$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Pierwotna transmisja komórek zarodczych (PGC) za pośrednictwem linii zarodkowej jest najwydajniejszą metodą przekazywania informacji genetycznej kolejnemu pokoleniu u ptaków 1,2,3. Chimery linii zarodkowej, definiowane jako osobniki noszące zarówno komórki genetyczne pochodzące od dawcy, jak i gospodarza, umożliwiają przekazywanie materiału genetycznego dawcy potomstwom, wspierając zastosowania w transgenezie, genomice funkcjonalnej oraz ochronie zagrożonych gatunków 4,5,6,7,8. W przeciwieństwie do podejść opartych na komórkach blastodermalnych, strategie pośredniczone przez PGC zapewniają wyższą efektywność transmisji linii zarodkowej i ich powtarzalność, co czyni je dobrze przystosowanymi do precyzyjnej manipulacji genetycznej.
U gatunków ptaków PGC pochodzą z centralnego regionu pellucida blastodermy w stadium Eyal-Giladi i Kochav (EGK) X9, a następnie migrują do półksiężyca zarodkowego przez stadium4-10 Hamburgera i Hamiltona (HH). Między etapami HH 9 a 12 PGC krążą przez naczynia krwionośne zarodkowe, zanim osiedlą się na grzbiecie gonadalnym 11,12,13. Te wyraźne wzorce migracyjne umożliwiają izolację PGC na wielu etapach, w tym na półksiężycu zarodkowym, krążącej krwi i gonadach14. Warto zauważyć, że PGC pobrane z gonad w stadium HH 26-28 i przeszczepione do zarodków biorcy w stadium HH 14-17 wykazują optymalną kompetencję linii zarodkowej i efektywność wszczepiania, co stanowi praktyczne ramy dla standaryzowanego stosowania tego protokołu.
PGC mogą być utrzymywane i rozwijane in vitro, zachowując jednocześnie tożsamość linii zarodczej i zdolność przenoszenia, co umożliwia ich wykorzystanie do stabilnej modyfikacji genetycznej. Produkcja chimery linii zarodkowej za pośrednictwem PGC została wykorzystana do generowania ptaków transgenicznych wyrażających białka rekombinowane, śledzenia linii zarodkowej, manipulowania szlakami determinacji płci oraz zapewnienia odporności na choroby zakaźne 6,15,16,17,18,19. Ponadto przeszczep PGC ułatwia międzygatunkowe przekazywanie linii zarodkowej i ochronę zagrożonego ptasiego materiaługenetycznego 7,8,20,21,22,23, a krioprezerwacja PGC umożliwia długoterminowe zachowanie zasobów genetycznych24,25.
Chociaż inne typy komórek macierzystych, w tym embrionalne komórki macierzyste (ESCs)26,27,28,29, indukowane pluripotentne komórki macierzyste (iPSCs)30,31,32 oraz plemnikowe komórki macierzyste (SSC)33,34, były badane pod kątem modyfikacji linii zarodkowej ptaków, ich efektywność transmisji linii zarodkowej pozostaje niższa niż w systemach opartych na PGC, które są obecnie uważane jest za najbardziej wiarygodne źródło komórek zdolnych do linii zarodkowej.
W badaniach chimery linii zarodkowej wybór rasy dawcy jest kluczowy dla rozróżnienia komórek zarodkowych pochodzących od komórek pochodzących od gospodarza. Koreański kurczak Ogye (KOC) posiada recesywny allel i/i odpowiedzialny za czarną skórę i pióra, który łatwo odróżnić od linii White Leghorn z dominującym allelem I/I 35,36. Ta widoczna różnica pozwala jednoznacznie zidentyfikować potomstwo pochodzące od dawcy podczas analizy transmisji linii zarodkowej, a także wspiera ochronę bioróżnorodności dzięki rodzimej wartości genetycznej KOC.
Ogólnie rzecz biorąc, produkcja chimery linii zarodkowej za pośrednictwem PGC stanowi solidną podstawę dla biotechnologii ptaków (Rysunek 1). Poprzez określenie optymalnych stadij dawcy (HH26-28) i biorcy (HH14-17) oraz uwzględnienie określonych etapów hodowli i walidacji, protokół ten umożliwia efektywne przekazywanie linii zarodkowej i zapewnia praktyczne ramy dla generowania ptaków transgenicznych i edytowanych genomem, a także do zachowania cennych zasobów genetycznych ptaków.