肉本来の食感を持つ「培養ステーキ肉」実用化への第一歩! 世界初サイコロステーキ状のウシ筋組織の作製に成功

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日清食品ホールディングス株式会社 (社長・CEO：安藤宏基) と東京大学生産技術研究所 (所長：岸利治) の竹内昌治教授の研究グループ*1は、国立研究開発法人科学技術振興機構 (JST) の「未来社会創造事業」に採択された研究において、牛肉由来の筋細胞を用いて、サイコロステーキ状のウシ筋組織を作製することに世界で初めて成功しました。本研究内容は日本農芸化学会2019年度大会 (東京農業大学世田谷キャンパス) で2019年3月24日(日)に発表します。

研究の背景、目的

世界的な人口増加やライフスタイルの変化により、将来、地球規模での食肉消費量の増加が見込まれています。一方で、家畜の生産には大きな環境負荷がかかることや、飼料や土地の不足が大きな問題となっています*2。
「培養肉」とは、動物の個体からではなく、細胞を体外で組織培養することによって得られた肉のことで、家畜を肥育するのと比べて地球環境への負荷が低いことや、畜産のように広い土地を必要とせず、厳密な衛生管理が可能などの利点があるため*3、従来の食肉に替わるものとして期待されています。
近年、世界中で「培養肉」の研究が行われていますが、そのほとんどが、「ミンチ肉」を作製する研究です。当研究グループは、肉本来の食感を持つステーキ肉を「培養肉」で実現する目標に向け、筋組織の立体構造を人工的に作製する研究に取り組みました。

発表内容

肉本来の食感は、筋肉に含まれる筋組織の立体構造から生み出されます。この立体構造を体外で人工的に作製するためには、筋細胞を増やすだけでなく、筋細胞をより成熟させる (細胞同士を融合させ細長い構造に変化させる) 必要があります (図1)。しかし、生体内環境と異なる体外で筋細胞を成熟させるためには、必要な栄養を行きわたらせ、細胞を適切に配置する技術が求められていました。
当研究グループは、培養過程でウシ筋細胞にビタミンCを与えることで、ウシ筋細胞の成熟が促進されることを確認しました。また、厚みのある培養肉を得るために、ウシの筋細胞を従来の平面的な培養ではなく、コラーゲンゲル*4の中で立体的に培養したところ、筋組織に特有の縞状構造 (サルコメア) を持つ、細長い筋組織の作製に成功しました (図2)。さらに、筋細胞の集合体を積層し、特殊な方法を用いて培養することにより、世界で初めてサイコロステーキ状 (1.0㎝×0.8㎝×0.7㎝) の大型立体筋組織を作製できました (図3)。
これらの技術を発展させることで、今後、さらに大きな筋組織の作製も可能と考えられ、肉本来の食感を持つ「培養ステーキ肉」の実用化に向けた第一歩を踏み出しました。

*1 国立研究開発法人科学技術振興機構 (JST) の「未来社会創造事業 (探索加速型)」に採択された、「3次元組織工学による次世代食肉生産技術の創出」(研究開発代表者:竹内昌治) の研究グループ。
*2 穀物の生産に比べ、家畜の生産は多くの水や飼料を必要とし、CO2の排出量も多い。
*3 無菌的に培養が可能なため、病原性大腸菌などの有害菌による汚染のリスクがない。
*4 コラーゲンと水分からなるゲル状の支持体。細胞が接着し、増殖、成熟する足場としての役割を持つ。