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Shojinmeat Project：「純肉」：細胞培養による食料生産
- 4. 食料の生産方法 狩猟 栽培 飼育 醸造 合成 培養
- 5. 「肉」
- 7. 「肉」←家畜 ←飼料・水・土地 森林破壊 薬剤大量投与 水源疲弊 Hoekstra, Mekonnen, PNAS 2012 http://www.pnas.org/content/109/9/3232 Poore, Nemecek, Science 2018 http://science.sciencemag.org/content/360/6392/987 Ventola, NCBI 2015, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4378521/
- 8. 食糧か、飼料か、燃料か ⇒ 価格の連動上昇 農業 資源 食糧 飼料 燃料 Poore, Nemecek, Science 2018 http://science.sciencemag.org/content/360/6392/987
- 9. 代替蛋白源 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 細胞培養 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 将来 ※既存の蛋白源では賄えない
- 11. 細胞肉 / Cell-based meat 筋肉細胞 バイオリアクター （大型タンク） 培養液 など 成形・熟成 ⇒出荷 純粋培養肉、「純肉」とも
- 12. エネルギー変換効率 0.1%以下 (管理されていない) 微細藻類4~11% 人工光合成10%+ 今後も効率向上が 見込まれる 4% 35% 50~90% Shepon, Eschel et al, IOP Science 2016 http://iopscience.iop.org/article/10.10 88/1748-9326/11/10/105002/meta
- 13. 細胞農業の事例 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
- 15. 開発の歴史(第1波 ~2010) 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年に特許出願
- 16. 開発の歴史(第2波 2010~) 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
- 19. 実用化(商品化)に必要な技術要件 1. 安価な培養液 2. 大規模化と自動化 既存の食肉 味や食感 が同等? 3. 高付加価値化 設備費 人件費 培養液 万 従来の生産コスト 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）
- 20. 原料である培養液の課題 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 細胞培養液
- 21. 培養が容易な細胞の場合のコスト試算 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+
- 22. 再生医療などで肝臓細胞を培養する場合 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
- 23. 培養液の低価格化①：全部入りバッチ方式 糖分アミノ酸, AA2-P, NaHCO3, Na2Se この2つの(高価な)成長因子は ゲノム導入細菌に作らせる ※インスリンの製造と同じ手法 タンク容量 20~200kL 細胞肉3t前後 Insulin, Transferin, FGF2, TGF-b “Essential 8” 細胞肉培養液 成長因子 & FBS成分 米国のベンチャー が採用する方式
- 24. 「全部入りバッチ方式」の試算 培養液価格 細胞肉の価格 $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)
- 26. 還流共培養方式の実証（肝臓細胞培養） 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
- 28. 還流共培養方式での価格試算 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 画像提供: インテグリカルチャー 酵母抽出物など
- 29. さらに「食品グレード培養液」を使う場合 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
- 30. 食品グレード培養液の実証：スポーツドリンク培養液 60% 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
- 31. 細胞培養液の自作 “DIY-DMEM” 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&詳細: http://animescience.net/?p=3647 http://www.nicovideo.jp/watch/sm33104702
- 35. 大規模生産に適した培養方法 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
- 36. 化学工学(Plant Engineering)へ ~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
- 40. 細胞の組織化方法① 「種」細胞と 細胞培養液 筋芽細胞の 浮遊培養 筋肉細胞への分化 細胞の組織化 細胞を増やす 細胞足場で形を作る原材料調達 文献： “Opportunities for applying bio- medical production and manufacturing methods to the development of the clean meat industry” https://www.sciencedirect.com/science/articl e/pii/S1369703X1830024X
- 43. 細胞の組織化方法② ※より将来的な方法 「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 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 文献：”In Vitro Engineering of Vascularized Tissue Surrogates” https://www.nature.com/articles/srep01316
- 46. タンパク源安全保障問題 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
- 50. 現時点でのLCAの不確実性 想定する製造方法でLCAの値は大きく変化するため、細胞 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
- 51. 最終形態：循環系プロセスの構築
- 53. 主要な細胞農業ベンチャーと目指す市場の規模 By Olivia Fox Cabane, http://newprotein.org ※細胞農業に出資するVC、CVCも紹介。 知財情報: https://www.kiranmeats.com/resources/ 日本 5兆 水産 25兆 世界の食肉市場 150兆円 牛肉市場 70兆 牛肉 豚肉 家禽 水産物 卵 その他食 肉 総 合
- 55. 主要なNPO・学術機関 米国 イスラエル 米国 日本 米国 Shuttleworth Foundation はじめ様々な寄付で運営 学術振興、研究支援が主 公式: https://www.new-harvest.org/ https://media.dglab.com/2017/02/09 -joi-blog-01/ （参考） New Crop Capitalが主 に出資して始まる。植物 肉・細胞肉を推進する 代替蛋白ロビー団体 公式: https://www.gfi.org/ クラウドファンディングで運 営、DIY細胞農業を推進し、 細胞培養の方法を公開 公式: http://shojinmeat.com https://camp-fire.jp/projects/view/20537 (参考) 学生団体からスタート、細 胞農業業界へのキャリア 支援活動など 公式: https://www.gfi.org/ 動物愛護運動から派生、 個人の寄付が主で運営。 SuperMeatをスピンオフ 公式: https://www.futuremeat.org/ 研究費 所 属 New Harvestを支援 以前より細胞肉を研 究、2013にデモを実 施した。 基礎研究や法整備、 世論形成等、企業で は難しい分 野を担当。など
- 59. 肉の定義と管轄を巡る論争（米国） Tofurkyなどの植物肉企業数社と Good Food Instituteが合同で 州法は不当として訴訟 https://www.nytimes.com/2018/08/28/us/missouri-meat-law-tofurky.html 植物や培養で作った肉 (meat)を”meat”と呼ぶ ことに反対する声明 ミズーリ州が呼応し て州法を制定 米国での細胞肉の食品安全の管 轄はFDAなのかUSDAなのか? ⇒大統領への直訴へ
- 62. 国・宗教・社会集団ごとに違う論点 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。
- 76. 消費者受容 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 細胞肉の消費者受容 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
- 77. 呼称問題 独自の調査結果から”clean meat” を推奨する 学術名である”cultured meat”を使 うも、“cell-based meat”も支持 細胞農業の産業界はCell-based meatで合意。 ほか 数社 純粋培養肉(純肉)、細胞(培養)肉 ・一般消費者に正確に受容される名称か？ ・特定の思想に偏っていないか？ ・景品表示法など、食品表示の視点 論点 Good Food Instituteによる 調査結果(2017) （日本語名称） https://www.gfi.org/how-we-talk-about -meat-grown-without-animals
- 78. 何が確保されれば細胞農業は根付くのか 安全 法規制整備 “being safe” 安心 文化の醸成 “feeling safe” 技術は近づいている Memphis Meatsによる実証 http://www.nicovideo.jp/watch/sm30099092
- 82. 食市場の文化に寄り添う細胞農業のかたち 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 技術的透明性
- 85. DIYバイオ実験機材の開発と従来品の代替 DIYインキュベーター ・おしぼりウォーマーの入力電圧を 100Vから30V前後に下げると、温度が 40℃弱になる。 ・DIYインキュベーターは設計図を GitHubにて公開している。 ・どれも最大予算1万円前後 (写真@okgw_ ) 扇風機で遠心分離（ 1000rpmで ~100G） 卵白による抗コンタミ効果と DIYクリーンベンチ http://interestor2012.hatenablog.com/ entry/2015/01/05/202524 での例 (@earthlyworld
- 97. 火星コロニー
- 98. 宇宙農業
- 99. 天体(彗星)からのバイオマス生産
- 100. アーティスト・クリエイター支援活動 「未来鶏がミールになる」 by 山田しいた https://twitter.com/yamada_theta https://www.pixiv.net/member_illust.php?mode=medium&illust_id=66581964 https://note.mu/yamada_theta/n/n243f40556409 《シュレーディンガーの虎》 by 岡田未知 http://tobira-project.info/blog/2017_okada.html http://michiokada.tumblr.com/ 科学考証、バイオ技術支援、ネタ提供、海外発信 など 第66回東京藝術大学 卒業・修了作品展
- 102. 2.5頭身デフォルメ（みよ）
- 103. 2.5頭身デフォルメ（あこ）
- 104. ノベルゲーム用素材 シナリオ執筆支援リンク（細胞農業・バイオ技術の創作ネタ帳） https://docs.google.com/presentation/d/1r2X04PqnCGEs1RGU4h1wR17Uv_gFGI_RqUcvwzTalTc/ edit#slide=id.p ※ 末ページ付近のネタは自由に使ってください。書き足して下さる方がい ればなお嬉しいです。 素材置き場 https://drive.google.com/drive/u/0/folders/0B0ShPzNziL05THlwU2IwTTNueHM ※ 新キャラの作成、設定の改編や独自解釈 OKです。 イメージキャラクターの「みよ」と「あこ」のキャラ立ち絵、 背景、表情などの、漫画・ノベルゲーム素材を公開しています。 み よ あ こ
- 108. Shojinmeat Projectでの活動参加について 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。
- 109. よくある質問(FAQ) 1 Q: 参加したいです。 A: 「メンバーシップ」の定義は特にありませんので、 そのまま何か活動してご参加ください。メールか Twitterでご一報お願いします。 Q: 理系知識は無いけど参加したい A: イベント運営、創作、情報発信、アーティスト支 援など文系・芸術系の活動も多々あります。 Q: 純肉培養の窒素や酸素はどこから？ A: 培養液の糖分・アミノ酸です。糖分は植物から、 アミノ酸は酵母から作られており、酵母培養の養分 は植物、さらに元をたどれば肥料です。将来は人工 光合成や窒素固定が期待されます。 Q: 菌類やシイタケは細胞農業 ? A: 細胞培養を行っているかによります。個体全体 を育てるのは、養殖や栽培にあたります。 Q: 細胞肉はいわゆるGMOですか? A: 細胞を増やすだけなので GMOではありません。 ゲノム編集などをすることもできますが、特に必要が 無いのでやっていません。 Q: どんな味ですか？ A: 開発途上の現時点では、脂や血の味が無い、食 感がペースト状などの課題がありますが、将来的に は「なんでも作れる」になると見られます。 Q: どのぐらいで肉が育ちますか？ A: 細胞10万個程度から培養開始ならば、 1~2ヵ月 ですが、工場で大規模に連続培養されている状態 からならば、待つ必要もありません。 Q: 家畜動物は今後どうなりますか ? A: 種細胞が必要なので居なくはなりませんが、数 は減ると思われます。