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一个激进的新系统展示了一种“无蛋壳”孵化雏鸡的方法

   时间:2024-10-22 18:02:21 来源:知新了了作者:吴婷编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

世界上到处都是鸟儿 —— 啁啾、振翅、摇摇摆摆;有羽毛、喙和爪子。这些种类繁多的动物是与恐龙最接近的现存后代,它们成功地在地球的每个角落建立了家园。

但是,它们的部分繁殖过程仍然有些神秘:它们发育中的幼鸟隐藏在不透明的蛋壳里的时间,从受精卵发育成幼鸟,然后在溺爱的父母的照顾下完成成长到成年。

现在,鸟类发育生物学的一个长期追求的目标已经实现。一组科学家开发了一种鸡蛋培养系统,该系统取代了国内家养白来航鸡(Gallus domesticus)不透明的蛋壳,可以观察这种鸟的胚胎发育情况。

该团队的无壳培养系统非常成功,有几只小鸡在正常孵化期结束时成功孵化,长成了正常的小鸡。

几十年来,科学家们一直在努力开发一种无壳培养系统(SLCS),以观察鸟类胚胎的发育。2014年首次描述的先前的一种方法显示出了希望,该方法包括让胚胎在卵子中发育三天,这是胚胎存活所必需的,然后将它们移到一个由聚甲基戊烯厨房保鲜膜保护的培养容器中。

然而,这个系统并不完美:小鸡无法正常发育,大大降低了孵化成功率。

冈山科学大学的兽医科学家Katsuya Obara和他的同事Chizuka Obara是这种方法的先驱,他们领导的团队解决了阻碍正常发育和孵化的一个问题。

保护胚胎周围细胞层(称为胚盘)的卵黄膜在培养容器中正在变干,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,研究小组将他们的培养容器安装在一个用于产生连续运动的旋转振荡器上,通常用于混合。振动器的顶板设置为7度角,实验以每分钟6转、每分钟10转和每分钟28转的不同周期进行测试。

这防止了膜因持续流动的蛋白而变干,但发育和存活长达10天的情况各不相同。

在每分钟6次旋转时,存活率最高,但所有胚胎都表现出发育迟缓的迹象。

每分钟10转时,胚胎存活率略低,部分胚胎发育异常,但正常胚胎存活率较高。

在每分钟28次的旋转中,所有的胚胎在10天后都出现了无法存活的异常。

每分钟转10次(这是胚胎存活和发育的最佳速度),研究人员在10天之后的几个不同时间点向发育中的胚胎添加氧气。虽然确实需要添加氧气,但添加氧气的时间并不会真正影响胚胎的发育。

最后,他们进行了同样的实验 —— 每分钟10转,添加补充氧气,并洒上碳酸钙粉末(制作蛋壳的材料),但这次他们用手额外摆动了培养容器。在前24至48小时的无壳培养中,每3至10小时进行3至5次。

这种方法对正常雏鸡的孵化率最高。在氧气条件下,以每分钟10转的速度孵化,孵化率为3.3%。加上用手来回摇晃,这一比例提高到10.5%。

其中一只孵出的小鸡被留在那里生长了一年,然后被安乐死并解剖。这是完全正常的。这个系统是成功的:它给了我们一个真正的窗口来观察鸡的发育,直到孵化。

研究人员在他们的论文中写道:“可见cSLCS的开发开辟了新的可能性,通过透明塑料薄膜从囊胚阶段胚胎到孵化,促进了对实验治疗表型结果的全方位实时监测。”

“该系统将成为毒理学、干细胞研究、生物成像、再生医学等各个学科的有力工具。”

该团队的研究结果发表在《科学报告》上。

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