2000 №4

Напомним читателям, что такое культура (культивирование) клеток или тканей. Это выращивание клеток (в нашем случае — животных) вне организма, в специальной культуральной среде, а проще говоря, в питательном бульоне, где клетки, взятые из живого организма, размножаются, растут, развиваются и в конце концов образуют белковую биомассу, обладающую нужными человеку свойствами. Она используется для широкого круга научных и практических целей, главным образом в области медицины и биологии. Это получение и ядерной ДНК, и различных белков и вакцин, и лимфоцитов, и макрофагов для иммунной защиты организмов и выращивание трансплантатов кожи и других тканей и т. п. Идея же применения культуры клеток животных в качестве сырья для искусственного мяса пока нигде даже не сформулирована, не говоря уж о разработке. Дело тут, думаю, в сложнейших проблемах, которые надо преодолеть для ее реализации.

Первая из них и, пожалуй, самая важная — необходимость наделить клетку способностью к безграничному размножению (или, как говорят ученые, сделать клетку бессмертной). Это путь к выращиванию больших объемов биомассы клеток, что и нужно для производства искусственного мяса.

Как долго продолжается жизнь отдельных клеток у высокоорганизованных организмов? Однозначного ответа на этот вопрос нет, ибо все зависит от типа клеток: лимфоциты человека вне организма живут 1–2 суток, эритроциты — 3 месяца, нервные клетки могут жить до 100 лет, а стволовые клетки относятся к бессмертным клеткам, они способны к неограниченному делению.

Стволовые клетки играют особую роль: они пополняют в организме запас клеток, обновляющихся после их естественной возрастной, физиологической или травматической гибели (клетки крови, кожи, мышц и других тканей). В частности, миобласты — тоже стволовые клетки — служат в организме как источник мышечных волокон. После деления миобласта одна из дочерних клеток остается стволовой, а другая участвует в образовании скелетных мышц (то есть таких, которые прикреплены к костям скелета).

Среднее время удвоения клеток животных в культуре — от 20 до 40 часов. Миобласты делятся каждые 12–18 часов. Стало быть, клетки мускулатуры от природы обладают способностью очень длительного размножения. Но ведь мясо состоит не только из мышечной ткани, в нем есть также соединительная ткань, нервная и эпителий (покровная ткань). Клеток для них нужно тоже очень много — речь ведь идет о массовом производстве. А эти клетки долго размножаться не могут.

Но существует возможность искусственно сделать клетку бессмертной. Для этого нужно ввести в ее геном соответствующий участок ДНК, его так и называют — ген бессмертия. Такие участки имеются в вирусных онкогенах, которые живут в каждом высшем организме. Из них можно выделить необходимую последовательность ДНК, ввести в геном клетки избранного вида и заставить там работать — производить белок, делающий деление клетки непрерывным. Интересно, что в гене бессмертия закодирован термочувствительный белок, который синтезируется при температуре культуральной среды 33 °C и делает клетку бессмертной. При повышении температуры примерно до 40 °C синтез быстро прекращается, и клетка возвращается в нормальное состояние. Стало быть, регулируя температуру, можно управлять процессом и сроками размножения. Это один путь к бессмертию клеток, проверенный на практике и вполне надежный.

Схемы получения бессмертных клеток. Сначала конструируют молекулу, содержащую ген бессмертия, под контролем подходящего промотора (регулятора деятельности гена), который позволил бы ему работать в большинстве животных клеток. Рядом с этим геном может быть пристроен чужеродный ген — для получения необходимого человеку белка из этих же клеток.