פיתוח ורבייה של עכבר המעבדה

עכברים הם אורגניזמים מודל יקר ערך מאוד שממשיכים לשפר את ההבנה שלנו של התפתחות אנושית ומחלות. בקרב יונקים, לעכברים יש פוריות גבוהה והתפתחות מהירה, כלומר ניתן להרחיב במהירות את המושבות.

מכיוון שהתפתחות בתוך הרחם דורשת כמה מבנים עובריים מיוחדים, המחקר של העובר במודל יונקים רלוונטי יותר גם לבני אדם. בסרטון זה, נדון בשלבים של רבייה והתפתחות עכבר, כיצד לגדל עכברים, ודרכים ליישם ידע רבייה והתפתחותי של העכבר במעבדה.

ראשית בואו נדבר קצת על רביית עכבר. כמו בני אדם, התפתחות העכבר המוקדמת היא פנימית, עם הריון המתרחש בתוך קרני הרחם של האם, אשר נקרא "סכר". עם זאת, שלא כמו רובנו, עכברים נושאים עוברים רבים בבת אחת, ומייצרים גודל המלטה ממוצע של 10 - 12 גורים בתקופת הריון אחת.

לפני שנדון בהתפתחות גורים אלה ביתר פירוט, בואו נסקור את המונחים המשמשים לזיהוי השלבים ההתפתחותיים. מערכת ההיערכות הנפוצה ביותר מתחילה ביום העובר אפס, או E0, ביום ההזדווגות המוצלחת. לאחר מכן, כל שלב מוגדר על ידי מספר הימים מאז ההפריה ממש עד יום הלידה כאשר המספור מופעל מחדש ביום אפס לאחר הלידה, או P0.

מאז תזמון התפתחותי יכול להשתנות מעט אפילו בין עוברים של אותה המלטה, גישות חלופיות המבוססות על מורפולוגיה ולא זמן לאחר ההפריה, כמו היערכות Theiler, ניתן להשתמש גם.

לאחר מכן, בואו נסתכל מקרוב על השינויים המורפולוגיים המתרחשים במהלך השבועות הראשונים של התפתחות העכבר.

לאחר ההפריה של הביצית, העובר מתחיל את חייו לאט, ומשלים רק 4 סיבובים של חלוקת תאים ב -3 הימים הראשונים שלו. עם זאת, על ידי E4 תאים אלה התרבו וארגנו מחדש כדי ליצור כדור דחוס, חלול של תאים המכונה "blastocyst". בשלב זה, התאים שבסופו של דבר יעוררו את העובר עצמו נמצאים כולם בתוך מקבץ של תאי גזע המכונה מסת התא הפנימית, או ICM. התאים הנותרים, המכונים תאי trophoblast, יהפכו לחלק השליה המספקת חמצן ותזונה לעובר.

לאחר נקודה זו, פיתוח מכרסמים מקבל קצת מעוות. ברוב היונקים, התאים שמעוררים את העובר יוצרים מבנה דמוי דיסק. לעומת זאת, לעובר העכבר יש תצורה בצורת. תאים בצד החיצוני של זו יוצרים שכבת תא המכונה endoderm, אשר בסופו של דבר מעורר רקמות עמוקות כגון רירית מערכת העיכול. באופן מבלבל, התאים על פני השטח הפנימיים של הכוס מייצגים את ectoderm, אשר יוצר רקמות שטחיות יותר, כמו שיער ועור.

פריסה הפוכה זו נמשכת עד ליום העוברי 8, כאשר העובר ממש ממש מסתובב. בשלב זה, כמה מבנים מוכרים אחרים התפתחו, כולל הסומיטים, אשר מעוררים רקמות כמו שריר השלד; וניצני הגפיים, אשר יהוו את הגפיים האחוריות והראשיות.

דברים זזים די מהר מכאן, עם התפתחותן של מערכות איברים גדולות, כגון הריאות ומערכת העיכול, בעיצומם ביום העוברי 12. למרבה הפלא, העוברים מוכנים לשרוד מחוץ לאם לאחר 19 -21 ימים בלבד של הריון.

עכשיו שיש לך תחושה של איך ההתפתחות מתקדמת ברחם, בואו נדבר על מה שקורה אחרי שעכברים יולדים. העכברים שזה עתה נולדו, או הגורים, זעירים, חסרי שיער ועיוורים.

בשבועות הראשונים לחיים, הגורים יכולים לקבל הזנה מכל נקבה מניקה זמינה. ואז, כשלושה שבועות לאחר הלידה, הם מוכנים לגימה, כלומר הגיע הזמן לעזוב את הבית של אמא לכלוב משלהם!

על מנת לשלוט ברבייה עתידית, תצטרך להפריד בין הזכרים והנקבות בשלב זה. כדי לזהות את המינים, לבחון את המרחק בין פי הטבעת ואיברי המין החיצוניים. אצל נקבות, המרחק הזה יהיה קצר יותר מאשר אצל גברים.

כדי להכין את הבית החדש של הגורים, מרפדים כלוב בשכבת מצעים. מכיוון שהם עדיין מתרגלים לחפירות החדשות, הוסיפו כמה כדורי מזון המרוככים במים או צלחת של מזון רטוב לתחתית הכלוב בנוסף לאספקת מים.

עכברים הופכים בוגרים מינית בתוך כמה שבועות של גיג, עם הרבייה השיא שלהם בדרך כלל נופל בין 2 ל 9 חודשים של גיל.

אז איך אנחנו משתמשים במידע הזה כדי להקים מושבת רבייה? ראשית, חשוב לזכור כי התנהגותו של עכבר מושפעת באופן משמעותי על ידי השעון הביולוגי שלה; מכיוון שהם ליליים, העכברים שלך יתרבו בלילה.

פרומונים גם ממלאים תפקיד גדול בהתנהגות העכבר, ולכן כדאי "להציג" בני זוג פוטנציאליים כדי לאפשר להם להכיר זה את זה. כדי למקסם את מספר הגורים שנולדו במהלך מחזור הרבייה, שלב עכבר זכר אחד עם עד 4 נקבות.

כדי דווקא זמן התפתחות העובר, לחזור בבוקר כדי לבדוק כל עכבר נקבה עבור תקע ריר הנרתיק, אשר מופקד על ידי הזכר במהלך הזדווגות. עכברים לביוץ כל 4 - 5 ימים; אז אם אתה לא רואה תקע מיד, לשמור את העכברים יחד להזדמנות נוספת מאוחר יותר באותו שבוע. לאחר שתקבע כי חלק מהנקבות בהריון, להסיר את העכבר הזכר מהכלוב, כפי שהם יכולים להיות איום על הגורים שזה עתה נולדו.

על מנת לחקור את התהליכים המורכבים השולטים בהתפתחות עוברים יונקים, מדענים פיתחו כמה טכניקות מגניבות מאוד. בואו נסתכל על כמה דוגמאות.

בתור התחלה, מיפוי גורל הוא גישה שבה תאים מסומנים ומעקב ב vivo כדי לקבוע כיצד הם תורמים מבנים ספציפיים בפיתוח ורקמות מבוגרות.

כאן, הביטוי של חלבון פלואורסצנטי מופעל באוכלוסייה קטנה של תאים כדי לעקוב אחר תרומתם של תאים המבטאים את החלבון לרקמת המוח העוברית והמבוגרת.

על מנת לבחון את תפקידו של גן מסוים בהתפתחות, כדאי לבחון את התוצאה של ביטוי יתר שלה. בטכניקה הנקראת אלקטרופורציה ברחם, DNA מועבר לעובר על ידי מיקרו-ינון ולאחר מכן מונע לתאים על ידי החלת זרם חשמלי על פני הרקמה. התוצאה היא אינדוקציה של ביטוי גנים בתאים ספציפיים, כפי שהוכח על ידי ביטוי חלבון פלואורסצנטי אדום במערכת העצבים המרכזית של עובר זה.

שינויים קבועים יותר בביטוי הגנים מגיעים בצורה של עכברי נוקאאוט, שבהם חלק מהגן מוסר. כדי ליצור עכברים אלה, תאי גזע מבודדים מעוברים מוקדמים ועוברים לשינוי גנום. התאים המותאמים מושתלים בפיצוץ, אשר מושתל לאחר מכן לתוך נקבה להריון. הגור המתקבל יהיה "כימרה" המורכבת הן מתאים רגילים והן מתאי נוקאאוט, וניתן לגדל אותו כדי ליצור עכברי נוקאאוט הומוזיגוס.

הרגע צפית בסקירה של JoVE על שכפול ופיתוח עכברים. בסרטון זה כיסינו רבייה של עכברים, התפתחות טרום לידה ולאחר הייליד, וכיצד לגדל עכברים. דנו גם בכמה יישומים מרגשים לחקר פיתוח העכבר במעבדה. תודה שצפיתם!