BME-Doktorandenverteidigung: Jordan D. Jones: „Vom Bauernhof ins Labor: Das Potenzial dezellularisierter Pflanzenblätter für eine nachhaltige Fleischproduktion“

Aug 21, 2023

„Vom Bauernhof ins Labor: Das Potenzial dezellularisierter Pflanzenblätter für eine nachhaltige Fleischproduktion“ – Jordan D. Jones '15, G'22

Bis 2050 wird die Weltbevölkerung über die landwirtschaftlich genutzte Fläche hinauswachsen. Diese sich abzeichnende Realität erfordert erhebliche Änderungen der landwirtschaftlichen Methoden, einschließlich der Pflanzen- und Tierproduktion. Zelllandwirtschaft könnte im Labor gezüchtetes Fleisch produzieren. Um die Produktion strukturierter Fleischprodukte im kommerziellen Maßstab zu erreichen, ist ein essbares Gerüst erforderlich, um die Anzahl der Verarbeitungsschritte zu reduzieren und das Produkt zu verbessern. Aufgrund ihrer Erschwinglichkeit, Vertrautheit und Zugänglichkeit erweisen sich dezellularisierte Spinatblätter als attraktive Option.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sie das Wachstum zahlreicher Zelltypen unterstützen können. In dieser Dissertation wurden primäre Rindersatellitenzellen auf dezellularisierten Spinatblättern und mit Gelatine beschichtetem Glas für 7 und 14 Tage gezüchtet. Nach 14 Tagen waren 99 % der Zellen am Leben, 25 % exprimierten die schwere Myosinkette und der durchschnittliche Kappa der Zytoskelettausrichtung betrug 0,71 ± 0,1. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass dezellularisierter Spinat als Gerüst verwendet werden kann. Es ist jedoch ungewiss, ob er sicher verzehrt werden kann. Der hier beschriebene Dezellularisierungsansatz ergab eine vergleichbare Dezellularisierungsqualität wie die herkömmliche Dezellularisierungsmethode auf Detergensbasis, während die Zellulosestruktur des Blattes erhalten blieb. Primäre Rindersatellitenzellen, die sieben Tage lang auf Gerüsten gezüchtet wurden, die mit der modifizierten Methode hergestellt wurden, hatten eine Lebensfähigkeit von 97,4 %. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die neue Dezellularisierungsmethode effektiv ist, den Vorschriften zur Lebensmittelsicherheit besser entspricht und die zelluläre Landwirtschaft und die Produktion von kultiviertem Fleisch voranbringen könnte. Maisschalen, ein häufiges Lebensmittelabfallprodukt, wurden auf ihr Potenzial zur Steuerung der Zellausrichtung untersucht. Die Forschung ergab jedoch, dass sowohl Spinat- als auch Maisschalengerüste Herausforderungen bei der Erreichung der gewünschten Zellausrichtung und des Fusionsindex darstellten. Spinat zeigte im Vergleich zu Maisschalen eine geringfügig höhere Zellausrichtung, aber beide wiesen insgesamt eine geringe Ausrichtung auf. Diese Ähnlichkeiten legen nahe, dass die Topographie kaum Einfluss auf die Beobachtungen hatte. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass noch Potenzial für den Einsatz dezellularisierter Pflanzen besteht. Weitere Forschung ist erforderlich, um optimale Pflanzenarten für die Skelettmuskelkultur und eine nachhaltige Fleischproduktion zu identifizieren.

Die Ausschussmitglieder sind:

Tanja Dominko, DVM, PhD, Beraterin für Abschlussarbeiten

George D. Pins, PhD, Vorsitzender

Marsha W. Rolle, Ph.D.

Pamela Weathers, PhD, Biologie und Biotechnologie

Glenn R. Gaudette, PhD, Ingenieurabteilung Boston College

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