Name: in ovo feeding of commercial broiler eggs: an accurate and reproducible method to affect muscle development and growth
Uploaded: 2021-09-20T15:00:00
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Gli autori desiderano ringraziare Cobb Vantress, Inc. per la donazione degli ovuli e per aver fornito assistenza tecnica sull'incubazione degli ovociti. Gli autori desiderano ringraziare ChromaDex, Inc. per l'assistenza tecnica alla nicotinamide riboside.

Tutte le metodologie sono state approvate dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali dell'Università della Georgia.
1. Incubazione delle uova e somministrazione del trattamento
<ol><li>Approvvigionamento di uova e assegnazione del trattamento<ol>
<li>Ottenere uova di pollo ad alto rendimento non incubate e fecondate e trasportarle in laboratorio.</li>
		<li>Ispezionare e scartare le uova ritenute di scarsa qualità. NOTA: Eliminare le uova deformi (rotonde, allungate, c...

<ol>
	<li>Biressi, S., Molinaro, M., Cossu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+heterogeneity+during+vertebrate+skeletal+muscle+development.">Cellular heterogeneity during vertebrate skeletal muscle development.</a> Developmental Biology. 308 (2), 281-293 (2007).</li><li>Chal, J., Pourquie, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+muscle:+Skeletal+myogenesis+in+vivo+and+in+vitro.">Making muscle: Skeletal myogenesis in vivo and in vitro.</a> Development. 144 (12), 2104-2122 (2017).</li><li>Sharma, J., Burmester, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+of+Marek's+disease+at+hatching+in+chickens+vaccinated+as+embryos+with+the+Turkey+herpesvirus.">Resistance of Marek's disease at hatching in chickens vaccinated as embryos with the Turkey herpesvirus.</a> Avian Diseases. 26 (1), 134-149 (1982).</li><li>Al-Murrani, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+injecting+amino+acids+into+the+egg+on+embryonic+and+subsequent+growth+in+the+domestic+fowl.">Effect of injecting amino acids into the egg on embryonic and subsequent growth in the domestic fowl.</a> British Poultry Science. 23 (2), 171-174 (1982).</li><li>Ohta, Y., Kidd, M. T., Ishibashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryo+growth+and+amino+acid+concentration+profiles+of+broiler+breeder+eggs,+embryos,+and+chicks+after+in+ovo+administration+of+amino+acids.">Embryo growth and amino acid concentration profiles of broiler breeder eggs, embryos, and chicks after in ovo administration of amino acids.</a> Poultry Science. 80 (10), 1430-1436 (2001).</li><li>Zhao, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+ovo+feeding+of+creatie+pyruvate+increases+hatching+weight,+growth+performance,+and+muscle+growth+but+has+no+effect+on+meat+quality+in+broiler+chickens.">In ovo feeding of creatie pyruvate increases hatching weight, growth performance, and muscle growth but has no effect on meat quality in broiler chickens.</a> Livestock Science. 206, 59-64 (2017).</li><li>Bieganowski, P., Brenner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discoveries+of+nicotinamide+riboside+as+a+nutrient+and+conserved+NRK+genes+establish+a+Preiss+Handler+independent+route+to+NAD1+in+fungi+and+humans.">Discoveries of nicotinamide riboside as a nutrient and conserved NRK genes establish a Preiss Handler independent route to NAD1 in fungi and humans.</a> Cell. 117 (4), 495-502 (2004).</li><li>Chi, Y., Sauve, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotinamide+riboside,+a+trace+nutrient+in+foods,+is+a+Vitamin+B3+with+effects+on+energy+metabolism+and+neuroprotection.">Nicotinamide riboside, a trace nutrient in foods, is a Vitamin B3 with effects on energy metabolism and neuroprotection.</a> Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 16 (6), 657-661 (2013).</li><li>Gonzalez, J. M., Jackson, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+ovo+feeding+of+nicotinamide+riboside+affects+pectoralis+major+muscle+development.">In ovo feeding of nicotinamide riboside affects pectoralis major muscle development.</a> Translational Animal Science. 4 (3), 1-7 (2020).</li><li>Xu, X., Jackson, A. R., Gonzalez, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+in+ovo+nicotinamide+riboside+dose+on+broiler+myogenesis.">The effects of in ovo nicotinamide riboside dose on broiler myogenesis.</a> Poultry Science. 100 (3), 100926 (2021).</li></ol>

Ad oggi, il Gonzalez Laboratory presso l'Università della Georgia è l'unico gruppo a dimostrare gli effetti positivi della nicotinamide riboside nell'ovo che si nutre di sviluppo e crescita muscolare maggiore pettorale . Il primo studio ha rilevato che nell'alimentazione ovo di 250 mM nicotinamide riboside aumentava il peso e le dimensioni muscolari quando iniettato nel sacco vitellino9. Nello studio di follow-up, l'iniezione di nicotinamide riboside in aumento della d...

Dal 1960, il consumo pro capite degli Stati Uniti di carne di pollame è aumentato a un ritmo sorprendente, mentre altre fonti proteiche primarie sono rimaste stagnanti, diminuite o minimamente aumentate. L'industria avicola ha investito molto tempo e sforzi di ricerca ottimizzando la nutrizione e la genetica per produrre un uccello efficiente per tenere il passo con la domanda. Poiché l'obiettivo principale dell'industria avicola è quello di produrre muscoli per la conversione in carne, i loro sforzi hanno drasticamente cambiato la massa muscolare finale dell'uccello al momento del raccolto.
Come la maggior parte delle specie, il pollame sviluppa il muscolo in modo bifasico. La miogenesi primaria utilizza cellule staminali mesenchimali per produrre fibre muscolari primarie, che fungono da impalcatura per la seconda ondata di sviluppo delle fibre muscolari1. Nel pollame, la miogenesi primaria si verifica durante i giorni embrionali da 3 a 8 e la miogenesi secondaria avviene dai giorni 8 a 212. Una volta sviluppate, le fibre muscolari primarie e secondarie fungono da base per tutta la futura crescita muscolare attraverso l'ipertrofia cellulare. Pertanto, gli scienziati e l'industria hanno speso notevoli sforzi nel tentativo di manipolare la miogenesi primaria e secondaria in tutte le specie produttrici di carne per massimizzare la resa della carne.
Una tecnologia esplorata nel pollame, chiamata alimentazione ovo, prevede l'alimentazione di composti attraverso l'iniezione. Nell'alimentazione ovo, una tecnologia impiegata dall'industria avicola per quasi 40 anni, è stata inizialmente sviluppata per la somministrazione del vaccino3. La letteratura documenta che nell'alimentazione ovo di vari composti e nutrienti in diversi periodi di sviluppo e posizioni all'interno dell'uovo hanno influenzato positivamente lo sviluppo e la crescita del muscolo ovo 4,5,6. Ad oggi, il Gonzalez Laboratory dell'Università della Georgia è il pioniere nell'utilizzo della nicotinamide riboside nell'alimentazione dell'ovo per manipolare lo sviluppo muscolare del pollame.
Nicotinamide riboside, un analogo piridina-nucleosidico della vitamina B3, produce NAD+ attraverso la via di salvataggio7. Poiché questo percorso utilizza meno passaggi enzimatici per produrre NAD+, la produzione è la più efficiente8. Gonzalez e Jackson9 hanno dimostrato che l'integrazione dello sviluppo del sacco vitellino dell'embrione di pollo con nicotinamide riboside ha aumentato il peso muscolare maggiore del pulcino tratteggiato e la densità delle fibre muscolari. Ciò è stato successivamente confermato da Xu et al.10, che hanno scoperto che l'aumento della dose di nicotinamide riboside aumentava il peso muscolare e aumentava la densità delle fibre muscolari. Questi primi due studi sono stati condotti in un pollaio a resa commerciale. Poiché i polli da carne ad alto rendimento possiedono un potenziale genetico più significativo per la dimensione finale della massa muscolare, l'obiettivo dello studio era determinare gli effetti della dose di nicotinamide riboside sulla dose di nicotinamide riboside sul broiler ad alto rendimento schiuso pulcino pettorale maggiore sviluppo muscolare e crescita al portello.

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	<tbody>
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	</tbody>
</table>

in ovo feeding of commercial broiler eggs: an accurate and reproducible method to affect muscle development and growth

Negli ultimi tre decenni, gli scienziati della carne rossa e del pollame si sono concentrati sullo sviluppo di strategie e tecnologie per manipolare lo sviluppo muscolare durante lo sviluppo embrionale e fetale. Quest'area continua ad essere un'area di interesse perché il numero di fibre muscolari viene stabilito durante questo periodo e determina la base per tutta la crescita futura. Nel pollame, numerosi studi hanno dimostrato che l'alimentazione ovo di fattori di crescita, vitamine o altri nutrienti ha migliorato il muscolo embrionale del pulcino e lo sviluppo intestinale. Il miglioramento dello sviluppo muscolare ovo potrebbe avvantaggiare l'industria avicola influenzando eventualmente la resa della carne, il tasso di crescita o le condizioni di miopatia. Negli ultimi cinque anni, il Gonzalez Laboratory dell'Università della Georgia ha sviluppato un riboside nicotinamide nella metodologia di alimentazione ovo per embrioni di pollo da carne, che ha alterato lo sviluppo muscolare. Quando iniettato nel sacco vitellino di un embrione in via di sviluppo, la nicotinamide riboside aumentava il peso muscolare maggiore pettorale e la densità delle fibre muscolari al portello. Questo protocollo dimostrerà una metodologia per condurre in modo accurato e riproducibile studi di alimentazione ovo utilizzando embrioni di polli da carne commerciali standard e ad alto rendimento. Questi dati e metodi consentiranno ad altri gruppi di ricerca di eseguire studi sull'alimentazione ovo con molto successo e riproducibilità.

Non ci sono stati effetti DOS per il peso corporeo degli embrioni del giorno 18 e dei pulcini nati (P > 0,52; Figura 2). Non ci sono stati effetti DOS per tutte le misurazioni muscolari maggiori pettorali embrionali del giorno 18 (P > 0,24; Figura 3). Non ci sono stati effetti DOS per le misurazioni della lunghezza e della larghezza dei muscoli maggiori del cece pettorale tratteggiato (P > 0,26); tuttavia, DOS ha infl...

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In Ovo Feeding of Commercial Broiler Eggs: An Accurate and Reproducible Method to Affect Muscle Development and Growth

È stata sviluppata una solida metodologia per condurre studi di ricerca sull'alimentazione ovo utilizzando uova di pollo commerciali non incubate per testare la capacità di composti naturali e sintetici, in questo caso, nicotinamide riboside, di influenzare lo sviluppo e la crescita muscolare.

In zona Ovo Alimentazione di uova di pollo commerciali: un metodo accurato e riproducibile per influenzare lo sviluppo e la crescita muscolare

Within the past three decades, red meat and poultry scientists focused on developing strategies and technologies to manipulate muscle development during ...

Come i mammiferi, il numero di fibre muscolari, un importante determinante della massa muscolare finale è stabilito durante l'embriogenesi del pollame. Questo metodo consente ai ricercatori di studiare il pollame nella miogenesi ovo e nella manipolazione dell'iperplasia delle fibre muscolari. Questa tecnica richiede pochi investimenti in attrezzature ed è un metodo facile e relativamente economico per studiare la manipolazione della miogenesi.I ricercatori nuovi a questa tecnica possono avere difficoltà a incubare correttamente le uova. A dimostrare questa tecnica saremo io e Morgan Gravely, entrambi studenti laureati in Master of Science nel nostro laboratorio. Prima di iniziare l'esperimento, ispezionare e scartare le uova di scarsa qualità.Assegna e registra i singoli numeri di uova alle uova selezionate e quindi pesa le uova. Quindi, posizionare le uova nel vassoio di incubazione appropriato e pre-incubarle a 26,6 gradi Celsius con il 40% di umidità relativa per sei ore. Dopo l'incubazione, aumentare e mantenere la temperatura dell'incubatrice a 37 gradi Celsius con il 40% di umidità relativa fino al giorno di incubazione 18.Misurare la temperatura superficiale di diverse uova in tutta l'incubatrice due volte al giorno con un termometro termico di superficie per garantire che la temperatura superficiale delle uova sia di 37 gradi Celsius. Continua a riposizionare le uova ruotando ogni ora. Per garantire una perdita di peso dell'uovo dal 10% al 12,5%, registrare il peso delle uova ogni giorno durante i primi 18,5 giorni di incubazione.Il giorno 10 dell'incubazione, preparare la soluzione di nicotinamide riboside necessaria per ogni 100 microlitro nel trattamento con iniezioni di ovo come descritto nel manoscritto e mantenere le soluzioni a 37 gradi Celsius a bagnomaria. Dopo aver rimosso le uova un vassoio alla volta dall'incubatrice e aver coperto con un asciugamano caldo, candela ogni uovo per individuare il sacco vitellino. Pulire l'area di iniezione con etanolo al 70% prima di inserire un ago ipodermico sterile da 20 gauge 2,54 centimetri a un centimetro di profondità nel guscio d'uovo per iniettare la dose assegnata di trattamento con nicotinamide riboside con 100 microlitri di soluzione salina sterile nel sacco vitellino.Coprire immediatamente il sito di iniezione con un piccolo pezzo di nastro impermeabile assoluto per evitare un'eccessiva perdita di umidità. Una volta che tutte le uova hanno ricevuto il loro trattamento, riposizionare il vassoio nell'incubatrice. Il giorno di incubazione 18, rimuovere le uova dai vassoi per posizionarle nelle scatole da cova assegnate in base ai loro trattamenti, quindi posizionare le scatole da cova nell'incubatrice con l'umidità aumentare al 60% fino a quando tutte le uova si schiudono o fino al 23 ° giorno dell'incubazione.Prima della raccolta del campione, determinare la lunghezza della corona a groppa dei pulcini eutanasizzati, posando il pulcino su un fianco con la testa infilata verso il basso e le gambe sotto il corpo e misurando la lunghezza dalla parte superiore della testa alla coda, quindi misurare la larghezza della testa da un foro per l'orecchio all'altro foro dell'orecchio nella lunghezza della testa dalla parte posteriore del becco alla parte posteriore del cranio. Per valutare la circonferenza della testa, avvolgere una corda non elastica attorno al cranio da un foro dell'orecchio all'altro, quindi ottenere la misurazione della corda con un righello metrico. Allo stesso modo, determinare la circonferenza del torace avvolgendo una corda attorno al torace sotto il punto in cui le ali entrano in contatto con il corpo prima di posizionare la corda su un righello metrico per acquisire la misurazione.Spruzza il seno del pulcino con il 70% di etanolo e, con le dita, tira le piume e la pelle per rivelare i muscoli principali pettorali seguiti da misurazioni con pinze digitali. Misura la larghezza del torace attraverso il torace in cui le ali entrano in contatto con il corpo e la lunghezza del torace dalla parte inferiore della clavicola alla parte superiore del cuscinetto di grasso. Per estrarre il muscolo maggiore pettorale destro, utilizzare forbici chirurgiche o bisturi e pinze per tagliare lungo l'osso della chiglia prima di rilasciare il muscolo dalla parete del corpo.Dopo aver rimosso il muscolo maggiore pettorale, appoggiare il muscolo piatto su un bastoncino di ghiacciolo per raccogliere le misure utilizzando pinze digitali. Scopri la lunghezza muscolare dalla parte cranica a quella caudale del muscolo e la larghezza muscolare nella parte più ampia della parte cranica del muscolo. Per determinare lo spessore muscolare, raccogliere il seno con una pinza e misurare la parte più spessa della sezione cranica del muscolo.Al termine delle misurazioni, i muscoli principali pettorali destro e sinistro possono essere memorizzati per ulteriori analisi a meno 80 gradi Celsius per un massimo di un anno. Gli embrioni sono stati iniettati con quattro dosi o dosi di nicotinamide riboside per studiare l'effetto dell'alimentazione ovo. È stato osservato che non vi erano effetti della dose sul peso corporeo degli embrioni del giorno 18 e dei pulcini nati.Allo stesso modo, non sono stati rilevati effetti della dose sulle misurazioni muscolari principali pettorali per tutto il giorno 18 embrioni. Per i pulcini nati, non ci sono stati effetti della dose sulle principali misurazioni della lunghezza e della larghezza muscolare dei pettorali. Tuttavia, la dose ha influenzato il peso e la profondità muscolare.I pulcini sviluppati dagli embrioni che non sono stati iniettati con nicotinamide riboside avevano muscoli pettorali maggiori che pesavano meno dei pulcini degli embrioni iniettati con 501.000 millimolari nicotinamide riboside. I pulcini provenienti da embrioni iniettati con nicotinamide riboside zero e 250 millimolari avevano una profondità maggiore pettorale inferiore rispetto ai pulcini provenienti da embrioni iniettati con 501.000 riboside millimolare di nicotinamide. La chiave per eseguire un esperimento robusto è selezionare uova prive di difetti e uniformi.Ciò garantirà che tutti gli effetti siano catalizzati dal trattamento. Con la raccolta del muscolo maggiore pettorale, l'istologia può essere utilizzata per misurare la morfometria delle fibre muscolari e l'RNA totale e le proteine possono essere estratti per l'analisi dell'espressione genica e proteica. Attualmente stiamo studiando gli effetti di questa tecnologia sulle prestazioni di crescita della qualità della carne fresca degli uccelli trattati.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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