一個激進的新系統展示了一種無需蛋殼的雞生長方法
世界上到處都是鳥兒——嘰嘰喳喳、撲騰、蹣跚;有羽毛、喙和爪子。這些奇妙多樣的動物,最接近的活著的恐龍,他們成功地在全球每個角落安家。
但它們的部分繁殖過程仍然有些神秘:它們發育中的雛鳥隱藏在不透明的蛋殼中,從受精卵發育成幼體,在溺愛的父母的照料下完成成長,直到成年。
現在,人們期待已久的鳥類發育生物學目標已經實現。一組科學家開發了一種種蛋培養系統,可以取代家養白來角雞的不透明蛋殼。家禽),可以觀察到這只鳥的胚胎發育從幾乎到哇哇。
該團隊的無殼培養系統非常成功,以至于幾只雛雞在正常孵化期結束時成功孵化并長成正常雞。
幾十年來,科學家們一直在努力嘗試開發一種無殼培養系統 (SLCS),以觀察胚胎鳥的發育。之前一個有前途的方法,2014 年首次描述,包括讓胚胎在雞蛋內發育三天,這是胚胎存活所必需的,然后將它們移到由一張聚甲基戊烯廚房保鮮膜保護的培養容器中。
然而,這個系統并不完美:雛雞無法正常發育,大大降低了孵化成功率。
作為這種方法的先驅,岡山理科大學的獸醫科學家 Katsuya Obara 和他的同事 Chizuka Obara 領導了一個團隊,解決了阻礙正常發育和孵化的問題之一。
蛋黃卵黃膜保護胚胎外圍的細胞層,稱為胚盤在培養容器中變干,研究小組認為這可能阻礙了正常的胚胎發育。
因此,為了防止膜變干,該團隊將培養容器安裝在旋轉振蕩器上,該振蕩器用于產生連續運動,通常用于混合。將搖床的頂板設置為7度角,并以每分鐘6轉、每分鐘10轉和每分鐘28轉的不同周期對實驗進行了測試。
這可以防止膜因蛋白的持續流動而變干,但發育和存活長達 10 天有所不同。
在每分鐘旋轉 6 次時,存活率最高,但所有胚胎都顯示出發育遲緩的跡象。
在每分鐘旋轉 10 次時,存活率略低,一些胚胎出現異常,但正常胚胎的存活率很強。
而且,以每分鐘 28 次旋轉的速度,到 10 天時,所有胚胎都出現了無法存活的異常。
每分鐘 10 圈是生存和發育的最佳速度,研究人員通過在 10 天后的幾個不同時間點向發育中的胚胎添加氧氣進行了實驗。雖然確實需要添加氧氣,但這樣做的時間并不會真正影響胚胎發育。
最后,他們進行了相同的實驗——每分鐘旋轉 10 次,加入補充氧氣,并撒上碳酸鈣粉(制作蛋殼的材料),但這次他們手動對培養容器進行了額外的擺動。在無殼培養的最初 24 至 48 小時內,每 3 至 10 小時進行 3 至 5 次。
這種方法對正常雛雞產生了最高的孵化率。在每分鐘 10 轉時,在氧氣下,孵化率為 3.3%。加上用手來回搖晃,比率增加到 10.5%。
其中一只孵化的雞被放置生長一年,然后被安樂死和解剖。這是完全正常的。該系統很成功:它為我們提供了一個字面上的窗口,可以觀察雞的發育情況,直到孵化。
“可見 cSLCS 的開發開辟了新的可能性,通過透明塑料薄膜從胚層階段胚胎到孵化,促進了對實驗處理表型結果的全方位實時監測,”研究人員在他們的論文中寫道.
“該系統將成為各個學科的強大工具,例如毒理學、干細胞研究、生物成像和再生醫學。
該團隊的研究結果已發表在科學報告.