두록 정자 운동학적 특성과 후보유전자 CD9 유전자와의 연관성 분석 Association study analysis of CD9 as candidate gene for Duroc pig sperm motility and kinematic characteristics원문보기
Cluster-of-differentiation antigen 9 (CD9) gene expressed in the male germ line stem cells is crucial for sperm-egg fusion, and was therefore selected as a candidate gene to investigate Duroc boar semen motility and kinematic characteristics. This study was performed to investigatetheir association ...
Cluster-of-differentiation antigen 9 (CD9) gene expressed in the male germ line stem cells is crucial for sperm-egg fusion, and was therefore selected as a candidate gene to investigate Duroc boar semen motility and kinematic characteristics. This study was performed to investigatetheir association with semen motility and kinematic characteristics. DNA samples from 96 Duroc pigs with records of sperm motility and kinematic characteristics [Total motile spermatozoa (MOT, $82.27{\pm}5.58$), Curvilinear velocity(VCL, $68.37{\pm}14.58$), Straight-line velocity(VSL, $29.06{\pm}6.58$), the ratio between VSL and VCL(LIN, $47.36{\pm}8.42$), Amplitude of Lateral Head displacement(ALH, $2.88{\pm}0.70$)] were used in present study. A single nucleotide polymorphism (g.358A>T) in intron 6 was associated with MOT, VCL, VAP and ALH in Duroc population (p<0.05). Therefore, we suggest that the porcine CD9 may be used as a molecular marker for Duroc boar semen quality, although its functional effect was not clear yet. These results will improve the understanding of the functions of the CD9 in spermatogenesis within the reproductive tracts, and will shed light on CD9 as a candidate gene in the selection of good sperm quality boars.
Cluster-of-differentiation antigen 9 (CD9) gene expressed in the male germ line stem cells is crucial for sperm-egg fusion, and was therefore selected as a candidate gene to investigate Duroc boar semen motility and kinematic characteristics. This study was performed to investigatetheir association with semen motility and kinematic characteristics. DNA samples from 96 Duroc pigs with records of sperm motility and kinematic characteristics [Total motile spermatozoa (MOT, $82.27{\pm}5.58$), Curvilinear velocity(VCL, $68.37{\pm}14.58$), Straight-line velocity(VSL, $29.06{\pm}6.58$), the ratio between VSL and VCL(LIN, $47.36{\pm}8.42$), Amplitude of Lateral Head displacement(ALH, $2.88{\pm}0.70$)] were used in present study. A single nucleotide polymorphism (g.358A>T) in intron 6 was associated with MOT, VCL, VAP and ALH in Duroc population (p<0.05). Therefore, we suggest that the porcine CD9 may be used as a molecular marker for Duroc boar semen quality, although its functional effect was not clear yet. These results will improve the understanding of the functions of the CD9 in spermatogenesis within the reproductive tracts, and will shed light on CD9 as a candidate gene in the selection of good sperm quality boars.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 CD9 유전자를 정액의 운동학적 특성에 관련된 후보 유전자로 추측 하였고 SNP를 유전자형분석을 통하여 분류하였고, 본 연구에서 사용된 액상정액의 운동 학적 특성과과 연관성 분석을 하고자 하였다.
본 연구에서는 정자의 운동성과 연관이 있다고 추측되는 후 보유전자 CD9의 SNP를 확인하여 두록 96두에 대해 유전자형을 분석하고 액상정액의 운동학적 특성과 연관성이 있는지 알아 보고자 하였다.
제안 방법
정자샘플은 BTS로 희석하여 30×106 cells/ml 농도로 준비하였다. 5㎕의 정자샘플을 38℃로 가온된 pre-wormed markler counting chamber(Sefi-Medical Instruments, Israel)에 올려놓고 샘플 당 최소 100마리의 정자를 평가하였으며, 분석은 4회 이상 실시하였다. 각 정자 샘플의 전체 운동성 (TMS, Total motile spermatozoa, %), 곡선속도(VCL, Curvilinear velocity, um/s), 직선속(VSL, Straight-line velocity, um/s), 평균이동속도(VAP, Average path velocity), 직진성(LIN, e.
PCR 수행 후 염기서열 분석을 위하여 Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit V3.0 (Life Technologies Corp., Carlsbad, CA, USA)와 ABI PRISM® 3730 Genetic Analyzer (Life Technologies Corp.)를 이용하여 염기서열 분석을 하였고 SeqMan program (DNASTAR Inc., Madison, WI, USA)을 이용하여 SNP(Sngle nucleotide polymorphism)를 비교하여 유전자형을 결정하였다.
PCR 조건은 94℃에서 30초, 64℃에서 30초 그리고 72℃에서 45초를 수행하였고 DNA Engine Tetrad® 2 Thermal Cycler(Bio-Rad, Hercules, CA, USA) 를 이용하여 총 35반복으로 PCR을 수행하였다.
direct sequencing을 위하여 두록 수퇘지 96두의 DNA를 이용하여 PCR(Polymerase chain reaction)을 수행하였다. PCR은 10pml의 primer, 0.25mM dNTP, 10X PCR buffer, 1.25u DNA polymerase(Genet Bio, Chungnam, Korea)와 100ng의 DNA를 포함하여 20ul의 부피에서 수행하였다. PCR 조건은 94℃에서 30초, 64℃에서 30초 그리고 72℃에서 45초를 수행하였고 DNA Engine Tetrad® 2 Thermal Cycler(Bio-Rad, Hercules, CA, USA) 를 이용하여 총 35반복으로 PCR을 수행하였다.
Sequencing을 하기 위한 genomic DNA는 수퇘지의 혈액에서 Wizard Genomic DNA Purification Kit를 사용하여 제조사의 방법을 약간 변형하여 분리 하였다(Promega, Madison, WI, USA). direct sequencing을 위하여 두록 수퇘지 96두의 DNA를 이용하여 PCR(Polymerase chain reaction)을 수행하였다.
Sequencing을 하기 위한 genomic DNA는 수퇘지의 혈액에서 Wizard Genomic DNA Purification Kit를 사용하여 제조사의 방법을 약간 변형하여 분리 하였다(Promega, Madison, WI, USA). direct sequencing을 위하여 두록 수퇘지 96두의 DNA를 이용하여 PCR(Polymerase chain reaction)을 수행하였다. PCR은 10pml의 primer, 0.
5㎕의 정자샘플을 38℃로 가온된 pre-wormed markler counting chamber(Sefi-Medical Instruments, Israel)에 올려놓고 샘플 당 최소 100마리의 정자를 평가하였으며, 분석은 4회 이상 실시하였다. 각 정자 샘플의 전체 운동성 (TMS, Total motile spermatozoa, %), 곡선속도(VCL, Curvilinear velocity, um/s), 직선속(VSL, Straight-line velocity, um/s), 평균이동속도(VAP, Average path velocity), 직진성(LIN, e.g., the ratio between VSL and VCL), ALH(Amplitude of Lateral Head displacement)를 포함하는 운동학적 특성들을 측정했다. 두록 96두에 대한 정액에 대한 평가결과는 table 1에 제시하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 정액은 정자 운동성과 형태학적으로 정상인 정자의 비율이 80% 이상인 사출정액만을 이용했다.
수퇘지들은 농촌진흥청 국립축산과학원에서 동일한 품종, 동일한 환경조건 하에서 사육되었다. 공시축은 2012년에서 2015년까지 1.5~2년생의 성숙한 두록 수태지 96두를 사용 하였으며, 정액 채취는 의빈대를 이용한 수압법을 이용하였다. 본 연구에 사용된 정액은 정자 운동성과 형태학적으로 정상인 정자의 비율이 80% 이상인 사출정액만을 이용했다.
수퇘지들은 농촌진흥청 국립축산과학원에서 동일한 품종, 동일한 환경조건 하에서 사육되었다. 공시축은 2012년에서 2015년까지 1.
데이터처리
연관성분석은 SAS 9.13(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 generalized linear model(GLM)을 이용하였으며, 유전자형의 효과와 경제형질들에 대해 최소 유의차 검정으로 평균간 차이에 대한 유의성을 조사하였다. 통계분석에 이용한 모형은 다음과 같다.
이론/모형
정자 운동성(MOT, Motility)은 computer-assisted semen analysis system (SAIS SI-100, Medical Supply, Korea)를 사용 하여 평가하었다. 정자샘플은 BTS로 희석하여 30×106 cells/ml 농도로 준비하였다.
성능/효과
본 연구에서는 정자의 운동성과 연관이 있다고 추측되는 후 보유전자 CD9의 SNP를 확인하여 두록 96두에 대해 유전자형을 분석하고 액상정액의 운동학적 특성과 연관성이 있는지 알아 보고자 하였다. 두록 96두의 유전자형을 분석한 결과 table 2와 같이 AA, AT 및 TT 유전자형의 빈도는 각각 0.52, 0.37 그리고 0.11이었다. 그리고 A 대립유전자가(0.
두록 96두의 유전자형을 확인하여 액상정액의 6가지 운동 학적 특성과 연관성을 분석한 결과 table 3과 같이 MOT, VCL, VAP 그리고 ALH 4가지 운동학적 특성에서 유의성을 확인 할 수 있었다(p>0.05).
, 2011). 본 연구에서 비록 많은 수의 두록을 이용할 수 없었지만 AA형의 빈도가 높았지만 TT형의 빈도는 AT보다 낮은 빈도를 보였다.
후속연구
그리고 국내에서 많은 수의 수퇘지 보유할 수 없기 때문에 연구자 간의 협업도 필요할 것으로 생각되어진다. 결론적으로 이러한 연구는 돼지의 액상 정액 품질을 결정할 수 있는 기초적인 자료로 활용 가능할 것이라고 사료된다.
358 A > T SNP가 두록 액상정액의 정자 운동성과 연관성이 높다고 판단 하였다. 하지만 이러한 연구들이 앞으로 품종 특이적인 효과와 다른 집단에서도 연구들이 고려되어져야 할 것이다. 그리고 국내에서 많은 수의 수퇘지 보유할 수 없기 때문에 연구자 간의 협업도 필요할 것으로 생각되어진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
돼지 인공수정의 장점은?
돼지 번식에 있어 인공수정은 양돈산업에 있어 아주 중요한 수단이다. 돼지 인공수정은 자연교배와는 달리 수퇘지의 능력을 손쉽게 후대에 전달할 수 있고, 외부 질병으로부터 자연교배보다는 덜 위험하다(Maes et al., 2008).
품질좋은 액상정액을 사용하면 어떤 효과를 얻을 수 있는가?
그 이유 중의 하나는 신선한 액상정액이 수태율이 높고 그것이 높다는 것은 경제동물(돼지)에 있어서 가장 중요한 생산성이 높다는 말이다. 즉, 품질좋은 액상정액을 사용해야 돼지 번식에 있어서 가장 중요한 생산성을 높이는 효과를 가져 올 수 있다. 이렇듯 국내에서는 액상정액의 품질에 높은 관심을 가지고 있다.
정액 품질을 결정하는 가장 중요한 요인은 무엇인가?
이렇듯 국내에서는 액상정액의 품질에 높은 관심을 가지고 있다. 정액의 품질을 결정하는데가장 중요한 요인은 정자의 운동학적 특성이 좋고 나쁨에 따라서 결정 되어진다. 특히 정자의 활동성은 액상정액 품질을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
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