초록 ▼

1. 연구 목표
인간과 설치류를 비롯해 다양한 대상에서 전사체와 단백질 등의 분자생물학적인 요소를 정자의 질적 수준을 판단하는 마커로 확립하기 위한 연구들이 다양하게 진행되고 있으며, 돼지에 대해서도 국내외의 몇몇 연구진에 의해 발전되고 있다. 돼지에서 단편적인 수준에 국한되고 있는 국내 시장의 정액의 품질 평가를 보완하기 위해, 정자의 수정과 이후의 발달에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구가 진행되어 적절한 유전자 마커들이 확립이 되어야 한다. 이에 본 연구에서는 돼지 정액의 품질과 정자의 수정 능력을 평가하기 위한 마커 유

1. 연구 목표
인간과 설치류를 비롯해 다양한 대상에서 전사체와 단백질 등의 분자생물학적인 요소를 정자의 질적 수준을 판단하는 마커로 확립하기 위한 연구들이 다양하게 진행되고 있으며, 돼지에 대해서도 국내외의 몇몇 연구진에 의해 발전되고 있다. 돼지에서 단편적인 수준에 국한되고 있는 국내 시장의 정액의 품질 평가를 보완하기 위해, 정자의 수정과 이후의 발달에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구가 진행되어 적절한 유전자 마커들이 확립이 되어야 한다. 이에 본 연구에서는 돼지 정액의 품질과 정자의 수정 능력을 평가하기 위한 마커 유전자를 확립하고 해당 마커 단백질이 정자의 생리활성에 미치는 기능에 대한 파악을 목표로 한다.
2. 연구 내용
2.1. 정액으로부터 정자의 분리 및 정자의 전사체 추출
정액 내에 혼합되어있는 정자 외의 세포들에 의한 오염은 전사체 분석에 많은 영향을 끼치게 된다. 이를 미리 예방하기 위해 swim-up 기술을 이용해 효과적으로 정자만을 분리해 냈다. 분리된 정자를 이용하여 전사체 추출을 진행하였다. 독특한 구조로 인해 세포의 파괴가 어려운 정자에서 전사체를 추출해내기 위해 DTT가 첨가된 Trizol을 사용했다. 실험 결과 효과적으로 전사체가 추출되었으며 이를 이용해서 cDNA를 합성했으며, cDNA로 PCR을 진행했을 때 정자 외의 세포에 의한 오염이 없음을 확인했다.
2.2. 정액의 품질과 관련된 마커 유전자의 선정
수정 이후 발달 능력이 서로 다른 정자들을 대상으로 후보 유전자의 양적 차이에 대한 검증이 이루어졌다.우선적으로 다양한 개체에서 나온 정액을 수정 결과에 따라 두 개의 그룹으로 나누었다. 그 결과 수정 이후에 난할까지의 발달 능력이 더 낮은 정자들에서 몇몇 유전자들의 발현이 더 낮게 나타나는 것을 확인했다.난할이 되는 정도와 이들 유전자들의 전사체 양이 갖는 상관관계를 분석해서 두 개의 유전자 전사체(CYP19, ADAM2)가 발달 수준과 유의적인 상관관계를 가진다는 것을 알 수 있었으며, 이들을 정액의 품질을 평가하는 유전자 전사체 마커로 제시했다.
2.3. 마커 단백질의 기능적 분석 및 정액 품질과의 상관관계 분석
수정 이후의 발달과 관련된 유전자 중 하나인 방향화효소 단백질(CYP19)을 대상으로 실험을 진행했다. 해당 단백질이 정자 내에서 가지는 영향에 대해 알아보기 위해 방향화효소 저해제를 처리한 후 생존율을 계산한 결과, 저해제의 농도가 높아질수록 생존율이 줄어들었다. 또한 생존율에 차이를 보이지 않는 농도로 저해제를 처리했을 때에도 정자가 난자에 침투하는 숫자와 수정 이후 난할되는 수정란의 비율이 유의적으로 낮게 나타났다. 또한 수정 능력이 상대적으로 높은 저밀도 정자 군에서 방향화효소 단백질의 양이 더 높게 나타났다. 결과적으로 방향화효소 단백질이 정자의 기능에 영향을 미치는 것을 알 수 있었고, 단백질의양적 수준이 정자의 품질을 판단하는 마커로 사용될 수 있음을 증명했다.
3. 기대 효과
본 실험에서 확립된 정자 분리와 전사체 추출 방법 등을 이용해 유전자 발현양을 바탕으로 정액의 품질을 분자생물학적 수준에서 판단하는 기반을 마련했으며, 거기에 사용될 수 있는 마커 유전자의 제시가 되었다.이러한 결과는 돼지의 정액의 품질 평가를 더 정확한 수준에서 가능하게 할 것이며, 후대 검정을 통한 데이터의 수집에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 수단이 될 것이다. 앞으로 종돈 시장의 발달을 위해서는 이러한 결과들이 꼭 필요하기 때문에 위에서 제시된 마커들 외에 다양한 유전자에 대한 연구가 진행될 것으로 기대된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 14
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 14
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 15
• Ⅲ. 연구성과 ... 16
• 끝페이지 ... 17