Desarrollo y reproducción del ratón de laboratorio

Biology II

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Summary

Cría exitosa del ratón de laboratorio (Mus musculus) es fundamental para el establecimiento y mantenimiento de una colonia de animales productiva. Además, embriones de ratón se estudian con frecuencia para responder a preguntas sobre procesos de desarrollo. Una amplia variedad de herramientas genéticas ahora existen para regular la expresión génica durante el desarrollo embrionario y postnatal del ratón, que puede ayudar a los científicos a entender más acerca de las enfermedades hereditarias que afectan el desarrollo humano.

Este video proporciona una introducción a la reproducción y el desarrollo de los ratones. Además de clarificar la terminología utilizada para describir la progresión en el desarrollo, la presentación comentarios sobre etapas clave del ciclo de vida de ratón. Desarrollo primera, los principales acontecimientos que tienen lugar en el útero se describen, con especial atención a la disposición única de embriones tempranos de roedores. A continuación, protocolos de cría se proporcionan para ratones postnatales o cachorros, incluyendo el proceso de destete o retirada de crías de la jaula de su madre. Puesto que los machos y las hembras deben estar separadas en esta fase para evitar apareamientos no programada, la demostración también revela cómo determinar el sexo de ratón. Posteriormente, se dan instrucciones para llevar a cabo la cría de ratón controlado, como proyección para el enchufe copulador, que es útil para desarrollo embrionario precisamente tiempo. Por último, el video resumen estrategias para investigar los complejos procesos que rigen el desarrollo del ratón, incluyendo la generación de ratones "knockout" genéticamente alterados.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Biology II: Ratón, pez cebra y polluelo. Desarrollo y reproducción del ratón de laboratorio. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Los ratones son organismos modelo extremadamente valioso que mejoren nuestra comprensión del desarrollo humano y la enfermedad. Entre los mamíferos, los ratones tienen una fecundidad alta y el rápido desarrollo, lo que significa que las colonias pueden ampliarse rápidamente.

Puesto que desarrollo en el vientre requiere algunas estructuras embrionarias especializadas, el estudio de la embriogénesis en mamífero modelo también es más relevante a los seres humanos. En este video, vamos a discutir las etapas de la reproducción del ratón y el desarrollo, cómo criar ratones y maneras de aplicar conocimientos de reproducción y el desarrollo de ratón en el laboratorio.

Primero vamos a hablar un poco sobre la reproducción del ratón. Como seres humanos, el desarrollo temprano del ratón es interno, con gestación que ocurre dentro de los cuernos uterinos de la madre, que ha llamado una "presa". Sin embargo, a diferencia de la mayoría de nosotros, ratones llevan muchos fetos a la vez, producir un tamaño de camada promedio de 10 a 12 cachorros en periodo de gestación de una.

Antes de discutir el desarrollo de estas crías con más detalle, vamos a revisar los términos utilizados para identificar las etapas de desarrollo. El sistema de estadificación más común comienza en el día embrionario cero o E0, en el día de la cópula exitosa. Después de eso, cada etapa se define por el número de días desde la fecundación hasta el día del nacimiento cuando la numeración se reinicia en el día postnatal cero o P0.

Desde el momento del desarrollo puede variar ligeramente entre los embriones de la misma camada, enfoques alternativos basados en morfología, en lugar de tiempo post fertilización, como Theiler escenificando, también se puede utilizar.

A continuación, vamos a echar un vistazo a los cambios morfológicos que ocurren durante las primeras semanas del desarrollo del ratón.

Después de la fecundación de los ovocitos, el embrión comienza su vida poco a poco, completando sólo 4 rondas de división celular en sus primeros 3 días. Sin embargo, por E4 estas células se han multiplicado y reorganizado para formar un condensado, hueco bola de células denominado "blastocisto". En esta etapa, las células que eventualmente dará lugar al embrión sí mismo se encuentran dentro de un grupo de células denominado masa celular interna, ICM. Las células restantes, conocidas como las células del trofoblasto, pasarán a formar parte de la placenta que provee oxígeno y nutrición al embrión.

Después de este punto, roedor desarrollo obtiene un poco torcido. En la mayoría de los mamíferos, las células que dan origen al embrión forman una estructura de forma de disco. En cambio, el embrión de ratón tiene una configuración en forma de copa. Las células en el exterior de esta Copa forma una capa de células conocida como endodermo, que finalmente da lugar a tejidos profundos como el revestimiento del tracto digestivo. Equivocadamente, las células en la superficie interna de la taza representan el ectodermo, que forma los tejidos más superficiales, como piel y cabello.

Este diseño invertido persiste hasta aproximadamente embrionario día 8, cuando el embrión literalmente se da vuelta alrededor. En este punto, han desarrollado algunas otras estructuras reconocibles, como los somitas, que dan lugar a los tejidos como el músculo esquelético; y los brotes de extremidades, que formarán a la fore y miembros posteriores.

Cosas se mueven rápidamente desde aquí, con el desarrollo de sistemas de órganos principales, como los pulmones y el tracto digestivo, buen camino embrionario día 12. Notablemente, los embriones están listos para sobrevivir fuera de la madre después de solamente 19-21 días de gestación.

Ahora que tienes una idea de cómo procede en el útero el desarrollo, vamos a hablar de lo que sucede después de dar a luz ratones. Los ratones recién nacidos, o cachorros, son diminutas, sin pelo y ciegos.

Para las primeras semanas de vida, las crías pueden recibir alimento de cualquier hembra disponible de lactante. Entonces, unas tres semanas después del nacimiento, están listos para el destete, lo que significa que es tiempo de pasar fuera de lugar de la madre en una jaula de su propia!

Para controlar la cría futura, usted tendrá que separar los machos y las hembras en este momento. Para identificar los sexos, examine la distancia entre el ano y los genitales externos. En hembras, esta distancia será menor que en los machos.

Para preparar el nuevo hogar de los cachorros, línea una jaula con una capa de ropa de cama. Puesto que todavía está acostumbrando a las nuevas excavaciones, agregar algunas bolitas de comida ablandados con agua o un plato de comida húmeda en la parte inferior de la jaula además de proporcionar agua.

Ratones se convierten en sexualmente maduros dentro de unas semanas de destete, con su pico de reproducción generalmente comprendida entre 2 y 9 meses de edad.

¿Cómo utilizamos esta información para iniciar una colonia? En primer lugar, es importante recordar que comportamiento del ratón es significativamente afectada por su ritmo circadiano; puesto que son nocturnas, sus ratones se reproducen en la noche.

Las feromonas también juegan un papel grande en el comportamiento del ratón, por lo que es útil para "introducir" parejas potenciales para hacerles llegar a conocerse mutuamente. Para maximizar el número de cachorros nacidos durante un ciclo de reproducción, se combinan un ratón macho con 4 hembras.

Que precisamente tiempo desarrollo embrión, regreso en la mañana para comprobar cada ratón hembra para un tapón de moco vaginal, que es depositado por el macho durante la cópula. Ratones ovulan cada 4-5 días; así que si no ve un enchufe inmediatamente, mantenga los ratones juntos para otra oportunidad más adelante esa semana. Una vez que has determinado que algunas de las hembras están embarazadas, quite el ratón macho de la jaula, como pueden ser una amenaza para los cachorros recién nacidos.

Para estudiar los complejos procesos que controlan el desarrollo de embriones mamíferos, los científicos han desarrollado algunas técnicas muy cool. Echemos un vistazo a algunos ejemplos.

Para empezar, asignación de destino es un enfoque en el que las células son marcadas y seguimiento in vivo para determinar cómo contribuyen a estructuras específicas en el desarrollo y adultos tejido.

Aquí, la expresión de una proteína fluorescente se enciende en una población pequeña de células para realizar un seguimiento de la contribución de las células que expresan la proteína al tejido fino del cerebro fetal y adulto.

Para probar el papel de un gen específico en el desarrollo, es útil examinar los resultados de su sobreexpresión. En una técnica denominada electroporación en el útero, ADN es entregado al embrión por microinyección y luego conducido en las células mediante la aplicación de corriente eléctrica a través del tejido. El resultado es la inducción de la expresión génica en células específicas, como lo demuestra la expresión de la proteína fluorescente roja en el sistema nervioso central de este embrión.

Permanentes cambios en expresión génica vienen en forma de ratones knockout, en el cual se extrae una porción de un gen. Para generar estos ratones, las células madre son aisladas de embriones tempranos y sometidas a la modificación del genoma. Se trasplantan las células modificadas en un blastocisto, que luego se implanta en una mujer para la gestación. El cachorro resultante será una "quimera" compuesta de células normales y reducidas y puede ser criado para generar ratones knockout homocigótica.

Sólo ha visto Resumen de Zeus de ratón reproducción y desarrollo. En este video cubrimos reproducción de ratón, desarrollo prenatal y postnatal y cómo criar ratones. También discutimos algunas aplicaciones interesantes para el estudio de desarrollo del ratón en el laboratorio. ¡Gracias por ver!

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