Pomimo różnic w morfologii i wzorcu komórkowym między narządem słuchowym ssaków i ptaków, uważa się, że czynniki molekularne i szlaki odpowiedzialne za rozwój sensorycznego HC są ewolucyjnie zachowane 1-3. Brodawka podstawna, w której znajdują się słuchowe HC i otaczające je SC, rozwija się jako zewnętrzna otochetysta ucha wewnętrznego. Na wczesnym etapie pula komórek progenitorowych HC i SC jest określana w domenie kompetencji nerwowo-sensorycznej (NSD) w obrębie plakodu otycznego/miseczki usznej. Dane z mapowania losu dostarczają dowodów na to, że linie neuronalne i czuciowe są połączone i powstają z NSD zlokalizowanego w przednio-brzusznym obszarze miseczki usznej lub otocysty u myszy i kurczaków 4,5. Po pierwsze, neuroblasty rozwarstwiają się z NSD, dając początek neuronom zwoju słuchowo-przedsionkowego, które ostatecznie dzielą się na zwoje słuchowe i przedsionkowe. Neurony te unerwiają czuciowe HC ucha wewnętrznego i jądra w pniu mózgu. Uważa się, że komórki, które pozostają w NSD, powodują powstawanie różnych plam czuciowych, w tym narządu zmysłu słuchowego, składającego się z mechano transdukujących czuciowych HC i powiązanych z nimi SC.
Zarówno u piskląt, jak i u myszy, wyjście z cyklu komórkowego progenitorów czuciowych narządu słuchu i różnicowanie HC występują w przeciwstawnych gradientach. U piskląt wyjście z cyklu komórkowego słuchowego progenitora rozpoczyna się około ~E5 i postępuje od podstawy do wierzchołka i od środka do peryferii 6. Dzień później różnicowanie HC zaczyna się w wierzchołku i przechodzi do podstawy 7. Badanie rozwoju ucha wewnętrznego u kurcząt zapewnia wiele korzyści technicznych, ponieważ mechanizmy funkcjonalne można badać ze względną łatwością in ovo, w przeciwieństwie do manipulowania zarodkami w macicy w innych systemach modelowych, co wymaga skomplikowanych operacji. Opisana tutaj metoda wykorzystuje mikroelektroporację in ovo do celowania w geny będące przedmiotem zainteresowania w przypuszczalnym obszarze brodawki podstawnej przednio-brzusznie w pęcherzyku usznym, szczególnie w E4.
Elektroporacja in ovo to technika, która jest dobrze znana i powszechnie stosowana 8-14. Zasada działania techniki elektroporacji opiera się na fakcie, że nukleotydy (np. plazmidowe DNA, syntetyczne DNA lub oligonukleotydy RNA) są naładowane ujemnie. DNA jest wstrzykiwane do tkanki będącej przedmiotem zainteresowania. Kiedy prąd elektryczny jest umieszczany w tkance, prąd otwiera przejściowe pory w ścianach komórkowych i pozwala na wychwyt DNA, ponieważ ujemnie naładowane DNA przepływa w kierunku elektrody dodatniej (anody). W eksperymentach ze wzmocnieniem funkcji, geny będące przedmiotem zainteresowania są zwykle subklonowane do plazmidów ekspresyjnych, które zawierają odpowiednie kasety ekspresyjne dla białka zielonej fluorescencji (GFP) lub białka czerwonej fluorescencji (RFP). W eksperymentach z utratą funkcji powszechnie stosuje się dominujące ujemne konstrukty represorowe oparte na plazmidzie lub RNAi lub konstrukty morpholino 15,16. Do hamowania funkcji mikroRNA (miRNA) można użyć konstruktów gąbczastych, które są zwykle oparte na plazmidzie 17. Opisana metoda pozwala na badanie mechanizmów molekularnych kontrolujących proliferację i różnicowanie w narządzie słuchu, ponieważ metodę mikroelektroporacji in ovo można łatwo połączyć z testem proliferacji komórek in ovo poprzez dodanie EdU do całego zarodka.
Elektroporacja i dodanie EdU odbywa się w E4 w pęcherzyku słuchowym, co następuje dzień przed rozpoczęciem wyjścia cyklu komórkowego w narządzie słuchowym. Analiza narządu słuchu jest zwykle wykonywana 18 - 96 godzin po elektroporacji w E5 (początek wyjścia z cyklu komórkowego progenitora czuciowego), E6 (początek różnicowania HC) i E7 (podczas różnicowania HC); a później aż do ~E9 (koniec różnicowania HC). Ta metoda elektroporacji transferu genów jest przejściowa trwająca około ~ 4 dni, ponieważ geny będące przedmiotem zainteresowania nie integrują się z genomem, ale metoda ma zastosowanie do stosowania z odpowiednimi wektorami ekspresyjnymi opartymi na plazmidowym DNA, które mają zdolność integracji z genomem, takimi jak transfer genów za pośrednictwem Tol2 11. Dzięki tej metodzie silna ekspresja GFP lub RFP trwa ~ 4 dni w ślimaku, po czym sygnały zanikają, ale zapewniają wystarczające okno czasowe do zbadania skomplikowanego rozwoju narządu słuchowego. Ta metoda transferu genów in ovo jest nowatorska i pozwala na specyficzne ukierunkowanie na przypuszczalny narząd słuchu w E4, co jest optymalne dla badań koncentrujących się na rozwoju HC w narządzie słuchowym. Jest to dobry dodatek do metod alternatywnych, które elektroporują w znacznie młodszych stadiach rozwojowych 11,12 lub w porównaniu z zastosowaniem kultur eksplantatów brodawek podstawnych in vitro 18.