Shojinmeat Project ： 純肉： 細胞培養による食糧生産へ(2018.04版)
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Shojinmeat Projectでの細胞農業の取り組みについて。 純肉（クリーンミート）についての技術的到達度と社会的・文化的インパクトについて
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- 4. 4 「肉」
- 6. 森林破壊 薬剤大量投与 水源疲弊 6 「肉」←家畜 ←飼料・水・土地
- 8. 代替タンパク源 8 食肉大豆など 乳卵 食肉乳卵大豆など 新たな代替タンパク源 植物系 大豆 偽肉 藻類系 昆虫系 微生物系 培養食糧 新たなタンパク源 を提案 細胞農業：食肉・乳卵を 新たな方法で生産 食肉・乳卵食材の同 等品を植物から生産 現在 食肉代替 上市後
- 12. Memphis Meats(米) ｸﾘｰﾝﾐｰﾄ Perfect Day(米) 酵母から牛乳 Clara Foods(米) 酵母から卵白 どれも「もどき」ではなく、分子レベルで本物と同じを作っている（目指している） Finless Foods(米) 魚肉培養 Ginkgo Bioworks(米) 香料･微量成分 Modern Meadow(米) 皮革製品 細胞農業の実例
- 14. 純肉開発の歴史(第1波 ~2010) 14 1997 魚肉培養実験 @NASA 概念自体は 19世紀から SF作品には 何度も登場 2004 New Harvest設立 Jason Matheny氏 が文献調査 と聞き取り 2005 オランダが€2M の研究費 2007 In vitro meat consortium 資金続かず停止 追加 資金 2000 Oron Catts作品 @Harvard 中心人物 Willem van Eelen(故人) 1997年に純肉特許出願
- 15. 純肉開発の歴史(第2波 2010~) 15 2012 Goolge創立の Sergey Brin氏 がIn vitro meat consortiumの 元会員に接触 2013 Mark Post教授 による試食会 2014 Shojinmeat Project設立 2015 Memphis Meats創業 2015 “Cellular agriculture” (細胞農業)の単語誕生 2013 New Harvestが細胞 農業VBに投資開始 (Clara Foods, Perfect Day) 2016 SuperMeat 創業 2017 Finless Foods 創業 200gで3000万円
- 20. 純肉の商品化に必要な技術要件 20 1. 安価な培養液 2. 大規模化と自動化 既存の食肉等価? 3. 高付加価値化 設備費 人件費 培養液 ¥2000万/kg 従来の生産コスト ¥200 設備費・人件費 培養液 具体的方策 1. 食品グレード培養液の使用 2. 大型培養プラントの開発/建設 3. 味や食感の再現(生体組織工学の技術）
- 21. 培養液の課題 21 Gospodarowicz D and Moran JS, 1976, Annu Rev Biochem Eagle H, 1959, Science アミノ酸・糖・ ビタミン・無機物 2000/L =スポーツドリンク? 内容物の割に高価 アルブミン,インスリン, トランスフェリンなど ￥90000/L 狂牛病リスク その他感染リスク 高価で供給不安定 細胞増殖因子 細胞生存因子 45000/mg きわめて高価 ＝ 基礎培地 FBS/仔牛 胎児血清 成長因子
- 22. 培養液の費用 22 一般的な培養液 DMEM(FBS10%) 500mlの場合 DMEM 450ml ￥1125 FBS 50ml ￥4900 Non essential amino acid ￥140 LIF 10 U/ml ￥225 etc・・・ 細胞1~2g分の培養液： ￥6390～ 100gで50万円+
- 23. 再生医療などで肝臓細胞を培養する場合 23 Block et al., 1996より DMEM 450ml ￥1125 FBS 50ml ￥4900 Non essential amino acid ￥140 HGF 40ng/ml ￥78000 (20µg) EGF 20ng/ml ￥700 (10µg) ￥84865～ ⇒肝臓細胞100gの培養に約1000万円かかる
- 24. FBSと成長因子の安価な調達方法 24 カタログから購入可能 「動物細胞培養用酵母エキス」 (Sheffield Bioscience Ltd.) 酵母粉末 (ドッグフード/エ ビオスの類) ろ過して培養液 として使用 pH7.4 雑菌コンタミなし 製造費: ￥0.9/L 酵母を分解し、リン酸系 緩衝液 & 塩分で浸透圧 やpHを調整 洗面所で実験
- 25. 筋芽細胞と酵母エキス(sYE)代替血清 25 試作した培養液にて、一部でL6の成長と分裂を確認 ⇒酵母エキス(sYE)は代替血清となりうる FBS無 制御区 (FBS有) マウスL6筋芽細胞密度 (定性観測) 赤 ~ 黄 ~ 青(ゼロ) DMEM無 DMEM有 DMEM無 DMEM有 酵母エキス (濃) 酵母エキス (薄)
- 26. sYEでのHeLa細胞 26 sYE使用時の細胞数は、FBS使用時に対して80%だった。 sYE使用時の細胞直径は、FBS使用時より大きくなった。 Cellcount(x10e5) （HeLa=ヒト宮頚部癌細胞） Day0 Day7 FBS 10% sYE 10% sYE 10% + FBS 10%
- 27. sYEでの293T細胞 27 FBS要求が厳しい293T細胞もsYEで培養できる。 (293T = ヒト副腎細胞) Cellcount(x10e5) Day0 Day7 FBS 10% sYE 10% sYE 10%+ FBS 10% 10％ FBS 10％ sYE 10% FBS 10% sYE
- 28. sYEでの細胞の組織化 28 96-well suspension culture plate マウス筋芽細胞をFBS使用培養液中で1.0E5個まで増やした。 sYE培地中に細胞を4日間浮遊培養状態にした。 ⇒直径0.3~0.5mmの細胞塊に組織化した
- 29. sYEの限界 29 種 細胞腫 sYE 濃度 実験結果 ヒト HeLaヒト宮頚部癌細胞 10％ 成長増殖確認 (継続可能?) ヒト 293Tヒト副腎細胞セルライン 10％ 成長増殖確認 (継続可能?) マウス 胚細胞 10％ 死滅 マウス 卵巣細胞, プライマリー 10％ 成長増殖確認 (継続可能?) マウス 肝細胞, プライマリー 10％ 成長増殖確認 (継続可能?) マウス 胎盤細胞, プライマリー 10％ 成長増殖確認 (継続可能?) マウス 筋芽細胞, プライマリー 10％ 当初は成長増殖も、 3代ほどで増殖停止 マウス ES細胞 10％ 死滅 sYEには限界がある：未分化の細胞には使えない 重要な細胞成長因子が不足している。
- 30. 成長因子の補完方法①：全部入りバッチ方式 30 糖分アミノ酸, AA2-P, NaHCO3, Na2Se この2つの(高価な)成長因子は ゲノム編集酵母に作らせる タンク容量 20~200kL 純肉3t前後 Insulin, Transferin, FGF2, TGF-b “Essential 8” 純肉用培養液 米国のベンチャー が採用する方式 成長因子 & FBS成分
- 31. 「全部入りバッチ方式」の試算 31 培養液価格 純肉の価格 $41/L $100/lb $15/L $36.6/lb $4.7/L $11.5/lb $3.7/L $9.0/lb $0.77/L $2.2/lb シナリオA~E A: 全成長因子が価格1/10に B: FGF2とTGFβがInsulin並に C: A&B D: すべての成長因子が$4/g E: さらにBasalが$0.23/Lに 前ページの製造方法を想定 Good Food Instituteによる試算 (2016)
- 32. 成長因子の補完方法②：「還流共培養方式」 32 0円/Lに ⇒純肉の価格は600円/kgへ 成長因子 & FBS成分 基礎培地 安価 極めて高価 成長因子 & FBS成分 細胞培養液の成分 PCT/JP2016/067599 特許6111510号 インテグリカルチャー (株)にて管理 インテグリカルチャー社 が採用する方式
- 33. 還流共培養方式の実証（肝臓細胞培養） 33 制御区(0%) 10% 調製培養液 25% 調製培養液 50% 調製培養液 制御区に対する全細胞数 マウス胎盤細胞 12日齢の胎児肝細胞（FBS 10%培養液) 7日 使用済培養液を移転する 成長因子の添加無しに、肝臓 細胞が有意義に増殖
- 35. 還流共培養方式での価格試算 35 DMEM 450ml ￥1125 Non essential amino acid ￥140 FBS 50ml ￥4900 HGF 40ng/ml ￥78000 (20µg) EGF 20ng/ml ￥700 (10µg) ￥84865 コラーゲン細胞足場上の肝細胞塊 HGF/EGFを共培養で調達して培養 DMEM 450ml ￥1125 FBS代替 50ml ￥182 ￥1307
- 36. さらに「食品グレード培養液」を使う場合 36 DMEM 450ml ￥1125 FBS代替 50ml ￥182 ￥1307 ”DMEM” 450ml ￥10 FBS代替 50ml ￥1 ￥11 基礎 培地 = 藻類から も製造？ アミノ酸・糖・ ビタミン・無 機物 培養液は一般飲料の原価へ
- 37. 60% 食品グレード培養液の実証：スポーツドリンク培養液 37 90% ｸﾞﾘｰﾝﾀﾞｶﾗ 80% 70% 0% (DMEMのみ) 50% 経過日数 細胞分裂回数 DMEM/ｸﾞﾘｰﾝﾀﾞｶﾗ 10% FBS培養液でのマウスL6 細胞の増殖 #pHと浸透圧はNaHCO3(s)と2M NaOHで調整した 商品名 浸透圧 pH DMEM(-, hi glu) 345 7.4 ポカリスエット 338 3.4 アクエリアス 291 3.37 Amino-Value 4000 289 3.63 AminoVital Gold 186 3.33 Vitamin Water 302 3.3 Green ダカラ 322 3.28 アミールWater 249 3.4 まもるチカラSupli 546 3.58
- 38. 細胞培養液の自作 38 糖分・アミノ酸・ビタミンB類・無機塩類を入手 混合濾過して細 胞培養液を合成 鶏胚の初代心臓 細胞を培養 参考：http://animescience.net/?p=3647
- 41. 大規模生産に適した培養方法 41 Dr. Marianne Ellis, 2017 ラボでの方法 大規模生産での方法 「大規模生産での方法」 の大スケール実装例⇒ 必要体積 (比率) タンク攪拌培養皿 フロー方式 中空糸膜
- 42. 化学工学(Plant Engineering)へ 42 ~0.1gスケール ~10gスケール ~100kgスケールパイロットプ ラント 低価格培養液+細胞足場+培養システム+全自動化
- 48. 細胞の組織化方法② 48 「種」細胞と 細胞培養液 細胞増殖、血管新生 (細胞シート方式の場合) 組織発生原材料調達 ※より将来的な方法 インテグリカルチャー (株)が東京女 子医大との共研にて開発中
- 53. タンパク源安全保障問題 53 日本の飼料自 給率: 14% 足りて いる？ 保障され ている？ 持続 可能？ 戦略 資源 主に貧困国 ( Economic and Social Research Institute, Dublin, Ireland, 2010 https://www.esri.ie/pubs/WP340.pdf) (漁業も不安定・・・) 米国・豪州ですら疑問
- 57. 現時点でのLCAの不確実性 57 想定する製造方法でLCAの値は大きく変化するた め、純肉の環境負荷の定量化は未完状態にある。 2014年の調査では「タンクの 洗浄」を計算に含めた。 Hanna Tuomisto 2011 Hanna Tuomisto 2014
- 64. 国・宗教・社会集団ごとに違う論点 64 A. 動物愛護・宗教 B. 食糧安全保障 C.食の安全 D.環境問題 欧米： A~D > C > B 日本： B~C > A ~ D 欧米の論点が世界的に主導している。
- 78. 消費者受容 78 Chris Bryant (2017) 3rd Intl’ Conf. for Cultured Meat 様々な予備調査や仮説が発表されているが、現 物が市場にまだ無いため推測の域を超えず 調査の試行毎に結果が大きくばらついている ←食品の消費者 受容におけるファ クター群 純肉の消費者受容 に関する調査事例 の比較結果→ 価格 味 便利さ 健康 安全 食体験 社会的 影響 透明性
- 79. 呼称問題 79 「明らかに優れている名称」は今のところ定まっていないが、 「培養肉」や”Cultured Meat”は一貫してスコアが低い →”Clean meat (クリーン・ミート)”が現在最有力 名称は問題でない という意見もある 日本語訳ではカタカナ語を避ける なら「純肉」を提唱
- 82. 「大企業独占」への反発とGM食品の失敗例 82 遺伝子組み換え技術は特定企業の利益のためだけに使われ、技 術の詳細も「企業秘密」として隠匿された ⇒真偽はともかく、多くにそう思われて政治問題化。
- 83. Shojinmeat Projectでの大方針 83 作り方そのもの ⇒ 公開 大規模化の方法 ⇒ 知財 需要量 個別化度 需要あれば 商品化 市民科学の領域 産業の領域 ほか、後続の会社
- 84. 細胞農業のエコシステムでの立ち位置 84 NPO (今後必要) シチズン・サイエンス 有識者団体、大学との連携 思想リーダー、政策提言 DIYバイオ、尖った発想、 SF/アート 大企業独占への対抗軸 スポンサー 個人の研究や活動の支援 産業化、生産技術開発 大規模化、社会実装 (Shojinmeat Projectか らのスピンオフ企業)
- 95. 細胞農業の田園風景
- 96. 火星コロニー
- 97. 宇宙農業
- 98. Shojinmeat Projectでの活動参加について 98 メンバーはそれぞれの得意分野で活動(実験・勉強会・創作 etc.) 誰でも参加可能： ご興味ある方は是非ご一報ください。研究、勉強会、執筆、 創作など、色々な形での携わり方があります。
- 101. 2.5頭身デフォルメ（みよ） 101
- 102. 2.5頭身デフォルメ（あこ） 102