Sebuah terobosan dalam pertanian seluler, yang memungkinkan sel sapi memproduksi faktor pertumbuhannya sendiri, menjanjikan pengurangan biaya yang signifikan dalam produksi daging budidaya. Kemajuan ini dapat menghasilkan alternatif daging yang terjangkau dan berkelanjutan di supermarket, dengan penelitian yang sedang berlangsung berfokus pada optimalisasi untuk penggunaan komersial dan persetujuan peraturan.
Sel otot sapi telah direkayasa untuk menghasilkan sinyal pertumbuhannya sendiri, sehingga menghilangkan kebutuhan akan komponen mahal dalam proses produksi.
Pertanian seluler – produksi daging dari sel yang ditanam di bioreaktor dibandingkan dari hewan ternak – mengalami lompatan teknologi yang menjadikannya pilihan yang lebih layak bagi industri pangan. Salah satu lompatan tersebut kini telah dilakukan di Pusat Pertanian Seluler Universitas Tufts (TUCCA), yang dipimpin oleh David Kaplan, Profesor Teknik Keluarga Stern, di mana para peneliti telah menciptakan sel otot sapi (sapi) yang menghasilkan faktor pertumbuhannya sendiri, sebuah langkah yang secara signifikan dapat mengurangi biaya produksi.
Faktor pertumbuhan, baik digunakan dalam percobaan laboratorium atau untuk daging budidaya, berikatan dengan reseptor di permukaan sel dan memberikan sinyal bagi sel untuk tumbuh dan berdiferensiasi menjadi sel dewasa dari berbagai jenis. Dalam penelitian ini dipublikasikan di jurnal Laporan Sel Keberlanjutanpara peneliti memodifikasi sel induk untuk menghasilkan faktor pertumbuhan fibroblas (FGF) sendiri yang memicu pertumbuhan sel otot rangka – seperti yang ditemukan pada steak atau hamburger.
“FGF sebenarnya bukan nutrisi,” kata Andrew Stout, peneliti utama proyek tersebut dan sekarang Direktur Sains di Lab Komersialisasi Pertanian Seluler Tufts. “Ini lebih seperti sebuah instruksi bagi sel untuk berperilaku dengan cara tertentu. Apa yang kami lakukan adalah merekayasa sel induk otot sapi untuk menghasilkan faktor pertumbuhan ini dan mengaktifkan jalur sinyal itu sendiri.”
Pengurangan Biaya dan Kemajuan Penelitian
Sampai saat ini, faktor pertumbuhan harus ditambahkan ke cairan atau media di sekitarnya. Terbuat dari protein rekombinan dan dijual oleh pemasok industri, faktor pertumbuhan berkontribusi terhadap sebagian besar biaya produksi daging budidaya (hingga atau di atas 90%). Karena faktor pertumbuhan tidak bertahan lama dalam media kultur sel, faktor pertumbuhan tersebut juga harus diisi ulang setiap beberapa hari. Hal ini membatasi kemampuan untuk menyediakan produk yang terjangkau kepada konsumen. Menghilangkan unsur tersebut dari media pertumbuhan akan menghasilkan penghematan biaya yang sangat besar.
Sel otot sapi yang ditanam untuk diambil dagingnya membuat faktor pertumbuhannya sendiri, menghilangkan bahan mahal dari media pertumbuhan cair. Kredit: Alonso Nichols, Universitas Tufts
Stout memimpin beberapa proyek penelitian di Lab Komersialisasi Pertanian Seluler Universitas Tufts —sebuah ruang inkubator teknologi yang dirancang untuk mengambil inovasi di universitas dan mengembangkannya hingga dapat diterapkan pada skala industri dalam lingkungan komersial.
“Meskipun kami memangkas biaya media secara signifikan, masih ada beberapa optimalisasi yang perlu dilakukan agar media siap digunakan,” kata Stout. “Kami memang melihat pertumbuhan yang lebih lambat dengan sel-sel yang direkayasa, tapi saya pikir kami bisa mengatasinya.” Strateginya mungkin termasuk mengubah tingkat dan waktu ekspresi FGF di dalam sel atau mengubah jalur pertumbuhan sel lainnya. “Dalam strategi ini, kami tidak menambahkan gen asing ke dalam sel, hanya mengedit dan mengekspresikan gen yang sudah ada” untuk melihat apakah gen tersebut dapat meningkatkan pertumbuhan sel otot untuk produksi daging. Pendekatan tersebut juga dapat mengarah pada persetujuan peraturan yang lebih sederhana terhadap produk pangan akhir, karena peraturan lebih ketat untuk penambahan gen asing dibandingkan pengeditan gen asli.
Arah dan Implikasinya di Masa Depan
Akankah strategi ini berhasil untuk jenis daging lain, seperti ayam, babi, atau ikan? Stout berpikir begitu. “Semua sel otot dan banyak jenis sel lainnya biasanya bergantung pada FGF untuk tumbuh,” kata Stout. Ia membayangkan pendekatan ini akan diterapkan pada daging lainnya, meskipun mungkin terdapat variabilitas dalam faktor pertumbuhan terbaik untuk diekspresikan dalam berbagai jenis daging. jenis.
“Pekerjaan terus dilakukan di TUCCA dan di tempat lain untuk meningkatkan teknologi daging yang dibudidayakan,” kata Kaplan, “termasuk mencari cara untuk mengurangi biaya nutrisi dalam media pertumbuhan, dan meningkatkan tekstur, rasa, dan kandungan nutrisi daging. Produk-produk tersebut telah mendapat persetujuan peraturan untuk dikonsumsi di AS dan global, meskipun biaya dan ketersediaannya masih terbatas. Saya pikir kemajuan seperti ini akan membawa kita lebih dekat untuk melihat daging budidaya yang terjangkau di supermarket lokal kita dalam beberapa tahun ke depan.”
Referensi: “Sinyal autokrin yang direkayasa menghilangkan kebutuhan FGF2 sel otot untuk produksi daging budidaya” oleh Andrew J. Stout, Xiaoli Zhang, Sophia M. Letcher, Miriam L. Rittenberg, Michelle Shub, Kristin M. Chai, Maya Kaul dan David L. Kaplan , 26 Januari 2024, Keberlanjutan Laporan Sel.
DOI: 10.1016/j.crsus.2023.100009
Penelitian ini didanai oleh Institut Kesehatan NasionalDepartemen Pertanian AS, dan New Harvest Foundation.
