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문제 정의
- 본 연구는 혈중 인슐린 및 렙틴이 한우 지방형질과의 연관성을 조사하기 위하여 수행하였다. 혈중 인슐린 및 렙틴과 같은 생물학적 표시자(biological indicator)가 개발된다면 송아지가 태어나자마자 혈액을 채혈하여 근내지방등의 형질에 대한 조기 예측이 가능할 것이다.
제안 방법
- 특히, 어린송아지때 혈액으로부터 DNA를 추출하여 고밀도 SNP 패널을 이용한 유전체선발기법 및 근내지방을 조절 하는 호르몬(성장호르몬, 렙틴 등)와 같은 생물학적 지표 (Biological indicator)를 활용한다면 어린송아지때 이러한 생물학적 지표를 활용한 가축의 근내지방을 예측할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구는 한우시험장 본장 축군으로부터 임의 선발된 한우집단에 대하여 혈중 인슐린 및 렙틴의 농도를 측정하여 도축 후 지방형질과의 연관성을 분석 하였다.
- 시험사료는 시판 배합사료와 볏짚을 이용하였으며, 시험 축은 콘크리트 재질 바닥의 톱밥 우사에서 개체별 집단 사료급여 관리를 실시하였다(Table 1). 시험사료는 일일 2회 (오전 9시 및 오후 5시) 급여하였다.
- 시험사료는 시판 배합사료와 볏짚을 이용하였으며, 시험 축은 콘크리트 재질 바닥의 톱밥 우사에서 개체별 집단 사료급여 관리를 실시하였다(Table 1). 시험사료는 일일 2회 (오전 9시 및 오후 5시) 급여하였다. 배합사료는 생후 15-21개월령에는 체중의 1.
- 본 연구 공시된 한우는 채혈 후 1주일내 초음파 측정하여 근내지방도, 등지방두께, P8 지방두께를 측정하였다. 초음파 측정은 Palco 100과 real time B-mode(3.
- 본 연구 공시된 한우는 채혈 후 1주일내 초음파 측정하여 근내지방도, 등지방두께, P8 지방두께를 측정하였다. 초음파 측정은 Palco 100과 real time B-mode(3.5 MHz, 18 cm) linear probe를 이용하였으며, 근내지방도 및 등지방 두께를 측정하기 위하여 13번째 thoracic vertebrae와 첫번째 lumbar vertebrae사이에서 측정하였고, P8지방 두께는 요각과 좌골 사이에서 측정하였다.
- 본 연구에서 사용된 임의 선발된 한우집단의 혈중 인슐린, 렙틴농도에 대한 표현형의 회귀분석에 있어서, 데이터의 표준화, 정규화 및 독립성을 검증하는 회귀진단을 수행 하였다(Figure 2). 회귀진단에 있어서 데이터의 독립성은 한우시험장 보유 축군으로부터 혈통, 성별 및 나이등을 고려하여 100마리를 임의 선발하였기 때문에 독립성은 인정이 되며, 데이터의 표준화 및 정규성을 분석하기 위하여 잔차플롯등의 회귀진단을 한 결과 Fig.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 공시동물은 국립축산과학원 한우시험장 축군중 2005년부터 2006년까지 사양된 한우 축군 중 거세우 100마리를 임의 선발하여 24개월령에 초음파 측정 및 채혈하였으며, 혈액으로부터 혈장을 분리한 후 곧바로 액체질소에서 동결하여 -70℃에 보관하여 실험에 이용하였다.
- 270400, 이원의료재단, Korea)을 이용하여 방사면역측정법으로 인슐린 농도를 측정하였다(Sasaki and Takahashi, 1980). Bovine insulin(catalog number 890-8125IG, 28.2 IU/mg, GIBCO BRL, Gaithersburg, MD)을 참조 표준으로 사용하였고, [125I] human insulin (code number IM 166, Amersham, Little Chalfont, UK)을 tracer로 사용하였다. 혈장 렙틴 농도는 Human Leptin RIA kit(Linco Research, Inc.
데이터처리
- 한우 혈액내 인슐린 및 렙틴농도와 지방형질(근내지방도, 등지방 및 P8지방)과 연관성분석을 위한 통계분석은 R-통계 팩키지(R Development Core Team 2005)의 선형 모형(GLM)을 이용하여 분석하였다. 분석모형은 다음과 같이 설정하였다.
- 여기서, Phenotypes=한우 지방형질(근내지방도, 등지방 및 P8지방) 관찰값, μ=각 형질의 전체평균, e=임의오차(랜덤효과). 임의 선발된 집단으로 얻은 관찰값의 독립성, 정규성 및 등분산성을 위하여 회귀진단을 수행하였다.
이론/모형
- 채혈된 혈액으로부터 혈장을 분리하여 anti-bovine insulin serum(Code No. 270400, 이원의료재단, Korea)을 이용하여 방사면역측정법으로 인슐린 농도를 측정하였다(Sasaki and Takahashi, 1980). Bovine insulin(catalog number 890-8125IG, 28.
- 2 IU/mg, GIBCO BRL, Gaithersburg, MD)을 참조 표준으로 사용하였고, [125I] human insulin (code number IM 166, Amersham, Little Chalfont, UK)을 tracer로 사용하였다. 혈장 렙틴 농도는 Human Leptin RIA kit(Linco Research, Inc., St. Charles, USA)를 사용하여 경쟁적 방사선 면역법으로 측정하였으며 제조사의 지시된 방법에 따라 분석하였다. 시험관에 혈장을 100 μL 분주한 다음 125I-human leptin와 rabbit anti-human leptin 항혈청을 각각 100 μL씩 넣고 진탕시킨 다음 4℃에서 밤새 방치한다.
성능/효과
- 본 연구에서 사용된 임의 선발된 한우집단의 혈중 인슐린, 렙틴농도에 대한 표현형의 회귀분석에 있어서, 데이터의 표준화, 정규화 및 독립성을 검증하는 회귀진단을 수행 하였다(Figure 2). 회귀진단에 있어서 데이터의 독립성은 한우시험장 보유 축군으로부터 혈통, 성별 및 나이등을 고려하여 100마리를 임의 선발하였기 때문에 독립성은 인정이 되며, 데이터의 표준화 및 정규성을 분석하기 위하여 잔차플롯등의 회귀진단을 한 결과 Fig. 2에서 보는바와 같이 데이터의 표준화 및 정규분포를 만족하는 것으로 분석되었다. 한우 근내지방, 등지방두께 및 근내지방 추정의 간접지표로 사용되고 있는 P8 지방두께와 같은 지방형질에 대해서 혈중 인슐린 및 렙틴이 미치는 효과를 분석한 결과, 한우에 있어서 혈중 인슐린 농도는 근내지방, 등지방 및 P8지방 두께와 정의 상관을 보였다(Fig.
- 2에서 보는바와 같이 데이터의 표준화 및 정규분포를 만족하는 것으로 분석되었다. 한우 근내지방, 등지방두께 및 근내지방 추정의 간접지표로 사용되고 있는 P8 지방두께와 같은 지방형질에 대해서 혈중 인슐린 및 렙틴이 미치는 효과를 분석한 결과, 한우에 있어서 혈중 인슐린 농도는 근내지방, 등지방 및 P8지방 두께와 정의 상관을 보였다(Fig. 3(A), (B), (C)).
- 이러한 결과는 Table 2에서 보는 바와 같이 등지방두께와 P8지방두께에 있어서 표현형 평균에 대한 표준편차 값이 임의선발된 한우에서 매우 크게 분포하고 있기 때문인 것으로 사료된다. 혈중 인슐린농도와 표현형간 회귀분석결과 혈중 인슐린이 1단위에 대해서 근내지방도 0.05, 등지방 0.12 및 P8지방두께 0.23정도 상승하는 것으로 분석되었다(Table 3). 등지방두께와 P8지방 두께에 대해서는 통계적 유의차를 보이지 않았지만, 근내지방에서 혈중 인슐린 농도는 유의차를 보였으며, 회귀분석을 통하여 추정된 근내지방에 대한 혈중 인슐린농도의 추정값은 근내지방의 전체 표현형 분산의 약 2% 만을 설명하는 것으로 사료된다(그림 3(A), (B), (C)).
- 특히, Matsuzaki 등(1997)은 유전적으로 근내지방이 높은 일본흑모화우와, 그 외 품종인 갈모화우 및 홀스타인종에 대해서 성장단계별 혈중인슐린 농도를 측정하였다. 그 결과, 일본 흑모화우가 일본 갈모화우나 홀스타인보다 근내지방이 형성되기 시작하는 300 kg 시점에서 혈중 인슐린농도가 유의적으로 상승하는 결과를 보였다. 이러한 결과는 혈중 인슐린 농도가 근내지방형성시 지방합성을 촉진시키는 하나의 요인으로 사료된다.
- 02)에서 통계적 유의차를 보였다(그림 3(D), (E), (F)). 혈중 렙틴농도와 표현형간 회귀분석결과 혈중 렙틴농도 1단위에 대해서 근내지방도 0.11, 등지방 0.04 및 P8지방두께 0.01정도 상승하는 것으로 분석되었다(표 3). 따라서, 등지방두께와 근내지방도에서 회귀분석에서 추정된 등지방두께와 근내지방도에 대한 혈중 렙틴농도의 추정값은 전체 렙틴 농도의 표현형분산에 대해서 근내지방 3%, 등지방 16%를 설명하는 것으로 분석 되었다(그림 3(D), (E), (F)).
- 01정도 상승하는 것으로 분석되었다(표 3). 따라서, 등지방두께와 근내지방도에서 회귀분석에서 추정된 등지방두께와 근내지방도에 대한 혈중 렙틴농도의 추정값은 전체 렙틴 농도의 표현형분산에 대해서 근내지방 3%, 등지방 16%를 설명하는 것으로 분석 되었다(그림 3(D), (E), (F)). 이러한 결과는 렙틴농도와 한우의 지방형질간의 통계적 유의성이 인정되고, 특히 렙틴 농도는 이들 지방형질에 매우 큰 효과를 미치는 것으로 사료된다.
- 혈중 인슐린 및 렙틴과 같은 생물학적 표시자(biological indicator)가 개발된다면 송아지가 태어나자마자 혈액을 채혈하여 근내지방등의 형질에 대한 조기 예측이 가능할 것이다. 혈중 인슐린 및 렙틴과 한우 지방형질과의 회귀 분석결과, 혈중 인슐린은 근내지방형질(P=0.02)과 유의적인 효과를 보였지만, 등지방(P=0.07) 및 P8지방두께(P=0.09)에 대해서는 유의한 결과를 보이지 않았다. 한편, 혈중 렙틴농도는 근내지방 (P=0.
- 07)에서는 통계적 유의차를 보이지 않았다. 두 형질에 대해서 통계모델 적합도(R2)를 분석한 결과, 혈중 인슐린농도는 근내지방, 등지방두께 및 P8지방 두께와 각각 0.05, 0.03 및 0.09를 보였고, 혈중 렙틴농도는 근내지방, 등지방두께 및 P8지방두께와 각각 0.03, 0.02 및 0.07정도로 나타났다. 이러한 결과는 혈중 인슐린 및 렙틴농도가 근내지방, 등지방 및 P8지방두께에 효과를 가지고 있는 것으로 사료된다.
- 23정도 상승하는 것으로 분석되었다(Table 3). 등지방두께와 P8지방 두께에 대해서는 통계적 유의차를 보이지 않았지만, 근내지방에서 혈중 인슐린 농도는 유의차를 보였으며, 회귀분석을 통하여 추정된 근내지방에 대한 혈중 인슐린농도의 추정값은 근내지방의 전체 표현형 분산의 약 2% 만을 설명하는 것으로 사료된다(그림 3(A), (B), (C)).
후속연구
- 또한 Wang 등(2005)은 육우중 근내지방축적이 가장 우수하다고 알려진 일본 흑모화우와 유우인 홀스타인종의 등심조직으로부터 근육내 지방합성과 관련된 유전자가 현저하게 발현이 증가함을 조사하였다. 이러한 근내지방 특이 발현 유전자의 탐색은 근육내 지방합성에 대한 생리･생화학적인기작을 규명하는 것 외에 그 유전자내에 존재하며 가축 집단내 경제형질 관련 유전분산을 가지고 있는 SNP을 발굴하여 가축 분자육종모델에 이용 가능할 것이다.
- 가축에 있어서 근내지방과 같은 육질을 결정하는 형질은 가축을 도축하여 얻을 수 있는 형질로서 이들 형질의 유전적 개량을 촉진시키기 위한 많은 연구가 시도되고 있다. 특히, 어린송아지때 혈액으로부터 DNA를 추출하여 고밀도 SNP 패널을 이용한 유전체선발기법 및 근내지방을 조절 하는 호르몬(성장호르몬, 렙틴 등)와 같은 생물학적 지표 (Biological indicator)를 활용한다면 어린송아지때 이러한 생물학적 지표를 활용한 가축의 근내지방을 예측할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구는 한우시험장 본장 축군으로부터 임의 선발된 한우집단에 대하여 혈중 인슐린 및 렙틴의 농도를 측정하여 도축 후 지방형질과의 연관성을 분석 하였다.
- 최근 Anderson 등(1988)은 Insulin like growth factor-I(IGFI)농도가 소의 지방형질과 부의 상관을 갖고 있고, 성장 및 육량과 정의 상관을 갖는다고 보고하였고, Davis 등(2000)은 앵거스 집단에 대해서 IGF-I 농도에 대한 유전력, 유전 상관 및 IGF-1의 육종가를 이용하여 소의 성장에 대한 간접 선발효과를 앵거스 육종프로그램에 활용하고 있다. 따라서 본 연구결과와 같이 가축의 근내지방과 연관되어 있는 혈중 인슐린 및 렙틴과 같은 생물학적 표시자(biological indicator)가 개발된다면 초음파 결과와 함께 출하시점에서 가축의 근내지방을 조절하는 생물학적 지표로 유용하게 사용할 수 있을 것이다.
- 본 연구는 혈중 인슐린 및 렙틴이 한우 지방형질과의 연관성을 조사하기 위하여 수행하였다. 혈중 인슐린 및 렙틴과 같은 생물학적 표시자(biological indicator)가 개발된다면 송아지가 태어나자마자 혈액을 채혈하여 근내지방등의 형질에 대한 조기 예측이 가능할 것이다. 혈중 인슐린 및 렙틴과 한우 지방형질과의 회귀 분석결과, 혈중 인슐린은 근내지방형질(P=0.
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