосателлитоцитов, могут воспроизводиться бесконечно, что обеспечит «независимую от скота» поставку клеток для производства мяса в питательной среде. Голландские исследователи из Утрехтского университета пытаются изолировать стволовые клетки эмбрионов свиней и коров. А Николас Дженовезе (Nicholas Genovese) из Миссурийского университета пытается создать такой тип стволовой клетки, который «порождается» обычной взрослой клеткой. Таким образом, клетку из кожи свиньи видимо можно будет превратить в стволовую клетку, которая станет воспроизводиться бесконечно, видоизменяясь и превращаясь в мышечную ткань для создания искусственного мяса.
Однако доктор Пост говорит, что попытки использовать разные типы стволовых клеток порождают другие проблемы. Даже если при его подходе мир все равно будет нуждаться в скоте, свиней и коров людям нужно будет гораздо меньше. «Если мы сумеем уменьшить мировое поголовье в миллион раз, то я буду счастлив, - заявляет ученый. – Мне не нужно, чтобы поголовье уменьшалось в миллиард раз».
В любом случае, отмечает он, «многие, если не все технологии, которые мы используем в настоящее время, придется менять».
«Но смысл доказывания нашего замысла заключается не в этом, - говорит доктор Пост. – Дело в том, что у нас уже имеется достаточно технологий для производства продукта, который мы можем назвать мясом или культивированной говядиной. Мы можем его есть, и благодаря ему мы сможем выжить».
«По своей натуре я не очень страстный человек, - добавляет он. – Но у меня есть непоколебимая уверенность в том, что это может оказать огромное воздействие на общество в целом. И это создает мощный стимул».
