4.2: Civciv'e Giriş: Gallus gallus domesticus

Resmi olarak Gallus gallus domesticus olarak bilinen gelişmekte olan tavuk veya civciv, biyomedikal araştırmalar için önemli bir model sistemdir. Her tavuk yumurtasının içinde genetik ve embriyolojik manipülasyonlara maruz kalabilen bir embriyo bulunur. Bu tür deneyler, insan ve civciv genomları arasındaki benzerlikler nedeniyle insan sağlığı ve hastalığı ile ilgilidir. Bu video, civciv model sistemine genel bir bakışı, civcivde yapılan bazı önemli keşifleri ve bunların günümüzde laboratuvarlarda nasıl kullanıldığına dair birkaç heyecan verici örneği kapsar.

Civcivin bilimsel değeri hakkında konuşmadan önce, bazı temel tavuk biyolojisini gözden geçirelim. Sürüngenler ve memeliler gibi, Gallus gallus da embriyo gelişimini destekleyen ekstraembriyonik zarların varlığı ile tanımlanan omurgalı sınıfı Amniota'ya aittir. Yumurtanın içindeki bu zar sisteminin evrimi, ataların amniyotunun milyonlarca yıl önce bir kara ortamında yaşamasına izin verdi, bu da ilk gelenin yumurta olduğunu hemen hemen kanıtlıyor!

Aves sınıfı içinde tavuklar, hayatlarının çoğunu karada geçiren Phasianidae karasal kuş ailesine aittir. Lezzetli bir besin kaynağı olarak bildiğimiz kuşlar, aslında güneydoğu Asya'da yaşayan, yaygın olarak Kırmızı Orman Kuşları olarak bilinen Gallus gallus'un bir alt türüdür. Bugün tüm dünyada milyarlarca tavuk et ve yumurta üretimi için yetiştirilmektedir.

Açıkçası bu kuşlar insan diyetinin büyük bir parçası, ama ne yemeyi seviyorlar? Tavuklar, böcekler, tohumlar ve bitki örtüsü için toprağı tarayan omnivorlardır. Dişi tavuklar veya tavuklar, neredeyse her gün yumurtlayan yumurta yapmak için çok fazla enerji harcadıkları için özellikle iyi bir yemeğe ihtiyaç duyarlar. Etrafta bir erkek varsa, bunu bileceksiniz; Horozlar daha büyük, daha renkli ve çok daha gürültülü!

Horozlar ve tavuklar çiftleşmek için bir araya geldiğinde, yaşam döngüsü iç döllenme ile başlar. 25 saat sonra çok hücreli bir embriyo içeren bir yumurta serilir. 21 günlük kuluçka döneminden sonra bir civciv yumurtadan çıkar. Cinsel olgunluk çoğu tavukta 31 hafta gerçekleşir ve döngüyü tamamlar.

Şimdi, bu yaygın çiftlik hayvanının bilimsel araştırmalarda neden popüler olduğunu görelim. İlk olarak, döllenmiş tavuk yumurtalarını yıl boyunca nispeten düşük bir maliyetle elde etmek kolaydır. İkincisi, gelişimsel deneyler, inkübasyon sıcaklığının düzenlenmesiyle kesin olarak zamanlanabilir.

Üçüncüsü, embriyo dışarıdan geliştiğinden, bilim adamlarının çoğu gelişim aşamasına erişmek için yalnızca kabukta bir pencere açmaları gerekir. Embriyolar ayrıca deneysel manipülasyonları oldukça iyi tolere eder, çünkü yumurta akı veya albümin doğal olarak antibakteriyeldir.

Son olarak, ama kesinlikle en az değil, tavuk ve insan genomları yüksek oranda korunmuştur. Tavuk genomu, insanınkinin yaklaşık üçte biri büyüklüğünde olmasına rağmen, benzer sayıda geni barındırıyor. Bunların% 60'ı bir insan genine karşılık gelir ve ortalama% 75'i insan muadilleriyle aynıdır.

Şimdi civcivleri harika bir model yapan şeyin ne olduğunu tartıştığımıza göre, bu sistemde yapılan bazı önemli keşifleri gözden geçirelim. Civciv araştırmaları, Aristoteles'in tavuk yumurtası geliştirirken gözlemlediği ekstraembriyonik zarların ve insan plasentası ve göbek kordonunun her ikisinin de embriyo için çok önemli beslenme sağladığını öne sürdüğü antik Yunanistan'a kadar uzanır. Yıllar sonra, 1672'de Marcello Malpighi, gelişmekte olan tavuk embriyosundaki sinir sistemini oluşturan nöral tüp gibi temel omurgalı yapılarını ilk kez tanımladı; ve iskelet kası gibi birden fazla dokuya yol açacak olan somitler.

1817'de Heinz Christian Pander, erken evre tavuk embriyolarını inceledi ve germ katmanları olarak bilinen üç ilkel hücre katmanı keşfetti. Bu katmanlardan hücreler: ektoderm, mezoderm ve endoderm, bir organizmayı oluşturan tüm dokuları oluşturmaya devam eder. Bu çalışma için Pander şu unvanı kazandı: Embriyolojinin Kurucusu.

1951'de Viktor Hamburger ve Howard L. Hamilton, taze bırakılmış yumurtalardan kuluçkaya kadar anatomiye dayalı embriyoları tanımlamak için 46 bölümlük bir sahneleme dizisi yayınladılar. Hamburger ve Hamilton evreleme serisi, civciv biyologlarına, farklı kuluçka sıcaklıklarının neden olduğu değişkenleri azaltarak, çalıştıkları embriyoların evrelemesini standartlaştırmanın bir yolunu sunar.

Ayrıca 1950'lerde Rita Levi-Montalcini, aşılanmış fare tümörlerine maruz kaldığında civciv nöronlarının büyümesine neden olan gizemli bir faktör keşfetti. Stanley Cohen, bu bilinmeyen bileşiğin NGF veya sinir büyüme faktörü olarak tanımlanmasına yardımcı oldu. Bu çalışma için 1986 yılında Nobel Ödülü'nü kazandılar.

Civciv araştırmasının nasıl önemli keşiflere yol açtığını tartıştığımıza göre, civcivlerin bugün laboratuvarlarda nasıl kullanıldığına bir göz atalım.

İlk olarak, tavuk embriyoları erken hücre hareketlerini izlemek için sıklıkla kullanılır. Hücreleri komşularından ayırt edebilmek için bilim adamları, bıldırcın gibi diğer kuş türlerinden hücreleri civciv embriyolarına naklederler. Bıldırcınlara özgü belirteçler kullanılarak, hücreler gelişmekte olan yapılara dahil edildikçe günler boyunca takip edilir.

Civcivler ayrıca nöronal desenleri incelemek için son derece yararlıdır. Bir embriyodan toplanan nöral doku, aksonal izleme, devre ve hatta nöronal aktiviteyi incelemek için kullanılabilir.

Son olarak, CAM olarak da bilinen koryoallantoik zar, kanser araştırmaları için sıklıkla kullanılan oldukça vaskülarize bir zardır. Tavuk embriyoları doğal olarak immün yetmezliğe sahiptir, bu da nakledilen insan kanser hücrelerinin tümörler oluşturmak için CAM içindeki kan damarlarını kolayca kontrol etmesine izin verir. Kanserli hücrelerin yayılması veya metastazı, bu son derece yararlı tahlilde kolayca incelenebilir.

Az önce JoVE'nin Gallus gallus ile tanışmasını izlediniz. Bu video, bu kuşlara kısa bir genel bakış, embriyolarını harika model organizmalar yapan özellikler, civcivlerde yapılan önemli bilimsel keşifler ve biyolojik araştırmalarda nasıl kullanıldıklarına dair bir bakış sağladı. İzlediğiniz için teşekkürler!