一个激进的新系统展示了一种无需蛋壳的鸡生长方法

世界上到处都是鸟儿——叽叽喳喳、扑腾、蹒跚;有羽毛、喙和爪子。这些奇妙多样的动物,最接近的活着的恐龙,他们成功地在全球每个角落安家。

但它们的部分繁殖过程仍然有些神秘:它们发育中的雏鸟隐藏在不透明的蛋壳中,从受精卵发育成幼体,在溺爱的父母的照料下完成成长,直到成年。

现在,人们期待已久的鸟类发育生物学目标已经实现。一组科学家开发了一种种蛋培养系统,可以取代家养白来角鸡的不透明蛋壳。家禽),可以观察到这只鸟的胚胎发育从几乎到哇哇。

该团队的无壳培养系统非常成功,以至于几只雏鸡在正常孵化期结束时成功孵化并长成正常鸡。

几十年来,科学家们一直在努力尝试开发一种无壳培养系统 (SLCS),以观察胚胎鸟的发育。之前一个有前途的方法,2014 年首次描述,包括让胚胎在鸡蛋内发育三天,这是胚胎存活所必需的,然后将它们移到由一张聚甲基戊烯厨房保鲜膜保护的培养容器中。

从新系统孵化的健康、正常的鸡。(Obara 等人,科学代表, 2024)

然而,这个系统并不完美:雏鸡无法正常发育,大大降低了孵化成功率。

作为这种方法的先驱,冈山理科大学的兽医科学家 Katsuya Obara 和他的同事 Chizuka Obara 领导了一个团队,解决了阻碍正常发育和孵化的问题之一。

蛋黄卵黄膜保护胚胎外围的细胞层,称为胚盘在培养容器中变干,研究小组认为这可能阻碍了正常的胚胎发育。

因此,为了防止膜变干,该团队将培养容器安装在旋转振荡器上,该振荡器用于产生连续运动,通常用于混合。将摇床的顶板设置为7度角,并以每分钟6转、每分钟10转和每分钟28转的不同周期对实验进行了测试。

这可以防止膜因蛋白的持续流动而变干,但发育和存活长达 10 天有所不同。

在每分钟旋转 6 次时,存活率最高,但所有胚胎都显示出发育迟缓的迹象。

在每分钟旋转 10 次时,存活率略低,一些胚胎出现异常,但正常胚胎的存活率很强。

而且,以每分钟 28 次旋转的速度,到 10 天时,所有胚胎都出现了无法存活的异常。

每分钟 10 圈是生存和发育的最佳速度,研究人员通过在 10 天后的几个不同时间点向发育中的胚胎添加氧气进行了实验。虽然确实需要添加氧气,但这样做的时间并不会真正影响胚胎发育。

在团队的 SLCS 中发育鸡胚胎。第 11 天出现的白色粉末是碳酸钙。(Obara 等人,科学代表, 2024)

最后,他们进行了相同的实验——每分钟旋转 10 次,加入补充氧气,并撒上碳酸钙粉(制作蛋壳的材料),但这次他们手动对培养容器进行了额外的摆动。在无壳培养的最初 24 至 48 小时内,每 3 至 10 小时进行 3 至 5 次。

这种方法对正常雏鸡产生了最高的孵化率。在每分钟 10 转时,在氧气下,孵化率为 3.3%。加上用手来回摇晃,比率增加到 10.5%。

其中一只孵化的鸡被放置生长一年,然后被安乐死和解剖。这是完全正常的。该系统很成功:它为我们提供了一个字面上的窗口,可以观察鸡的发育情况,直到孵化。

“可见 cSLCS 的开发开辟了新的可能性,通过透明塑料薄膜从胚层阶段胚胎到孵化,促进了对实验处理表型结果的全方位实时监测,”研究人员在他们的论文中写道.

“该系统将成为各个学科的强大工具,例如毒理学、干细胞研究、生物成像和再生医学。

该团队的研究结果已发表在科学报告.

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