[논문]한국 서해산 암컷 덕대 Pampus echinogaster (Basilewsky)의 난형성과정 중 난모세포 발달과 난모세포 내에서의 난황형성과정에 관한 미세구조적 연구

김성한

doi:10.13000/jfmse.2016.28.5.1231

한국 서해산 암컷 덕대 Pampus echinogaster (Basilewsky)의 난형성과정 중 난모세포 발달과 난모세포 내에서의 난황형성과정에 관한 미세구조적 연구
Ultrastructural Studies on Oocyte Development and Vitellogenesis in Oocytes During Oogenesis in Female Pampus echinogaster in western Korea 원문보기

水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, v.28 no.5 = no.83, 2016년, pp.1231 - 1243

Abstract ▼ AI-Helper

The ultrastructural study on oocyt development and the process of vitellogensis in the oocytes during oogenesis in female Pampus echinogaster were investigated by electron microscope observations. In the previtellogenic phase, in particular, several intermitochondrial cements appear in the cytoplasms of the chromatin nucleleolus oocyte and perinuclear oocyte. The number of intermitochondrial cements are associated with the multiplication of the number of mitochondria in the early developmental stage. In the early vitellogenic phase, the Golgi complex in the cytoplasm of the yolk vesicle oocyte is involved in the formation of yolk vesicles containing carbohydrate yolks. At this time, many pinocytotic vesicles containing yolk precursors (exogenous substances) by pinocytosis are observed in the cytoplasm near the region of initial formation of the zona pellucida. In the late vitellogenic phase, two morphological different bodies, which formed by the modified mitochondria, appeared remarkably in the yolked oocytes. The one is the multivesicular bodies and another is yolk precursors. The multivesicular bodies were transformed into the primary yolk globules, while yolk precursors were connected with exogeneous pinocytotic vesicles near the zona pellucida. After the pinocytotic vesicles were taken into yolk precursors, the yolk precursors were transformed into the primary yolk globules. Thereafter, primary yolk globules mixed with each other, eventually, they developed into secondary and tertiary yolk globules. In this study, vitellogenesis of this species occurred by way of endogenous autosynthesis and exogenous heteogenesis. Vitellogenesis occurred through the processes of endogeneous autosynthesis, involving the combined activity of the Golgi complex, mitochondria and multivesicular bodies formed by modified mitochondria. However, the process of heterosynthesis involved pinocytotic incorporation of extraovarian precursors (such as vitellogenin in the liver) into the zona pellucida (by way of granulosa cells and thecal cells) of vitellogenic oocytes.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지 연구된 다른 몇 종의 어류들에서 밝혀진 난황형성과정의 결과들이 덕대에서도 동일한 과정을 밟고 있는지 이를 비교할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 덕대의 난황 형성 mechanism을 난모세포 발달단계 별로 그 특징을 밝혀, 양식기술개발에 활용하고자 조사하였다. 전자현미경을 이용하여 미세구조적으로 조사하였던바 몇 가지 중요한 생식 mechanism과 관련된 결과들을 발견하여 이를 양식기술개발 기초자료로 사용하고자 보고한다.
전자현미경 관찰에 의한 난모세포의 형태와 미세구조적 특징에 따라, 난모세포의 발달단계는 편의상 연속적인 4단계 즉, 1) 난원세포단계 2) 전난황형성단계, 3) 난황형성단계, 그리고 4) 성숙단계로 구분된다. 본 조사에서는 난황형성과 관련된 난모세포와 부착된 과립막 세포(granulosa cell)들과 협막세포층(외인성물질의 공급과 관련되고 있음) 세포들의 기능을 조사하였다. 난형성과정(oogenesis) 중 각 단계별 난모세포들의 발달과 과립막세포들과, 협막세포층 세포들의 미세구조적 변화 특징들은 다음과 같다.
본 연구의 목적은 덕대의 난황 형성 mechanism을 난모세포 발달단계 별로 그 특징을 밝혀, 양식기술개발에 활용하고자 조사하였다. 전자현미경을 이용하여 미세구조적으로 조사하였던바 몇 가지 중요한 생식 mechanism과 관련된 결과들을 발견하여 이를 양식기술개발 기초자료로 사용하고자 보고한다.

제안 방법

덕대(P. echinogaster (Basilewsky)의 난형성과정중 전난황형성단계와 난황형성단계에서 일어나는 난황형성의 특징을 미세구조적으로 관찰하여보면, 다음과 같은 단계별 미세구조적 특징이 작용하여 난황물질이 형성되고 출현하게 되는지 관찰할 수 있었다.
2M cacodylate 1:1용액에서 90분간 후 고정시켰다. 고정이 끝난 조직소편을 ethanole에 의해 탈수시킨 뒤 propylene oxide로 치환하였고 Epon-812 혼합액에 포매하여 초박절편을 uranyl acetate와 lead citrate로 전자염색하여 생식세포 분화 및 난황형성과정의 미세구조적 특징을 전자현미경(TEM 100 CX-II 100KV, JEOL, Japan)으로 관찰하였다.
echinogaster)의 경우는 후기난황형성단계에 난황구난모세포들 내에서 형태적으로 뚜렷하게 다른 2종류의 소체가 변형된 미토콘드리아들에 의해서 형성되는 것이 관찰되었다. 그 중 하나는 다소포체들(multivesicular bodies)로 출현하였고, 또 다른 하나는 난황전구체들(yolk precursors)로 출현하였다. 다소포체들은 제1차 난황구들(primary yolk globules)로 변형되었으나, 난황전구체들은 투명체 근처에 있는 외인성 음소포들(exogenous pinocytotic vesicles)과 관련이 있는 것으로 음소포들이 난황전구체들에 흡수된 후, 난황전구체들은 제1차 난황구들(primary yolk globules)로 변형된 후, 이들 난황구들은 서로 합쳐져, 2차, 3차 난황구들을 형성한 후, 최종적으로 성숙난황구를 형성하는 것이 전자현미경 하에서 관찰되었다.
난모세포 난모세포가 좀 더 성장·발달함에 따라 난모세포의 zona pellucida를 둘러싸고 있는 과립막세포들(granulosa cells), 기저막(basement membrane)과 협막세포층들(thecal cell layer)이 출현하였다.
덕대의 난소 내 생식세포 분화과정을 조사하기 위해, 투과전자현미경(TEM)을 사용하여 미세구조를 관찰하였다. 현미경 관찰을 위한 조직표본은 2.
무작위로 20-30개체의 난소를 적출하여 난소 내의 단계별 분화과정과 출현하는 난모세포들의 난황형성과정 중 출현하는 미세구조들의 특징을 상세히 조사하였다.

대상 데이터

덕대(Pampus echinogaster)는 2009년 1월부터 12월까지 1년간에 걸쳐 우리나라 서해안의 전라남도 무안군 자운도 주변해역[Fig. 1]에서 안강망으로 월 30개체씩 시료를 채집하여 투과전자현미경 관찰용 초박절편을 제작하여 미세구조적 관찰을 하기 위해 사용하였다.

성능/효과

그 중 하나는 다소포체들(multivesicular bodies)로 출현하였고, 또 다른 하나는 난황전구체들(yolk precursors)로 출현하였다. 다소포체들은 제1차 난황구들(primary yolk globules)로 변형되었으나, 난황전구체들은 투명체 근처에 있는 외인성 음소포들(exogenous pinocytotic vesicles)과 관련이 있는 것으로 음소포들이 난황전구체들에 흡수된 후, 난황전구체들은 제1차 난황구들(primary yolk globules)로 변형된 후, 이들 난황구들은 서로 합쳐져, 2차, 3차 난황구들을 형성한 후, 최종적으로 성숙난황구를 형성하는 것이 전자현미경 하에서 관찰되었다.
난모세포가 좀 더 발달하면 난황포 속에 들어 있던 글리코겐 입자들이 다수의 작은 지방적(lipid droplet)으로 채워진 후, 좀 더 큰 난황 전구물질을 형성하였다. 본 실험 관찰결과에 의하면, 초기난황형성단계의 난모세포 세포질 내에서 관찰되는 잘 발달된 골지복합체들, 조면소포체들 그리고 미토콘드리아들이 세포질 내에서 지방적형성에 관여하고 있는 것으로 추정된다.
본 연구에서, 덕대(P. echinogaster)의 경우는 후기난황형성단계에 난황구난모세포들 내에서 형태적으로 뚜렷하게 다른 2종류의 소체가 변형된 미토콘드리아들에 의해서 형성되는 것이 관찰되었다. 그 중 하나는 다소포체들(multivesicular bodies)로 출현하였고, 또 다른 하나는 난황전구체들(yolk precursors)로 출현하였다.
otakii)의 초기난황 형성단계의 난황포난모세포에서 난황포에 관해 상세한 보고가 되어 있다. 본 연구에서도 이전에 이미 보고된 상기 연구자들의 결과와 유사한 현상이 나타나고 있음을 관찰할 수 있었는데, 특히, 골지복합체에 의해서 형성된 공포들이 내인성 자율합성에 의해 난황포를 형성하고 있음을 명확하게 증명할 수 있었다.그리고 난황포 내에서 자율합성에 의한 다당류 물질의 축적에 관하여는 Chung & Chang (1995)은 조피볼락(S.
(1988)은 참돔을 대상으로 난황형성과정 중과 난모세포의 성숙기 중에 여포세포들의 미세구조적 변화를 조사하였는데, 난모세포의 여포세포 돌기는 난황형성단계 중에 성장하여 투명대(zona pellucida)에 있는 미세한 난막 공간들을 통해서 서로 접촉하게 되지만, 난모세포가 성숙에 이르면 난막공간의 기능은 사라지게되며, 폐쇄된다고 보고하였다. 본 조사에서 덕대 난모세포의 투명대를 통해 과립막세포로 사출되는 미세융모는 난황형성기간 중에 잘 발달되었으나 완숙난모세포가 되면 투명대는 매우 두터웠을 지라도 미세융모는 사라졌으며, 또한 투명대 내부에는 난막 공간이 존재하나 투명대 최외측의 균일층에서 난막 공간의 입구를 막아 더 이상의 영양물질이 이동될 수 없는 것으로 판단되었다.
성숙난모세포에 부착되었던 과립막세포들과, 내협막 또는 외협막세포층들사이에 단백질성 물질(가수분해효소 등)이 출현하고 있으며, 여포세포층과 여러 세포들의 세포질 내에서 수초상을 나타내는 구조물들(myelin-like organelle or myelin figure)이 출현하여 세포들이 분리되는 현상을 보였다([Figs. 5A, B]).
Miller (1962, 1966)는 이들 두개의 부분은 RNA와 단백질을 함유한다고 보고하였는데, RNA의 합성과 축적이 일어나는 부분은 느슨하게 풀려있는 과립성분의 부분에서 일어나고 있는 것으로 보고되어 있으며, 이 시기에는 대사작용이 매우 활발한 것으로 알려져 있으며 그리고 난모세포의 핵막주변 세포질 내에는 여러 개의 미토콘드리아간 시멘트 (intermitochondrial cement)들이 다수의 미토콘드리아들과 함께 출현하였다. 특히, 이 단계에는 미토콘드리아들이 대량증식하기 위해서, 우선 미토콘드리아간시멘트들이 출현하고 이들로부터 미토콘드리아들이 활발하게 증식하는 특징을 관찰할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	덕대란?	덕대, Pampus echinogaster (Bailewsky)는 농어목(Perciformes), 병어과(Strommateidae)에 속하는 난해성, 외양성 어종으로서 우리나라 남서해, 일본 남부, 동인도제도 등에 분포하고 있다(Kim et al., 2005; Chung et al.
	덕대가 고갈되고 있는 이유는?	echinogaster)가 보고되어 있으나 이들 2종의 외부형태가 유사하여 덕대는 병어로도 취급되어 왔다. 덕대는 횟감으로 미식가들에게 인기가 있어 최근 소비가 점차 증가되어 수요를 충족시키기 위해 무분별한 남획이 성행되어 덕대의 자원량이 날로 고갈되어 가고 있다. 이로 인해 본 종의 자원증대를 위해 자원증식이 필요한 양식 대상종으로 주목을 받게 되었으며, 현재 증양식 사업이 활발하게 진행되고 있다.
	난모세포의 발달단계별 난황형성 mechanism연구가 필요한 이유는?	이와 같이, 병어과 어류는 자원학적으로 매우 중요한 어종이나 증양식 기술개발을 위한 번식생태 연구는 우리나라와 일본, 중국 등 모두 제대로 연구되어있지 못한 실정이고 단지 병어와 덕대의 번식생태에 관한 기초자료가 단편적으로 보고되어있을 뿐이다. 이와 같이 일부 연구자들에 의해 단편적으로 연구 보고되어 있을 지라도 앞으로 덕대의 양식기술개발에 이용할 수 있는 기초자료를 축적할 필요가 있다. 따라서 이를 위해 생식 mechanism과 관련된 난모세포의 발달단계별 난황형성 mechanism을 우선적으로 연구하여 이를 밝힐 필요가 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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