細胞農業は、細胞を培養槽で増やして食品や素材を作る技術です。作れるものは、培養肉のほか、乳、卵、皮革があります。
しかし、畜産を細胞培養に置き換えると環境にも食料にも良い結果になるかは、まだ分かっていません。環境負荷の試算は前提によって結果が分かれます。
この記事では、細胞農業の定義、応用先、社会への影響、実用化の課題を順に並べます。
細胞農業は、細胞から食品や素材を直接作る技術
細胞農業は、細胞の培養から農畜産物を作る技術の総称です。たとえば動物から採取した少数の細胞を、栄養を満たした培養槽(バイオリアクター)で増やし、筋肉や脂肪、乳や卵のタンパク質などを作ります。
国際的な非営利団体New Harvestは、細胞農業を「細胞培養から農産物を作ること」と定義しています。微生物や藻類、植物、昆虫の細胞を使う場合も、この定義に含まれます(New Harvest)。
従来の畜産は、土地、水、飼料を使って動物を育て、肉や乳を得ます。細胞農業は、必要な組織や成分だけを培養して作ります。天候や病気、地理の影響を受けにくくなり、安定して生産できるという見込みがあります。
応用先は、肉から乳、卵、皮革、医療へ広がっている
細胞農業の応用先は、食肉のほかに、乳、卵、皮革、医療があります。宇宙で食料を作る実験も行われています。
培養ミルクと培養卵:細胞培養と発酵の2つの作り方
乳の成分を作る方法の一つに、乳腺の細胞を培養する方法があります。BIOMILQは、ヒトの乳腺細胞をバイオリアクターで培養し、乳糖とカゼインを検出したと発表しています。母乳と同じ成分をすべて備えた製品は、まだ作られていません(New Harvest)。
カゼインや卵白のタンパク質を、遺伝子を組み込んだ微生物に発酵させて作る方法もあります。Perfect Dayは乳清タンパク質、New Cultureはカゼインを微生物の発酵で、Clara Foodsは卵白タンパク質を同様の合成生物学の手法で作る企業として紹介されています(WJCT)。
発酵による方法は作り方を細かく調整できるため、特定のタンパク質を除いた牛乳や、栄養価を調整した卵を作れる見込みがあります。
培養レザーとコラーゲン、ヒアルロン酸:細胞と微生物から素材を作る
培養レザーの作り方は2つあります。VitroLabsは、生きた牛から採取した細胞を培養して組織を育て、なめして革にします。Modern Meadowは、酵母の発酵でコラーゲンを作り、シート状に仕上げた素材「Zoa」を作っています(Lampoon)。皮革の生産に伴う環境負荷や倫理的な課題を減らせるという見込みがあります。
ヒアルロン酸は、化粧品、医療、食品に使われます(レビュー論文)。主にレンサ球菌の発酵で作られ、その生産方法の研究が進められています(Cranfield大学の総説)。
宇宙開発と医療:同じ培養技術の応用
2019年10月、Aleph Farmsなどの共同実験が発表されました。国際宇宙ステーションのロシア棟に置いた3Dバイオプリンターで、微小重力下で小さな筋組織を作った実験です。宇宙で培養肉を作れることを示す概念実証とされています(FoodNavigator)。
医療では、患者自身の細胞から作る培養表皮と培養軟骨が、日本で製品として承認されています。表皮は2007年、軟骨は2012年です(PMDA)。細胞を培養して組織を作る点は、細胞農業と共通です。
社会への影響は、環境負荷の試算で結果が分かれる
培養肉の環境負荷は、培地の精製度やエネルギー源などの前提によって、牛肉より小さくも大きくもなります。試算が複数あり、結論は一致していません。
CE Delftの調査を紹介した培養肉推進団体GFIのページによると、2030年の想定で、培養肉も牛肉も再生可能エネルギーを使う場合、培養肉は牛肉より地球温暖化への影響が最大92%小さく、土地は最大95%少なく済みます。一般的な電源構成では、培養肉の排出は増えます(GFI Europe)。
一方、カリフォルニア大学デービス校のRisnerとSpangによる2023年の査読前の論文は、医薬品グレードに精製した培地を使う場合、培養肉の地球温暖化係数が小売の牛肉の4〜25倍になると試算しました。食品グレードの培地では、牛肉より80%低い場合から26%高い場合までの幅があります(Beef Magazine)。
食料安全保障では、都市近郊の生産施設によって、輸入に頼る国が自給率を高められるという見込みがあります。雇用では、生物工学やデータ分析などの人材需要が生まれるという見込みがあります。
実用化の課題は、コスト、消費者の受け入れ、規制の3つ
実用化の課題は、培地のコスト、消費者の受け入れ、規制の整備です。培養肉は、2020年12月にシンガポール、2023年6月に米国で販売が承認されました。
コストでは、培地が大きな要因です。Humbirdの2021年の分析は、十分に純度の高いアミノ酸とタンパク質成長因子の費用が高いと指摘しています。植物由来の加水分解物などの安い培地と、細胞の代謝効率の向上が必要で、それでも培養槽の容積、細胞密度の限界、汚染を防ぐ施設の建設費が制約になります(Humbird 2021)。
規制では、新しい製品の区分に対する規制と安全基準の整備が課題の一つです。承認は国ごとの規制当局が行っています。シンガポール食品庁が2020年12月2日にEat Justの培養鶏肉の製造と販売を承認しました(Food Safety News)。米国では2023年6月21日に、農務省がUPSIDE FoodsとGood Meatの販売を最終承認しました(ABC News)。
消費者の理解を得るには、技術の透明性と、安全性の根拠の丁寧な説明が必要だと思います。「生命」や「食」とは何かという、倫理面の社会的な議論も必要です。
「天候や病気の影響を受けにくくなること」「アレルギー対応のミルクや栄養を調整した卵」「皮革の環境負荷の低減」「食料自給の向上」「雇用の創出」は、どれも見込みにとどまり、商業規模では確かめられていません。
まとめ
細胞農業は、細胞を使って、肉、乳、卵、皮革などを作る技術です。方式には、細胞を培養するものと、微生物を発酵させるものがあります。環境面の効果は試算で結果が分かれ、コストと規制が実用化の条件です。
技術開発と社会的な議論は、まだ始まった段階です。培養肉のほか、乳、卵、皮革の動きにも目を向けてみてはいかがでしょうか。







