Sittipon Intarapat – #Anatomy SC Mahidol #Anatomy MUSC ภาควิชากายวิภาคศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล Department of Anatomy, Faculty of Science, Mahidol University.

A Bird’s-Eye View of Endangered Species Conservation: Avian Genomics and Stem Cell Approaches for Green Peafowl (Pavo muticus)

Anatomy SC Mahidol — Wed, 03 Jul 2024 03:54:36 +0000

Highlight

ประมาณ 12% ของจำนวนประชากรสัตว์ปีกถูกคุกคามจนมีสถานะเข้าใกล้สูญพันธุ์ นกยูงไทยหรือนกยูงเขียวเป็นหนึ่งในสัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์ เนื่องจากจำนวนประชากรลดลงมากจากหลายปัจจัยเช่น พื้นที่อาศัยถูกทำลาย การปนเปื้อนทางพันธุกรรมจากนกยูงอินเดีย การล่าเพื่อเอาขนและเนื้อเป็นต้น การรายงานครั้งนี้กล่าวถึงชีววิทยาของนกยูงไทยในมุมมองของกายวิภาคและเอ็มบริโอโลยีเชิงเปรียบเทียบ นอกจากนี้ยังกล่าวถึงความสำคัญของการใช้ประโยชน์ของเทคโนโลยีโอมิกส์ในสัตว์ปีกเพื่อเก็บไว้เป็นแหล่งข้อมูลทางพันธุกรรม และเทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดโดยเฉพาะเซลล์ต้นกำเนิดเหนี่ยวนำเพื่อประยุกต์ใช้ในการอนุรักษ์นกยูงไทยและสัตว์ปีกชนิดอื่นที่ใกล้สูญพันธุ์ต่อไป

ที่มาและความสำคัญ

สัตว์ปีกจัดอยู่ในกลุ่มที่มีจำนวนสิ่งมีชีวิตใกล้สูญพันธุ์และสูญพันธุ์ไปแล้วสูงเป็นลำดับที่สองของอาณาจักรสัตว์ เป็นที่น่าสังเกตว่าองค์กร IUCN จัดนกยูงไทยหรือนกยูงเขียวไว้ในรายชื่อบัญชีแดงของสิ่งมีชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์ การรายงานครั้งนี้มุ่งเน้นถึงประโยชน์ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทางพันธุศาสตร์และการสืบพันธุ์เพื่อการอนุรักษ์สัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์ เทคโนโลยีดังกล่าวยังสามารถใช้ทำนายแนวโน้มของจำนวนประชากรนกยูงไทยในป่าและช่วยในการผสมพันธุ์นกยูงไทยนอกเขตพื้นที่อาศัย นอกจากนี้การใช้ประโยชน์จากการเก็บข้อมูลและการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเป็นอีกทางหนึ่งในการช่วยอนุรักษ์สัตว์ปีกชนิดดังกล่าวในรูปแบบของการเก็บลำดับสารพันธุกรรมไว้เป็นธนาคารชีวภาพ อีกทั้งการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมยังช่วยจำแนกนกยูงไทยแต่ละชนิดได้ถูกต้องเพื่อใช้เพิ่มจำนวนชนิดพันธุ์ การรายงานครั้งนี้ยังกล่าวถึงจีโนมิกส์สัตว์ปีกและการใช้เทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อเป็นความหวังในการอนุรักษ์สัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์เช่นนกยูงไทย และชนิดอื่นที่ถูกคุกคามจนมีสถานะที่เข้าค่ายใกล้สูญพันธุ์

Abstract

Aves ranks among the top two classes for the highest number of endangered and extinct species in the kingdom Animalia. Notably, the IUCN Red List classified the green peafowl as endangered. This highlights promising strategies using genetics and reproductive technologies for avian wildlife conservation. These platforms provide the capacity to predict population trends and enable the practical breeding of such species. The conservation of endangered avian species is facilitated through the application of genomic data storage and analysis. Storing the sequence is a form of biobanking. An analysis of sequence can identify genetically distinct individuals for breeding. Here, we reviewed avian genomics and stem cell approaches which not only offer hope for saving endangered species, such as the green peafowl but also for other birds threatened with extinction.

KEYWORDS: avian conservation, peafowl, green peafowl, avian genomics, avian stem cells

Citation: Intarapat, S.; Sukparangsi, W.; Gusev, O.; Sheng, G. A Bird’s-Eye View of Endangered Species Conservation: Avian Genomics and Stem Cell Approaches for Green Peafowl (Pavo muticus). Genes 2023, 14, 2040. https://doi.org/10.3390/genes14112040

RELATED SDGs:

15: LIFE ON LAND

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
แหล่งทุนวิจัย: This work was supported by the Japan Science Technology Agency (JST) e-ASIA joint research project grant JPMJSC19E5 and by a Biotechnology for Bird Conservation grant from Revive & Restore. O.G. was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, grant 075-15-2021-1344. W.S. and S.I. were supported by the National Research Council of Thailand, grant N33A640448.
ภาพถ่าย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์

Avian Embryonic Culture: A Perspective of In Ovo to Ex Ovo and In Vitro Studies

Anatomy SC Mahidol — Thu, 06 Oct 2022 07:22:57 +0000

Highlight

การศึกษาการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอภายนอกตัวแม่หรือนอกครรภ์มีข้อจำกัดหากศึกษาในเอ็มบริโอกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งสามารถทดแทนได้ด้วยการใช้เอ็มบริโอสัตว์ปีกเป็นตัวต้นแบบในการศึกษา การใช้เทคนิคทางชีววิทยาการเจริญ ได้แก่ การเพาะเลี้ยงเอ็มบริโอในเปลือกไข่ (in ovo) และนอกเปลือกไข่ (ex ovo) นำมาใช้ศึกษาการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอสัตว์ปีกจนถึงระยะฟัก และสร้างเซลล์ต้นกำเนิดชนิดพลูริโพเทนท์ (pluripotent stem cells, PSCs) ที่คัดแยกได้จากเอ็มบริโอระยะต้นไปจนถึงระยะฟักจากเปลือกไข่เพื่อนำไปเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ (in vitro)
การผนวกองค์ความรู้จากการใช้เทคนิคดังกล่าวสามารถประยุกต์ใช้ในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดหนี่ยวนำ (induced pluripotent stem cells, iPSCs) ตลอดจนสร้างธนาคารเซลล์ต้นกำเนิด (stem cell banking) เพื่อเก็บรักษาพันธุกรรมของสัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์หรือสัตว์ป่าเพื่อการอนุรักษ์ที่ยั่งยืน

ที่มาและความสำคัญ

การศึกษาการเจริญของเอ็มบริโอสัตว์ปีกนอกเปลือกไข่ตามธรรมชาติเริ่มศึกษาในต้นศตวรรษที่ 19 หลังจากนั้นองค์ความรู้ดังกล่าวทำให้ทราบถึงโครงสร้างทางกายวิภาคเชิงลึกทั้งภายนอกและภายในของเอ็มบริโอและยังเข้าใจการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมากขึ้น การทราบถึงปัจจัยแวดล้อมทางกายภาพและชีวภาพภายในเปลือกไข่เป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาและทำการทดลองเพื่อเข้าใจธรรมชาติในการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอสัตว์ปีกชนิดต่างๆ และประยุกต์ใช้กับเทคนิคทางเทคโนโลยีชีวภาพอื่นๆ ได้ การจัดการทางพันธุกรรมและเทคนิคการเพาะเลี้ยงเซลล์ในสัตว์ปีก สามารถทำได้โดยการผ่าตัดชิ้นส่วนต่างๆ ของเอ็มบริโอลงในจานเพาะเลี้ยงเพื่อสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ตลอดและสามารถเก็บรักษาไว้ได้นานด้วยการแช่แข็งในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้การเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดที่คัดแยกได้จากเอ็มบริโอสามารถนำไปใช้ศึกษากลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมสภาพความเป็นพลูริโพเทนท์และการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ ที่เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน นอกจากนี้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดสามารถนำไปสร้างสัตว์ปีกดัดแปลงพันธุกรรมหรือเก็บรักษาเซลล์สัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์เพื่อการอนุรักษ์ต่อไป

Abstract

The avian embryos growing outside the natural eggshell (ex ovo) were observed since the early 19th century, and since then chick embryonic structures have revealed reaching an in-depth view of external and internal anatomy, enabling us to understand conserved vertebrate development. However, the internal environment within an eggshell (in ovo) would still be the ideal place to perform various experiments to understand the nature of avian development and to apply other biotechnology techniques. With the advent of genetic manipulation and cell culture techniques, avian embryonic parts were dissected for explant culture to eventually generate expandable cell lines (in vitro cell culture). The expansion of embryonic cells allowed us to unravel the transcriptional network for understanding pluripotency and differentiation mechanism in the embryos and in combination with stem cell technology facilitated the applications of avian culture to the next levels in transgenesis and wildlife conservation. In this review, we provide a panoramic view of the relationship among different cultivation platforms from in ovo studies to ex ovo as well as in vitro culture of cell lines with recent advances in the stem cell fields.

KEYWORDS: avian embryo, embryonic development, ex ovo cultivation, in ovo cultivation, in vitro culture, pluripotency

Citation: Sukparangsi W, Thongphakdee A and Intarapat S (2022) Avian Embryonic Culture: A Perspective of In Ovo to Ex Ovo and In Vitro Studies. Front. Physiol. 13:903491.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2022.903491

RELATED SDGs:

15: LIFE ON LAND

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
แหล่งทุนวิจัย: This work was supported by the e-ASIA Joint Research Program (e-ASIA JRP) as administered by National Research Council of Thailand (grant no. N33A640448).
ภาพถ่าย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์