גלוטנין, חלבון חיטה, מראה הבטחה לייצור בשר שגדל במעבדה על ידי תמיכה בטיפוח שכבות שרירים ושומן המחקות את המרקם וההרכב של בשר אמיתי, ומציעות אלטרנטיבה בת קיימא לבשר מסורתי ככל שהאוכלוסייה העולמית גדלה.
ככל שהאוכלוסייה העולמית גדלה, בשר שגדל במעבדה, המורכב מתאי שריר ותאי שומן של בעלי חיים המטופחים במעבדות, מציג פתרון מבטיח לענות על הביקוש הגובר לחלבון. בנוסף, חלבונים צמחיים במחיר סביר יכולים לשמש בסיס לתרביות תאים אלו. ממצאים אחרונים שפורסמו ב ACS Biomaterials Science & Engineering להדגים שחלבון החיטה הלא-אלרגני גלוטן הצליח להצמיח שכבות שרירים מפוספסות ושכבות שומן שטוחות, שניתן לשלב אותן כדי לייצר מרקמים דמויי בשר.
פיתוח פיגומים צמחיים לבשר מתורבת
תאים מתורבתים צריכים בסיס או פיגום כדי להיצמד לייצור בשר שגדל במעבדה. חלבונים צמחיים הם מועמדים מושכים עבור הפיגומים מכיוון שהם אכילים, שופעים וזולים. חוקרים קודמים הראו שסרט על בסיס צמחי העשוי מגלוטן היה בסיס מוצלח לטיפוח תאי שריר שלד פרה.
אבל כדי שהטכניקה הזו תייצר אלטרנטיבה מבטיחה דמוית בשר, תאי השריר צריכים ליצור סיבים מיושרים, בדומה למרקם ברקמות אמיתיות. בנוסף, שומן צריך להיכלל במבנה התלת-ממדי כדי לשכפל את ההרכב של מוצרי בשר מסורתיים. כדי לנצל את השימוש בגלוטן, חלבון בגלוטן שאנשים עם צליאק או רגישות לגלוטן אינם מגיבים אליו בדרך כלל, יא יאו, ג'ון יואן, ג'וניור, צ'ונמיי לי, דיוויד קפלן ועמיתיו רצו לפתח צמחים. סרטים איתו כדי לגדל תאי שריר בעלי מרקם ושכבות שומניות.
תוצאות ניסוי וכיוונים עתידיים
החוקרים בודדו גלוטן מגלוטן חיטה ויצרו סרטים שטוחים בדוגמת רכסים. לאחר מכן הם הפקידו תאי עכבר שמתפתחים לשריר שלד על בסיסי החלבון והדגירו את הסרטים המכוסים בתאים במשך שבועיים. תאים גדלו והתרבו על גבי סרטים שטוחים וקבועים כאחד. כצפוי, בהשוואה לתאים שגדלו על סרטי בקרה עשויים ג'לטין, הביצועים של הסרטים המבוססים על גלוטן היו נחותים אך מספקים. החוקרים אומרים שצריך לעשות עבודה נוספת כדי לשפר את האופן שבו תאים מתחברים לסרט על בסיס צמחי כדי להתקרב לגידול על החומר הביולוגי שמקורו בבעלי חיים. במהלך השבוע השני של התרבית, התאים על הסרט המעוצב יצרו צרורות מקבילות ארוכות, שיצרו מחדש את מבנה הסיבים של שרירי בעלי החיים.
בבדיקה אחרת, תאי עכבר המייצרים רקמות שומן הופקדו על גבי סרטי גלוטן שטוחים. במהלך תקופת הדגירה, כאשר התאים התרבו והתמיינו, הם ייצרו משקעי שומנים וקולגן גלויים.
ניתן היה לערום את שכבות הבשר והשומן התרבותיים המחוברות לסרטי הגלוטן האכילים ליצירת חלבון אלטרנטיבי דמוי בשר תלת-ממדי. מכיוון שבסיס החומר הגלוטנין תמך בצמיחה של שרירים בעלי מרקם ושכבות שומן כאחד, החוקרים אומרים שניתן להשתמש בו בגישה למוצרי בשר מעובדים מציאותיים יותר.
המחברים מכירים במימון של MilliporeSigma ומשרד החקלאות האמריקאי. חלק מהכותבים הם עובדים של MilliporeSigma, Inc.
