غالبًا ما تُزرع الثقافات الخلوية في أطباق بتري. مكتبة صور فلاديمير بولجار / العلوم عبر Getty Images

قد تكون كبيرًا بما يكفي لتتذكر "أين اللحم؟إعلانات ويندي التجارية. قد يتم طرح هذا السؤال في سياق مختلف منذ ذلك الحين تمت الموافقة على المنظمين الأمريكيين بيع لحوم الدجاج المزروعة في المعامل والمصنوعة من الخلايا المزروعة في يونيو 2023.

إن نمو الخلايا الحيوانية في المختبر ليس بالأمر الجديد. كان العلماء يزرعون خلايا حيوانية في بيئات اصطناعية منذ 1950s، مع التركيز في البداية على دراسة علم الأحياء التطوري والسرطان. تظل هذه التقنية واحدة من الأدوات الرئيسية في أبحاث علوم الحياة ، خاصة بالنسبة لـ تطوير الأدوية.

وافقت وزارة الزراعة الأمريكية على الدجاج المزروع بالخلايا في 21 يونيو 2023.

ما هي مزارع الخلايا؟

عادة ما تزرع الثقافات الخلوية باستخدام أي منهما وسائط النمو الطبيعي أو الاصطناعي. تشتمل الوسائط الطبيعية على سوائل بيولوجية مشتقة بشكل طبيعي ، بينما تشتمل الوسائط الاصطناعية على كل من العناصر الغذائية العضوية وغير العضوية والمركبات. كلاهما يحتوي على المكونات الضرورية لتعزيز نمو الخلايا وتطورها. تحتوي هذه المكونات عادةً على عناصر مغذية مثل الفيتامينات والكربوهيدرات والأحماض الأمينية والجزيئات الأخرى التي توفر الوقود للنمو والتكاثر للخلايا.

يستخدم الباحثون الخلايا المزروعة باستخدام زراعة الأنسجة للإجابة على أ مجموعة متنوعة من الأسئلة التجريبية. كطبيب كيمياء حيوية، أستخدم تقنيات زراعة الأنسجة النباتية في دوراتي وبرنامجي البحثي. يمكن للباحثين إضافة الفيروسات والبكتيريا والفطريات والهرمونات والفيتامينات ومسببات الأمراض الأخرى أو المركبات إلى الخلايا المزروعة في المزرعة لملاحظة كيفية تأثير العوامل المختلفة على سلوك الخلايا أو وظيفتها ، خاصة فيما يتعلق بالجينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها في الخلية وأي البروتينات تستجيب لمسببات الأمراض أو المركبات.

In تطوير الأدويةعادة ما يكون نمو الخلايا في المزرعة هو الخطوة الأولى قبل اختبار الأدوية المرشحة المحتملة على الحيوانات.

تتضمن مزارع الخلايا نمو الخلايا خارج بيئتها الأصلية.

كيف يتم صنع اللحوم المخبرية؟

يستخدم الباحثون تقنيات مشابهة لـ زراعة اللحوم في المختبر. يمكن تقسيم العملية عمومًا إلى ثلاث خطوات رئيسية.

تتضمن الخطوة الأولى إزالة عدد صغير من الخلايا - عادةً خلايا عضلية أو جذعية - من حيوان أثناء إجراء غير ضار وغير مؤلم. الخلايا الجذعية هي خلايا من كائن حي غير متخصص ويمكن معالجتها في المختبر لتتحول إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة لهذا الكائن الحي.

الخطوة التالية هي زراعة الخلايا. توضع الخلايا في بيئة اصطناعية مواتية لنموها. بسبب الكمية الكبيرة من الخلايا التي يجب زراعتها لإنتاج اللحوم ، يتم تحضين الخلايا في مفاعل حيوي - خزان فولاذي يوفر درجة حرارة محكومة ورطوبة وضغط وظروف معقمة - مع وسيط مناسب لتسهيل النمو. يتم تغيير وسط النمو عدة مرات لتشجيع الخلايا على التمايز والتكاثر في المكونات الثلاثة الرئيسية للحوم: العضلات والدهون والنسيج الضام.

في الخطوة الأخيرة من العملية ، المعروفة باسم السقالات ، يتم تنظيم الخلايا وتعبئتها بإحكام معًا لإنشاء الحجم والشكل والقطع المطلوبين للحوم للاستهلاك.

شهد صنع اللحوم المستنبتة تقدمًا كبيرًا في المختبر ، ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.

إيجابيات وسلبيات اللحوم المستزرعة

هناك إيجابيات وسلبيات لزراعة اللحوم من خلال تقنيات زراعة الخلايا. في حين أن اللحوم المستزرعة قد تنتج غازات دفيئة أقل نسبيًا من إنتاج الماشية التقليدي في شروط معينةأيها الباحثون بحاجة إلى صقل العملية قبل أن تكون فعالة من حيث التكلفة ويتم توسيع نطاقها.

قدر تحليل عام 2021 أن اللحوم المزروعة في المختبر ستفعل تكلف 17 دولارًا أمريكيًا إلى 23 دولارًا أمريكيًا للرطل للإنتاج ، وهذا لا يشمل هوامش أسعار محلات البقالة. بالمقارنة ، عادة ما تكون تكلفة اللحم المفروم المزروع تقليديًا أقل بقليل من 5 دولارات للرطل.

و2021 تقرير ماكينزي يقدر أن الأمر سيستغرق تقريبًا 220 مليون إلى 440 مليون لتر من قدرة المفاعلات الحيوية لتلبية 1٪ من حصة سوق البروتين الحالية ، لكن قدرة المفاعلات الحيوية الحالية تتجاوز 200 مليون لتر. هناك أيضًا مخاوف بشأن القيود البيولوجية لتزايد أعداد كبيرة من أنواع الخلايا المختلفة في نفس المفاعل الحيوي.

اللحوم المزروعة في المختبر قد تحسين رفاهية الحيوان وتكون أقل عرضة للإصابة بالأمراض أو التسبب في الأمراض التي تنقلها الأغذية. ومع ذلك ، قد يرى المستهلكون أيضًا أن اللحوم المزروعة في المختبر غير طبيعية أو لديهم مخاوف بشأن مذاقها.

من المحتمل أن تولي الشركات اهتمامًا وتتكيف مع استجابة الجمهور. لوضع الأمور في نصابها ، فإن أول برجر مخبري تكلفتها 330,000،2013 دولار أمريكي لإنشائها في عام 10. وانخفض السعر إلى ما يقل قليلاً عن XNUMX دولارات لكل برجر اليوم ، وهو تقدم ملحوظ في عقد واحد فقط.

نبذة عن الكاتب

أندريه أو.هدسونعميد كلية العلوم ، أستاذ الكيمياء الحيوية ، معهد روتشستر للتكنولوجيا

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة:

الملح والدهون والحمض والحرارة: إتقان عناصر الطهي الجيد

بواسطة Samin Nosrat و Wendy MacNaughton

يقدم هذا الكتاب دليلاً شاملاً للطهي ، مع التركيز على العناصر الأربعة للملح ، والدهون ، والحمض ، والحرارة ، ويقدم رؤى وتقنيات لإعداد وجبات لذيذة ومتوازنة.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

كتاب الطبخ Skinnytaste: خفيف على السعرات الحرارية ، كبير في النكهة

بواسطة جينا هومولكا

يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الصحية واللذيذة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والنكهات الجريئة.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

الإصلاح الغذائي: كيف نحافظ على صحتنا واقتصادنا ومجتمعاتنا وكوكبنا - لقمة واحدة في كل مرة

بواسطة الدكتور مارك هيمان

يستكشف هذا الكتاب الروابط بين الغذاء والصحة والبيئة ، ويقدم رؤى واستراتيجيات لإنشاء نظام غذائي أكثر صحة واستدامة.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

كتاب الطبخ Barefoot Contessa: أسرار من متجر East Hampton للأغذية المتخصصة للترفيه البسيط

بواسطة Ina Garten

يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الكلاسيكية والأنيقة من Barefoot Contessa المحبوبة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والتحضير البسيط.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

كيف تطبخ كل شيء: الأساسيات

بواسطة مارك بيتمان

يقدم كتاب الطبخ هذا دليلاً شاملاً لأساسيات الطهي ، يغطي كل شيء بدءًا من مهارات السكاكين إلى التقنيات الأساسية ويقدم مجموعة من الوصفات البسيطة واللذيذة.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب