In Ovo Fütterung von kommerziellen Masthähncheneiern: eine genaue und reproduzierbare Methode, um die Muskelentwicklung und das Muskelwachstum zu beeinflussen
Summary
Es wurde eine robuste Methodik für die Durchführung von Forschungsversuchen im Bereich der Ovo-Fütterung entwickelt, bei denen nicht bebrütete kommerzielle Masthähncheneier verwendet werden, um die Fähigkeit natürlicher und synthetischer Verbindungen, in diesem Fall Nicotinamid-Ribosid, zu testen, die Muskelentwicklung und das Muskelwachstum zu beeinflussen.
Abstract
In den letzten drei Jahrzehnten konzentrierten sich Wissenschaftler für rotes Fleisch und Geflügel auf die Entwicklung von Strategien und Technologien zur Manipulation der Muskelentwicklung während der embryonalen und fetalen Entwicklung. Dieser Bereich ist weiterhin ein Schwerpunktbereich, da die Muskelfaserzahl in dieser Zeit festgelegt wird und die Grundlage für das zukünftige Wachstum bestimmt. Bei Geflügel zeigten zahlreiche Studien, dass die Ovo-Fütterung von Wachstumsfaktoren, Vitaminen oder anderen Nährstoffen die embryonale Muskel- und Darmentwicklung des Kükens verbesserte. Die Verbesserung der Ovo-Muskelentwicklung könnte der Geflügelindustrie zugute kommen, indem sie möglicherweise die Fleischausbeute, die Wachstumsrate oder die Myopathie beeinflusst. In den letzten fünf Jahren entwickelte das Gonzalez Laboratory an der University of Georgia ein Nicotinamid-Ribosid in der Ovo-Fütterungsmethodik für Masthähnchen-Embryonen, das die Muskelentwicklung veränderte. Wenn es in den Dottersack eines sich entwickelnden Embryos injiziert wurde, erhöhte Nicotinamid-Ribosid das Hauptmuskelgewicht und die Muskelfaserdichte des Pectoralis am Schlüpfen. Dieses Protokoll wird eine Methodik demonstrieren, um in Ovo-Fütterungsstudien unter Verwendung kommerzieller Standard- und Hochleistungs-Broiler-Embryonen genau und reproduzierbar durchzuführen. Diese Daten und Methoden werden es anderen Forschungsgruppen ermöglichen, in Ovo-Fütterungsstudien mit viel Erfolg und Reproduzierbarkeit durchzuführen.
Introduction
Seit 1960 ist der Pro-Kopf-Verbrauch von Fleisch von Geflügel in den Vereinigten Staaten mit erstaunlicher Geschwindigkeit gestiegen, während andere primäre Proteinquellen stagniert, zurückgegangen sind oder minimal zugenommen haben. Die Geflügelindustrie investierte viel Zeit und Forschungsanstrengungen in die Optimierung von Ernährung und Genetik, um einen effizienten Vogel zu produzieren, der mit der Nachfrage Schritt halten kann. Da das Hauptziel der Geflügelindustrie darin besteht, Muskeln für die Umwandlung in Fleisch zu produzieren, haben ihre Bemühungen die ultimative Muskelmasse des Vogels bei der Ernte drastisch verändert.
Wie die meisten Arten entwickelt Geflügel Muskeln auf biphasische Weise. Die primäre Myogenese verwendet mesenchymale Stammzellen, um primäre Muskelfasern zu produzieren, die als Gerüst für die zweite Welle der Muskelfaserentwicklungdienen 1. Bei Geflügel tritt die primäre Myogenese während der embryonalen Tage 3 bis 8 und die sekundäre Myogenese von den Tagen 8 bis 212 auf. Einmal entwickelt, dienen primäre und sekundäre Muskelfasern als Grundlage für das gesamte zukünftige Muskelwachstum durch zelluläre Hypertrophie. Daher haben Wissenschaftler und Industrie erhebliche Anstrengungen unternommen, um die primäre und sekundäre Myogenese bei allen fleischproduzierenden Arten zu manipulieren, um den Fleischertrag zu maximieren.
Eine bei Geflügel erforschte Technologie, die als Ovo-Fütterung bezeichnet wird, beinhaltet die Fütterung von Verbindungen durch Injektion. In der Ovo-Fütterung, einer Technologie, die seit fast 40 Jahren von der Geflügelindustrie eingesetzt wird, wurde ursprünglich für die Impfstoffverabreichungentwickelt 3. Die Literatur dokumentiert, dass bei der Ovo-Fütterung verschiedener Verbindungen und Nährstoffe an verschiedenen Entwicklungsperioden und -stellen innerhalb der Eizelle die Entwicklung und das Wachstum der Ovo-Muskeln positiv beeinflusstwurden 4,5,6. Bis heute ist das Gonzalez Laboratory an der University of Georgia der Pionier bei der Verwendung von Nicotinamid-Ribosid in der Ovo-Fütterung, um die Muskelentwicklung von Geflügel zu manipulieren.
Nicotinamid-Ribosid, ein Pyridin-Nukleosid-Analogon von Vitamin B3, produziert NAD+ über den Heilungsweg7. Da dieser Signalweg weniger enzymatische Schritte zur Herstellung von NAD+ verwendet, ist die Produktion die effizienteste8. Gonzalez und Jackson9 zeigten, dass die Supplementierung des sich entwickelnden Broilerembryo-Dottersacks mit Nicotinamid-Ribosid das Hauptmuskelgewicht und die Muskelfaserdichte des geschlüpften Kükenpectoralis erhöhte. Dies wurde später von Xu et al.10 bestätigt, die herausfanden, dass eine Erhöhung der Nicotinamid-Ribosiddosis das Muskelgewicht erhöhte und die Muskelfaserdichte erhöhte. Diese ersten beiden Studien wurden in einem kommerziellen Masthähnchen durchgeführt. Da Masthähnchen mit hohem Ertrag ein signifikanteres genetisches Potenzial für die ultimative Muskelmassegröße besitzen, bestand das Ziel der Studie darin, die Auswirkungen der Nicotinamid-Ribosiddosis auf die Entwicklung und das Wachstum von Masthähnchen mit hohem Ertrag zu bestimmen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bis heute ist das Gonzalez Laboratory an der University of Georgia die einzige Gruppe, die positive Effekte von Nicotinamid-Ribosid in der Ovo-Fütterung auf die Entwicklung und das Wachstum von Pectoris-Hauptmuskeln nachgewiesen hat. Die erste Studie ergab, dass bei der Ovo-Fütterung von 250 mM Nicotinamid-Ribosid das Muskelgewicht und die Abmessungen erhöhte, wenn es in den Dottersack9 injiziert wurde. In der Folgestudie führte die Injektion einer Erhöhung der Nico…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Cobb Vantress, Inc. für die Spende der Eizellen und die technische Unterstützung bei der Eizellinkubation. Die Autoren danken ChromaDex, Inc. für die technische Unterstützung durch Nicotinamid-Ribosid.
Materials
| Air-Tite™ Sterile Hypodermic Needles- 20 G; 1 inch | Fisher Scientific | 14-817-208 | https://www.fishersci.com/shop/products/sterile-hypodermic-needles-32/p-7182916#?keyword= |
| Analytical Balance | VWR | VWR-214B2 | https://us.vwr.com/store/product/20970740/vwr-b2-series-analytical-and-precision-balances |
| Complete Dissection Set | DOCAZON | DK1001 | https://www.amazon.com/DOCAZON-Complete-Dissection-Set-Dissecting/dp/B07VBHKSW3 |
| Fisherbrand™ Isotemp™ General Purpose Deluxe Water Baths | Fisher Scientific | FSGPD02 | https://www.fishersci.com/shop/products/isotemp-general-purpose-water-baths/p-6448020 |
| Fisherbrand™ Sterile Syringes for Single Use | Fisher Scientific | 14-955-464 | https://www.fishersci.com/shop/products/sterile-syringes-single-use-12/p-7114739#?keyword= |
| HIGH INTENSITY EGG CANDLER | Titan Incubators | N/A | https://www.titanincubators.com/collections/egg-candlers/products/egg-candler-high-intensity |
| Infrared Forehead Thermometer | HALIDODO | XZ-001 | |
| Microsoft Excel | Microsoft | N/A | |
| Neiko Tools Digital Caliper | Neiko Tools | 01408A | https://www.amazon.com/Neiko-01407A-Electronic-Digital-Stainless/dp/B000NEA0P8?th=1 |
| Nexcare Absolute Waterproof Tape | Nexcare Brand | 732 | https://www.nexcare.com/3M/en_US/nexcare/products/catalog/~/Nexcare-Absolute-Waterproof-Tape/?N=4326+3294529207+3294631805 &rt=rud |
| Pen Size Temperature and Humidity USB Data Logger with Display | Omega | OM-HL-SP-TH | https://www.omega.com/en-us/temperature-measurement/temperature-and-humidity-data-loggers/p/OM-HL-SP-Series |
| SAS 9.4 for Windows | SAS Institute | N/A | https://www.sas.com/en_us/home.html |
| Sportsman 1502 Incubator | GQF Manufacturing | 1502 | https://www.gqfmfg.com/item/1502-digital-sportsman/ |
| Tru Niagen (Nicotinamide riboside) | ChromaDex, Inc. | N/A | https://www.truniagen.com/truniagen-300mg/ – note, contact company for pure product |
| Wood Craft Sticks | Creatology | M20001547 | https://www.michaels.com/wood-craft-sticks-by-creatology/M20001547.html |
References
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