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소 착상 전 초기수정란에서 Oct-4 유전자 Promoter 영역의 DNA 메탈화 변화
고응규,김종무,김동훈,차병현,황성수,양병철,임기순,김명직,민관식,성환후 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2008 Reproductive & developmental biology Vol.32 No.1
DNA 메틸화는 조직특이적인 유전자 조절에 관여하고, 정상적인 배 발달에 필수적이다. POU5F1은 octamer-binding transcription factor 4 (Oct-4)를 encode하며, 초기 분화에 중요한 전사인자이다. 본 실험에서 소의 Oct-4가 조직특이적이고 발달의존적인 epigenetic 표지 인지를 검토하고자, 착상 전 수정란에서 Oct-4 전사산물과 상류 promoter 영역의 CpGs의 메틸화를 조사하였다. Oct-4 전사산물은 정자 그리고 2-cell에서 8-cell 수정란까지 낮은 수준으로 존재하지만, 상실배와 배반포에서 높게 검출되었다. 이러한 결과는 배 발달 과정의 상실배 단계에서 Oct-4의 de novo 발현이 시작됨을 의미한다. Oct-4 상류 promoter 영역에는 메틸화 가변 영역 (tissue-dependent differentially methylated region, T-DMR)이 존재한다. Oct-4 메틸화 가변 영역의 메틸화 상태는 정자, 성체 체조직과 난자에서 서로 다르고, 수정란으로부터 배반포 단계까지 변화하였는데, 이는 착상 전 초기 배 발달 과정에 active 메틸화와 탈메틸화가 일어남을 의미한다. 이상의 결과, Oct-4 유전자 상류 promoter 영역은 DNA 메틸화의 타깃이고, 그 메틸화 상태는 소 수정란 발달 동안에 다양하게 변화한다. DNA methylation is involved in tissue-specific gene control and essential for normal embryo development Octamer-binding transcription factor 4 (Oct-4) is one of the most important transcription factors for early differentiation. This study was performed whether the bovine Oct-4 is tissue specific or developmental dependent epigenetic mark, we investigated transcripts and the methylation status of CpGs of 5'-promoter region of Oct-4 in bovine preimplantation embryos. Oct-4 transcripts were highly detected in morula and blastocyst, while they were present low levels in sperm and 2- to 8-cell stage embryos. These results suggest that de novo expression of Oct-4 initiates at morula stage of embryogenesis. Here we determined that there is a tissue-dependent differentially methylated region (T-DMR) in the 5'-promoter region of Oct-4. The methylation status of the Oct-4 T-DMR was distinctively different in the oocyte from that in the sperm and adult somatic tissues and changed from zygote to blastocyst stage, suggesting that active methylation and demethylation occur during preimplantation development. Based on these results, the 5'-promoter region of Oct-4 gene is target for DNA methylation and the methylation status changes variously during embryonic development in bovine.
돼지 체세포복제 35일령 태아에서 H19 메틸화 가변 영역의 DNA 메틸화 변화
고응규,임기순,황성수,오건봉,우제석,조상래,최선호,이풍연,연성흠 韓國受精卵移植學會 2011 한국동물생명공학회지 Vol.26 No.1
This study was performed to identify the differentially methylated region (DMR) and to examine the mRNA expression of the imprinted H19 gene in day 35 of SCNT pig fetuses. The fetus and placenta at day 35 of gestation fetuses after natural mating (Control) or of cloned pig by somatic cell nuclear transfer (SCNT) were isolated from a uterus. To investigate the mRNA expression and methylation patterns of H19 gene, tissues from fetal liver and placenta including endometrial and extraembryonic tissues were collected. The mRNA expression was evaluated by real-time PCR and methylation pattern was analyzed by bisulfite sequencing method. Bisulfite analyses demonstrated that the differentially methylated region (DMR) was located between -1694 bp to -1338 bp upstream from translation start site of the H19 gene. H19 DMR (-1694 bp to -1338 bp) exhibits a normal mono allelic methylation pattern, and heavily methylated in sperm, but not in oocyte. In contrast to these finding, the analysis of the endometrium and/or extraembryonic tissues from SCNT embryos revealed a complex methylation pattern. The DNA methylation status of DMR Region In porcine H19 gene upstream was hypo methylated in SCNT tissues but hypermethylated in control tissues. Furthermore, the mRNA expression of H19 gene in liver, endometrium, and extraembryonic tissues was significantly higher in SCNT than those of control (p<0.05). These results suggest that the aberrant mRNA expression and the abnormal methylation pattern of imprinted H19 gene might be closely related to the inadequate fetal development of a cloned fetus, contributing to the low efficiency of genomic reprogramming.
일반한우와 희소한우의 채란 성적과 이식가능 수정란 비율과의 비교 결과
염규태,고응규,김남태,박미숙,박해금,박수봉,김성우,김현,김동훈 한국동물번식학회 2012 Reproductive & developmental biology Vol.36 No.2
수정란 이식기술은 가축의 효율적인 증대와 조기번식에 유용한 기술로 알려져 있으며, 단 기간에 다량의 수정란을 확보할 수 있다. 수정란 이식기술은 한우의 개량 및 육종과 희소한 우의 조기증식 및 유전자 다양성 확보, 유전자 보존 등의 목적에 접근하는 데 매우 유용한 방법으로 인식되고 있다. 본 연구는 일반한우와 희소한우간의 비외과적 채란 성적과 이식 가 능 수정란의 비율을 비교 검토하였다. 본 실험은 국립축산과학원 가축유전자원시험장에서 보유중인 일반한우 13두, 희소한우 11두를 공시하였다. 발정주기에 관계없이 CIDR를 질 내에 삽입하고, 4일 후부터 4일간 FSH (Antorin) 28AU를 12시간 간격으로 점감 주사하였다. FSH(Antorin) 투여 3일째 CIDR를 제 거하고, PGF2α(Lutalyse) 3 ml을 근육 주사하여 과배란을 유기하였다. 인공수정은 PGF2α (Lutalyse) 주사 후 발정을 확인하고 12시간 간격으로 3회 실시하였으며, 1차 인공수정 전 GnRH 1.0 ml을 주사하였다. 수정란 회수는 1차 인공수정 후 8일째에 3-Way Catheter를 이용 비외과적 방법으로 채란하였다. 일반한우와 희소한우에서 회수 된 수정란 총 개수는 각각 87개, 77개로 그 중 이식 가능 한 수정란 수는 51개, 53개였다. 평균 회수란 수는 각각 6.69±1.54개, 7.00±1.13개로 차이 가 없었으며, 평균 이식가능 수정란 수는 각각 3.92±1.11개, 4.82±1.09로 유의적인 차이는 없는 것 같다. 이 같은 결과들로부터, 일반한우와 희소한우 간 수정란 회수율과 이식가능 수정란 간의 비율의 차이는 소의 종 특이적인 차이보다 같은 종 내의 개체 차이로 인식해야 할 것으로 사료된다.
한우에서 Ovum Pick-Up 유래 수정란의 임신 시기별 임신율 비교
고응규(Yeoung-Gyu Ko),이재영(Jae-Yeong Lee),김남태(Nam-Tea Kim),김찬란(Chan-Lan Kim),이세영(Se Young Lee),최창용(Changyong Choe) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.7
본 연구는 한우에서 난소 내 난자 채취(Ovum Pick-Up, OPU) 기술을 적용하여 수정란이식을 실시하였을 경우 임신기간 동안 임신율을 어떻게 유지하면서 분만에 이르는지 확인하고자 수행하였다. 수정란이식 후 시기별 임신율은 45일령 50%, 2개월령 47.5%, 6.5개월령 35.0%였다. 신선 수정란과 동결 수정란의 임신율은 45일령, 2개월령, 4개월령, 6.5개월령에 신선 수정란 64.3%, 64.3%, 57.1%, 50.0%였으며 동결 수정란은 임신 전체 기간동안 16.7%를 나타내었다. 상실배, 초기배반포, 배반포기 수정란을 이식하였을 때 임신기간이 경과할수록 임신율이 떨어졌으며, 수정란의 발달 단계가 성숙한 것을 이식할수록 임신율이 높아지는 것을 확인하였다. 공란우별로 7∼8개의 수정란을 이식하고 이들의 임신율을 조사한 결과 이식 후 6.5개월령에서 임신율이 12.5%∼71.4%를 나타내어 공란우별로 임신율에 큰 차이를 나타내었다. 수란우의 임신율은 6.5개월령에서 미경산우 16.7%, 경산우 57.9%로 나타났다. 본 연구 결과 한우에서 OPU 유래 수정란을 이식하였을 경우 신선·동결 수정란, 수정란 발달 단계, 공란우 개체, 수란우 분만 경력에 따라 수정란이식 후 임신율에 차이가 나는 것을 확인하였는데, 이는 수정란이식 후 임신율 및 분만율에 다양한 요인이 작용하는 것을 확인하는 계기가 되었으므로, 본 연구를 바탕으로 한우의 수정란이식 임신율을 향상 시킬 수 있는 다양한 연구를 지속적으로 추진하여야 할 것으로 사료된다. This study investigates how to maintain the pregnancy rate and reach parturition subsequent to embryo transfer achieved by applying the Ovum Pick-Up (OPU) technology in Korean native cattle (Hanwoo). The overall pregnancy rates after embryo transfer were determined to be 50% at 45 days, 47.5% at 2 months, and 35.0% at 6.5 months after embryo transfer. The pregnancy rates obtained after AI for fresh and frozen embryos were 64.3%, 64.3%, 57.1%, and 50.0% for fresh embryos at 45 days, 2 months, 4 months, and 6.5 months, respectively, and 16.7% for frozen embryos during the entire period. Transferring morula, early blastocyst, and blastocyst stage embryos resulted in decreased pregnancy rate during the pregnancy period, whereas transferring embryos at a mature developmental stage resulted in increased pregnancies. In all, 7 to 8 embryos of each donor cow were cultured to the blastocyst stage and transferred to recipient cows. This resulted in increasing their pregnancy rates from 12.5% to 71.4%. At 6.5 months of gestation, the pregnancy rates obtained were 16.7% in heifers and 57.9% in multiparous cows. Results of this study indicate the need for continuous promotion of further research that will help improve the pregnancy rate after embryo transfer of Hanwoo cows.
한우 공란우의 일시적 저영양과 신체충실지수 조건에 따른 체내수정란 생산 효율
고응규(Yeoung-Gyu Ko),김남태(Nam-Tea Kim),이재영(Jae-Yeong Lee),이세영(Se Young Lee),김찬란(Chan-Lan Kim),조상래(Sang Rae Cho) 한국산학기술학회 2024 한국산학기술학회논문지 Vol.25 No.1
The study sought to investigate the in vivo embryos and the number of transferable embryos produced under transient hypo-nutrition conditions and with different body condition scores (BCS) in a multiple ovulation treatment applied to Hanwoo cows. Seventy cows were selected and categorized into control, high-nutrition, and low-nutrition groups based on their feeding levels, and the study was conducted for 23 days. The total number of recovered embryos per group was 6.87±1.34, 10.67±2.00, and 11.78±1.16, respectively. The number of transferable embryos per group was 4.40±1.02, 7.33±2.18, and 8.20±0.97, respectively. This was significantly higher (p<0.05) in the low-nutrition group than in the other two groups. The number of recovered embryos according to the BCS was 4.50±4.50 in the BCS 2.0 group, 11.19±1.34 in the BCS 2.5-3.0, and 14.58±2.38 in the BCS 3.5 group. The number of transferable embryos was 10.75±2.33 in the BCS 3.5 group, which was significantly higher (p<0.05) than 2.50±2.0 in the BCS 2.0 and 7.59±1.05 in the BCS 2.5~3.0 group. In conclusion, maintaining the BCS level of donors above 2.5 is recommended, and temporary hypo-nutrition treatment was found to be effective for fertilized egg production, especially in cows with BCS above 3.5.