Ученые сумели вырастить цыплят из яиц без скорлупы

Птицы являются потрясающими потомками динозавров и населяют каждый уголок нашей планеты. Мы очень многое знаем об этих животных, но также многое еще предстоит узнать. Одним из загадочных аспектов птичьей биологии является их репродуктивная система. Чтобы ее лучше исследовать, необходимо было заглянуть под яичную скорлупу на всех этапах развития эмбриона. Теперь ученым удалось это сделать, вырастив цыпленка без яичной скорлупы.

• Ученые обнаружили загадочное шестое чувство у этого маленького животного

Детали

Команда ученых разработала систему культивирования яиц, заменяющую непрозрачную яичную скорлупу домашних белых кур породы леггорн (Gallus domesticus), позволяющую наблюдать за эмбриональным развитием птиц практически на всех этапах.

Система культивирования без скорлупы была настолько успешной, что несколько цыплят успешно вылупились в конце нормального инкубационного периода и выросли в обычных кур.

Ученые десятилетиями работали над тем, чтобы попытаться разработать такую ​​систему для наблюдения за развитием эмбриона птицы. Предыдущий многообещающий метод, впервые описанный в 2014 году, предусматривал возможность эмбрионам развиваться внутри яйца в течение трех дней, что необходимо для выживания эмбриона, а затем удаление их в культуральную посуду, защищенную листом полиметилпентеновой пищевой пленки.

Однако эта система не была совершенной: цыплята не могли нормально развиваться, что значительно снижало процент успешного выведения.

Пионер этого метода, ученый-ветеринар Кацуя Обара из Научного университета Окаяма вместе со своим коллегой Чизукой Обарой возглавили команду, решившую одну из проблем, препятствующих нормальному развитию и вылуплению.

Мембрана желтка, защищающая слой клеток вокруг периферии эмбриона, известная как бластодерма, высыхала в посуде, что, по мнению команды, могло препятствовать нормальному развитию эмбриона.

Следовательно, чтобы предотвратить высыхание мембраны, команда установила свой сосуд на ротационном шейкере, который использовался для непрерывного движения, обычно для смешивания. Верхняя пластина шейкера была установлена ​​под углом 7 градусов, и эксперимент проверялся с разными периодами: 6 оборотов в минуту, 10 оборотов в минуту и ​​28 оборотов в минуту. Это предотвращало высыхание мембраны с постоянным потоком белка, но развитие и выживание до 10 дней были разными.

При 6 оборотах в минуту выживаемость была самой высокой, но все эмбрионы демонстрировали признаки задержки развития. При 10 оборотах в минуту уровень выживания был несколько ниже, и у некоторых эмбрионов развились аномалии, но уровень выживания нормальных эмбрионов был высоким. И при 28 оборотах в минуту все эмбрионы имели аномалии несовместимые с жизнью до 10-дневной отметки.

Поскольку 10 оборотов в минуту является оптимальной скоростью как для выживания, так и для развития, исследователи экспериментировали, добавляя кислород к развивающимся эмбрионам в несколько разных моментов после отметки 10 дней. Хотя кислород нужно добавлять, время, когда это происходит, на самом деле не влияет на развитие эмбриона.

Наконец, они провели тот же эксперимент – 10 оборотов в минуту, с добавлением кислорода и россыпью порошка карбоната кальция (материала, из которого изготовлена ​​яичная скорлупа), но на этот раз они применили дополнительное вращение сосуда с культурой вручную. Это выполняли три-пять раз каждые 3-10 часов в течение первых 24-48 часов культивирования без оболочек.

Этот метод дает высокую скорость выведения обычных цыплят. При 10 оборотах в минуту с кислородом скорость вывода составила 3,3 процента. Добавление встряхивания вперед и назад вручную увеличило показатель до 10,5 процента.

Одного из вылупившихся цыплят оставили расти в течение года, затем подвергли эвтаназии и разрезали. Оно было совершенно нормальным. Система успешна: она дает нам буквальное окно для наблюдения за развитием цыплят вплоть до вылупления. Исследователи отмечают, что эта система служит мощным инструментом в различных дисциплинах, таких как токсикология, исследования стволовых клеток, биовизуализация и регенеративная медицина.

Ранее мы писали, что NASA заплатит вам 3 миллиона долларов, если решите одну лунную проблему.