Оптимизация источников сателлитных клеток мышц для культивируемого мяса: анатомическое происхождение влияет на клеточные свойства и качественные характеристики

Почему важно выращивать мясо из клеток

Культивируемое мясо — мясо, выращенное из животных клеток в резервуарах вместо выращивания на фермах — обещает стейки и котлеты с гораздо меньшим расходом земли, загрязнением и страданиями животных. Но чтобы превратить эту идею в продукты для супермаркетов, учёным сначала нужно найти лучшие клетки для культивации. В этом исследовании задаётся на первый взгляд простой вопрос с большими последствиями: если брать мышечные стволовые клетки из разных частей свиного тела — шеи, спины или ноги — будут ли они вести себя по-разному, и может ли это изменить вкус, текстуру и питательную ценность будущей лабораторно выращенной свинины?

Клетки мышцы, которые ремонтируют — и создают — мясо

Внутри каждой мышцы находятся «сателлитные клетки», вид стволовых клеток, которые восстанавливают повреждённую ткань и помогают мышцам расти. Эти же клетки являются рабочими лошадками культивируемого мяса: они должны многократно размножаться, а затем сливаться в волокна, похожие на настоящую мышцу. Исследователи выделили эти сателлитные клетки из трёх обычно употребляемых в пищу мышц свиньи: шейной мышцы, участвующей в поддержании позы; спинной мышцы, дающей популярные корейковые отрубы; и ножной мышцы, обеспечивающей движение. С помощью технологии сортировки клеток они очистили популяции сателлитных клеток и подтвердили, что все три источника давали клетки схожей веретенообразной формы под микроскопом. Однако количество извлекаемых сателлитных клеток различалось: шейные мышцы давали больше всего, спина — чуть меньше, а нога — наименьше.

Гены помнят, откуда они пришли

Несмотря на то, что все клетки выращивались в одинаковых лабораторных условиях, их внутренние паттерны активности генов по-прежнему «помнили» исходное анатомическое положение. Путём секвенирования РНК — рабочих копий генов — команда показала, что клетки из шеи, спины и ноги образовывали отдельные кластеры в зависимости от того, какие гены были включены или выключены. Ключевую роль в этом различии играли гены HOX, семейство генов, задающих план тела в эмбриональном развитии. Клетки, полученные из шеи, экспрессировали HOX-гены, связанные с областями головы и шеи, тогда как клетки из ноги предпочитали HOX-гены, ассоциированные с задними конечностями. Это указывает на то, что позиционная идентичность из раннего развития сохраняется в стволовых клетках, используемых для культивируемого мяса, и может влиять на то, как они растут и какой тип мышцы формируют.

Скорость роста против качества мышцы

Для масштабного производства мяса важны два свойства: как быстро клетки размножаются и насколько хорошо они превращаются во зрелые мышечные волокна. Клетки из шеи выделялись по скорости пролиферации. В течение нескольких недель и проходов в культуре они демонстрировали самые высокие уровни маркёров роста и наибольшее общее расширение, что делает их привлекательными для быстрого получения большого числа клеток. Однако при дифференцировке — слиянии в длинные волокнистые структуры — лучше проявили себя клетки, полученные из спины. Они формировали более толстые и интенсивно слитые миотубы и сохраняли более высокий уровень ключевых генов дифференцировки мышцы при длительной культуре. Клетки из ноги отставали и по «стволовости», и по способности к дифференцировке: их способность поддерживать основные маркёры мышечных стволовых клеток и формировать прочные волокна снижалась быстрее всего.

Типы волокон, уровень белка и опыт потребления

Не все мышечные волокна одинаковы. Медленные (окислительные) волокна ориентированы на выносливость, богаче жиром и окислительным метаболизмом и часто связаны с мягкостью и сочностью. Быстрые волокна специализируются на взрывной силе, как правило, более постные и богаты белком. Исследователи обнаружили, что клетки из шеи были смещены в сторону генов медленных волокон, тогда как клетки из спины предпочитали маркёры быстрых волокон. При измерении общего содержания белка после дифференцировки культуры из спины показали наивысший уровень белка, тогда как культуры из шеи — наинизший. Эти различия дают основание полагать, что исходный источник клеток может настраивать культивируемое мясо в сторону более мягких, возможно более жирных кусков (из клеток, склонных к медленным волокнам) или более постных, белковых продуктов (из клеток, склонных к быстрым волокнам).

Проектирование лучшей культивируемой свинины

Для неспециалиста главный вывод таков: «откуда берут клетки» действительно имеет значение для мяса, выращенного в лаборатории. Сателлитные клетки шеи отлично подходят для быстрого наращивания числа клеток, тогда как клетки из спины лучше созревают в толстые, богатые белком мышечные волокна и сохраняют мышечную идентичность через многие циклы роста. Клетки из ноги вносят меньший вклад по обоим показателям. Авторы предполагают, что сателлитные клетки из спины предоставляют наилучший общий баланс для производства культивируемой свинины, но смешивание источников может позволить производителям настраивать текстуру, питание и вкус. Иными словами, будущие культивируемые отбивные можно будет конструировать «с клетки»: начиная с правильной части свиньи.

Цитирование: Lee, J., Park, J., La, H. et al. Optimizing muscle satellite cell sources for cultured meat: anatomical origin influences cellular properties and quality attributes. npj Sci Food 10, 56 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00706-w

Ключевые слова: культивируемое мясо, мышечные стволовые клетки, сателлитные клетки свиньи, текстура мяса, устойчивый белок