초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1. 대용량 microarray를 이용한 생식관련 특이 유전자 조절 인자의 대량 발굴
가. 원시생식세포에서 대사관련 유전자를 위한 대용량 분석
나. 닭 원시생식세포에 요구되는 대사체 분석 연구
다. 생물정보학적 분석 방법을 이용해 대사관련 유전자 분류
라. Metabolic pathway 분석
2. 생식세포에서 전사 조절인자 분석을 위한 대량 유전자 발현 연구
가. 대용량 microarray를 이용한 생식관련 특이 유전자 조절 인자의 대량 발굴
나. Real-time PC

Ⅳ. 연구개발결과
1. 대용량 microarray를 이용한 생식관련 특이 유전자 조절 인자의 대량 발굴
가. 원시생식세포에서 대사관련 유전자를 위한 대용량 분석
나. 닭 원시생식세포에 요구되는 대사체 분석 연구
다. 생물정보학적 분석 방법을 이용해 대사관련 유전자 분류
라. Metabolic pathway 분석
2. 생식세포에서 전사 조절인자 분석을 위한 대량 유전자 발현 연구
가. 대용량 microarray를 이용한 생식관련 특이 유전자 조절 인자의 대량 발굴
나. Real-time PCR 검증을 통한 조절인자의 발현 패턴 분석
다. Knockdown 기법을 이용한 선발된 조절인자의 기능 분석
3. 생식관련 유용유전자 선별
가. 생식세포에서 당 대사관련 유전자 역할을 규명
나. 생식세포 특이적 당 대사관련 Glucose Phosphate Isomerase (GPI) 유전자의 역할 규명
다. 닭 원시생식세포의 3’ UTR 특이적 miRNA인 miR-302b와 miR-17-5p에 의한 Glucose Phosphate Isomerase (GPI)의 발현 변화
다. 닭 원시생식세포 분열과 생식선 본질을 조절하는 세포주기 연구
라. 생식세포 및 체세포 특이적 세포주기 관련 유전자 발현 양상 분석
4. 닭 원시생식세포의 DNA methylation과 유전자 발현의 양상 확인
가. 닭 원시생식세포에서 특이적인 발현양상을 보이는 유전자의 확인과 methylation 상태와의 비교
나. methylation의 상태 확인
다. DNA methylation에 의해 조절되는 유전자
라. 수컷과 암컷 원시생식세포의 methylation 비교
5. 원시생식세포에서 유용 유전자를 선별을 위한 대용량 분석
가. 대용량 유전자 칩으로부터 원시생식세포 유용 유전자 선발
나. Primordial germ cell (PGC)와 Chicken embryonic fibroblast (CEF) 유전자의 pathway 분석
다. 세포주기별 관련 유전자 분석
6. 뉴클레오티드 대사관련 유전자 발굴
가. Primordial germ cell (PGC), Gonadal stroma cell (GSC), Chicken Embryonic Fibroblast (CEF) 발현 유전자의 Gene ontology 분석
나. PGC, GSC, CEF 발현 유전자의 metabolic pathway 분석
다. Nucleotide metabolism 관련 유전자 및 PGC 특이 유전자 pathway
라. 생식세포 Nuclotide metabolism 관련 유전자 발현 양상 분석
7. 발굴 유전자의 발현 및 기능 검증을 위한 세포주 및 형질전환 개체 생산
가. 생식선유래 원시생식세포 세포주 확립
나. 유전자가 삽입된 원시생식세포주의 선별 및 특징 확인
다. 생식선 키메라 및 형질전환 계축 생산
라. 형질전환 계축의 확인
8. 원시생식세포 특이적 small non-coding RNA 발굴과 piRNA pathway 기능
가. Next-generation sequencing을 통한 small non-coding RNA(ncRNA) 발굴
나. 발굴 small ncRNA 발현 패턴 분석
다. proTRAC 프로그램을 이용한 piRNAs 후보 발굴
라. piRNA 관련 유전자 기능적 분석
9. 수컷과 암컷 닭 유래의 원시생식세포 사이에 존재하는 아르기닌:아미디노기 전이효소 유전자의 이중대립형질 발현
가. 성별에 따른 원시생식세포의 아르기닌:아미디노기 전이효소 유전자의 메틸화 양상 차이 확인
나. 척추 동물에서의 GATA 유전자 서열의 보존 확인
다. 닭의 배아 발달 동안의 GATM 유전자의 발현 양상
라. GATM 유전자의 대립형질 발현양상을 보기 위한 DNA 삽입 및 결손 분석
마. 닭 배아 발달 동안의 GATM 유전자의 대립형질 발현양상
10. 닭 자궁 내 배아 발달동안 세포 분열 및 다정자 역학
가. 복부마사지법을 이용한 자궁 내 알 채취 및 분류법 개발
나. 초기 세포분열 패턴 분석
다. 초기 배아의 형태적 관찰 및 다정자증 분석
라. 초기 배아의 세포 분열 형태 및 분열시간 측정
마. 초기배아 내 정자의 형태 및 상대적 위치
11. 닭에서 TALEN을 이용한 유전자 적중 및 유전자 knockout 닭의 생산
가. TALEN을 통한 닭 DsRed, B4GALT1, β-actin 유전자 적중 및 knockout 유도
나. TALEN을 통한 닭 오브알부민 유전자 적중 및 knockout 유도
다. 오브알부민 유전자 knockout 형질전환 닭 생산
12. 생식세포 초기 발달의 DAZL의 발현과 역할
가. 닭 생식질의 구성요소인 cDAZL의 발현 양상
나. 난할 단계에서의 원시생식세포 형성과 cDAZL 유전자 발현 양상
다. 닭에서의 접합유전자활성화 시작과 모계로부터 유전되는 cDAZL
13. 닭의 난관발달 모델을 이용한 샘플 확보
가. 난관발달 모델 적용 및 개체군 확립
나. 닭 난관의 회복과정에 따른 일령 별 샘플 확보
다. 발달중인 닭 난관의 생리학적 변화 분석
14. 대용량 분석을 통한 난관발달 또는 내분비 기능 유전자 및 조절 인자의 선발
가. 대용량 분석을 위한 RNA 및 cDNA 준비
나. Microarray를 통한 대용량 분석
다. 대용량분석을 통한 난관발달/내분비 기능 유전자 및 조절인자의 선발 및 gene profiling
15. RT-PCR/Quantitative RT-PCR을 통한 주요 유전자 발현 검증
가. RT-PCR 분석을 통한 후보 유전자의 발현 확인
나. 환우기간동안 난관발달관련 특이적 발현 유전자 선별 및 검증
16. 선발 유전자의 생물정보학적 분석을 통한 gene profiling
가. 대용량 칩 데이터를 이용한 유전자 선발
나. 선발 유전자 군의 normalization
다. 선발된 유전자군의 클러스터링 (Clustering)
라. Fold change 분석을 이용한 DEG 발굴
마. Pattern discovery
바. Gene profiling 및 유전자 선발
17. 호르몬 조절 관련 특이 유전자 및 조절인자의 대량 발굴 및 확보
가. 미성숙 난관 내 호르몬 처리에 의한 유전자의 발현 분석
나. 아연배합사료 식이를 통한 난관 퇴화 및 난관 재발달 과정 내 선발 유전자의 발현 양상 검증
18. 유전자 inhibition을 통한 유전자의 세포 내 기능 분석
19. In situ hybridization을 통한 생체 내 발현 분석
20. Recombinant hormone을 이용한 세포의 특징 분석
가. 닭의 배아 gonadal cell 증식에 recombinant FSH, LH의 영향
나. Recombinant FSH, LH의 처리에 따른 gonadal cell의 발달 관련 유전자들의 발현 패턴 분석
21. 닭의 난관 내 배란 후 특정 시간에 따른 표적 유전자의 발현
22. miRNA 도입을 통한 유전자 조절 메커니즘 분석
가. 난관의 퇴화 및 발달 기전 내 관여하는 주요 유전자의 전사 후 조절
나. 닭의 난관 발달 과정 내 선별 유전자의 전사체 조절에 관여하는 miRNA의 발현
다. 닭의 난관 내 배란 후 특정 시간에 따른 표적 유전자의 전사 후 조절
라. 닭의 생식 시스템 발달에 관여하는 선별 유전자의 전사 후 조절
23. 난관 발달 및 내분비 관련 유전자의 세포 내 기능 및 조절 메커니즘 분석
24. 선발 유전자 및 조절 인자의 knock down 및 over expression을 통한 난관 발달 동안의 기능 분석
25. 유용 유전자 발현 시스템 구축
가. 바이러스 벡터를 이용한 유전자의 도입
나. 바이러스 벡터를 이용한 유전자 도입 효율 검정
26. 유용 유전자 세포내 전이 및 기능 검증 시스템 구축
가. 형질전환 생식세포의 도입을 통한 세포내 전이 검증
나. 난관 내 유전자 직접 도입
27. 난관 세포 분리 및 특성 분석
28. 난관 세포의 유전자 전이 연구
29. 닭 난관상피세포에 외래 유전자 도입 및 발현
가. RSV 프로모터를 이용한 렌티바이러스 벡터 유전자 도입
나. 난관 특이적 Ovalbumin 프로모터를 이용한 유전자 도입
30. 닭 난관세포의 체외 배양 및 특성화 확립
가. 닭 난관세포 체외 배양
나. 체외 배양 난관상피세포의 특성화
다. 호르몬에 의한 난관 특이적 유전자 발현 유도 및 측정
31. Stage X 이전 배아를 사용한 morpholino 주입 조건 확립
32. 생식세포 관련 유전자에 대한 morpholino 주입 및 생식세포 수 변화 측정을 통한 초기 유전자의 기능 검정
33. 생식세포 특이적 마커를 이용한 면역조직화학적 염색 조건 확립 및 초기 배아 세포의 배아 형성
34. GFP vector 주입 및 electroporation을 통한 초기배아내 GFP 발현 유도

Abstract ▼

Chickens have proven to be useful organisms for biotechnology research as well as domestic animal traditionally. After chicken genome project in 2004, chicken is expected to be a great model in the development of biotechnology and medicine. Nevertheless, not only valuable functional genes, functiona

Chickens have proven to be useful organisms for biotechnology research as well as domestic animal traditionally. After chicken genome project in 2004, chicken is expected to be a great model in the development of biotechnology and medicine. Nevertheless, not only valuable functional genes, functional genomics but also genome editing systems in chicken have yet to be established. This study was conducted to develop the most advanced technologies using chicken as valuable model animal by discovering candidate genes related to reproductive trait, physiology and establishment of transgenic and knockout system for chicken.
Firstly, we selected valuable genes for chicken reproduction using mRNA microarray, miRNA microarray and small RNA-seq. And then, profiling of germ cells and oviduct specific genes was performed. By approaching through bioinformatics, we could establish valuable gene discovery, functional genomics network and bioinformatic basis for the small RNA researches. To establish chicken as model animal, we investigated the expression validation and functional study of candidate genes with various screening methods such as knockdown system of both mRNA and miRNA. Also, we established high efficient piggyBac transgenic system and knockout systems using TALENs for transgenesis and functional genomics of chickens.
Using these results, consequently, we accomplished “investigation of functional genomics in chicken reproductive traits” and “establishment of genome editing system in chicken”. Because of necessity to finding genome resources recently, ensuring of valuable genes in chicken would contribute to not only basic genome research but also biotechnology and providing high social and economic value. We could achieve this ultimate goal through research unknown genes further involved in economic traits and advancement into transgenesis in chicken.