Kann im Reagenzglas „aufgezogenes“ Rindfleisch ohne Futteraufnahme köstlich sein?

Heutzutage essen viele Menschen gerne Rindfleisch, da der Proteingehalt im Rindfleisch höher ist als der von Schweine- und Hammelfleisch, der Fettgehalt jedoch viel niedriger. Egal, ob Sie abnehmen oder fit bleiben möchten, der Verzehr von Rindfleisch ist daher die beste Wahl. Aber haben Sie schon einmal daran gedacht, dass das Fleisch, das wir essen, eines Tages vielleicht nicht nach und nach durch Grasfressen auf einer Weide gezüchtet wird, sondern im Reagenzglas „aufgezogen“ wird?

Zellen zu „Fleisch“ heranwachsen zu lassen, klingt zunächst vielleicht nach einer Szene aus einem Science-Fiction-Film, doch zellkultiviertes Fleisch ist in der Realität bereits angekommen. Was genau ist dieses Fleisch, woher kommt es, wie schmeckt es und ist es unsicher?

Eines muss ich Ihnen zunächst klarmachen. Bei dem zellkultivierten Fleisch, von dem wir heute sprechen, handelt es sich nicht um aus Pflanzenproteinen und anderen Rohstoffen synthetisiertes „vegetarisches Fleisch“, sondern um echtes Fleisch.

Wie man Fleisch durch Zellen züchtet

Im Jahr 2014 wurde in London, der Hauptstadt des Vereinigten Königreichs, der weltweit erste „Reagenzglasburger“ auf den Markt gebracht. Dieser Burger ist etwas Besonderes. Es ist nicht nur teuer, sondern allein die Kosten belaufen sich auf bis zu 320.000 US-Dollar. Wichtiger ist, dass das verwendete Fleisch anders ist als üblich. Worin unterscheiden sie sich? Es ist zellkultiviertes Fleisch. Der wissenschaftliche Name dieses Fleisches lautet „Stammzellen-Kunstfleisch“. Es wurde von niederländischen Wissenschaftlern mithilfe von Rinderstammzellen im Reagenzglas gezüchtet. Im Wesentlichen handelt es sich dabei immer noch um Fleisch, da die Grundzusammensetzung die gleiche ist wie bei Fleisch. Der Unterschied besteht darin, dass es nicht aus einer Kuh geschnitten wird, sondern dass sich die Rinderstammzellen unter In-vitro-Bedingungen weiter vermehren und schließlich zu Fleisch werden. Mit anderen Worten: Sie müssen nicht einmal Rinder züchten, um Rindfleisch zu erhalten.

Um diese Fragen zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, was die Essenz von Fleisch ist. Tierisches Fleisch besteht aus einer bestimmten Anzahl geordnet angeordneter Zellen und kann im lebenden Körper bestimmte Funktionen erfüllen. Beispielsweise ist das magere Fleisch, das wir normalerweise essen, das Muskelgewebe von Tieren, und Kutteln sind der Magen der Kuh. Wenn sich Zellen kontinuierlich vermehren und dann wieder zusammenfügen, können sie theoretisch Organe oder sogar einen lebenden Organismus bilden. Ich erinnere mich, dass ich in der Highschool etwas über die „Technologie der Tierzellkultur“ gelernt habe. Dabei gab man einige Zellen in eine Kulturschale und nach einer gewissen Zeit bekam man mehr. Nach dem Eintritt in die Universität befassten sich viele Menschen bei ihren Abschlussprojekten mit der Zellkultur. Aufgrund bestimmter Einschränkungen können die von uns kultivierten Zellen jedoch nur als „Zelllinien“ bezeichnet werden und sind nicht essbar.

Normales Rindfleisch, Bild von Tuchong.com

Mit der erfolgreichen Zucht des Klonschafs Dolly wurde 1997 die ungeschlechtliche Fortpflanzung von Säugetieren nach diesem Prinzip Wirklichkeit. Die Schwierigkeit dieser Technologie liegt jedoch darin, dass wir auf dem Weg auf der Strukturebene Zelle-Gewebe-Organ-Individuum entweder einen Zellhaufen oder ein Individuum erhalten, es jedoch sehr schwierig ist, die Richtung der Zellteilung und -differenzierung zu kontrollieren, sodass sich eine Zelle teilt und differenziert, um weitere Zellen und dann Gewebe und Organe zu bilden, und dann aufhört.

Die Entdeckung von Shinya Yamanaka, dem Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin des Jahres 2012, löste dieses Problem jedoch erfolgreich. Es gelang ihm, hochdifferenzierte Fibroblasten in pluripotente Stammzellen umzuwandeln. Die nach der Transformation kultivierten induzierten pluripotenten Zellen (IPS-Zellen) besaßen die Kontrolle über die Differenzierungsrichtung, was bedeutet, dass sich unreife Zellen zu allen möglichen Zelltypen entwickeln können. Damit ist auch eine technische Grundlage für die künstliche Züchtung von Zellen zur Gewinnung von Kunstfleisch geschaffen.

Kommen wir zurück zum Herstellungsprozess von „Stammzellen-Kunstfleisch“. Zunächst müssen Zellgewebe aus der Kuh extrahiert und Stammzellen abgetrennt werden, da nur Stammzellen die Fähigkeit zur Differenzierung besitzen, andere Zellen hingegen nicht. Anschließend werden die Stammzellen in eine Nährlösung getaucht, die Zucker, Aminosäuren, Öle, Mineralien und verschiedene Nährstoffe enthält. Die Zellen nehmen die Nährstoffe in der Lösung auf, wachsen langsam und differenzieren sich und entwickeln sich zunächst zu einer klebrigen Substanz. Anschließend lässt man diesen Haufen klebriger Substanz weiter „wachsen“ und sich zu kleinen „Fleischstreifen“ von etwa 3 cm Länge, 1,5 cm Breite und 0,5 cm Dicke ausdehnen. Theoretisch könnte man es jetzt essen, aber es ist zu klein, um auch nur die Lücken zwischen den Zähnen zu füllen. Normalerweise werden etwa 3.000 dieser Fleischstreifen miteinander vermischt, mit etwa 200 Scheiben im Labor gezüchtetem tierischen Fett versetzt und dann ist das Ganze bereit zum Braten.

Ist dieses Fleisch lecker?

Ich glaube, das ist für viele Menschen ein Problem. Die Technologie für zellkultiviertes Fleisch wird allmählich ausgereifter. Im Jahr 2019 züchtete das National Meat Quality and Safety Control Engineering Technology Research Center der Nanjing Agricultural University außerdem Chinas erstes Stück künstlich kultiviertes Fleisch. Die Produktionskosten dieser Technologie sinken ständig und einige lokale Restaurants haben sogar entsprechende Zutaten auf den Markt gebracht.

Da es nicht direkt aus dem Tier geschnitten, sondern aus kultivierten Zellen aufgehäuft wird, fehlen Strukturen wie Blutgefäße, Bindegewebe und Fett zur Nährstoffversorgung. Die Farbe ist nicht so leuchtend rot wie bei echtem Fleisch, sondern leicht gelblich mit rosa. Auch der Geschmack unterscheidet sich etwas von echtem Fleisch und ist weicher und zarter.

Derzeit gibt es unterschiedliche Meinungen zu zellkultiviertem Fleisch. Manche Menschen meinen, dass dies eine gute Möglichkeit sei, Energie zu sparen und sogar Probleme wie die Gefährdung von Lebensmitteln zu lösen. Einige Wissenschaftler überlegen auch, wie man dem Fleisch Blutgefäße hinzufügen kann, damit es dem Geschmack von natürlichem Fleisch näher kommt. Schließlich umfasst Fleisch als Organ im Wesentlichen alle Gewebe des Tieres, darunter Epithelgewebe, Muskelgewebe, Bindegewebe, Nervengewebe usw. Es gibt jedoch auch einige Ansichten, die diese Technologie mit Risiken, insbesondere ethischen Risiken, behaftet, und einige Organisationen sind sogar der Ansicht, dass man sich dagegen wehren müsse.

Persönlich bin ich davon überzeugt, dass die Entstehung jeder Technologie zwei Seiten hat und dass wir ihre positive Rolle weiterhin erkennen müssen. Ob es um die Raumfahrt und die interstellare Erforschung geht oder um Umweltschutz oder Probleme der Nahrungsmittelknappheit, es wird immer hilfreich sein. Natürlich kann diese Technologie auch für die Erforschung künstlicher Organe weiterentwickelt werden. Für die kommerzielle Nutzung sind jedoch möglicherweise noch erhebliche Forschungsinvestitionen und viel Zeit erforderlich.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Zhang Yu

Gutachter: Tao Ning (Associate Researcher, Institut für Biophysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.