Svet je pun ptica – cvrkuću, lepršaju, gegaju se; sa perjem, kljunom i kandžama. Ove divno raznolike životinje, najbliži živi potomci veličanstvenih dinosaurusa, uspešno su napravili svoje domove na svakom uglu sveta.
Ali deo njihovog reproduktivnog procesa je i dalje pomalo misteriozan: vreme koje njihovi pilići u razvoju provode skriveni u neprozirnim ljuskama jajeta, razvijajući se od zigote do mladunaca koje završava svoj rast do odraslog doba koje brinu roditelji.
Sada je dugo traženi cilj biologije razvoja ptica ostvaren. Tim naučnika je razvio sistem za kultivisanje jaja koji zamenjuje neprozirnu ljusku jajeta domaćih belih pilića leghorn (Gallus domesticus), omogućavajući posmatranje embrionalnog razvoja ptice od skoro do vau.
Timski sistem kulture bez ljuske bio je toliko uspešan da se nekoliko pilića uspešno izleglo na kraju normalnog perioda inkubacije i izraslo u normalne piliće.
Naučnici su decenijama radili na pokušaju da razviju sistem kulture bez školjki, ili SLCS, da bi posmatrali razvoj embrionalne ptice. Prethodna metoda koja je obećavala, prvi put opisana 2014. godine, uključivala je omogućavanje embriona da se razvijaju u jajetu tokom tri dana, što je potrebno za opstanak embriona, a zatim njihovo uklanjanje u posudu za kulturu zaštićenu listom polimetilpentenske kuhinjske prozirne folije.
Ovaj sistem, međutim, nije bio savršen: pilići nisu mogli da se normalno razvijaju, što je značajno smanjilo stopu uspešnosti izleganja.
Pionir te metode, veterinar Katsuia Obara sa Univerziteta nauke Okaiama, zajedno sa svojom koleginicom Chizuka Obara, predvodio je tim koji je rešio jedan od problema koji ometa normalan razvoj i izleganje.
Vitelinska membrana žumanceta koja štiti sloj ćelija oko periferije embriona poznata kao blastoderm se sušila u posudi za kulturu, za koju je tim mislio da bi moglo da ometa normalan razvoj embriona.
Dakle, da bi sprečili da se membrana osuši, tim je postavio svoju posudu za kulturu na rotacioni šejker koji se koristi za stvaranje neprekidnog kretanja, obično za mešanje. Gornja ploča šejkera je postavljena pod uglom od 7 stepeni, a eksperiment je testiran sa različitim periodima od 6 rotacija u minuti, 10 rotacija u minuti i 28 rotacija u minuti.
Ovo je sprečilo da se membrana isuši sa stalnim protokom belančevina, ali su razvoj i preživljavanje do 10 dana varirali.
Pri 6 rotacija u minuti, stopa preživljavanja je bila najveća, ali su svi embrioni pokazivali znake kašnjenja u razvoju.
Pri 10 rotacija u minuti, stopa preživljavanja je bila nešto niža, a neki embrioni su razvili abnormalnosti, ali je stopa preživljavanja normalnih embriona bila jaka.
I, pri 28 rotacija u minuti, svi embrioni su imali neizdržive abnormalnosti do granice od 10 dana.
Sa 10 rotacija u minuti, što je optimalna brzina i za preživljavanje i za razvoj, istraživači su eksperimentisali dodavanjem kiseonika embrionima u razvoju u nekoliko različitih tačaka nakon 10 dana. Iako je potrebno dodati kiseonik, vreme u kojem se to dešava ne utiče stvarno na razvoj embriona.
Konačno, izveli su isti eksperiment – 10 rotacija u minuti, uz dodatak dodatnog kiseonika i posipanje prahom kalcijum karbonata (materijala od kojeg su napravljene ljuske jajeta), ali su ovog puta sproveli dodatno pomeranje posude za kulturu ručno. . Ovo je izvedeno tri do pet puta svakih 3 do 10 sati u prvih 24 do 48 sati kulture bez školjke.
Ova metoda je dala najveću stopu izleganja za normalne piliće. Pri 10 rotacija u minuti, sa kiseonikom, brzina izleganja je bila 3,3 procenta. Dodavanje ručnog protresanja napred-nazad povećalo je stopu na 10,5 procenata.
Jedno od pilića koje se izleglo ostavljeno je da raste godinu dana, zatim eutanazirano i secirano. To je bilo sasvim normalno. Sistem je uspešan: dao nam je bukvalni prozor da posmatramo razvoj pilića sve do izleganja.
„Razvoj vidljivih cSLCS-a otvorio je nove mogućnosti omogućavanjem omnidirekcionog praćenja fenotipskih rezultata eksperimentalnih tretmana u realnom vremenu kroz providni plastični film od embriona u fazi blastoderma do izleganja“, pišu istraživači u svom radu.
„Ovaj sistem će poslužiti kao moćan alat u različitim disciplinama, kao što su toksikologija, istraživanje matičnih ćelija, bioimaging i regenerativna medicina.
Nalazi tima objavljeni su u Scientific Reports.
