초록 ▼

포유 동물 수정에서 발생되는 calcium (Ca²⁺) oscillation 능력은 미성숙 난자에서 성숙난자로의 난자성숙 과정 중에 획득되는 능력임. Type 1 inositol tri-phosphate receptor (IP3R1)은 수정 동안 Ca²⁺를 분비를 조절하는 주 단백질로 난자 성숙 동안 그 분포와 생화학적 특성이 변화되고 있음. 본 연구는 난자 성숙 동안 IP3R1의 재분포와 생화학적 특성 변화 양상과 난자 성숙과 배 발달에 미치는 영향을 조사하였음.

생쥐 난자에서

포유 동물 수정에서 발생되는 calcium (Ca²⁺) oscillation 능력은 미성숙 난자에서 성숙난자로의 난자성숙 과정 중에 획득되는 능력임. Type 1 inositol tri-phosphate receptor (IP3R1)은 수정 동안 Ca²⁺를 분비를 조절하는 주 단백질로 난자 성숙 동안 그 분포와 생화학적 특성이 변화되고 있음. 본 연구는 난자 성숙 동안 IP3R1의 재분포와 생화학적 특성 변화 양상과 난자 성숙과 배 발달에 미치는 영향을 조사하였음.

생쥐 난자에서 IP3R1 단백질 동정 및 특성 변화
● IP3R1 단백질 동정에 필요한 항체 합성: 생쥐 IP3R1의 carboxyl-terminal 19 염기 서열을 항원으로 항체 합성 및 발굴에 성공하였음.

● 난자 성숙 단계에 따른 IP3R1 생쥐 난자 성숙 단계(GV, GVBD, MI, and MII)에 따른 IP3R1의 난자 내 분포 양상을 확인한 결과 미성숙 단계 GV 에서는 세포질 전체에 퍼져 있으며, 성숙 중의 GVBD/MI 단계에서는 염색체와 방추사 주변에 집중되어 있으며, 성숙 단계의 난자에서는 세포막 쪽의 피질 부분에 cluster를 형성하고 있음. 난자 성숙 단계에 다른 IP3R1의 재분포는 actin -filament에 의존적임을 확인하였음.

● 난자 성숙 중의 IP3R1은 난자 성숙 2시간 즉 GVBD가 일어나면서 난자 내 IP3R1의 인산화가 되기 시작하였으며, 이 현상은 actin filament 저해제에 의해 저해되지 않고 있음.

생쥐 난자에서 IP3R1의 발현 조절
● 미성숙 난자의 세포질에 IP3R1 단백질을 분해하는 adenophostin A (Ad A)을 미세 주입하여 난자 내 IP3R1의 knockdown (KD) 유도 후 체외 성숙, 체외 수정, 이 후 배 발생율을 조사하였음.

● IP3R1 KD 효율 총 단백질이 대조군에 비해 80%정도 감소하였으며, 성숙 난자의 cortical cluster가 형성되지 않아 IP3R1의 발현 조절에 성공하였음. 난자 성숙 단계에서 IP3R1의 감소는 난자 성숙, 체외 수정율에는 영향이 없음.

● 체외 수정 후 포배 형성율이 감소되어 난자의 세포질 내 IP3R1 단백질은 수정 이 후 배 발달율에 영향을 주고 있음을 확인함.

● IP3R1 KD이 유도된 난자에서 WT-IP3R1, mutant IP3R1(T799E, S421E)의 발현 유도 후 난자 성숙을 조사한 결과 난자 성숙에는 큰 영향을 보이지 않았음.

○ 이상의 결과를 종합해 볼 때, 미성숙 난자의 IP3R1은 난자 성숙 동안 actin filament 의존적인 세포질 내 재분포가 이루어지고 있으며, 성숙 및 수정에 필요 이상의 총량을 가지고 있으며, 소량의 IP3R1이 그 활성도를 가지고 난자 성숙과 수정을 유도하고 있다고 봄. 그러나 수정 후 건강한 배 발달을 위해서는 총량의 IP3R1의 활성도가 필요하며, 이 조건이 충족되지 않은 난자는 성숙 및 수정이 되어도 정상적인 배 발달이 어려울 것으로 보임.

○ 난자 세포질 성숙도를 선별하기 위한 한 요인으로 세포질 내 소기관으로 수정 시 일어나는 세포질 내 칼슘 농도 증가 현상을 조절하는 단백질인 IP3R1의 특성과 난자 성숙에 미치는 영향에 대한 결과는 새로운 난자 체외 성숙 기술 향상시킬 수 있으며, 미성숙난자 회수 및 성숙을 유도하는 보조 생식술 시행 시 난자의 세포질 성숙에 대한 이해를 높임으로써 이들의 효율증진을 위한 체계적인 연구의 기초 지식이 될 수 있음.

○ 거대 동물 양질의 난자 생성으로 축산 농가의 경제적인 이윤 추구가 가능.

○ IP3R1은 난자 뿐 아니라 여러 가지 세포 대사를 조절하는 주요 단백질의 하나로 난자 성숙 조절 기작을 이해함으로써 질병과 노화등의 연구에도 적용 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 10
• Ⅲ. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12