초록 ▼

안전하고 완전한 번식제어 기술을 확립하기 위해서는 어류의 번식 메커니즘에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구는 척추동물의 신경내분비 체계에서 중추적인 역할을 하는 시상하부-뇌하수체-생식소(HPG)축의 메커니즘을 파악하기 위해 어류 HPG축 조절에 관여할 것으로 예상되는 neurokinin B (NKB)에 대한 기초생물학적 지식의 확보를 목적으로 한다.

1차년도에는 tac3 유전자 동정 및 구조 분석과 tac3 조직별 발현을 조사하였다. 나일 틸라피아 Oreochromis niloticus를 대상으로 tac3 유전자를

안전하고 완전한 번식제어 기술을 확립하기 위해서는 어류의 번식 메커니즘에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구는 척추동물의 신경내분비 체계에서 중추적인 역할을 하는 시상하부-뇌하수체-생식소(HPG)축의 메커니즘을 파악하기 위해 어류 HPG축 조절에 관여할 것으로 예상되는 neurokinin B (NKB)에 대한 기초생물학적 지식의 확보를 목적으로 한다.

1차년도에는 tac3 유전자 동정 및 구조 분석과 tac3 조직별 발현을 조사하였다. 나일 틸라피아 Oreochromis niloticus를 대상으로 tac3 유전자를 cloning하여 전체 sequence를 밝혔으며 tac3 유전자의 조직별 발현 특성을 알아보기 위하여 여러 조직들을 적출하였고 그 중 뇌 조직은 세분화하여 조사하였다. 틸라피아 tac3 발현은 뇌하수체, 생식소, 장에서 높게 발현되었다. 이러한 결과는 tac3 유전자가 번식 축에 관련이 있음을 시사한다.

2차년도에는 NKB가 틸라피아 HPG축과의 관련성이 있는지 심도 있게 조사하였다. 성성숙과의 관련성을 알아보기 위해 미성숙 틸라피아 치어를 번식 활동개시단계에 도달할 때까지 사육하며 매주 틸라피아 뇌 조직에서 tac3와 GnRHⅠ의 발현을 알아보았다. tac3와 GnRHⅠ의 발현양상은 비슷하게 나타난 것을 확인할 수 있었으며 이러한 결과는 틸라피아의 성성숙에 tac3 유전자가 관여함을 시사한다. 그리고 뇌하수체에서 tac3의 활동을 조사하기 위해 미성숙 틸라피아 치어의 뇌하수체를 적출하여 NKB, NKBRP peptides를 농도별로 투여하여 배양하였다. 실험 결과 NKBRP를 처리한 그룹의 LHβ, FSHβ 발현량이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며 NKBRP가 뇌하수체에서 GTH subunit의 발현에 직접적인 영향을 끼친다는 것을 시사한다. 또한 틸라피아 번식관련 인자에 어떤 영향을 주는지 알아보기 위해 성숙한 암·수 틸라피아를 대상으로 PBS, NKB, NKBRP, LHRH를 복강에 투여하였다. 투여 6시간 후 모든 실험어로부터 혈액을 채취하여 E2와 11-KT의 변화를 경쟁적 ELISA법으로 확인하였고 뇌와 간을 적출하여 GnRH Ι, kiss2, tac3, LHβ, FSHβ, ERα, VTG mRNA 유전자의 발현량의 차이를 확인하였다. GnRH Ι 과 tac3의 발현량은 NKBRP 투여시 감소하였고 kiss2의 발현량은 NKBRP와 LHRH 투여시 감소하였다. LHRH 투여시 LHβ의 발현량이 증가하였고 ERα, E2, 11-KT의 발현량은 감소하였다. 이러한 결과는 NKBRP가 NKB보다 번식활성에 더 두드러진 역할을 하는 것으로 확인하였다.

3차년도에는 이상의 선행 연구를 바탕으로 NKB 유전자의 발현을 조절하는 요인에 대한 연구를 실시하였다. 가장 대표적인 외부요인인 온도 및 먹이와 tac3 유전자의 연관성을 조사하였다. 단기수온 변화의 결과는 22, 32℃ 실험구들의 GnRH Ι 과 tac3 mRNA발현은 27℃ 실험구에 비해 낮은 발현양상을 보였다. 장기수온 변화에서 GnRH Ι 은 22℃ 보다 27℃에서 유의하게 높은 발현양상을 보였고, tac3는 암컷 27℃가 유의하게 높았지만 수컷에서는 제일 낮은 발현양상을 보였다. 또한 장기간 먹이 섭식 실험에서 먹이 섭취 그룹이 절식그룹보다 GnRH Ι 과 tac3 mRNA 발현이 높은 것을 확인하였고, GnRHr Ι 과 tac3ra의 결과는 먹이 섭취 그룹에서 유의하게 낮은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 외부환경요인이 틸라피아의 성성숙 및 번식과정에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 확인하였다.

3년 동안의 연구 결과는 NKB가 어류의 번식활동에 영향을 미치는 HPG축과 밀접한 관계가 있음을 밝혀냈다. 또한 먹이, 온도와 같은 외부환경에 의해 NKB가 영향을 받으며 인위적 조절이 가능할 것이라는 결과를 보여주었다. 본 연구는 다른 주요 양식 어종들을 대상으로 확대하여 연구해 볼 수 있는 가능성을 제시하며 어류의 번식 메커니즘을 이해하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9