초록 ▼

본 과제에서는 근육조직과 지방조직에서 성호르몬 합성 및 신호전달 관련 유전자 발현 분석 방법을 확립하고 이들 유전자에 대한 실별 발현 비교 및 육질과의 연관성을 분석하였다. 한우 근육조직과 지방조직에 존재하는 스테로이드 호르몬 (${\alpha}$-androsterone, dehydroepiandrotestosterone, epitestosterone, testosterone, androstenedione, pre-gnenolone, progesterone $17{\alpha}$-hydroxy

본 과제에서는 근육조직과 지방조직에서 성호르몬 합성 및 신호전달 관련 유전자 발현 분석 방법을 확립하고 이들 유전자에 대한 실별 발현 비교 및 육질과의 연관성을 분석하였다. 한우 근육조직과 지방조직에 존재하는 스테로이드 호르몬 (${\alpha}$-androsterone, dehydroepiandrotestosterone, epitestosterone, testosterone, androstenedione, pre-gnenolone, progesterone $17{\alpha}$-hydroxyprogesterone, cortisone, $17{\alpha}$-estradiol, 17${\beta}$-estradiol 등) 수준과 testosterone을 estrogen으로 전변시키는 효소인 aromatase activity를 비거세우, 거세우, 암소에서 분석하고, 그 결과를 거세우에 있어서 육질 등급과의 삼호관계를 분석하였다. 또한, 혈통관리 및 교배계획에 의하여 생산된 암수별 우량 축군 구축 및 한우개량과 관련된 유전정보를 이용한 조기 선발체계 기반 조성에 대한 연구를 수행하였다. 이러한 연구 결과는 한우육의 육질 향상 방안을 모색하기 위한 중요한 자료로 활용할 수 있을 것이다. 세부과제별 연구개발내용은 아래와 같다
1. 한우 조직내 성호르몬 합성 및 신호전달 관련 유전자에 대한 성별 발현 비교
가. RT-PCR에 의한 성별 유전자 발현 분석
등심조직과 피하지방 조직에서 성별 AR 유전자 발현 수준을 RT-PCR 방법으로 비교ㆍ분석하였다. 등심 조직 AR 유전자 발현 수준은 거세우나 암소보다 비거세 수소에서 유의적으로 (p〈0.05) 놀았다 거세우와 암소의 등심 조직 AR 유전자 발현 수준은 유사하였다. 반면 피하지방 AR 유전자 발현 수준은 거세우, 암소, 비거세 수소에서 유사하여 차이가 없었다. 등심 조직과 피하지방 조직 모두에서 ERa 유전자 발현 수준이 비거세 수소나 암소보다 거세우에서 유의적으로 (p〈0.05) 높았다. 비거세 수소와 암소의 경우는 등심 조직과 피하지방 조직 모두에서 유사한 발현 수준을 보였다.
나. RT-PCR에 의한 등급별 유전자 발현 분석
거세우에서 근내지방도 5이상을 high-marble로 분류하고, 근내지방도 4이하를 low-marble로 분류하여 두 group간애 뮤전자 발현의 차이를 RT-PCR포 비교하였다. 거세우 등심조직 및 피하지방 모두에서 high-marble과 low-marble 간에 AR 및 ERa 유전자 발현 수준의 차이는 없었다.
다. Northern에 의한 성호르몬 관련 유전자 발현 분석
Northern 방법으로 AR 유전자 발현을 분석하였다. AR mRNA message는 예상한 1.8 kb의 크기를 보였다. 비거세 수소 등심조직에서 AR 유전자 발현 수준은 거세우 및 암소보다 높았으며p〈0.05), 거세우와 암소는 유사한 수준을 보였다. 반면, 피하지방 조직에서는 AR 유전자 발현 수준이 비거세우, 거세우 및 암소간에 차이가 없었다. 등심조직 및 피하지방조직에서 이러한 northern 실험 결과는 위의 RT-PCR 실험 결과와 동일한 경향을 나타내고 있다. 거세우에서 근내지방도 등급별로 AH 유전자 발현수준을 northern 방법으로 비교하였다. 거세우 high-marble group의 등심 및 피하지방 조직 모두에서 AR 유전자 발현수준이 높은 경향을 보였으나, 유의적인 차이는 없었다 (p〉0.05).

Abstract ▼

1. Comparison of expression levels of sex steroid hormone receptor genes among sex phenotype in muscle and adipose tissues of Korean cattle.
The mRNA levels of androgen receptor (AR) gene determined by RT-PCR were higher (p〈0.05) in bull at longissimus muscle tissues than those in cow or steer, w

1. Comparison of expression levels of sex steroid hormone receptor genes among sex phenotype in muscle and adipose tissues of Korean cattle.
The mRNA levels of androgen receptor (AR) gene determined by RT-PCR were higher (p〈0.05) in bull at longissimus muscle tissues than those in cow or steer, while mRNA levels of androgen receptor at subcutaneous adipose tissues were similar among sex classes. Northern analysis of AR gene also showed similar results as RT-PCR data: AR expression levels were higher (p〈0.05) in bull at longissimus muscle tissues than those in cow or steer.The mRNA levels of estrogen receptor alpha gene in steer were higher (p〈0.05) at longissimus muscle and subcutaneous adipose tissues than those in cow or bull. There were no significant differences in mRNA levels of AR and estrogen receptor alpha genes in both longissimus muscle and adipose tissues of steer between high (marbling $score{\ge}$5)- and low (marbling $score{\wle}4$)- marble beef.
Correlation between selected meat quality characteristics and gene expression levels were analyzed. mRNA levels of ERa gene in adipose tissues showed strong correlation (r=0.61) with marbling score, and ERa mRNA levels also showed strong correlation (r=0.59) with crude fat content in rib eye. AR mRNA levels in muscle tissues showed negative correlation (r=-0.42) with shear force.
Various hormonal effects on AR mRNA levels were determined by RT-PCR in explant culture of subcutaneous adipose tissues with the 50 nM and 500 nM levels after 24h and 48h treatments. Hormone treatments affected AR mRNA levels. But, there was no dose effect on AR mRNA levels. Both 17β-estradiol and progesterone did not affect AR mRNA levels after 24h, but these decreased (p〈0.05) mRNA levels after 48h. Testosterone did not affect AR mRNA levels after both 24h and 48h. Dihydroxytestosterone and dexamethasone decreased (p〈0.05) AR mRNA levels after both 24h and 48h.
2. Comparison of steroid hormone levels and related enzymes among sex phenotypes in muscle and adipose tissues of Hanwoo
Difference in the distribution of sex steroid hormones is the most important physiological factor among bulls, steers and cows. In this research, the contents of steroid hormones (${\alpha}$-androsterone, dehydroepiandrotestosterone, epitestosterone, testosterone, androstendione, pregnenolone, progesterone $17{\alpha}$-hydroxyprogesterone, cortisone, $17{\alpha}$-estradiol, $17{\beta}$-estradiol etc.) in muscle tissues and fat tissues of bulls, steers and cows were compared and correlated with sex, meat grades and aromatase activities. Results indicated that mutually dependent steroid pairs were pregnenolone-progesterone and testosterone-hydroxyprogesterone commonly found in muscle and adipose tissues, cortisol-cotisone found in muscle tissues only, and DHEA-testosterone in adipose tissues only. Most of these steroid Pairs are composed of substrate and product of a single step, which could be in a rapid equilibrium.
Levels of estrogens and corticoids were higher than those of androgens and progestogens in all tissues regardless of sex, and the level of testosterone was higher in bulls compared with steers and cows as previously reported in other species of bovines. The meat grade was inversely correlated with masculinity index in steers, and this tendency was more apparent in muscle tissues. It seems that a sex is the major factor to determine the level of steroid hormones, which can be correlated with the meat grade. The aromatase activity was generally higher in steers than bulls and cows in fat tissues and was inversely correlated with masculinity index in steers.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...30
• 제 3 장 연구개발수해 내용 및 결과...32
• 제 1 절 한우 조직내 성호르몬 합성 및 신호전달 관련 유전자에 대한 성별 발현 비교...32
• 1. 서설...32
• 2. 재료 및 방법...35
• 가. 근육 및 지방조직 확보...35
• 나. 유전자 발현 분석...35
• 다. 지방조직 세포배양...38
• 라. 통계처리...38
• 3. 결과및 고찰...39
• 가. RT-PCR에 의한 성별 유전자 발현 분석...39
• 나. RT-PCR에 의한 등급별 유전자 발현 분석...49
• 다. Northern에 의한 유전자 발현 분석...53
• 라. 육질과 유전자 발현 수준과의 상관 분석...57
• 마. 호르몬 처리에 의한 유전자 발현 분석...59
• 제 2 절 한우 조직내 성호르몬 수준 및 관련 효소에 대한 성별 비교...64
• 1. 서설...64
• 2. 재료 및 방법...67
• 가. Steroid 호르몬 분석...67
• 나. Aromatase activity 분석...71
• 다. 통계처리...72
• 3. 결과 및 고찰...73
• 가. 스테로이드 호르몬 수준...73
• 나. Aromatase 활성...95
• 다. 거세우에서 육질등급, masculinity Index 및 aromatase 활성간의 상호관계...99
• 제 3 절 한우 유전자 정보를 이용한 선발체계 구축에 관한 연구...100
• 1. 서설...100
• 2. 재료 및 방법...100
• 가. 공시축...100
• 나. 자료분석...100
• 3. 결과 및 고찰...101
• 가. 공시축 선정 및 일반능력...101
• 나. 한우 성별 집단 조성과 유전자 정보를 이용한 선발체계 구축...105
• 다. 근내지방도와 조지방 함량간의 관계규명...107
• 라. 근내지방도와 조직내 스테로이드 호르몬 수준간의 관계규명...110
• 마. 도체특성과 성별 효과...111
• 바. 유전자 발현수준과 도체 특성간의 관계...115
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...120
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...122
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...122
• 제 7 장 참고문헌...123