Spontaneously immortalized porcine cells support scalable cultured pork production in serum-free suspension
यह अध्ययन एक स्वतः अमर (spontaneously immortalized), गैर-आनुवंशिक रूप से संशोधित सूअर की कोशिका रेखा के विकास की रिपोर्ट करता है जो सीरम-मुक्त सस्पेंशन कल्चर और एक अर्ध-सतत प्रक्रिया में सक्षम है जो 2,000-लीटर बायोरिएक्टर में संवर्धित सुअर के बायोमास के स्केलेबल, लागत-कुशल उत्पादन को सक्षम बनाती है।
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मांस की वैश्विक मांग बढ़ रही है, फिर भी पशुधन पालने की पारंपरिक विधियों को पर्यावरणीय प्रभाव, संसाधन उपयोग और पशु कल्याण से संबंधित बढ़ती चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। इसके जवाब में, वैज्ञानिकों ने 'कलचरड मीट' (cultured meat) नामक एक अवधारणा की ओर रुख किया है, जिसमें एक नियंत्रित वातावरण के भीतर सीधे खाने योग्य ऊतक बनाने के लिए पशु कोशिकाओं को उगाया जाता है, जिससे जानवरों को पालने और मारने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। इसे बड़े पैमाने पर वास्तविकता बनाने के लिए, शोधकर्ताओं को कई कठिन पहेलियों को हल करना होगा। उन्हें ऐसी पशु कोशिकाएं ढूंढनी होंगी जो बिना खत्म हुए अनिश्चित काल तक बढ़ सकें, ऐसे तरल पोषक मिश्रण विकसित करने होंगे जो पशु रक्त सीरम (animal blood serum) पर निर्भर न हों, और ऐसे बड़े टैंकों को इंजीनियर करना होगा जो इन कोशिकाओं को उनके गुणन के दौरान संभाल सकें। बिना ऐसी सेल लाइन के जो सुरक्षित हो और इन औद्योगिक स्थितियों में फलने-फूलने में सक्षम हो, बड़े पैमाने पर उत्पादित कलचरड मीट का सपना पहुंच से बाहर बना रहेगा।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब एक नए प्रकार की सूअर की कोशिका बनाकर इस पहेली को सुलझाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है, जो बिना किसी आनुवंशिक संशोधन के एक तरल वातावरण में निरंतर बढ़ सकती है। एक सप्ताह पुराने सूअर के ऊतकों के साथ काम करते हुए, वैज्ञानिकों ने मांसपेशियों की कोशिकाओं की एक मानक आबादी से शुरुआत की और धीरे-धीरे उन्हें एक सपाट सतह से सीरम-मुक्त तरल के भीतर तैरते हुए सस्पेंशन (floating suspension) में स्थानांतरित कर दिया। यह संक्रमण कठिन था; कोशिकाएं शुरू में संघर्ष कर रही थीं, और जैसे ही उन्होंने नई, तैरती हुई जीवनशैली के अनुकूल होने की कोशिश की, उनकी वृद्धि नाटकीय रूप से धीमी हो गई। हालांकि, लगभग दस महीनों के दौरान, इन कोशिकाओं के एक समूह ने जीवित रहना शुरू किया और तेजी से बढ़ने लगा। अनुकूलन अवधि के अंत तक, ये कोशिकाएं 255 बार से अधिक विभाजित हो चुकी थीं, जो एक मील का पत्थर है जो पुष्टि करता है कि वे 'इम्मोर्टलाइज्ड' (immortalized) हो गई हैं, जिसका अर्थ है कि वे सामान्य कोशिकाओं की उन सीमाओं के बिना अनिश्चित काल तक बढ़ सकती हैं जो विभाजन को रोक देती हैं।
इस खोज को विशेष रूप से उल्लेखनीय बनाने वाली बात यह है कि इस प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं में क्या बदलाव आए। जैसे-जैसे वे तरल में तैरने के अनुकूल हुईं, कोशिकाओं ने अपनी पहचान बदल ली। वे मांसपेशी जैसी कोशिकाओं के रूप में शुरू हुईं लेकिन धीरे-धीरे एक ऐसी अवस्था में बदल गईं जो वसा बनाने वाली कोशिकाओं (fat-building cells) के समान थी। हालांकि उन्होंने वापस मांसपेशी ऊतक में बदलने की क्षमता खो दी, लेकिन उन्होंने संकेत मिलने पर वसा संग्रहीत करने की प्रबल क्षमता प्राप्त कर ली। यह बदलाव वैज्ञानिकों द्वारा कोशिका के डीएनए को संपादित करने से नहीं हुआ; बल्कि, यह स्वतःस्फूर्त रूप से हुआ क्योंकि कोशिकाओं ने उन लक्षणों के लिए चयन किया जो उन्हें नए वातावरण में जीवित रहने में सक्षम बनाते थे। शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि ये कोशिकाएं उपयोग के लिए सुरक्षित हैं, प्रयोगशाला परीक्षणों या चूहों में कैंसर होने के कोई लक्षण नहीं दिखाए, और इनके पास अपने क्षतिग्रस्त डीएनए की मरम्मत करने की क्षमता भी है।
इस सेल लाइन का वास्तविक खाद्य उत्पादन के लिए उपयोग किया जा सकता है, यह सिद्ध करने के लिए, टीम ने उन्हें बड़ी मात्रा में उगाने के विभिन्न तरीकों का परीक्षण किया। उन्होंने तीन विधियों की तुलना की: एक मानक बैच प्रक्रिया जहाँ पोषक तत्व एक बार जोड़े जाते हैं, एक निरंतर प्रवाह विधि जहाँ तरल को लगातार बदला जाता है, और एक अर्ध-निरंतर (semi-continuous) विधि जहाँ कोशिकाओं के एक हिस्से की नियमित रूप से कटाई की जाती है जबकि बाकी बढ़ते रहने के लिए बने रहते हैं। अर्ध-निरंतर दृष्टिकोण सबसे कुशल साबित हुआ, जिसने गीले बायोमास प्रति किलोग्राम के लिए सबसे कम सूखे पोषक पाउडर का उपयोग करते हुए सबसे अधिक सेल मास का उत्पादन किया। टीम ने इस प्रक्रिया को एक विशाल 2,000-लीटर बायोरिएक्टर तक बढ़ाया। इस बड़े टैंक में, उन्होंने कम समय में लगभग 97 किलोग्राम गीला सेल बायोमास सफलतापूर्वक उत्पादित किया। परिणामी सामग्री प्रोटीन और वसा से भरपूर थी, और जब इसे हाइब्रिड स्प्रिंग रोल बनाने के लिए सोया प्रोटीन के साथ मिलाया गया, तो इसने स्वाद और गंध परीक्षणों में अच्छा प्रदर्शन किया, जिससे पता चलता है कि इन कोशिकाओं को वास्तविक खाद्य उत्पादों में एकीकृत किया जा सकता है।
यह कार्य प्रदर्शित करता है कि आनुवंशिक इंजीनियरिंग का उपयोग किए बिना सूअर की कोशिकाओं का एक स्थिर, सुरक्षित और स्केलेबल स्रोत बनाना संभव है। यह दिखाकर कि ये कोशिकाएं एक लागत प्रभावी प्रक्रिया का उपयोग करके एक बड़े, औद्योगिक आकार के टैंक में फल-फूल सकती हैं, यह अध्ययन मांस के बायोमास को उस स्तर पर उत्पादित करने के लिए एक व्यावहारिक मार्ग प्रदान करता है जो अंततः व्यावसायिक जरूरतों को पूरा कर सके। निष्कर्ष बताते हैं कि कलचरड मीट का भविष्य जटिल आनुवंशिक बदलावों की आवश्यकता नहीं रखता है, बल्कि कोशिकाओं के अपने वातावरण के प्रति स्वाभाविक रूप से अनुकूल होने की समझ की आवश्यकता है, जिससे वैज्ञानिक इन परिवर्तनों का लाभ उठाकर एक टिकाऊ खाद्य प्रणाली का निर्माण कर सकें।
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