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형질전환 소 난자의 동결보존기술 개발
Development of Cryopreservation Technique of Transgenic Bovine Embryos 원문보기

Journal of embryo transfer = 한국수정란이식학회지, v.28 no.3, 2013년, pp.185 - 191  

엄상준 (상지영서대학교 동물생명산업과) ,  양정석 (상지영서대학교 동물생명산업과) ,  이수민 (상지영서대학교 동물생명산업과) ,  조소영 (상지영서대학교 동물생명산업과) ,  임준교 (충북대학교 축산학과) ,  허영태 (충북대학교 축산학과) ,  허영남 (충북대학교 축산학과) ,  구본철 (대구가톨릭대학교 의학과) ,  정기수 (강원도가축위생시험소 남부지소) ,  김광재 (강원도가축위생시험소 남부지소) ,  김지태 (강원도가축위생시험소 남부지소) ,  김남형 (충북대학교 축산학과) ,  고대환 (상지영서대학교 동물생명산업과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to improve production efficiency of vitrified-thawed transgenic bovine embryos. Transgenic bovine embryos were produced by injection of FIV-GFP lentiviral vector into perivitelline space of in vitro matured MII stage oocytes, and then in vitro fertilization. EGFP-express...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구는 형질전환 소 난자의 동결보존 기술을 개발하여 형질전환 소 생산 효율성을 보다 증진시키고자 실시하였다. 이를 위하여 최근 개발된 PNC 동결용기를 이용한 초자화 동결방법을 응용하여 GFP가 발현되는 형질전환 소 배반포를 동결하였다.
  • 본 실험에 사용한 lentivirus vector는 Feline immunodeficiency virus(FIV)에 근간을 둔 FIV-GFP로서, 표지 유전자인 GFP 유전자를 전이시키기 위한 목적으로 구축하였다. FIV-GFP는 pCDF1-MCS2-EF1-Puro(System Biosciences, USA) vector에 GFP 표지 유전자(Clontech, USA)와 외래 유전자 발현을 증가시키기 위한 인자인 woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element(WPRE) 서열을 도입하여 구축하였다.
  • 최근 본 연구진은 EGFP 발현 형질전환 소를 생산하였다 (Xu 등, 2013). 하지만 수란우에 이식 후 과잉 형질전환 난자의 손실이 있었으며, 이러한 문제를 해결하고자, 본 연구는 형질전환 소 수정란의 동결 보존 후 산자 생산 효율성 증진을 위하여 실시하였다. 우선 소 형질전환 수정란의 이식 후 수태율을 높이고, 형질전환 송아지 생산을 성공시키기 위하여 형질 전환 수정란의 체외배양을 위한 최적의 무혈청 배양법을 개발하고자 실시하였다.
  • 하지만 수란우에 이식 후 과잉 형질전환 난자의 손실이 있었으며, 이러한 문제를 해결하고자, 본 연구는 형질전환 소 수정란의 동결 보존 후 산자 생산 효율성 증진을 위하여 실시하였다. 우선 소 형질전환 수정란의 이식 후 수태율을 높이고, 형질전환 송아지 생산을 성공시키기 위하여 형질 전환 수정란의 체외배양을 위한 최적의 무혈청 배양법을 개발하고자 실시하였다. 그 결과, Table 1에서 보는 바와 같이 일반 체외수정란과 GFP 발현 형질전환 수정란의 경우에 있어서, 일반 체외수정란과 GFP 발현 형질전환 수정란 간의 배반포로의 배발달에 있어서는 유의적으로 GFP 발현 형질전환 수정란이 낮은 배반포율을 보였지만(P<0.
  • 최근 본 연구진은 EGFP 발현 형질전환 소를 생산하였다 (Xu 등, 2013). 하지만 수란우에 이식 후 과잉 형질전환 난자의 손실이 있었으며, 이러한 문제를 해결하고자, 본 연구는 형질전환 소 수정란의 동결 보존 후 산자 생산 효율성 증진을 위하여 실시하였다. 우선 소 형질전환 수정란의 이식 후 수태율을 높이고, 형질전환 송아지 생산을 성공시키기 위하여 형질 전환 수정란의 체외배양을 위한 최적의 무혈청 배양법을 개발하고자 실시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
난자의 동결보존 기술의 사용 목적은 무엇이 있는가? 난자의 동결보존 기술은 인간의 불임치료뿐만 아니라, 동물의 유전자원 보존을 위하여 매우 중요한 기술이다(Gandini 등, 2007; Saragusty과 Arav, 2011). 그러나 동결은 난자내의 중요한 미세기관들의 손상으로 인하여 난자의 해동 후 생존율 및 발달율의 저하를 야기한다.
초자화 동결 방법의 동결용기들이 가진 공통점은 무엇인가? 이러한 초자화 동결방법은 여러 연구자들에 의해서 개선되어 modified droplet-vitrification(Riha, 1991), electron microscopic grids(Park 등, 1999), cryotop (Kuwayama 등, 2005) 및 open pulled straws(Vajta 등, 1998) 등의 동결용기들이 개발되었다. 이러한 개선된 동결용기들의 공통점은 최소량(0.1∼1.0 μl)의 초자화 동결액을 이용하여 난자를 급속냉각시키는 것이며(Aray 등, 1993), 이 최소량의 초자화 동결액의 사용 기술은 냉각과 해동의 속도를 증가시켜 초자화 동결액이 난자에 미치는 독성의 감소를 가져오고 있다(Boldt, 2011). 특히 최근에는 사람의 배반포와 분할란의 초자화 동결용기로써 0.
난자의 동결보존으로 인해 발생하는 난자 손상은 무엇이 있는가? 난자의 동결보존 기술은 인간의 불임치료뿐만 아니라, 동물의 유전자원 보존을 위하여 매우 중요한 기술이다(Gandini 등, 2007; Saragusty과 Arav, 2011). 그러나 동결은 난자내의 중요한 미세기관들의 손상으로 인하여 난자의 해동 후 생존율 및 발달율의 저하를 야기한다. 대표적인 난자의 손상으로는 투명대의 경화, actin filament의 기형 유도, chromosome의 손상 및 부화와 착상의 저하 등이 있으며(Drobnis 등, 1988; Cohen 등, 1992; De Vos와 Van Steirteghem, 2000), 난자 할구의 부분적 분해현상(lysis)으로 인한 난자의 사멸을 야기한다 (El-Toukhy 등, 2003). 따라서 이러한 문제점들의 해결 없이는 성공적인 난자의 동결보존이 어려운 실정이다.
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참고문헌 (22)

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  10. Kim EY, Kim DI, Park NH, Weon YS, Nam HK, Lee KS, Park SY, Yoon SH, Park SP, Chung KS and Lim JH. 1999. Systems for production of calves from Hanwoo (Korean Cattle) IVM/IVF/IVC blastocyst III. Vitrification and one-step dilution of Hanwoo blastocyst. Korean J. Animal. Reprod. 23: 293-301. 

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  12. Kim HJ, Kim CH, Lee JY, Kwon JH, Hwang D and Kim KC. 2010b. Effect of cryopreservation day on pregnancy outcomes in frozen-thawed blastocyst transfer. Korean J. Reprod. Med. 37: 57-64. 

  13. Kuwayama M, Vajta G, Kato O and Leibo SP. 2005. Highly efficient vitrification method for cryopreservation of human oocytes. Reprod. Biomed. Online 11: 300-8. 

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  18. Schiewe MC, Hazeleger NL, Sclinenti C and Balmaceda JP. 1995. Physical characterisation of blastocyst hatching mechanisms by use of a mouse anti-hatching mode. Fertil. Steril. 63: 288-94. 

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  20. Vajta G, Holm P, Kuwayama M, Booth PJ, Jacobsen H and Greve T. 1998. Open Pulled Straw (OPS) vitrification: a new way to reduce cryoinjuries of bovine ova and embryos. Mol. Reprod. Dev. 51: 53-58. 

  21. Wall RJ. 1996. Transgenic livestock: progress and prospects for the future. Theriogenology 45: 57-68. 

  22. Xu YN, Uhm SJ, Koo BC, Kwon MS, Roh JY, Yang JS, Choi HY, Heo YT, Cui XS, Yoon JH, Ko DH, Kim T and Kim NH. 2013. Production of transgenic Korean native cattle expressing enhanced green fluorescent protein using a FIV-based lentiviral vector injected into MII oocytes. J. Genet. Genomics 40: 37-43. 

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