Les recherches d'un biophysicien bruin font avancer le développement de la viande cultivée
Amy Rowat, membre de la CNSI, fait évoluer la technologie vers de nouvelles offres de protéines alternatives savoureuses.
Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle, Amy Rowat s'est retrouvée à la croisée des chemins. Devait-elle suivre son amour de la science dans une école supérieure de physique, ou sa passion pour la cuisine dans une école culinaire ?
En développement - un "mini-burger" à base de viande cultivée
eannie Barber-Choi/UCLA
Sur le moment, le monde universitaire l'a emporté. Mais sur le long terme, elle a répondu à la question "science ou cuisine" à sa façon : Pourquoi pas les deux ?
Aujourd'hui professeur associé de biologie intégrative et de physiologie et titulaire de la chaire présidentielle Marcie H. Rothman de l'UCLA, Mme Rowat a ajouté des intérêts gastronomiques à sa pédagogie et à ses recherches. Elle est directrice fondatrice de Science and Food, une organisation basée sur le campus qui promeut la connaissance de la science par la nourriture et de la nourriture par la science. Et ces dernières années, ses recherches en biologie mécanique - qui explorent la façon dont les forces physiques affectent les cellules - ont inclus des études sur la viande cultivée qui pourraient permettre d'ajouter un jour des steaks fabriqués en laboratoire sur les étagères des épiceries.
Elle considère cette entreprise scientifique, soutenue par le vent de la philanthropie privée, les subventions de recherche fédérales et sa participation au California NanoSystems Institute de l'UCLA, comme un aspect d'une mission de recherche plus large.
"De manière très générale, notre travail est motivé par le désir de faire progresser la santé humaine et planétaire", a déclaré Mme Rowat. "Lorsque j'ai réalisé qu'il y avait une lacune dans le domaine des protéines alternatives, mes compétences et l'expertise de mon laboratoire en matière de biophysique, d'ingénierie, de biologie cellulaire et de biologie mécanique m'ont semblé tout à fait adaptées."
Elle cite l'un des nombreux effets délétères de la pandémie de COVID-19, les perturbations de la chaîne d'approvisionnement qui rendent parfois les produits de base difficiles à trouver, pour illustrer pourquoi l'élargissement du menu des aliments riches en protéines serait bénéfique pour la société.
"Disposer d'autres méthodes pour produire des protéines animales peut contribuer à accroître la résilience de notre système alimentaire", a-t-elle déclaré.
Bien qu'il y ait un certain nombre de problèmes à résoudre en cours de route, la viande de culture a le potentiel de causer moins d'émissions de gaz à effet de serre, de réduire l'utilisation d'antibiotiques et d'occuper moins de terres, livre pour livre, que la viande traditionnelle provenant du bétail.
"Je vois la viande de culture comme un complément à d'autres solutions, comme l'agriculture régénérative", a déclaré M. Rowat. "Un aspect important est simplement d'avoir ces sources de protéines alternatives sur le marché".
Les nuggets de poulet de culture sont déjà disponibles à Singapour. Des produits similaires étant en cours d'homologation aux États-Unis, M. Rowat prévoit que la viande de culture pourra être vendue aux États-Unis d'ici un an et demi. Bien sûr, il reste à voir si elle sera largement adoptée, comme l'ont été les alternatives à la viande d'origine végétale, ou si elle occupera une niche, comme l'alimentation des personnes vivant dans des environnements extrêmes.
La possibilité de cultiver des cellules en laboratoire n'est pas nouvelle. Cependant, le coût et les défis liés à la production pour la consommation à l'échelle du consommateur ont constitué des obstacles importants. Dans le cadre de ses recherches, Mme Rowat cherche des méthodes permettant d'accroître l'efficacité des processus de production de la viande cultivée.
Une étude qu'elle a dirigée et qui a été publiée dans le numéro d'août 2022 de la revue Biomaterials marque une avancée dans ce domaine.
Rowat et ses collègues s'attaquent à une limite fondamentale : les cellules animales ont besoin d'une sorte d'échafaudage pour se développer et fonctionner correctement. Mais la boîte de Pétri ne fera pas l'affaire à l'échelle industrielle. L'instrument adéquat est plutôt une grande cuve appelée bioréacteur. Jusqu'à présent, la viande cultivée l'a été sur de minuscules billes, appelées microporteurs, constituées de polymères non comestibles. Elles doivent ensuite être séparées des cellules, ce qui augmente le coût et réduit l'efficacité.
Dans cet article, l'équipe de l'UCLA présente un procédé de fabrication de microporteurs comestibles à partir de gélatine et d'une enzyme de qualité alimentaire. Comme il a été démontré que les cellules souches musculaires se développent plus facilement sur des surfaces rainurées - semblables à la texture du muscle squelettique - les chercheurs décrivent également une technique pour modeler leurs microporteurs. Dans une expérience de preuve de concept, ils ont cultivé des cellules musculaires de vache, les ont récoltées dans une galette et l'ont cuite avec de l'huile d'olive jusqu'à ce qu'elle soit dorée.
Deux ressources liées au CNSI ont joué un rôle important dans cette étude.
L'équipe a fabriqué ses microporteurs rainurés au NanoLab de l'UCLA, une installation en salle blanche destinée à la fabrication de dispositifs de l'ordre du milliardième de mètre. Pour mesurer les propriétés mécaniques des microporteurs et confirmer les formes 3D de ceux qui sont rainurés, les scientifiques ont utilisé les instruments du Nano and Pico Characterization Laboratory, un centre technologique du CNSI.
L'étude a également bénéficié d'un soutien privé, par l'intermédiaire du Good Food Institute ainsi que du Noble Family Innovation Fund, une ressource du CNSI qui soutient la recherche susceptible de lancer des entreprises commerciales axées sur la connaissance et de profiter à la société.
Cette aide philanthropique a porté ses fruits à plus d'un titre. Le financement de démarrage a permis de réaliser des progrès qui ont contribué à l'obtention d'importantes subventions de la National Science Foundation et de l'Agriculture and Food Research Initiative du National Institute of Food and Agriculture du ministère américain de l'Agriculture. Et la bourse du Noble Fund soutient les expériences d'un autre centre technologique du CNSI, le Molecular Screening Shared Resource, qui permet aux scientifiques de tester rapidement de grandes bibliothèques de molécules.
Mme Rowat a déjà travaillé avec le MSSR sur des recherches visant à combattre le cancer ; pour ses recherches sur la viande cultivée, l'installation lui permettra de cribler une collection d'ingrédients alimentaires afin de déterminer s'ils peuvent favoriser la croissance des cellules adipeuses. C'est la clé d'une autre ambition de Rowat : créer la capacité de produire un somptueux steak de culture parsemé de morceaux de graisse.
"Le Saint-Graal de ce travail est de mettre au point un morceau de viande présentant des motifs spatiaux, comme un filet mignon, et marbré de graisse", explique-t-elle. "La graisse est vraiment importante pour la sensation en bouche, pour la texture, pour la saveur et pour la nutrition.
"C'est la prochaine frontière sur laquelle nous travaillons actuellement, et nous sommes reconnaissants du soutien du Noble Family Innovation Fund. Nous sommes impatients de découvrir les prochaines découvertes, qui, nous le pensons, rendront la viande cultivée plus délicieuse et plus saine."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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