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培養肉は、培養肉などとも呼ばれ、動物細胞を体外で培養して肉を生産する細胞農業の一形態です。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] この生産方法は、生きた動物の体外で、分子レベルで同一の動物の肉を成長させるものです。培養肉は、再生医療で開拓された組織工学技術を用いて生産されます。[ 6 ]肉の生産による環境への影響を軽減する可能性があり、[ 3 ]動物福祉、食料安全保障、人間の健康に関する問題にも対処できることが知られています。[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] [9] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]その可能性は、 1931年に英国の政治家ウィンストン・チャーチルも関心を寄せたように、長い間注目されてきました。[ 13 ]
ジェイソン・マセニーは、培養肉生産に関する論文[ 14 ]を共著し、体外培養肉研究に特化した世界初の非営利団体であるニューハーベストを設立した後、2000年代初頭にこの概念を普及させました。 [ 15 ] 2013年、マーク・ポストは動物の体外で培養した組織からハンバーガーパティを作り、それ以来、他の培養肉のプロトタイプがメディアの注目を集めています。2020年、スーパーミートはテルアビブに「ザ・チキン」という農場から食卓へというコンセプトのレストランをオープンし、金銭ではなく消費者の反応をテストするためのレビューと引き換えに培養チキンバーガーを提供しました。[ 16 ] [ 17 ]一方、「世界初の細胞培養肉の商業販売」は2020年12月にシンガポールのレストラン1880で行われ、米国企業イートジャストが製造した培養チキンが販売されました。[ 18 ] [ 19 ]
ほとんどの取り組みは、豚肉、牛肉、鶏肉などの一般的な肉に焦点を当てており、これらは先進国における従来の肉消費の大部分を占めています。[ 20 ]一部の企業は、さまざまな魚種やその他のシーフードを追求しており、[ 21 ]例えば、2021年に養殖ハタを市場に投入したAvant Meats社などです。 [ 22 ] Orbillion Bioなどの他の企業は、ヘラジカ、ラム、バイソン、和牛などの高級または珍しい肉に焦点を当てています。[ 23 ]
培養肉の製造プロセスは、企業や研究機関によって絶えず進化している。[ 24 ]培養肉の用途は、倫理、[ 25 ]健康、環境、文化、経済に関する議論を引き起こしている。[ 26 ]グッドフード研究所が発表したデータによると、2021年から2023年にかけて、培養肉およびシーフード企業は世界中で25億ドル以上の投資を集めた。[ 27 ]しかし、培養肉はまだ広く普及していない。
2024年1月、ウシ細胞は独自の成長因子を生成でき、高価な組換え成長因子や胎児ウシ血清を必要としないことが研究で実証された。[ 28 ]
2025年11月、ある研究により、ウシ細胞は遺伝子改変なしで500日後に自然に不死化することが実証された。これは、ニワトリ細胞が培養中に容易に自然に不死化されるのと同様である。[ 29 ]
培養肉の他に、培養肉[ 30 ] [ 31 ]、クリーンミート[ 32 ] [ 33 ] 、試験管内肉、細胞ベース肉[ 34 ]、合成肉[ 35 ]、屠殺不要肉[ 36 ]、クラフトミート[ 37 ] [ 38 ]、ヘルシーミート[ 39 ]、シュミート[ 40 ] [ 41 ]などの用語がこの製品を説明するために使用されてきました。人工肉には複数の意味がありますが、時折使用されます。[ 42 ]ラボで培養された肉という用語はニュース メディアで使用されていますが[ 43 ] 、生産が市場規模に達すると、研究所ではなく、ブルース・フリードリッヒが「肉の醸造所」に例えるような大規模な施設で培養されるという理由で批判されています。[ 33 ]
2016年から2019年にかけて、クリーンミートは注目を集めるようになった。グッドフードインスティテュート（GFI）は2016年にこの用語を作り出し[ 44 ]、2018年後半には、クリーンミートの使用が生産プロセスと利点をよりよく反映していると主張する研究を発表した[ 45 ] [ 46 ] 。2018年までに、メディアでの言及とGoogle検索で培養肉や試験管内培養肉を上回った[ 47 ] 。培養肉生産の利害関係者の中には、従来の肉生産者と協力関係を築こうとしている者もおり、クリーンミートという用語は後者を不必要に汚すと感じ、中立的な代替案として細胞ベースの肉を好むようになった[ 48 ] [ 49 ]。
2019年9月、GFIは、培養肉という用語は十分に説明的で差別化されており、中立性が高く、消費者の関心度が高いという新たな調査結果を発表しました。[ 30 ] [ 50 ] 2021年9月の世論調査では、業界のCEOの大多数が培養肉を好んでおり、44社のうち75%が好んでいることが示されました。[ 51 ]
工業的な環境で肉を栽培するという理論的可能性は、長い間関心を集めてきた。1931年に様々な定期刊行物に掲載され、後に彼の著書『思想と冒険』に収録されたエッセイの中で、イギリスの政治家ウィンストン・チャーチルは次のように書いている。「胸肉や手羽を食べるために鶏を丸ごと育てるという馬鹿げた行為から逃れるために、適切な培地の下でこれらの部位を別々に栽培すればよいだろう。」[ 13 ]
1950年代、オランダの研究者ウィレム・ファン・エーレンは独自に培養肉のアイデアを思いついた。第二次世界大戦中、捕虜として飢餓に苦しんだファン・エーレンは、食料生産と食料安全保障に情熱を傾けるようになった。[ 52 ]彼は保存肉の将来性について議論する大学の講義に出席した。[ 53 ]細胞株の初期の発見がこのアイデアの基礎となった。筋繊維の試験管内培養は、 1971年に病理学者ラッセル・ロスがモルモットの大動脈を培養した際に初めて成功した。しかし、1991年にジョン・F・ヴェインは、ヒトの食用組織工学肉の製造に関する米国特許US 6835390を取得した。この肉では、筋肉と脂肪が統合的に培養されて食品が作られる。[ 54 ]
2001年、皮膚科医のウィーテ・ウェスターホフは、ファン・エーレンと実業家のウィレム・ファン・クーテンと共に、培養肉を製造するプロセスの世界特許を申請したと発表した。[ 55 ]このプロセスでは、栄養溶液に浸した筋肉細胞を播種したコラーゲンマトリックスを使用し、細胞分裂を誘導した。 [ 56 ]同年、NASAは宇宙飛行士が肉を輸送する代わりに肉を培養できるようにすることを目的として、培養肉の実験を開始した。モリス・ベンジャミンソンと提携して、金魚と七面鳥を培養した。[ 57 ] 2003年、オロン・キャッツとイオナット・ズールは、カエルの幹細胞から培養した数センチメートルの「ステーキ」を展示し、調理して食べた。目的は、培養肉の倫理に関する議論を始めることだった。「それはかつて生きていたのか？」「殺されたことがあるのか？」「それを捨てることは動物に対して何らかの形で失礼なのか？」[ 58 ]
2000年代初頭、アメリカの公衆衛生学の学生ジェイソン・マセニーはインドを訪れ、工場式養鶏場を視察した。このシステムの現状に衝撃を受けた彼は、後にNASAの取り組みに関わっていた3人の科学者と協力した。2004年、マセニーは研究資金を提供することで開発を促進するためにニューハーベストを設立した。2005年、ジェイソン・マセニー、ピーター・エデルマン、ダグラス・マクファーランド、ウラジミール・ミロノフは、このテーマに関する最初の査読付き論文（体外培養肉生産）をTissue Engineering誌に発表した。[ 59 ] [ 60 ]
2008 年 5 月、PETA は、2012 年までに培養鶏肉を消費者に届けた最初の企業に 100 万ドルの賞金を提供すると発表しました。[ 61 ]賞金を獲得するには、応募者は 2 つの課題を完了する必要がありました。1 つは、本物の鶏肉と区別がつかない培養鶏肉製品を製造すること、もう 1 つは、少なくとも 10 州で競争力のある価格で販売できるだけの量を生産することです。コンテストは後に 2014 年 3 月 4 日まで延長されました。最終的に締め切りまでに勝者は現れませんでした。[ 62 ]
オランダ政府は培養肉に関する実験に400万ドルを投資した。[ 63 ]国際的な研究者によって結成されたインビトロミートコンソーシアムは、2008年4月にノルウェー食品研究所主催で初の国際会議を開催した。 [ 64 ]タイム誌は培養肉生産を2009年の50の画期的なアイデアの1つに挙げた。[ 65 ] 2009年11月、オランダの科学者たちは生きた豚の細胞を使って肉を培養することに成功したと発表した。[ 66 ]
最初の培養牛肉バーガーパティは、2013年にマーストリヒト大学のマーク・ポストによって作られました。[ 67 ]これは2万本以上の細い筋肉組織の繊維から作られ、32万5000ドル以上の費用がかかり、製造に2年を要しました。[ 68 ]このバーガーは、2013年8月5日にロンドンで生放送のテレビ番組で試食されました。コーンウォールのポルペロにあるカウチズ・グレート・ハウス・レストランのシェフ、リチャード・マクゲオンが調理し、フューチャー・フード・スタジオの食品研究者であるハニ・リュッツラーとジョシュ・ションワルドが試食しました。リュッツラー氏は、「本当に歯ごたえがあって、焼き色がついていてかなり風味があります。脂肪分がないので、どれくらいジューシーなのかはよく分からなかったのですが、かなり濃厚な味がします。肉に近いですが、それほどジューシーではなく、食感は完璧です。これは私にとって肉です…本当に噛み応えがあり、見た目もかなり似ていると思います」と述べた。リュッツラー氏は、ブラインドテストでも、この製品を大豆の模倣品ではなく肉だと判断しただろうと付け加えた。[ 69 ]
これは時間の問題だと確信しています。私たちの場合は、 小規模で市場に参入できるまでには約3年、 大規模で参入できるまでには約5年かかると見積もっています。そして、「近所のスーパーマーケットに培養肉が並ぶのはいつですか？」と聞かれたら、5年よりも10年に近いと 思います。
2011年から2017年の間に、多くの培養肉スタートアップが設立されました。[ 71 ]現在Upside Foodsとして知られるMemphis Meats [ 72 ]は、2016年2月に培養牛肉ミートボールを紹介するビデオを公開しました。[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] 2017年3月には、チキンテンダーとダック・ア・ラ・オレンジを披露し、一般公開された最初の培養家禽となりました。[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]イスラエルの企業SuperMeatは、鶏肉を培養しました。[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]サンフランシスコを拠点とするFinless Foodsは、培養魚に取り組んでおり、2016年6月に設立されました。2017年3月には、研究所での操業を開始しました。[ 84 ]
2018年3月、Eat Just（2011年にサンフランシスコでHampton Creekとして設立され、後にJust, Inc.として知られるようになった）は、2018年末までに培養肉の消費者向け製品を提供できると主張した。CEOのジョシュ・テトリックによれば、その技術は既に存在していた。JUSTには約130人の従業員と55人の科学者からなる研究部門があり、そこで鶏肉、豚肉、牛肉の培養肉の研究が行われていた。JUSTは中国の億万長者李嘉誠、Yahoo!の共同創業者ジェリー・ヤンから投資を受けており、テトリックによればハイネケン・インターナショナルなどからも投資を受けている。[ 85 ]
オランダのスタートアップ企業 Meatable は、Krijn de Nood、Daan Luining、Ruud Out、Roger Pederson、Mark Kotter、Gordana Apic らで構成され、2018 年 9 月に、動物の臍帯から採取した多能性幹細胞を用いて肉を培養することに成功したと報告した。このような細胞は扱いが難しいとされているが、Meatable は必要に応じて筋肉細胞や脂肪細胞になるように細胞を誘導できると主張した。この技術の大きな利点は、胎児ウシ血清を回避できるため、肉を生産するために動物を殺す必要がないことである。[ 86 ]その月、世界中で推定 30 社の培養肉スタートアップ企業が活動していた。[ 70 ] IntegriCulture は日本に拠点を置く企業で、細胞培養に必要な成長因子を自然に分泌するフィーダー器官を使用することで細胞農業の革新を促進するプラットフォームである CulNet システムの開発に取り組んでいる。[ 87 ]競合企業には、イギリスに拠点を置く Multus Media やカナダの Future Fields などがあった。[ 88 ]
2019年8月、5つのアメリカのスタートアップ企業が、培養肉と培養魚介類の市場参入への道筋を作るために規制当局と協力することを目指す連合体、Alliance for Meat, Poultry & Seafood Innovation (AMPS Innovation) の設立を発表した。[ 89 ]設立メンバーには、Eat Just、Memphis Meats、Finless Foods、BlueNalu、Fork & Goode が含まれる。[ 90 ]同様に、2021年12月には、13のヨーロッパおよびイスラエルの企業グループ（Aleph Farms、Bluu Biosciences、Cubiq Foods、Future Meat、Gourmey、Higher Steaks、Ivy Farm、Meatable、Mirai Foods、Mosa Meat、Peace of Meat、SuperMeat、Vital Meat）が、ベルギーを拠点とする協会である Cellular Agriculture Europe を設立し、「業界、消費者、規制当局の利益のために共通の基盤を見つけ、共通の声で発言する」ことを目指した。[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]
2019 年 10 月、Aleph Farms は 3D Bioprinting Solutions と協力して国際宇宙ステーションで肉を培養しました。これは、3D プリンターを使用して足場に肉細胞を押し出すことによって行われました。[ 94 ] 2020 年 1 月、Quartz は約 30 社の培養肉スタートアップを発見し、Memphis Meats、Just Inc.、Future Meat Technologies がパイロットプラントを建設しているため最も進んでいるとしました。[ 95 ] [ 96 ] 2020 年 5 月のNew Scientistによると、60 社のスタートアップが培養肉を開発していました。これらの中には技術サプライヤーもありました。[ 97 ]成長培地は依然として「1 リットルあたり数百ドル」かかると報告されていますが、クリーンミート生産を大規模に行うには、これを 1 リットルあたり約 1 ドルまで下げる必要があります。[ 97 ] 2020 年 6 月、中国政府当局は培養肉で競争するための国家戦略を求めました。[ 98 ]
2019年12月、ベルギーで、3社（培養肉スタートアップのPeace of Meat、小規模な肉調味料会社Solina、小規模なパテ製造会社Nauta）と3つの非営利機関（ルーヴェン・カトリック大学、食品産業イノベーションセンターFlanders Food、Bio Base Europe Pilot Plant）のコンソーシアムにより、培養フォアグラ（「foie」と「future」を組み合わせた造語）の開発を目的としたFoietureプロジェクトが開始されました。[ 99 ] Peace of Meatは2019年12月に、2020年に概念実証を完了し、2022年に最初のプロトタイプを製造し、2023年に市場に投入する予定であると発表しました。[ 99 ]同月、Foietureプロジェクトは、フランドル政府のイノベーション・企業庁から約360万ユーロの研究助成金を受けました。[ 99 ] 2020年5月、Peace of Meatのオーストリア生まれの共同創業者で科学研究者のエヴァ・ゾンマーは、当時このスタートアップは20グラムの培養脂肪を約300ユーロ（1キログラムあたり15,000ユーロ）のコストで生産できるようになったと述べ、2030年までに価格を1キログラムあたり6ユーロに引き下げることを目標としていた。[ 100 ] Piece of Meatはアントワープ港に2つの研究所を建設した。[ 100 ] 2020年後半、MeaTechはPeace of Meatを1,500万ユーロで買収し、2021年5月に2022年までにアントワープに新たな大規模パイロットプラントを建設すると発表した。[ 101 ]
2020年11月、インドのスタートアップ企業Clear Meatは、鶏ひき肉をわずか800～850インドルピー（10.77～11.44米ドル）のコストで培養することに成功したと主張した。一方、屠殺された加工済みの鶏肉は約1,000ルピーかかる。[ 102 ] 2022年4月27日、欧州委員会は、畜産業から細胞農業への補助金の移行を目的とした欧州市民イニシアチブ「屠殺の時代を終わらせよう」の署名収集の要請を承認した。[ 103 ]
Oghma Partnersによる2023年11月のレポートによると、2016年から2023年の間に培養肉スタートアップのために調達された資金の46.9％（26億ポンド以上）は、Upside Foods（21.5％、旧Memphis Meats）、Believer Meats（旧Future Meat Technologies）、Wildtype、Aleph Farms、Mosa Meatの上位5社に投資された。[ 104 ]
スタートアップ企業はごく少数です。興味深いことに、シリコンバレー、オランダ、イスラエルの3か所に拠点があります。その理由は、まず第一に優れた農業大学（オランダにはワーヘニンゲン大学）、第二に優れた医学大学（イスラエルではライデン大学）、そして最後に工学系のデルフト工科大学があるからです。これら3つの要素が揃うことで、培養肉開発のための確固たる基盤が築かれ、それがイスラエル、オランダ、そしてアメリカに存在しているのです。
2025年4月7日、Vow社のウズラは、オーストラリアとニュージーランドで正式に販売が承認された最初の培養肉製品となった。[ 106 ] 2025年6月中旬、Vow社は、数週間以内にシドニーとメルボルンのレストランで自社の培養ウズラを提供できると見込んでいた。[ 107 ] [ 108 ]
欧州連合では、培養肉製品などの新規食品は、企業が欧州食品安全機関（EFSA）に製品の安全性を証明しなければならない約18ヶ月の試験期間を経る必要がある。[ 109 ] [ 110 ] 2022年3月、培養肉生産者は、大量販売される直前に欧州連合の超国家機関から規制承認を得ようとする段階に達した。[ 3 ] 2023年2月までに、EFSAの承認のために新規食品の書類を提出した企業はまだなかった。[ 110 ]法務専門家は、EFSAの新規食品手続きは1997年以来確立されているものの（他の法域では特定の規制基準をまだ策定しているか、策定しなければならなかったのとは異なり）、米国（FDAと容易にやり取りして問題を明確にできる）や英国、シンガポール、イスラエル（政府がプロセス全体を担当する「単一の連絡窓口」を設置している）の培養肉スタートアップ企業とは異なり、申請を提出した後は企業がほとんど関与できない長くて複雑なプロセスであることに関係していると説明した。[ 110 ]
アレフ・ファームズは、 2023年7月にスイスで培養牛肉ステーキの承認を申請した最初のスタートアップ企業でした。[ 111 ] スイスは欧州連合には加盟していませんが、世界中の法学者から大きな関心を集めた重要なケーススタディと見なされており、周辺のEU諸国に広範な影響を与えることが期待されています。[ 112 ]
2024年4月、オランダのスタートアップ企業Meatableは、新たに導入されたオランダの行動規範に基づき、国内の専門家委員会による臨時の承認を受けて、EUで初めて法的に承認された培養肉（ソーセージ）の公開試食会を開催した。このイベントは、国内外のメディアから大きな注目を集めた。[ 113 ] [ 114 ] [ 115 ] MeatableのCTOであるDaan Luining氏は、すべてのスーパーマーケットに供給できる規模にまで生産を拡大するには数年かかること、培養肉は徐々に広く利用可能になり消費者に選択肢を増やす代替品に過ぎないこと、そして従来の食肉産業がすぐに取って代わられることはないことを警告した。[ 114 ]
2024 年 7 月、フランスのスタートアップ企業Gourmey は、欧州で初めて EFSA に規制承認を申請した企業となり、続いて2025 年 1 月にはオランダの先駆者 Mark Post のMosa Meatが申請を行った。 [ 116 ]わずか 2 週間後、クラウドファンディング キャンペーンで 24 分以内に 150 万ユーロを確保した Mosa Meat は、スイスの食肉加工会社 Bell Food Groupと提携し、スイスでも培養牛脂の規制承認を申請した。[ 117 ]また、2025 年 5 月には英国の食品基準庁に申請書を提出した。[ 118 ]
2020年11月、SuperMeatはイスラエルのネス・ジオナに試験レストランをオープンしました。試験工場のすぐ隣に位置し、ジャーナリスト、専門家、少数の消費者が予約をして、ガラス窓越しに反対側の生産施設を見ながら、そこで新しい料理を試食することができました。2021年6月時点では、SuperMeatは一般消費向けの大量生産を開始するための規制当局の承認を待つ必要があり、またCOVID-19パンデミックによりレストランの営業が制限されていたため、レストランはまだ一般に完全には開放されていませんでした。[ 119 ] [ 120 ] 2023年2月までに、イスラエル当局はシンガポールと同様の規制構造を確立し、承認に向けて取り組む（および栽培食品イノベーションの研究に資金を提供する）一般的な意欲を示しましたが、研究者や他の専門家との協議を通じて安全規制を開発している最中でした。[ 110 ]例えば、イスラエル保健省と国連食糧農業機関（FAO）は、2022年9月に栽培食品の安全規制の専門家による会議を共同で開催した。[ 110 ]
2020年12月2日、シンガポール食品庁は、 Eat Just社が製造した「チキンバイツ」の商業販売を承認した。これは、食品規制当局の安全審査（2年かかった）に培養肉製品が初めて合格したことを意味し、業界にとって画期的な出来事として広く認識された。チキンバイツはシンガポールのレストランで導入される予定だった。[ 123 ]レストラン「1880」は、2020年12月19日土曜日に、顧客に培養肉を提供する最初のレストランとなった。[ 124 ] [ 125 ]
2023年1月、SFAは、Eat Justの子会社であるGOOD Meatに対し、無血清培地を用いた培養肉の製造に関する規制上の承認を与えた。GOOD Meatは2020年以降、シンガポールの複数のレストランやホーカーセンター、フードデリバリーサービスで培養鶏肉製品を導入しており、シンガポールの新施設のバイオリアクターを建設中であった。[ 126 ]この世界初の承認は、培養肉の生産をより大規模かつ効率的にするためのマイルストーンであると言われている。[ 126 ] 2024年4月、オーストラリアのスタートアップ企業Vowは、培養ウズラのシンガポールでの承認を得た。[ 115 ]一方、オランダのスタートアップ企業Meatableは、2024年後半にシンガポールの複数のレストランで培養豚肉ソーセージを導入する予定である。[ 115 ]
2022年11月、食品医薬品局（FDA）はUpside Foods（旧Memphis Meats）の市販前協議を完了し、同社の製品は安全に食べられると結論付けた。これは米国の培養肉企業としては初めてのことだった。 [ 127 ] 2023年6月、 Upside FoodsとGood Meatは、培養鶏肉に関して、最終機関である米国農務省（USDA）から承認を受けた。 [ 128 ] [ 129 ] 2025年5月28日、WildtypeはFDAから、米国市場で培養ギンザケ（Oncorhynchus kisutch ）製品を販売するための規制承認を得た。 [ 130 ]これにより、Wildtypeは米国で培養シーフードの販売を許可された最初のスタートアップとなり、数日後にはオレゴン州ポートランドのグレゴリー・グルデットのレストランKannのメニューに載った。[ 130 ]
2025年2月6日、英国のペットフード会社THE PACK（2025年5月にPrefera Petfoodに買収された[ 131 ]）が、翌日、Meatly社製の養殖鶏肉を使用したペット用市販製品第1号を発売すると発表した[ 132 ] 。
細胞農業には細胞株、一般的には幹細胞が必要です。[ 133 ]幹細胞は未分化細胞であり、必要な種類の特殊化された細胞型の多くまたはすべてになる可能性を秘めています。全能性幹細胞は、体内に存在するすべての異なる細胞型に分化する能力を持っています。多能性幹細胞は胎盤の細胞を除くすべての細胞型に成熟することができ、多能性幹細胞は1つの系統内で複数の特殊化された細胞型に分化することができます。単能性幹細胞は1つの特定の細胞運命に分化することができます。[ 134 ]
多能性幹細胞は理想的な供給源となるが、このサブカテゴリーの最も代表的な例は胚性幹細胞であり、倫理的な問題から研究での使用は議論の的となっている。そのため、科学者たちは誘導多能性幹細胞（iPSC）を開発してきた。これは基本的に多能性血液細胞や皮膚細胞を多能性状態に退行させ、より広範囲の細胞に分化できるようにしたものである。[ 135 ]代替案としては、筋細胞系統を生み出す多能性成体幹細胞、あるいは筋細胞に分化する単能性前駆細胞を用いる方法がある。[ 134 ]
幹細胞の好ましい特性には、不死性、増殖能力、接着への非依存、血清非依存性、組織への容易な分化などがある。このような特性の自然な存在は、細胞種や起源によって異なる可能性がある。そのため、特定の細胞株の正確なニーズを満たすように、 in vitro培養を調整する必要がある。不死性の問題とは、細胞が分裂できる回数には制限があり、それは染色体の末端に付加される補助的なヌクレオチド塩基であるテロメアキャップによって決まるということである。分裂するたびに、テロメアキャップは徐々に短くなり、最終的に何も残らなくなると、細胞は分裂を停止する。誘導多能性はテロメアキャップを長くすることができ、細胞は無限に分裂することができる。[ 135 ]
細胞株は、局所麻酔下の動物の生検など、一次供給源から採取することができる。また、凍結保存された培養物（以前の研究後に凍結保存された培養物）などの二次供給源から樹立することもできる。[ 136 ]
細胞株が確立されると、増殖を促すために培養培地に浸されます。 [ 133 ]培養培地は通常、細胞に必要な炭水化物、脂肪、タンパク質、塩類を提供する基礎培地から調製されます。[ 137 ]細胞が十分な量を消費すると、分裂して個体数が指数関数的に増加します。培養培地には、追加の成長因子を供給する添加物（例えば血清）を加えることができます。成長因子は、細胞プロセスを調節する上で重要な分泌タンパク質またはステロイドです。[ 2 ]
分化が始まると、筋線維は収縮し、乳酸を生成します。細胞が栄養素を吸収し増殖する能力は、環境のpHに部分的に依存します。培地中に乳酸が蓄積すると、環境は徐々に酸性になり、最適なpHを下回ります。そのため、培養培地は頻繁に交換する必要があります。これにより、基礎培地からの栄養素の濃度を補充することができます。[ 24 ]
構造化された肉製品（全体的な形状と細胞の種類によって特徴付けられる製品）の場合、細胞を足場に播種する必要があります。足場は基本的に、細胞がより大きな構造に組織化されることを反映し、促進するための型です。細胞が生体内で発達するとき、細胞は細胞外マトリックス（ECM）との相互作用の影響を受けます。ECMは、細胞に機械的および生化学的なシグナルを伝達する役割を担う糖タンパク質、コラーゲン、酵素の3次元メッシュです。足場はECMの特性をシミュレートする必要があります。[ 2 ]
細孔は足場の表面にある微細な開口部です。組織の発達を妨げる可能性のある細胞成分を放出するために、生体材料の表面に細孔を作ることができます。また、細孔はガスや栄養素を接着細胞の最内層に拡散させ、「壊死中心」の形成を防ぎます。壊死中心とは、培養培地と直接接触していない細胞が栄養不足で死滅する現象です。[ 138 ]
植物に見られる維管束組織には、体内で体液を輸送する役割を担う器官が含まれています。維管束組織は、筋芽細胞の自然な生理状態を再現することで細胞の整列を促進する低コストの方法を提供する自然な地形を形成します。また、ガスや栄養素の交換にも役立つ可能性があります。[ 138 ]
足場の生化学的特性はECMの特性と類似している必要がある。質感や化学結合によって細胞接着を促進する必要がある。さらに、細胞分化を促す化学的シグナルを生成する必要がある。あるいは、これらの機能特性を持つ他の物質と混合できる材料である必要がある。[ 138 ]
材料の結晶化度は、剛性などの特性を決定します。高い結晶化度は水素結合に起因し、それによって熱安定性、引張強度（足場の形状を維持するために重要）、保水性（細胞を水和させるために重要）、ヤング率が増加します。[ 138 ]
特定の材料は細胞に有益な化合物に分解されるが、この分解は無関係であったり有害であったりすることもある。分解により、完成品から足場を容易に除去でき、動物組織だけが残るため、生体内の肉との類似性が高まる。この分解は、筋肉組織に影響を与えない特定の酵素への曝露によって誘発される。[ 138 ]
足場が動物組織から取り外せない場合は、消費者の安全を確保するために食用でなければなりません。栄養価の高い成分で作られていれば有益でしょう。[ 138 ] 2010年以降、学術研究グループと企業は、適切な足場の特性を持つ原材料の特定に取り組んできました。[ 138 ] [ 139 ] [ 140 ] [ 141 ] [ 142 ] [ 143 ]
セルロースは自然界で最も豊富なポリマーであり、植物の葉の外骨格を形成します。その豊富さから、比較的低コストで入手できます。また、汎用性が高く、生体適合性にも優れています。「脱細胞化」と呼ばれるプロセスでは、界面活性剤でコーティングして孔を形成します。これらの孔から植物の細胞成分が放出され、脱細胞化植物組織となります。この材料は、オタワ大学のペリング研究室とウースター工科大学のゴーデット研究室によって、それぞれ広範囲にわたって研究されてきました。架橋（個々のポリマー鎖間に共有結合を形成して結合させる）によって、植物組織の機械的特性を変化させ、筋肉組織により近いものにすることができます。これは、植物組織を他の材料と混合することによっても実現できます。一方、脱細胞化植物組織は通常、哺乳類の生化学的シグナルを欠いているため、代償的な機能性タンパク質でコーティングする必要があります。C2C12細胞の増殖は、裸の足場とコラーゲンまたはゼラチンタンパク質でコーティングした同じ足場との間で有意な変化は見られなかったが、播種効率（細胞が足場に付着する速度）は向上した。[ 138 ] [ 139 ]
脱細胞化植物組織の利点は、葉の維管束によってもたらされる自然な地形です。これは、細胞の整列を促進する筋芽細胞の自然な生理状態を再現するのに役立ちます。これを行う他の方法は、通常、3D プリンティング、ソフト リソグラフィー、フォト リソグラフィーなど、かなり高価です。血管化は、 通常、筋肉の集合体で壊死中心を生成する細胞への培養培地の 100 ～ 200 nm の拡散限界を克服するのにも役立ちます。これを行うもう 1 つの方法は、血管新生(新しい血管の発達) をサポートする多孔質の足場を用意することです。これはリンゴのヒパンチウムで機能することが示されていますが、すべての植物がそれほど多孔質ではありません。植物セルロースの代替は細菌セルロースであり、リグニンやヘミセルロースなどの汚染物質がないため、通常は植物セルロースよりも純粋です。細菌セルロースはポリマー鎖間の水素結合が多く、そのため結晶性が高くなっています。また、より小さなミクロフィブリルを持つため、より多くの水分を保持でき、孔も小さくなります。この物質は廃棄炭水化物を使用して製造することができ（そのため、より安価に製造できる可能性があります）、乳化肉にジューシーさと歯ごたえを加えます（つまり、最終製品から取り除くことができなくても、食感に貢献することになります）。[ 138 ] [ 139 ]
足場材料として研究されている脱細胞化植物には、ほうれん草、竹、藻類、リンゴ、セロリ、アロエベラなどがある。[ 144 ] [ 145 ]
キチンは自然界で2番目に豊富なポリマーです。節足動物や菌類の外骨格に見られます。細胞農業が動物への依存をなくそうとしているため、菌類由来のキチンへの関心が高まっています。主にペリンググループによって研究されてきました。キトサンは、アルカリ脱アセチル化（特定のアミノ酸基を置換する）と呼ばれるプロセスでキチンから得られます。このプロセスの程度によって、キトサンの物理的および化学的特性が決まります。キトサンは抗菌性があり、特に浮遊細菌やバイオフィルムに対して殺菌効果があり、大腸菌などのグラム陰性菌に対して静菌効果があります。これは、多くの消費者が避けている抗生物質を使用せずに潜在的に有害な化合物を中和できるため重要です。キトサンはグリコサミノグリカンに似ており、糖タンパク質とプロテオグリカン間の内部相互作用により、生体適合性が非常に高くなっています。他のポリマーと容易に混合して、より生物活性の高い因子を選択することができます。キトサンの潜在的な欠点の1つは、リゾチーム（天然に存在する酵素）の存在下で分解することです。しかし、脱アセチル化によってこれを防ぐことができます。これは完全にマイナスというわけではなく、分解によって生成される副産物には抗炎症作用と抗菌作用があります。細胞が構造のためにマトリックスに依存するレベルと分解のレベルを一致させることが重要です。[ 138 ]
コラーゲンは、ヒトの結合組織の主要構造を構成するタンパク質のファミリーです。通常、ウシ、ブタ、マウス由来です。細胞農業は、コラーゲンを構成するアミノ酸リピートを生成できる遺伝子組み換え生物を使用することで、この依存性を克服します。コラーゲンは、天然ではI型コラーゲンとして存在します。多孔質ハイドロゲル、複合材料、および地形的特徴と生化学的特性を持つ基質として生産されています。合成コラーゲンは、組換えタンパク質生産によって、II型およびIII型コラーゲン、トロポエラスチン、フィブロネクチンとして生産されています。これらのタンパク質の課題の1つは、翻訳後に修飾できないことです。しかし、コラーゲンの生化学的特徴を持たないものの、遺伝子カスタマイズが可能な代替線維状タンパク質が微生物から単離されています。組換えコラーゲン生産の焦点の1つは、収量最適化、つまり最も効率的に生産する方法です。植物、特にタバコが最良の選択肢のように見えますが、細菌や酵母も実行可能な代替手段です。[ 138 ]
テクスチャード大豆タンパク質は、植物由来の肉によく使われる大豆粉製品で、牛細胞の増殖を促進します。スポンジ状のテクスチャーにより効率的な細胞播種が可能になり、多孔性により酸素の移動が促進されます。さらに、細胞分化の過程で特定の細胞に有益な化合物に分解されます。[ 140 ]
菌糸体はキノコの根です。アルタスト・フーズ社は、菌糸体の足場にキノコの組織を成長させるために固体発酵を利用しています。彼らはこの組織を収穫し、ベーコンの代替品を作るために使用します。[ 141 ]
ナノ材料はナノスケールで独自の特性を示します。ロンドンを拠点とするBiomimetic Solutionsは、ナノ材料を活用して足場を作成しています。[ 140 ]オーストラリアのパースにあるCass Materialsは、Nata de Coco（ココナッツ由来）と呼ばれる食物繊維を使用して、BNC足場用のナノセルローススポンジを作成しています。Nata de Cocoは生体適合性があり、多孔性が高く、細胞接着を促進し、生分解性があります。[ 142 ]
浸漬ジェット紡糸は、ポリマーを繊維状に紡糸して足場を作る方法です。これはハーバード大学のパーカーグループによって開発されました。彼らのプラットフォームは、遠心力を使用して回転するリザーバーの開口部からポリマー溶液を押し出します。押し出し中、溶液はジェットを形成し、空気ギャップを通過する際に伸びて整列します。ジェットは渦制御された沈殿浴に導かれ、化学的にポリマーナノファイバーを架橋または沈殿させます。空気ギャップ、回転、および溶液を調整することで、得られる繊維の直径が変わります。この方法では、PPTA、ナイロン、DNA、およびナノファイバーシートから足場を紡糸できます。アルギン酸とゼラチンから作られたナノファイバー足場は、C2C12細胞の増殖をサポートすることができました。ウサギとウシの大動脈平滑筋筋芽細胞は、ゼラチン繊維に付着することができました。[ 146 ]短い繊維上には凝集体を形成し、長い繊維上には整列した組織を形成しました。[ 143 ] Matrix Meats は、電気力を用いて帯電ポリマーを繊維に変えて足場を作るプロセスであるエレクトロスピニングを使用しています。同社の足場は肉の霜降りを可能にし、複数の細胞株と互換性があり、拡張性があります。[ 147 ] [ 133 ]
筋肉組織を構築するもう一つの方法として、積層造形が提案されている。この技術は、プラスチック、金属、ガラス、その他の合成材料で作られた物体を製造する産業用途向けに完成された。このプロセスの最も一般的なバリエーションは、物体が完成するまで、フィラメントを層状にベッド上に段階的に堆積させるというものである。この方法は、特定の種類の樹脂や粉末を必要とするバインダージェット方式、マテリアルジェット方式、ステレオリソグラフィー方式などとは異なり、培養肉の応用に最も適していると考えられる。
筋肉細胞のフィラメントを、完成した食肉製品に似た構造にプリントすることができ、その後、細胞成熟のためにさらに加工することができます。この技術は、3Dバイオプリンティングソリューションとアレフファームの共同研究で実証されており、国際宇宙ステーションで積層造形を使用して七面鳥の細胞を構造化しました。[ 149 ] 3Dバイオプリンティングは、3種類の牛細胞繊維で構成され、元の肉に似た細胞繊維の集合構造を持つステーキのような培養肉の製造に使用されています。[ 148 ] [ 150 ]
細胞の成長と分化が起こるように、足場はバイオリアクター内に配置されます。バイオリアクターは、ビール醸造タンクに似た大型の装置で、細胞を増殖または分化を促進するために必要なさまざまな環境要因にさらします。バイオリアクターの温度は、生体内条件を再現する必要があります。哺乳類細胞の場合、これには37 ℃（99 °F）まで加熱する必要があります。あるいは、昆虫細胞は室温で培養できます。ほとんどのバイオリアクターは5%の二酸化炭素に維持されます。[ 2 ] [ 151 ]細胞は、連続システムまたはフィードバッチシステムのいずれかで培養できます。前者は、バイオリアクター内に常に細胞が存在するように、一定のプロセスで細胞を接種および回収することを意味します。フィードバッチシステムとは、単一の期間で細胞を接種、培養、および回収することを意味します。[ 2 ]
撹拌槽型バイオリアクターは、最も広く使用されている構成です。インペラが流量を増加させ、それによって培養培地を均質化し、ディフューザーが培地への酸素の交換を促進します。このシステムは一般的に浮遊培養に使用されますが、マイクロキャリアを含めると、他の表面に付着する必要のある細胞にも使用できます。固定床型バイオリアクターは、付着培養によく使用されます。繊維のストリップが詰め込まれてベッドを形成し、そこに細胞が付着します。通気された培養培地がベッドを通して循環されます。エアリフト型バイオリアクターでは、気泡を使用して培養培地を気化させ、気泡が細胞間に散布されます。灌流型バイオリアクターは、連続培養によく使用される構成です。栄養分のない乳酸で飽和した培地を連続的に排出し、補充された培地を補充します。[ 152 ]
培養培地は、体外培養の必須成分です。細胞増殖に必要な高分子、栄養素、成長因子を提供する役割を担っています。成長因子の調達は、細胞農業における最も困難な課題の1つです。従来、胎児牛から抽出した血液製剤である胎児ウシ血清（FBS）が使用されてきました。その生産が非倫理的であるという議論に加え、培養肉が動物の使用とは無関係に生産されるという概念にも反しています。また、培養肉の中で最も高価な成分であり、1リットルあたり約1000ドルもします。さらに、化学組成は動物によって大きく異なるため、化学的に均一に定量化することはできません。[ 153 ] FBSは、生体内での筋肉発達のプロセスを都合よく模倣できるため使用されています。組織発達に必要な成長因子は主に動物の血流を介して供給され、他の既知の液体ではこれらの成分すべてを単独で供給することはできません。[ 2 ]
現在の代替手段は、組換えタンパク質生産を使用して各成長因子を個別に生成することです。このプロセスでは、特定の因子をコードする遺伝子が細菌に組み込まれ、その後発酵されます。このプロセスの複雑さが増すため、非常に高価です。[ 2 ]従来の培養培地の経済的および環境的コストを克服することに焦点を当てているカナダの企業であるFuture Fieldsは、ショウジョウバエから無血清成長因子を開発しています。[ 154 ]
理想的な培地は、化学的に定量可能で入手しやすく、製造が容易で、安価で、動物に依存しないものとなるでしょう。[ 56 ]おそらく植物由来のものになるでしょう。これにより感染性病原体の伝播の可能性は減少するかもしれませんが、一部の消費者にアレルギー反応を引き起こす可能性があります。[ 155 ]このような培養血清は、適用される細胞株に特有の変更が必要になる場合もあります。現在、効果的な植物由来培養の開発に投資している企業には、Multus Media や Biftek などがあります。[ 156 ] [ 157 ]
グッドフードインスティテュート（GFI）は、細胞培養肉は挽肉と同じコストで生産できるという概念を支持する報告書を2019年に発表し、2021年にはCEデルフトに培養肉の技術経済分析に関する報告書を委託した。[ 158 ]もう一つの提案されているアプローチは、細胞株を磁場にさらすことで、再生、代謝、抗炎症、免疫力向上特性を持つ分子の放出を刺激し、血清の代替として機能させることができるというものである。[ 159 ]
バイオリアクターや足場における共通の課題は、空間要件を最適化しながら、すべての細胞が培養培地に接触できるようにするシステム構成を開発することです。細胞増殖段階では、足場を導入する前に、多くの種類の細胞が成長を支えるために表面に付着する必要があります。そのため、細胞はわずか1細胞の厚さのコンフルエントな単層で培養する必要があり、そのためには広い表面積が必要です。これは大規模では実際的な課題となります。そのため、システムにはマイクロキャリア（培養培地に懸濁されたガラスまたはその他の適合材料の小さな球状ビーズ）が組み込まれることがあります。細胞はバイオリアクターの側面に付着するのと同様にこれらのマイクロキャリアに付着し、表面積が増加します。[ 160 ]
細胞分化段階では、細胞を足場に播種できるため、マイクロキャリアの使用は不要です。しかし、このような場合、足場上の細胞密度が高いため、すべての細胞が培養培地と接触せず、細胞死や肉内部の壊死中心が生じます。筋肉を生体内で培養する場合、細胞外マトリックスが血管を通して筋肉に栄養素を供給するため、この問題は回避されます。そのため、多くの新しい足場は、このようなネットワークを再現することを目指しています。[ 160 ]
同様に、足場は細胞外マトリックスの他の多くの特性、特に多孔性、結晶性、分解性、生体適合性、機能性を模倣する必要があります。これらの特性すべてを模倣する材料はほとんど見つかっておらず、相補的な特性を持つ異なる材料をブレンドする可能性につながっています。[ 138 ]
細胞農業の研究は、学術的な関心や資金の流れが十分に確立されていません。[ 26 ]そのため、研究の大部分は独立した機関によって実施され、資金提供を受けています。非営利団体が支援や関心を牽引するにつれて、この状況は徐々に変化しています。特に、ニューハーベストは、さまざまな学術機関の大学院生やグループを支援するフェローシッププログラムを実施しています。[ 161 ]さらに、細胞農業の研究に資金を提供する政府も増えています。2020年8月、欧州委員会の助成金管理サービスは、ORF Geneticsに250万ユーロの助成金を授与しました。[ 162 ]同じ月、日本の経済産業省は、新エネルギー・産業技術総合開発機構を通じて、インテグリカルチャーに220万ドルを助成しました。[ 163 ]
欧州連合のHorizon 2020研究開発資金枠組みは、BioTech Foodsが主導するコンソーシアムに270万ユーロの助成金を授与した。[ 164 ] 2021年には、スペイン政府がBiotech Foodsに細胞農業の潜在的な健康上の利点を調査するために370万ユーロを授与した。[ 165 ]全米科学財団は、UC Davisの研究者チームに、オープンアクセス培養肉研究のために355万ドルの助成金を授与した。[ 166 ]非営利団体もこの分野への支援と関心を高めている。特に、New Harvestは、さまざまな学術機関の特定の大学院生やグループの研究を支援するフェローシッププログラムを実施しており、Good Food Instituteは研究助成プログラムを通じてオープンアクセス研究に資金を提供している。[ 167 ]
消費者の製品受容は極めて重要である。[ 168 ] [ 169 ]中国、インド、米国における培養肉の受容を調べた研究では、「世界で最も人口の多い3か国で培養肉の受容度が高いことがわかった」[ 170 ]消費者の培養肉受容に影響を与える可能性のある要因がいくつか特定されている。健康、安全性、栄養特性、持続可能性、味、低価格はすべて要因である。[ 171 ] [ 172 ]ある研究では、培養肉の説明に高度な専門用語を使用すると、その概念に対する一般の人々の態度が著しく悪化することがわかった。[ 173 ]ある研究では、培養肉を製造方法ではなく最終製品を強調する形で説明することが、受容度を高める効果的な方法であると示唆した。[ 174 ]
標準化された説明の使用は、培養肉の消費者受容に関する今後の研究を改善するだろう。現在の研究では、調査対象集団が類似しているにもかかわらず、受容率が大きく異なることが報告されていることが多い。[ 175 ] BlueNaluのCEOであるLou Cooperhouse氏は、Red to Green Podcastで、「細胞ベース」と「細胞培養」は、従来の肉と区別しつつ、製造プロセスを明確にするのに適した用語であると述べた。[ 176 ]また、これらの説明をラベルにどのように使用するかという課題も存在する。たとえば、米国では、培養肉を消費者にどのように表示すべきかを規制する包括的な連邦法はない。従来の肉生産者は、培養肉会社が「肉」という用語を使用するのを阻止しようとしているが、培養肉生産者は、消費者の受容にはその言葉が必要だと主張している。[ 177 ]
世界市場での受容度は評価されていません。消費者の現在の受容度を判断し、この価値を高める方法を特定しようとする研究が行われています。[ 178 ]明確な答えは得られていませんが、最近の研究では、消費者は培養肉にプレミアムを支払う意思があると報告されています。[ 171 ] [ 173 ] [ 174 ] [ 179 ] [ 180 ] [ 181 ] [ 182 ]高齢者人口のうち、培養肉を受け入れている人の割合は低いと報告されています。この層にとって最も重要な要因として、グリーンな食習慣、教育水準、食品ビジネスが挙げられています。[ 181 ]また、培養肉の生産方法と消費者の味覚との関連性を調べた研究も不足しています。
規制上の問題も解決しなければなりません。販売可能になる前に、欧州連合、オーストラリア、ニュージーランド、英国、カナダでは、新規食品の承認申請が必要です。さらに、欧州連合では、2018年1月1日以降、培養動物製品および生産は、承認された企業申請によって安全性を証明する必要があると規定されています。[ 183 ]
2020年、シンガポールは世界で初めて培養肉の販売を承認した国となった。シンガポール食品庁は、培養肉製品の承認のために提出すべき情報に関する具体的な要件を含む、新規食品の安全性評価に関する要件についてのガイダンスを公表した。[ 184 ]
2023年3月、イタリアのメローニ政権は、人間と動物の食用として培養肉の生産と販売を禁止する法案を承認した。[ 185 ] [ 186 ] [ 187 ]政府はこの措置は食の遺産を守るためのものだと述べたが、[ 188 ]科学者を含む人々から、開放と合法化という世界的な潮流に反している、[ 189 ]見当違いである、[ 190 ]そしてイタリアの気候変動を悪化させる可能性があるとして批判された。[ 191 ]
2023年10月までに、イタリア政府が法案草案を撤回し[ 192 ] [ 193 ] [ 194 ]、欧州連合の域内市場における障壁の発生を防ぐことを目的とした手続きである技術規制情報システム通知を撤回したと報じられた[ 195 ] 。イタリアの農業大臣フランチェスコ・ロロブリジーダは、イタリアが欧州連合に提出した培養肉禁止法案の撤回は「後退ではない」と述べた。多くの人が、これは政府が欧州委員会による拒否の可能性を避けたかったためだと推測していた。彼は、法案は撤回されるのではなく、前進すると付け加えた[ 196 ] 。イタリアは、政府が法案を承認した2023年11月に、培養肉を禁止した最初の国となった[ 197 ] [ 198 ] 。
培養肉は目新しいものであるため、細胞培養方法の評価、化学物質の安全性、輸入、毒性試験など、いくつかの手順を通じて培養肉を安全に消費できるものとみなすための規制が数多く存在します。[ 199 ] [ 200 ] [ 201 ] [ 202 ] 2020年9月、食品医薬品局（FDA）と米国農務省（USDA）は、培養肉を共同で規制することに合意しました。この合意に基づき、FDAは細胞の収集、細胞バンク、細胞の増殖と分化を監督し、USDAはヒトの消費を目的とした細胞由来の食品の製造と表示を監督します。[ 203 ]培養肉用の動物細胞の培養に関与する企業は、生物学的材料の販売プロセスを開始するためにFDAに連絡するよう促されます。[ 199 ] [ 201 ]
FDAとUSDAによる厳格な規制と努力にもかかわらず、培養肉に対する消費者の信頼と畜産業界の承認を得るのに苦労しており、多くの州が培養肉を「肉」として表示することを禁止または制限している。[ 204 ] [ 200 ]
ミズーリ州、サウスカロライナ州、テキサス州、ワシントン州など、米国のいくつかの州では、培養肉の包装に「肉」という用語を使用することを制限する法律が可決されている。[ 205 ] [ 177 ]
フロリダ州とアラバマ州では培養肉の全面禁止が施行されている。フロリダ州では、製造と販売が犯罪行為と定められており[ 206 ]、アラバマ州では2024年10月から培養肉の製造、販売、流通が違法となっている[ 207 ]。アリゾナ州、ケンタッキー州、テネシー州、ウェストバージニア州の政府も同様の法律を検討している[ 208 ] 。
2024年8月、アップサイド・フーズ社はフロリダ州の法律を無効にしようとフロリダ州を提訴した。[ 209 ]
培養肉の大規模生産では、肉生産のために培養液に人工成長ホルモンを添加する必要がある場合とない場合がある。[ 210 ] [ 39 ]培養肉は無菌環境で培養されるため、抗生物質は不要である。[ 211 ]今日、従来の農業における抗生物質の広範な使用が、ヒトにおける抗生物質耐性の主な要因となっている。[ 212 ]世界保健機関によると、抗菌薬耐性は「すべての政府部門と社会全体での行動を必要とする、世界的な公衆衛生に対するますます深刻な脅威」であり[ 213 ]、2050年までに年間最大1000万人の死亡者が出ると予測されている。[ 214 ]培養肉は、ヒトの健康に対するこの重大なリスクを軽減する効果的な解決策となる可能性がある。[ 215 ]
研究者らは、オメガ3脂肪酸を培養肉に添加することで健康上の利点が得られると示唆している。 [ 63 ]同様に、従来の肉のオメガ3脂肪酸含有量は、動物に与える餌を変えることで増やすことができる。[ 216 ]現在スペインでは、コレステロールを減らし、赤身肉の摂取に伴う大腸がんのリスクを軽減できる、より健康的な脂肪を含む培養肉を開発するための研究が進められている。[ 217 ]タイム誌のある号では、細胞培養プロセスによって肉が細菌や病気にさらされるリスクも減少する可能性があると示唆されている。[ 64 ]
厳密に管理され予測可能な環境であることから、培養肉の生産は垂直農法と比較されてきた。その支持者の中には、殺虫剤や殺菌剤などの危険な化学物質への曝露、重傷、野生生物への被害を減らすという点で同様の利点があると予測する者もいる。[ 218 ]また、培養肉の生産と工業的な肉や生物学的有機肉の生産方法との健康への影響を比較した研究も不足している。
培養肉は、従来の肉と同様に動物の筋肉細胞、脂肪、支持細胞、血管から構成されていますが[ 219 ] 、一部の消費者は、この高度な生産プロセスを受け入れがたいと感じるかもしれません。培養肉は、偽物、あるいは「フランケンミート」と呼ばれています[ 220 ] 。一方、培養肉は、工場式畜産の肉や魚介類で一般的に使用されている人工ホルモン、抗生物質、ステロイド、医薬品、遺伝子組み換え作物を使用せずに生産できますが、有機バイオ生産では使用されません。培養肉製品が外観、味、匂い、食感、その他の点で異なる場合、従来の方法で生産された肉と商業的に競争力がない可能性があります。骨や循環器系がないことは、これらの部位が料理に大きく貢献する料理にとっては不利です。骨や血液がないことで、バッファローウィングなどの多くの伝統的な肉料理が、一部の人にとってより食べやすくなる可能性があります。さらに、血液や骨は将来的に培養される可能性があります。[ 221 ] [ 222 ] [ 223 ]
食肉のための畜産は、大気汚染や水質汚染、炭素排出の主な原因です。[ 224 ]従来の畜産業が急速に増加する食肉需要を満たすことができるかどうかについて、重大な疑問が提起されています。[ 225 ]培養肉は、従来の食肉生産に代わる環境に配慮した代替手段となる可能性があります。[ 226 ]培養肉の環境への影響は、畜産による影響よりも大幅に低いと予想されています。[ 227 ]垂直農法や培養肉製造に使用される1ヘクタールごとに、10～20ヘクタールの土地が自然の状態に戻される可能性があります。 [ 228 ]垂直農場（培養肉施設に加えて）は、メタン消化装置を利用して電力需要の一部を賄うことができます。メタン消化装置は、施設で発生する有機廃棄物を、一般的に65%のメタンで構成されるバイオガスに変換するために、敷地内に建設することができます。このバイオガスは、温室や一連のバイオリアクター用の電力を生成するために燃焼させることができます。[ 229 ]
ある研究では、培養肉は「潜在的に…はるかに効率的で環境に優しい」と報告されています。温室効果ガスの排出量はわずか4%で、食肉生産に必要なエネルギーを最大45%削減し、世界の食肉・畜産業が使用する土地のわずか2%しか必要としません。[ 230 ] [ 231 ] Tuomistoのライフサイクル分析では、 従来の方法で1,000 kgの肉を生産するには、「26～33 GJのエネルギー、367～521 m 3の水、190～230 m 2の土地が必要で、1900～2240 kg CO 2 -eqの温室効果ガス排出量を排出する」と主張しています。一方、同じ量の肉を試験管内で生産すると、「エネルギー使用量が7～45%少なく、温室効果ガス排出量が78～96%少なく、土地使用量が99%少なく、水使用量が82～96%少なくなる」とされています。[ 232 ]
独立系調査会社CE Delftによる最新の研究では、従来の牛肉と比較して、培養肉は、生産プロセスで再生可能エネルギーを使用した場合、温室効果ガスの排出量を最大92%、汚染を93%、土地利用を最大95%、水を78%削減できる可能性があることが示されています。[ 233 ]集約的な家禽飼育には多くの環境上の懸念がありますが、動物を飼育する代わりに肉を培養することで、これらの懸念も軽減できます。これらの懸念には、微生物や医薬品を含む糞尿が水や土壌に流入すること、亜酸化窒素やメタンなどの温室効果ガスの排出、糞尿粒子の揮発などが含まれます。[ 234 ]
懐疑論者のマーガレット・メロン（憂慮する科学者同盟）は、大規模な培養肉生産に必要なエネルギーと化石燃料は、土地から食料を生産するよりも環境破壊的である可能性があると推測している。[ 61 ] SL デイビスは、都市部での垂直農法と培養肉施設の活動は、施設周辺に生息する野生生物に比較的害を与えない可能性があると推測している。[ 235 ]ディクソン・デスポミエは、垂直農法と培養肉によって天然資源が枯渇を免れる可能性があると推測している。[ 236 ]ある研究では、従来の農業では毎年1ヘクタールあたり10匹の野生動物が殺されていると報告されている。[ 235 ]
培養肉の生産には、遺伝子の挿入、欠失、サイレンシング、活性化、変異などの遺伝子工学技術は必要ありません。培養肉の生産では、通常動物の体内で起こる生物学的プロセスが動物の体外で起こります。 [ 29 ]培養肉は管理された人工環境で育てられるため、培養肉は遺伝子組み換え野菜よりも水耕栽培の野菜に似ているという意見もあります。[ 237 ]
More research is underway on cultured meat, and although cultured meat does not require genetic engineering, researchers may employ such techniques to improve quality and sustainability. Fortifying cultured meat with nutrients such as beneficial fatty acids is one improvement that can be facilitated through genetic modification. The same improvement can be made without genetic modification, by manipulating the conditions of the culture medium.[238] Genetic modification may be able to enhance muscle cell proliferation. The introduction of myogenic regulatory factors, growth factors, or other gene products into muscle cells may increase production over that of conventional meat.[238]
To avoid the use of any animal products, the use of photosynthetic algae and cyanobacteria has been proposed to produce the main ingredients for the culture media, as opposed to fetal bovine or horse serum.[239] Some researchers propose that the ability of algae and cyanobacteria to produce ingredients for culture media can be improved with certain technologies, most likely not excluding genetic engineering.[240]
Australian bioethicist Julian Savulescu said, "Artificial meat stops cruelty to animals, is better for the environment, could be safer and more efficient, and even healthier. We have a moral obligation to support this kind of research. It gets the ethical two thumbs up."[35]Animal welfare groups are generally in favor of cultured meat, because the culture process does not include a nervous system and therefore does not involve pain or infringement of rights.[61][241][242] Reactions of vegetarians to cultured meat vary.[243] Some feel the cultured meat presented to the public in August 2013 was not vegetarian because fetal bovine serum was used in the growth medium.[244] However, since then, cultured meat has been grown with a medium that does not involve bovine serum.[245] Philosopher Carlo Alvaro argues that the question of the morality of eating in vitro meat has been discussed only in terms of convenience. Alvaro proposes a virtue-oriented approach, suggesting that the determination to produce cultured meat stems from unvirtuous motives, i.e., "lack of temperance and misunderstanding of the role of food in human flourishing."[246]
培養肉の基準、法律、規制について独立した調査を提案する人もいる。[ 247 ]他の多くの食品と同様に、培養肉には高度な技術を要する生産方法が必要であり、一部のコミュニティにとっては難しい場合があり、自給自足ができず、グローバルな食品企業に依存することになる。[ 248 ]細胞農業を誰もが利用できるようにすることに焦点を当てたプロジェクトもある。例えば、 Shojinmeat Projectはボトムアップのアプローチを採用しており、参加者に自宅でDIY培養肉を栽培する方法を教えている。[ 249 ]
培養肉との類似点を指摘し、一部の環境活動家は、菜食主義の食生活を採用することは、体系的な変化ではなく、個人的な行動や正義感に基づく行為に焦点を当てる方法かもしれないと主張している。環境活動家のデイブ・ライリーは、「肉を食べず、罪悪感を感じない生活は、私たちの周りで環境破壊が猛威を振るっている中で、魅力的に簡単に思える」と述べ、モリソンは「菜食主義は動物を食用となる土地から追い出し、食物連鎖への貢献を失わせる」と主張していると書いている。[ 250 ]
ユダヤ教のラビ当局は、培養肉がユダヤ法と慣習の下で許容されるコーシャであるかどうかについて意見が分かれている。一つの要因は、細胞の由来となる動物の性質、それがコーシャ種か非コーシャ種か、そして細胞が死んだ動物から採取された場合、細胞抽出前に宗教的慣習に従って屠殺が行われたかどうかである。ほとんどの当局は、元の細胞が宗教的に屠殺された動物から採取された場合、そこから培養された肉はコーシャになるという点で一致している。[ 251 ]細胞の性質によっては、生きた動物から採取された場合でもコーシャと判断される場合があり、豚などの非コーシャ動物から採取された場合でもコーシャになると主張する者もいる。[ 252 ] 2023年には、ラボで培養された肉が非肉製品または「パルヴェ」であるかどうかの問題が議論の対象となった。[ 253 ] 2023年、イスラエルの首席ラビは、一部の培養肉はコーシャであり、肉に似せて作られていない場合はパルヴェの地位を持つことができると裁定した。[ 254 ]
イスラム教の食習慣も考慮されている。[ 255 ] 2013年のマーストリヒトバーガー発表後の議論の中で、国際イスラム法学アカデミーのアブドゥル・カヒル・カマル氏は、培養肉は「生きた動物の肉とはみなされず、培養肉とみなされる」と述べた。細胞が豚、犬、その他のハラーム動物由来でない限り、その肉は植物性であり、「ヨーグルトや発酵漬物に似ている」とみなされるだろう。[ 256 ]
カトリック教会は、年間を通して特定の日（四旬節、聖週間）に肉を食べることを禁じているが、培養肉が（肉と同様に）禁止されているのか、（野菜や魚などの他の食品と同様に）禁止されていないのかについては明言していない。ヒンドゥー教では、ステーキやハンバーガーなどの牛肉の消費は一般的に禁じられている。ヒンドゥー・マハサバーの会長であるチャンドラ・カウシク氏は、培養牛肉について「いかなる形であれ市場で取引されることや商業目的で使用されることは受け入れられない」と述べた。[ 256 ]
培養肉は従来の肉よりもかなり高価です。2015 年 3 月のインタビューで、ポスト氏は、彼のチームが最初に 25 万ユーロで作ったハンバーガーの限界費用が、現在では 8.00 ユーロになっていると述べました。彼は、技術の進歩により、この製品が約 10 年で従来の牛肉と価格競争力を持つようになると推定しました。[ 257 ] 2018 年、メンフィス ミーツは生産コストを 1 ポンドあたり 1,700 ドルに削減しました。[ 258 ] 2019 年、イート ジャストは、チキン ナゲット 1 個の生産コストが約 50 米ドルであると述べました。[ 259 ]同社の培養チキン ナゲットは現在、シンガポールのレストラン 1880 で提供されており、セット ミールの一部として小売価格は約 17 米ドルですが、 [ 260 ]この小売価格はコストを下回っています。2021 年現在、ほとんどの企業は、食事サイズのサービング 1 食あたりの生産コストが 100 ドル以上であると報告しています。[ 261 ] 2019年の研究では、現在の技術では培養肉の実際の生産コストは1キログラムあたり40万ドル以上と推定されています。2022年の研究では、劇的な進歩により培地コストが1リットルあたり3.74ドルまで下がれば、大規模生産コストは今後数年間で楽観的に1キログラムあたり63ドルまで下がる可能性があると推定されています。コストの主な要因は、成長培地（1キログラムあたり19.7ドル）、労働力（1キログラムあたり17.7ドル）、およびバイオリアクターの修理（1キログラムあたり5.47ドル）です。卸売牛肉（1キログラムあたり6ドル）と競争するには、これら3つのコストすべてを削減する必要があります。[ 262 ]
Front. Sustain. Food Syst.に掲載された科学論文は、農村部の生産者にとっての培養肉や植物由来の肉の社会的・経済的な機会と課題について論じている。この研究によると、細胞農業は「培養肉の原料となる作物の栽培、培養肉の遺伝物質となる動物の飼育、農場レベルでのバイオリアクターによる培養肉の生産、新たな分野への移行、動物肉と代替肉の混合・ハイブリッド製品の新たな市場機会、再生型農業や動物福祉の高い農業に関する新たな価値」といった機会を提供する。また、いくつかの課題も指摘されており、「牧場主や畜産農家、動物飼料用の作物を栽培する農家の生計や収入の喪失、新たな代替肉分野への移行の障壁、そしてこれらの分野からの排除の可能性」などが挙げられる。一部の農家はすでに細胞農業の可能性を認識している。例えば、イルトゥッド・ダンスフォードはウェールズの農家の家系出身で、2016年に培養肉会社セルラー・アグリカルチャー社を設立した。[ 263 ]
2015年、マーストリヒト大学は培養肉に関する初の国際会議を開催しました。[ 264 ] 501(c)(3)研究機関であるニューハーベスト[ 265 ]とグッドフードインスティテュート[ 266 ]は、業界リーダー、科学者、投資家、潜在的な協力者を集めるための年次会議を開催しています。この2つの組織は、公的研究に資金を提供し、教育コンテンツも制作しています。細胞農業協会やカナダ、フランス、オーストラリア、ニュージーランドの同様の組織は、それぞれの国で培養肉を推進するために設立されました。[ 267 ] Cell AgriやProtein Reportなどの出版物も、この分野の技術とビジネスに関する最新情報を提供しています。[ 268 ] [ 269 ]
昆虫培養、心臓組織の相互作用マップ[ 270 ] 、基質設計[270]、足場設計[ 270 ] 、栄養プロファイル[ 270 ]、反応速度論、輸送現象、物質移動制限および代謝化学量論的要件[ 270 ]、バイオプリンティングプロセス[ 270 ]など、多くの分野で研究が続けられています。
複数のベンチャーキャピタル企業やアクセラレーター/インキュベータープログラムは、培養技術のスタートアップ企業、あるいは一般的には植物由来のタンパク質企業を支援することに重点を置いています。Big Idea Ventures (BIV) ベンチャーキャピタル企業は、ニューヨークとシンガポールの新興の細胞および植物由来食品企業に投資するために New Protein Fund を立ち上げました。彼らはMeliBio、Actual Veggies、Biftek.co、Orbillion Bio、Yoconut、Evo、WildFor、Novel Farms に投資しました。[ 271 ] Indie Bio は生物学指向のアクセラレータープログラムで、Memphis Meats、Geltor、New Age Meats、Finless Foods に投資しています。[ 272 ]
培養肉はSF作品によく登場する。最も古い言及はクルト・ラスヴィッツの『二つの惑星』（1897年）で、「合成肉」は火星人が地球に持ち込んだ合成食品の一種として登場する。人工肉に言及しているその他の注目すべき書籍には、ロバート・A・ハインラインの『メトセラの子供たち』（1941年）、ルネ・バルジャヴェルの『灰、灰』（1943年）、フレデリック・ポールとC・M・コーンブルースの『宇宙商人』 （1952年） 、ダグラス・アダムスの『宇宙の果てのレストラン』（1980年）、ジャック・ロブとジャン＝マルク・ロシェットの『スノーピアサー』（1982年）、ウィリアム・ギブソンの『ニューロマンサー』（1984年）、マーガレット・アトウッドの『オリックスとクレイク』（2003年）などがある。ジェフリー・トーマス著『デッドストック』（2007年）、チャールズ・ストロス著『アクセレランド』（2005年）、ルディ・ラッカー著『ウェア四部作』、ヴェロニカ・ロス著『ダイバージェント』 （2011年） 、ロイス・マクマスター・ビジョルド著『ヴォルコシガン・サーガ』（1986年～2018年）。
映画では、人工肉は、ジュリオ・クエスティ監督の1968年のドラマ『死神は卵を産んだ』 （La morte ha fatto l'uovo）やクロード・ジディ監督の1976年のコメディ『翼か太ももか』 （L'aile ou la cuisse）で重要な役割を果たしている。「人工」の鶏は、デヴィッド・リンチ監督の1977年のシュールレアリスムホラー『イレイザーヘッド』にも登場する。最近では、映画『アンチウイルス』（2012年）の中心テーマとしても大きく取り上げられた。テレビや映画のフランチャイズ『スタートレック』の宇宙船エンタープライズ号は合成肉を提供しているようだが、『新スタートレック』以降のクルーはレプリケーターを使用している。ABCのシットコム『ベター・オフ・テッド』 （2009～2010年）のエピソード「ヒーローズ」では、フィル（ジョナサン・スラヴィン）とレム（マルコム・バレット）が牛を使わずに牛肉を育てようとする。[ 274 ]
映画『ギャラクシー・クエスト』の夕食のシーンで、ティム・アレン演じるキャラクターは、ステーキの味が「本物のアイオワ産牛肉」のようだと述べている。ビデオゲーム『プロジェクト・エデン』では、プレイヤーキャラクターがリアル・ミートという培養肉会社を調査する。『エクスパンス』では、本物の肉を輸入する費用が莫大なため、地球から離れた宇宙船や宇宙ステーションに住む人々の食料として「培養肉」が生産されている。培養肉は、 2009年3月17日の『ザ・コルベア・レポート』のエピソードで取り上げられた。 [ 275 ]
2014年2月、バイオテクノロジーのスタートアップ企業であるBiteLabsは、有名人の組織サンプルから培養した肉で作られた職人風サラミへの支持を集めるキャンペーンを展開した。 [ 276 ]このキャンペーンはTwitterで人気を博し、ユーザーは有名人にツイートして、このプロジェクトに筋肉細胞を提供してくれるよう頼んだ。[ 277 ] BiteLabsに対するメディアの反応は様々で、このスタートアップ企業はスタートアップ文化[ 278 ]、セレブリティ文化[ 279 ]、あるいは生命倫理上の懸念についての議論のきっかけ[ 280 ]として認識された。BiteLabsはセルゲイ・ブリンのハンバーガーの成功に触発されたと主張したが、同社は実際のビジネスベンチャーというよりは、批判的デザインの一例として見なされている。
2016年後半、 CBSの番組「エレメンタリー」のエピソード「ソーセージの作り方」で培養肉が取り上げられた。[ 281 ] 2020年のカナダのドキュメンタリー映画「ミート・ザ・フューチャー」では培養肉が特集された。[ 282 ] 2020年のビデオゲーム「サイバーパンク2077」では、天然肉の高価格のため、複数の培養肉製品が販売されている。これには、牛から採取した体外培養筋肉細胞から作られた「EEZYBEEF」や、扁形動物培養をベースにした「Orgiatic」などがあり、Orgiaticにはいくつかのフレーバーがある。
無細胞農業は、非生物材料から合成された動物性製品を生産する。このような製品には、細胞ではなく様々なタンパク質から作られる牛乳、蜂蜜、卵、チーズ、ゼラチンなどがある。[ 283 ]これらのタンパク質は、組換えタンパク質生産、アルコール醸造、豆腐、テンペ、ザワークラウトなどの多くの植物性製品の製造と同様に発酵させる必要がある。[ 284 ]
タンパク質は特定の遺伝子によってコードされており、目的のタンパク質をコードする遺伝子は、二重らせん構造の遺伝情報が閉じたループであるプラスミドに合成されます。このプラスミドは組換えDNAと呼ばれ、細菌試料に挿入されます。そのためには、細菌がコンピテント（つまり、外来の細胞外DNAを受け入れる能力）を持ち、水平遺伝子伝達（つまり、外来遺伝子を自身のDNAに組み込む能力）ができる必要があります。水平遺伝子伝達は、真核生物では原核生物よりもはるかに困難です。真核生物は細胞膜と核膜の両方を持ち、プラスミドはこれらを通過する必要があるのに対し、原核生物は細胞膜しか持たないためです。このため、原核細菌が好まれることがよくあります。このような細菌を一時的にコンピテントにするには、塩化カルシウムなどの塩に曝露することができます。塩化カルシウムは、細胞膜のリン酸基の負電荷とプラスミドの負電荷を中和し、両者が反発し合うのを防ぎます。この細菌は温水中で培養され、細胞表面に大きな孔が開いてプラスミドが侵入することができる。[ 285 ]
次に、細菌は糖で発酵され、増殖と複製が促進されます。この過程で、細菌は自身のDNAと転移したプラスミドを発現し、タンパク質を生成します。最後に、溶液を精製して残留タンパク質を分離します。これは、目的のタンパク質に対する抗体を導入することで、そのタンパク質を含まない細菌細胞を殺傷することによって行うことができます。遠心分離によって、溶液を軸を中心に十分な力で回転させることで、固体と液体を分離することができます。あるいは、緩衝イオン溶液に浸漬して浸透を利用し、細菌から水分を溶出させて細菌を殺傷することもできます。[ 286 ]
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archival service (link)Instead of cash, SuperMeat asks its guests for a detailed review of dishes that were served.
クリーンミートを支持する人で、それを未だに試験管内培養やラボ培養と呼んでいる人はいないと思う。... 大規模になると、これが商業化されると、ラボで培養されるのではなく、基本的に肉醸造所で培養されることになるだろう。
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