早大ら，光合成微生物で培養肉向け細胞培養機構開発

早稲田大学，東京女子医科大学，神戸大学は，自浄作用および栄養循環を果たす食料生産システムを構築するため，光合成微生物を利用した新しい細胞培養システムを開発した（ニュースリリース）。

従来の培養肉生産において，動物筋肉細胞の増殖のために動物血清が不可欠だったが，そのコストや動物倫理に対する懸念が問題視されていた。そのため，血清を使わず，動物筋肉細胞を増殖できる培養方法が求められている。

血清には細胞の成長因子といったタンパク質が含まれ，これらは特定の動物細胞から分泌されていることがわかっている。成長因子分泌細胞を長期間培養すれば多量の成長因子が得られる一方で，乳酸やアンモニアなどの老廃物が蓄積することで培養液の性能が低下する問題がある。

そのため，成長因子分泌細胞の培養上清液の血清代替としての性能を高めるためには，老廃物の除去が不可欠となる。さらに長期間の培養は栄養素の枯渇をもたらす。先行研究では，乳酸を取り込みピルビン酸に変換するリコンビナントシアノバクテリアを開発した。

そこで，研究グループでは，成長因子を分泌する細胞と乳酸などの老廃物を取り込み，かつ老廃物を栄養素に変換するシアノバクテリアを共培養する新たな培養システムを考案した。

シアノバクテリアの一種であるシネココッカスは，光合成能力が高く，遺伝子組換え操作も容易で，さらに動物細胞に対して優れた生体適合性を持つことから，さまざまな分野で利用されている。

研究で使用したL-乳酸を取り込むシアノバクテリアも，シネココッカスのリコンビナント株であり，動物細胞の老廃物である乳酸とアンモニアを動物細胞の栄養素となるピルビン酸とアミノ酸に変換する能力は，先行研究で確認されていた。しかし，動物細胞と共培養を行なった時にも，この機能が発揮されるかは未知のままだった。

研究グループは，このシアノバクテリアと成長因子を分泌するラット肝臓細胞を共培養すると，培養条件を最適化することで，シアノバクテリアが乳酸を3割以上，アンモニアを9割以上減少させることを確認した。

さらに，シアノバクテリアによって産生されたピルビン酸やアミノ酸は，動物細胞によって利用される量よりも多く，結果として培養上清液中に栄養源が多く残存していることが明らかになった。この上清液を用い，血清を使わずに骨格筋芽細胞を増殖させたところ，その増殖率はラット肝臓細胞の単独培養上清液と比較して3倍以上であることを確認した。

研究グループは，この研究は，培養肉生産のコスト削減と環境負荷の低減に寄与する可能性があるとしている。