Вчені зуміли виростити курчат з яєць без шкарлупи

Птахи є приголомшливими нащадками динозаврів й населяють кожен куточок нашої планети. Ми дуже багато знаємо про цих тварин, але також багато ще належить дізнатися. Одним зі загадкових аспектів пташиної біології є їх репродуктивна система. Щоб краще її дослідити, необхідно було зазирнути під яєчну шкарлупу на усіх етапах розвитку ембріона. Тепер вченим вдалося це зробити, виростивши курча без яєчної шкарлупи.

 

Деталі

Команда вчених розробила систему культивування яєць, яка замінює непрозору яєчну шкаралупу домашніх білих курей породи леггорн (Gallus domesticus), що дозволяє спостерігати за ембріональним розвитком птахів практично на усіх етапах.

Система культивування без шкаралупи була настільки успішною, що кілька курчат успішно вилупилися наприкінці нормального інкубаційного періоду та виросли у звичайних курей.

Вчені десятиліттями працювали над тим, щоб спробувати розробити таку систему для спостереження за розвитком ембріона птаха. Попередній багатообіцяючий метод, вперше описаний у 2014 році, передбачав можливість ембріонам розвиватися всередині яйця протягом трьох днів, що необхідно для виживання ембріона, а потім видалення їх у культуральний посуд, захищений листом поліметилпентенової харчової харчової плівки.

Однак ця система не була досконалою: курчата не могли нормально розвиватися, що значно знижувало відсоток успішного виведення.

Піонер цього методу, вчений-ветеринар Кацуя Обара з Наукового університету Окаяма разом зі своїм колегою Чізукою Обарою очолили команду, яка вирішила одну з проблем, що перешкоджають нормальному розвитку та вилуплюванню.

Мембрана жовтка, яка захищає шар клітин навколо периферії ембріона, відома як бластодерма, висихала в посудині, що, на думку команди, могло перешкоджати нормальному розвитку ембріона.

Отже, щоб запобігти висиханню мембрани, команда встановила свою посудину на ротаційному шейкері, який використовувався для безперервного руху, зазвичай для змішування. Верхня пластина шейкера була встановлена ​​під кутом 7 градусів, і експеримент перевірявся з різними періодами 6 обертів на хвилину, 10 обертів на хвилину та 28 обертів на хвилину. Це запобігало висиханню мембрани з постійним потоком білка, але розвиток і виживання до 10 днів були різними.

При 6 обертах на хвилину виживаність була найвищою, але всі ембріони демонстрували ознаки затримки розвитку. При 10 обертах за хвилину рівень виживання був трохи нижчим, і у деяких ембріонів розвинулися аномалії, але рівень виживання нормальних ембріонів був високим. І при 28 обертах на хвилину всі ембріони мали аномалії несумісні з життям до 10-денної позначки.

Оскільки 10 обертів на хвилину є оптимальною швидкістю як для виживання, так і для розвитку, дослідники експериментували, додаючи кисень до ембріонів, що розвиваються, у кілька різних моментів після позначки 10 днів. Хоча кисень потрібно додавати, час, коли це відбувається, насправді не впливає на розвиток ембріона.

Нарешті, вони провели той самий експеримент – 10 обертів на хвилину, з додаванням кисню та розсипанням порошку карбонату кальцію (матеріалу, з якого виготовлена ​​яєчна шкаралупа), але цього разу вони застосували додаткове ворушіння посудини з культурою вручну. Це виконували три-п’ять разів кожні 3-10 годин протягом перших 24-48 годин культивування без оболонок.

Цей метод дає найвищу швидкість виведення звичайних курчат. При 10 обертах за хвилину з киснем швидкість виведення склала 3,3 відсотка. Додавання струшування вперед і назад вручну збільшило показник до 10,5 відсотка.

Одного з курчат, що вилупилися, залишили рости протягом року, потім піддали евтаназії та розрізали. Воно було абсолютно нормальним. Система успішна: вона дає нам буквальне вікно для спостереження за розвитком курчат аж до вилуплення. Дослідники зазначають, що ця система слугуватиме потужним інструментом у різних дисциплінах, таких як токсикологія, дослідження стовбурових клітин, біовізуалізація та регенеративна медицина.