Foto av muskelceller i vekst
Dette er muskelceller i vekst (10 x forstørring). Foto: Sissel B. Rønning

Studerer celler for å forstå kjøttets kvalitet

Det er kjent at faktorer som gener, miljø, fôr og behandling er med på å bestemme kjøttkvalitetsegenskaper som mørhet, saftighet og smak. Nå kartlegger forskerne hvorfor, ved å se på hva som skjer på molekylnivå.

Kontaktperson
Portrettbilde av Kristin Hollung
Kristin Hollung

Forskningssjef
Tlf.: +47 959 70 682
kristin.hollung@nofima.no

Kontaktperson
Portrettbilde av Sissel Rønning

Det optimale for å studere molekylære mekanismer er å bruke levende dyr. Det er imidlertid etisk problematisk, og svært kostbart. Et godt alternativ til dyreforsøk er å bruke cellemodellsystemer.

I et slikt system studerer forskerne hva som skjer når musklene dør, og hvordan dette henger sammen med kvalitetsegenskaper. I tillegg har de mulighet til å manipulere modellsystemet og studere effekten av enkeltkomponenter.

Ytrefilet som utgangspunkt

Ved matforskningsinstituttet Nofima har forskerne utviklet et godt cellemodellsystem for muskel basert på stamceller fra ytrefilet fra storfe. De henter en fersk ytrefilet fra slakteriet til laboratoriet, og tilsetter enzymer som bryter ned bindevev og fett slik at bare muskelstamceller gjenstår.

Forskerne bruker biopsinål til å ta ut små biter av et kjøttstykke, for dyrking av celler i kultur. Foto: Sissel B. Rønning/Nofima

Forskerne bruker biopsinål til å ta ut små biter av et kjøttstykke, for dyrking av celler i kultur. Foto: Sissel B. Rønning/Nofima

Muskelstamcellene plasseres i en flaske med flat bunn. Etter et par dager har stamcellene festet seg til bunnen og begynt å dele seg. Cellene utvikler seg og fordobler seg i flaskene så lenge de får næring, som består av sukker, vekstfaktorer og protein. Etter hvert som cellene blir flere, minsker plassen og cellene legger seg inntil hverandre. Deretter begynner cellene å smelte sammen til lange fiberlignende strukturer. De slutter å vokse, og er nå på vei til å danne muskler.

Studerer muskeldannelse

I det levende dyret vil disse lange fiberlignende strukturene gå sammen for å danne ferdig utviklede tre-dimensjonale muskelfibre, som er hovedbestanddelen til en muskel.

– I modellsystemet dyrker vi ikke ferdige muskler, men vi kan studere flere trinn i prosessen med å danne muskler. Vi kan studere både muskelceller som er i vekst og muskelceller som har spesialisert seg til å bli muskelfibre, forteller seniorforsker Kristin Hollung i Nofima.
Dette er samme teknologi som brukes for å produsere in vitro kjøtt, men i en helt annen skala.

Sammen med forskerkollegene Sissel B. Rønning og Mona E. Pedersen søker de nå å finne ut mer om hva som skjer i musklene ved slakting og hvilke biologiske prosesser som settes i gang i muskelcellene.
– Når et dyr slaktes vil musklene miste tilgangen på næringsstoffer og oksygen. Dette prøver vi å etterligne i vårt modellsystem ved å fjerne oksygen og næringsstoffer, forteller Rønning.

Vet mer om bindevev

Foto av celler som har begynt å danne muskelfibre.

Celler som har begynt å danne muskelfibre. Det blå er cellekjerner, mens det grønne er proteiner som holder cellene sammen (cytoskjelettet). Foto: Sissel B. Rønning/Nofima

Ved hjelp av dette modellsystemet har forskerne funnet svar på hvordan ulike bindevevskomponenter påvirker muskelvekst.

– Vi vet at både mengden og sammensetningen av omkringliggende bindevev påvirker kjøttkvalitet. I eldre dyr finnes det for eksempel mer intramuskulært bindevev enn i yngre dyr, noe som bidrar til å gjøre kjøttet seigere, sier Hollung.

Forskerne har studert bindevevet, og sett på hvordan spesifikke bindevevskomponenter påvirker muskelcellenes evne til å spesialisere seg.

Mange spørsmål og muligheter

Det er uendelige muligheter med et slikt modellsystem. Hva skjer hvis cellene får for mye næringsstoffer? Bedres kjøttkvalitet hvis vitaminer tilsettes? Hvorfor omdannes noen muskelceller til fett? Kan denne prosessen styres? Hvilke biologiske mekanismer er viktige for kjøttkvalitet? Dette er blant spørsmålene vi ønsker å belyse ved hjelp av cellekulturer, avslutter Hollung.

Forskningen finansieres av Fondet for forskningsavgift på landbruksprodukter og utføres hovedsakelig i det strategiske programmet «Betydning av proteinsammensetning for forutsigbar råvarekvalitet».

 Råvare og prosess  

Les mer om:

Relatert innhold