你可能已经长大了，还记得那句著名的“牛肉在哪里?”温迪的广告。这个问题可能会在不同的背景下提出，因为美国监管机构于2023年6月批准了用培养细胞制成的实验室培育鸡肉的销售。
在实验室培养动物细胞并不是什么新鲜事。自20世纪50年代以来，科学家们一直在人工环境中培养动物细胞，最初专注于研究发育生物学和癌症。这项技术仍然是生命科学研究的主要工具之一，特别是在药物开发方面。
什么是细胞培养?
细胞培养通常使用自然或人工培养基培养。天然培养基包括天然衍生的生物流体，而人工培养基包括有机和无机营养物和化合物。两者都含有促进细胞生长和发育的必要成分。这些成分通常含有维生素、碳水化合物、氨基酸和其他为细胞生长和繁殖提供燃料的分子等营养物质。
研究人员使用组织培养的细胞来回答各种实验问题。作为一名生物化学家，我在我的课程和研究项目中使用植物组织培养技术。研究人员可以将病毒、细菌、真菌、激素、维生素和其他病原体或化合物添加到培养的细胞中，观察不同因素如何影响细胞的行为或功能，特别是当它与细胞中哪些基因被打开或关闭以及哪些蛋白质对这些病原体或化合物作出反应有关时。
在药物开发中，培养细胞通常是在潜在候选药物进行动物试验之前的第一步。
实验室培育的肉是如何制成的?
研究人员使用类似的技术在实验室里培育肉。这个过程通常可以分为三个主要步骤。
第一步是在无害无痛的过程中从动物身上取出少量细胞——通常是肌肉细胞或干细胞。干细胞是来自生物体的非特化细胞，可以在实验室中被操纵，变成该生物体的许多不同类型的细胞。
下一步是培养细胞。将细胞置于有利于其生长的人工环境中。因为生产肉类需要培养大量的细胞，所以这些细胞被培养在一个生物反应器中——一个能提供可控温度、湿度、压力和无菌条件的钢罐——并有适当的培养基来促进生长。培养基经过多次改变，以促进细胞分化和繁殖，形成肉的三种主要成分:肌肉、脂肪和结缔组织。
在这个过程的最后一步，被称为脚手架，细胞被组织和紧密地包装在一起，以创造出所需的大小、形状和切割的肉供食用。
培养肉的利弊
通过细胞培养技术培育肉类有利有弊。虽然在某些条件下，人造肉产生的温室气体可能比传统牲畜生产产生的温室气体要少，但研究人员需要改进这一过程，才能使其具有成本效益并规模化。
2021年的一项分析估计，实验室培育的肉类每磅的生产成本为17至23美元，这还不包括杂货店的加价。相比之下，传统方式种植的碎牛肉通常每磅价格略低于5美元。
麦肯锡2021年的一份报告估计，要满足目前1%的蛋白质市场份额，将需要大约2.2亿至4.4亿升的生物反应器容量，但目前的生物反应器容量最高为2亿升。人们还担心在同一个生物反应器中培养大量不同类型的细胞的生物学局限性。
实验室培育的肉可以改善动物福利，并且不太可能携带疾病或引起食源性疾病。然而，消费者也可能认为实验室培育的肉是不自然的，或者担心它的味道。
企业可能正在关注并适应公众的反应。相比之下，第一个实验室培育的汉堡在2013年花费了33万美元。如今，每个汉堡的价格已经降到了不到10美元，这在短短10年里是一个了不起的进步。
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