2024/1/9
細胞株開発は水産物生産の未来を形質転換します
国連は、2030年までに増加する人口を養うために必要な水産物の量に2800万トンのギャップが生じると推定しており、世界の水産物の供給は脅威にさらされています。乱獲、気候の温暖化、海洋環境の汚染の深刻化、海水温の上昇、その他の生態系の大きな乱れによって脅かされている水産物には、マイクロプラスチック、水銀、流出油、核廃棄物、ポリ塩化ビフェニルなどの汚染物質が含まれており、これらの有害物質が必然的に食物網に入り込むため、水産物供給はさらに危険にさらされています。
魚類資源と海洋生態系への圧力を軽減し、安全で栄養価の高い水産物を世界の人々に提供するためには、新たな解決策が必要です。食品培養技術の進歩は、海洋野生生物が個体数を回復・補充するために海洋に留まることを可能にする一方で、このようなより安全な代替食品を可能にします。未来は細胞培養シーフードです。
細胞培養水産物は、細胞農業として知られるプロセスを経て、魚の細胞から直接作られます。生きた魚の小さな組織サンプルから始まり、バイオリアクターで培養され、持続可能で高品質な本物の魚介類が育ちます。
最高品質の食品を作るために、エンジニアリングによって最良の細胞株を選択し開発することは、新しい実施基準ではありません。細胞は従来のほとんどの食品や飲料の構成要素であり、単細胞生物はパン、ヨーグルト、チーズのような高品質の栄養源を作るために定期的に使用されています。
世界保健機関（WHO）、米国食品医薬品局（FDA）、欧州連合（EU）が提唱するガイドラインに従うことで、食品メーカーは自然界の食品を補強・改良し、持続可能な食糧供給を拡大することができるようになりました。細胞培養食肉は、従来の食肉に比べ、大規模に生産すれば、温室効果ガスの排出を96％削減し、エネルギーを45％削減し、土地の使用を99％削減し、水の使用を96％削減できる可能性があります。
2022年にFDAが細胞培養によって生産された鶏肉は食べても安全であると発表し、2023年6月に米国農務省（USDA）が培養肉の検査、サンプリング、規制に関する発表を行ったことを受け、生産量は限られていますが、セル培養鶏肉はすでに米国の一部のレストランを通じて消費者に提供されています。FDAの厳しい安全基準を満たすために必要な広範なデータ収集は、農場で栽培された食品と同様に厳しいものです。ライフサイエンス分野のプロセスを模倣したプロセスを用いて開発されたこの食肉は、環境破壊を最小限に抑えつつ、何十億もの人々に食料を供給するための、より安全で持続可能かつ人道的なソリューションとなる可能性があります。
細胞培養シーフード：実証された技術がもたらすイノベーション
カリフォルニア州サンディエゴに拠点を置く細胞培養水産物の開発における世界的リーダーであるBlueNalu社は、最初の製品であるクロマグロのトロを皮切りに、海洋の持続可能性と多様性を支える、美味しくて健康的、安全で信頼できる製品を消費者に提供するよう努めています。細胞株開発が培養タンパク質分野の中核である同社は、規制当局の承認を取得し、これらの新しい食品源を広く利用できるようにするため、生物製剤の製造、特性評価、スケーリングにおけるモレキュラーデバイスの技術と専門知識に依存しています。
細胞培養食肉のプロセスは、生きた動物細胞の少量のサンプルを収集することから始まり、そこから手動技術または自動シングルセル分注装置を使用してより効率的に目的の細胞タイプを分離します。その後、高速増殖や高い生存率など、製造に適した最も望ましい形質を持つセルが、イメージングを使用してモニターされ、単クローン細胞集団に成長させられます-このプロセスは、最高の細胞の品質、安全性、安定性を確保するのに役立ちます。これらのセルはその後、栄養豊富な培養液に入れられ、増殖を続け、効果的に再生可能な食料源を作り出します。
培養された食肉セルが遺伝学的に均一であることを確認すること（モノクローナリティとして知られるプロセスを用いて達成）は、培養食肉を生産するために最も安全で、最も強く、最も速い細胞のみを選択するのに役立ちます。動物から採取されたすべてのセルが、私たちが食べ慣れている肉のような味のロバスト性製品を生産するのに必要な特徴を示すとは限りません。したがって、美味しい肉を作るために最も好ましい特徴を示す単細胞由来の培養物を分離し、選択することが重要です。単一細胞を分離し、遺伝子細胞培養に成長させるプロセスは、規制当局が提唱する安全性試験において極めて重要な要素です。
シングルセル分注装置を使用し、画像ベースでクローナリティと増殖度を検証するモノクローナリティの保証ワークフローにより、BlueNalu社は、手作業で5～6週間かかっていたプロセスをわずか2週間に短縮することができました。使いやすいソフトウェアにより、シングルセル分注装置とモノクローナリティの検証プロセスをシームレスにナビゲートできるため、個人の解釈に左右されない客観的な結果が得られます。この改善されたワークフローは、混合集団セルを使用する可能性を排除し、単一細胞培養の純度に対する信頼性を構築します。
このような検証プロセスは、細胞の増殖速度の追跡もサポートします。再現性のある細胞株を確保するためには、最も強い細胞を選択することが鍵となります。一度ラボで実現した細胞は、繰り返し増殖できるようにロバスト性を維持しなければなりません。その結果得られるデータは、あらゆる段階でセルを検証し、規制目的に必要な文書を提供します。
遺伝子の安定性は食品安全にとって重要です。なぜなら、細胞株のすべての特性が分かれば、製造工程で潜在的なリスクに対処できるからです。違法・無規制・無報告の漁業によって33％もの誤表示率という大きな課題に直面している水産業界において、この検証は水産物の同一性を保証し、消費者が期待通りのものを受け取ることを保証します。
効率： 自動化による魚介類細胞株のスケールアップ
細胞株開発にオートメーションを取り入れることで、手間のかかる複雑なプロセスの品質管理をスピードアップし、向上させることができます。バッチ間のばらつきや汚染の原因となるヒューマンエラーの要素を排除することは、食品の安全性だけでなく、創薬プロセスにおいても見られる重大なリスクの例です。
製薬会社が安全で効果的な治療薬をより早く市場に送り出すために採用している最高水準の安全性とロバスト性を確保するための同様のプロセスを用いることで、持続可能な食肉、鶏肉、魚介類も同様に安全で利用しやすいものにすることができます。最近の技術革新はすでに、培養タンパク質産業のニーズに合わせてアダプター化されています。
例えば、完全自動化された細胞株開発ワークセルは、ボタンひとつで規模の拡大、人的ミスの削減、生産性の向上を可能にします。
安全性 主流となる細胞株開発の準備
食品の安全性を確保するためには、単一細胞の分離から、FDA規制のための単クローン性の検証、増殖モニタリング、品質管理まで、このプロセスの各段階に適したテクノロジーを選択する必要があります。
トレーサビリティ（最初の培養から最終製品までのセルラインの追跡）は、従来の食肉に設定された厳格な規制基準を満たし、それを上回るために不可欠です。綿密な多段階分析により、科学者はFDAやUSDAの規制当局への申請に必要な重要なデータを得ることができます。データ主導の管理プロセスにより、長期間にわたり同じ品質で安全な製品が保証されます。
このような信頼性の高い細胞培養生産は、ライフ・サイエンス用の細胞株開発で長年使用されており、抗生物質やホルモンの添加を必要としないという利点もあります。また、通常の養殖や天然捕獲では避けられない、空気中や地下水中の環境汚染物質にさらされる可能性もありません。しかし、数ある魚介類の風味、テクスチャー、栄養素を一致させるためには、複雑な工程が必要です。
進むべき道 より健康的な食品、より健康的な人々、より健康的な地球
クロマグロ、特にトロと呼ばれる脂ののった腹身の切り身は需要が高く、この種は重大な課題に直面しています。この頂点捕食者が永久に失われることで、海洋生態系、生物多様性、そして世界中の何百万人もの人々の食糧安全保障に深刻な影響が及ぶことへの懸念が高まっています。細胞培養によるクロマグロの複製は、この種に対するこうした圧力を和らげると同時に、より多様な水産物の製造に道を開く可能性があります。
細胞培養水産物を製造している企業はまだありませんが、いくつかの企業がこの有望な技術に取り組んでおり、食品業界の多くは、工業的漁業に伴う悪影響や健康上の懸念を解消し、高品質の水産物を安定供給できる可能性に期待を寄せています。実績のある技術と確立された細胞株開発プロセスを用いることで、これらの製品がレストランや消費者のプレーティングに並ぶ日も近いかもしれません。
この記事は Technology Networksに掲載された ものを許可を得て転載したものです。
