무당개구리 (Bombina orientalis) 정자의 미세구조

이정훈,권중균,Lee, Jung-Hun,Kwon, Jung-Kyun 한국현미경학회 2005 Applied microscopy Vol.35 No.4

This study described the spermatozoa of the discoglossidae Bombina orientalis using light, scanning and transmission electron microscopes. Sperm head possess a crescent or leaf shape, with a moderately flexible head, and with a sharp anterior and posterior tips. The nucleus are a thick cone shaped in the widest middle part of nucleus, and a slender anterior and posterior of nuclear tips. The chromatin is not completely compact, but irregularly imbricated such as roof. Some nuclear lacunae, irregular in shape, are scattered within the nucleus. No neck and middle piece were developed. The flagellum is composed of 9+2 axoneme, axial rod and undulating membrane. The mitochondria were distributed only in cytoplasmic membrane around the nucleus. In particular, the nuclear rod contains bundles of fibers, the rod penetrating from anterior portion to the middle of the nucleus, is extended roughly two-thirds of the nucleus such as eyelashes shaped. 본 연구는 무당개구리과 (Discoglossidae)의 무당개구리(Bombina orientalis) 정자의 형태적 특징을 광학현미경과 주사 및 투과 전자현미경으로 관찰하였다. 정자두부는 전 후방의 끝이 뾰족하고 다소 유연성을 갖는 초생달 혹은 버들 잎 모양의 특이한 구조를 취하고 있었다. 핵은 전 후방이 가늘고, 중앙 부분은 굵은 원뿔형이었다. 염색질은 완전하게 농축되어 있지 않고, 마치 널빤지를 겹쳐 놓은 듯한 지붕모양과 같은 형태로 불규칙하게 배열되어져 있었다. 핵 내에는 불규칙한 형태의 nuclear lacunae들이 흩어져 있었다. 정자경부와 중편부는 발달 되어 있지 않았다. 편모는 9+2 구조의 axoneme, axial rod 그리고 undulating membrane을 가지고 있었다. 미토콘드리아들은 핵의 상단부를 둘러싸고 있는 protoplasmic bead내에만 국한되어 존재하고 있었다. 특히, 본 연구에서 핵의 전방부에서 중앙 부위로 주행하는 nuclear rod는 섬유성 다발로 구성되었으며, 마치 사람의 속눈썹 모양과 같은 형태를 취하며, 핵의 2/3까지 뻗쳐져 있었다.

대륙밭쥐(Clethrionomys rufocanus) 정자의 미세구조 관찰

이정훈,Lee, Jung-Hun 한국현미경학회 2009 Applied microscopy Vol.39 No.2

Cricetinae 아과 Clethrionomys 아속에 속하는 한국산 대륙밭쥐(Clethrionomys rufocanus)의 정자의 형태적 특징을 알아보기 위하여 주사 및 투과형전자현미경으로 관찰하였다. C. rufocanus정자머리의 모양은 날카롭게 굽은 하나의 dorsal hook를 가지며, 전체적인 머리모양은 마치 도끼모양의 형태를 취하고 있었다. C. rufocanus정자의 전체길이는 95.8 ${\mu}m$이었으며, 정자머리의 길이는 7.8 ${\mu}m$, 꼬리는 88.0 ${\mu}m$이었다. 꼬리는 경부 (1.0 ${\mu}m$), 중편부(22.0 ${\mu}m$), 주편부와 미부 (65.0 ${\mu}m$)로 각각 구성되어져 있었다. 분절주 (segmented columns)는 약 10~12개의 마디로 이루어져 있었으며, 미토콘드리아의 수는 약 170~178개 정도이었다. 첨체 후 덮개는 핵의 1/2을 점유하고 있었으며, 적도절은 핵 표면의 첨체 후 덮개(post-nuclear cap)와 첨체덮개(acrosomal cap) 사이에 위치하고 있었다. 1, 5, 6번의 외측섬유들은 다른 것보다 더 크며, 섬유초 (fibrous sheath)와 종 지주(longitudinal column)은 주편부에서 관찰되어졌으며, 미부에서는 섬유초가 존재하지 않았다. 이상의 결과로 미루어 보아, 정자두부와 꼬리의 형태적인 구조는 정자의 진화 패턴과 종을 분류하는데 유용한 정보를 제공하리라 여겨진다. To investigate the morphological characteristics of spermatozoa of the grey red-blacked vole (Clethrionomys rufocanus) belongings to the subfamily Cricetinae, subgenus Clethrionomys were examined by scanning and transmission electron microscopes. The sperm head of C. rufocanus was an ax or hatchet in shape with a curved single dorsal hook. The total length of C. regulus sperm was 95.8 ${\mu}m$. The length of sperm head was 7.8 ${\mu}m$, and the tail (88.0 ${\mu}m$) consisted of four major segments: the neck (1.0 ${\mu}m$), middle piece (22.0 ${\mu}m$), and principal piece plus end piece (65.0 ${\mu}m$), respectively. The segmented columns were about 10~12 in number. The number of gyres of mitochondria ranged from about 170 to 178. The post-nuclear cap occupied about a half of nucleus. The equatorial segment is located between the post-nuclear cap segment and acrosomal cap on the nuclear surface. Nos. 1, 5 and 6 of the outer dense fibers were larger than the others. A fibrous sheath and longitudinal column of the principal piece were in evidence, but the fibrous sheath was not seen at the end piece. In conclusion, the morphological structures of sperm head and tail may be useful information to patterning of sperm evolution and classifying of species.

붉은머리 오목눈이 (Paradoxornis webbiana)의 정자변태 과정 중 정자형성세포의 미세구조

이정훈,함규황,Lee, Jung-Hun,Hahm, Kyu-Hwang 한국현미경학회 2001 Applied microscopy Vol.31 No.3

본 연구는 붉은머리오목눈이(Paradoxornis webbiana)의 정자변태 과정을 알아보기 위하여 전자현미경으로 세포분화 단계에 따른 세포구조물의 특징을 기초로 하여 관찰한 결과 정자변태의 전과정을 10단계로 나타내었다. 염색질의 변화는 골지기에서 균질한 섬유상의 형태가 두모기에서는 서서히 응축하여 첨체기에 막대상으로 응축되고 성숙기에 이르러 더욱 응축되고, 균질화되어 완전한 핵을 형성하였다. 꼬리의 형성시기는 초기 골지단계에서 시작하여 성숙후기에 완료되었다. 축사는 9+2구조이며, 미토콘드리아 다발은 2개가 1조를 이루어 축사를 중심으로 $15^{\circ}$ 각도로 규칙적으로 배열되어 있었다. 그리고 microtubules들이 미토콘드리아 외막을 둘러싸고 있었다 정자의 파동막의 형태는 S자형으로 정자원형질막을 둘러싸고 있었다. The morphological characteristics of spermatogenic cells during the spermiogenesis of Paradoxornis webbiana were studied by transmission electron microscope. Spermiogenesis of P. webbiana was divided into ten phase. The chromatin granules became fibrous granules at the Golgi phase, gradually condensed at the cap phases, condensed as a stick at the acrosomal phase, and finally, a perfect nucleus was formed at the maturation phase. The formation of sperm tail began at the early Golgi phase, and completed at the late maturation phase. In particular, the dense materials existed in the sperm neck, which is wedged between the tip of segmented columns and the first mitochondria of the middle piece. The axone in the neck were surrounded by the dense materials. The axonema in spermatozoon contains a 9+2 arrangement of microtubules: 9 doublets, and 2 central single microtubules. Mitochondrial bundles of middle piece were composed of a pair of arms, which surrounded the axone of the middle piece by the $15^{\circ}$ angled-helical structure. The outer membrane of mitochondria were surrounded by microtubules in plasma membrane of the sperm. The undulating membrane had a helical structure, and the sperm plasma membrane was surrounded by undulating membrane.

등줄쥐(Apodemus agrarius coreae)의 정자유입에 따른 정소상체 상피세포의 형태적 변화

이정훈,Lee, Jung-Hun 한국현미경학회 1998 Applied microscopy Vol.28 No.1

To investigate the morphological changes of epithelial cells of ductus epididymides by sperm entrance, the Korean striped field mouse, Apodemus agrarius coreae was studied with light and transmission electron microscopy. 1. The diameters of the caput epididymis (Cp) and its lumen were $135\sim145{\mu}(140{\pm}0.5{\mu})$ and $115\sim120{\mu}m(117{\pm}0.1{\mu}m)$. The length and width of the epithelium were $27.0\sim28.5{\mu}m(28.0{\pm}0.1{\mu}m)$ and $4.8\sim5.4{\mu}m(5.1{\pm}0.2{\mu}m)$. 2. The diameters of the corpus epididymis (Cr) and its lumen were $160\sim170{\mu}m(166{\pm}0.2{\mu}m)$ and $140\sim150{\mu}m(145{\pm}0.3{\mu}m)$. The length and width of the epithelium were $17.4\sim18.0{\mu}m(17.6{\pm}0.5{\mu}m)$ and $8.8\sim10.4{\mu}m(9.5{\pm}0.2{\mu}m)$. 3. The diameters of the cauda epididymis (Cu) and its lumen were $270\sim280{\mu}m(275{\pm}0.2{\mu}m)$ and $265\sim275{\mu}m(268{\pm}0.3{\mu}m)$. The length and width of the epithelium were $11.2\sim13.4{\mu}m(12.3{\pm}0.3{\mu}m)$ and $9.2\sim11.2{\mu}m(10.0{\pm}0.2{\mu}m)$. Therefore, the size of diameter and lumen of the ductus epididymides and the width of the epithelium increased from Cp and Cr to Cu, but the length of epithelial cells decreased from Ca and Cr to Cu. These data suggest that the morphological changes of epithelial cells of the ductus epididymides may be the results of the sperm entrance.

황소개구리 (Rana catesbeiana)와 참개구리 (Rana nigromaculata) 정자의 미세구조

이정훈,박기룡,Lee, Jung-Hun,Park, Ki-Ryong 한국현미경학회 2005 Applied microscopy Vol.35 No.4

본 연구는 개구리과 (Ranidae)에 속하는 황소개구리(Rana catesbeiana)와 참개구리 (Rana nigromaculata)에 대한 정자의 형태적 특징을 알아보기 위하여 광학 및 전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 황소개구리와 참개구리의 정자 모두 두부의 형태는 긴 원통형이었다. 정자의 전체길이는 참개구리 ($51.2{\mu}m$)가 황소개구리($44.6{\mu}m$) 보다 더 길며, 이들 두 종 모두는 긴 머리와 매우 짧은중편부 및 아주 긴 주편부를 가지고 있었다. 이들 두 종 모두 핵내에는 글리코겐 과립을 함유하고 있었으며, 경부 (Neck)는 잘 발달되어져 있지 않은 반면, 축사구조는 9+2 구조로 구성되어져 있었다. 중편부의 미토콘드리아 수는 포유동물 정자의 그것에 비해 매우 적으며, 축사를 중심으로 다소 불규칙하게 감겨져 있었다. 이러한 사실로 미루어 보아, 황소개구리와 참개구리는 정자두부, 경부 및 중편부 그리고 미토콘드리아의 위치와 축사구조가 매우 유사함으로 이들 두 종은 유연관계가 깊은 군이라 여겨진다. The sperm morphology of two Korean frogs, Rana catesbeiana and R. nigromaculata (Ranidae) was studied with the light microscope, scanning and transmission electron microscopes. Sperm heads of the R. catesbeiana and R. nigromaculata were long-cylinder shapes. In the total length of R. nigromaculata sperm ($51.2{\mu}m$) was longer than those of R. catesbeiana ($44.6{\mu}m$). Both R. catesbeiana and R. nigromaculata had the long head and principal piece, and short middle piece, but the neck was undeveloped. The axonemal structures contain a 9+9+2 arrangement of microtubules. The number of mitochondria in middle piece have less than mammalian sperm, which irregular surrounded the axone of the middle piece. In conclusion, R. catesbeiana and R. nigromaculata shared many similar features in sperm heads, neck, middle piece, and a site of mitochondria and axial structure, and it suggests that these species should be closely related.

큰발웃수염박쥐 (Myotis macrodactylus)의 정상피세포의 분화와 미세구조

이정훈,Lee, Jung-Hun 한국현미경학회 2003 Applied microscopy Vol.33 No.1

큰발웃수염박쥐 (Myotis macrodactylus)의 세정관 정상피의 분화과정과 미세구조적 특징들은 알아보기 위하여 광학 및 전자현미경을 이용하여 조사하였다. 정자형성 과정은 4월부터 9월까지로 나타났다. 정자형성세포의 미세 구조적 특징에 있어서, A형 (Ad, Ap)의 정원세포는 기저막 위에 위치하며, Sertoli cell에 의해 둘러싸여져 있고, 대부분의 세포는 타원형이다. Ad형은 Ap형 보다 핵과 세포질의 전자밀도가 높은 것이 특징적인 반면에, B형의 정원세포는 구형의 세포로서 A형 정원세포 보다 세포가 크며, Ap형과 마찬가지로 세포질이 밝고, 거의 핵소체가 핵막에 인접되어 있다. 정모세포는 크고 구형이지만, 제 1 정모세포가 제 2 정모세포보다 다소 크다. 정자변태는 골지, 두모, 첨체, 성숙 및 이탈기로 구분하였고, 세포구조물의 특징들에 의해 각각 전 후기로 다시 세분하여 전과정을 9 (기)로 나누었다. 핵질의 변화는 골지후기부터 서서히 응축하기 시작하여, 이탈기에서 완전한 핵을 형성하였다. 정자꼬리의 형성시기는 골지전기에서 형성하기 시작하여 이탈기에서 완성되었다. 동면직전 10월부터 동면기 (11월, 12월, 이듬해 1, 2, 3월)까지는 정자형성 세포의 퇴화과정이 일어났다. 즉 미분화 정자형성 세포들은 세르톨리 세포의 식작용에 의해 포식되어졌는데 이는 동면을 위한 에너지 효율적 이용과 번식조절을 위한 적응 메카니즘이라 여겨진다. Cell differentiation and ultrastructural characteristics in the seminiferous epithelium of Myotis macrodactylus was investigated with the light and electron microscopes. Spermatogenesis has begun at April and finished at September. The nuclei of A spermatogonia (dark and pale type of spermatogonia) were oval, applied to the basal lamina, and surrounded by Sertoli cells. By comparison with other types of spermatogonia, the cell and nucleus of B type of spermatogonium is globular and larger than A types of spermatogonia. The nucleolus appears as a coarse and touches the nuclear membrane. The cell and nucleus of spermatocytes was globular and larger, but primary spematocyte is larger than secondary spermatocyte. Spermiogenesis was divided according to the level of fine structural difference, into Golgi, cap, acrosomal, maturation and spermiation phases; Golgi, cap, acrosomal and spermiation phases were further subdivided into steps of early and late phase respectively, and maturation phase has only one step. Hence, the spermiogenesis has been divided into a total of nine phases. In the change of karyoplasm, the chromatin granules are condensed at late Golgi phase and completed at spermiation phase. The sperm tail began to develop in early Golgi phase and completed in spermiation phase. The process of degeneration of spermatogenic cells in the seminiferous tubules was continually observed from October, before the beginning of hibernation, to hibernation phase (November, December, January, February, March). Immatured spermatogenic cells in the seminiferous tubules have been engulfed by phagocytosis of Sertoli cells during period of degeneration. It is deduced that the adaptative strategy serves as the mechanism to regulate the effective use of energy to prepare for long hibernation and regulation of breeding cycle.

등줄쥐 (Apodemus agrarius coreae)의 부고환관의 무섬모상피세포와 섬모상피세포의 미세구조에 대한 비교 연구

이정훈,Lee, Jung-Hun 한국현미경학회 1998 Applied microscopy Vol.28 No.3

In order to the comparative morphological study of the non-ciliated and ciliated epithelial cells, and to elucidate the process of degeneration of non-ciliated epithelial cell of the ductus epididymidis, Korean striped field mouse, Apodemus agrarius coreae was examined with light and transmission electron microscopes. The morphological characteristics of non-ciliated epithelial cell, the cell types of the caput epididymidis (Cp), corpus epididymidis (Cr) and cauda epididymidis (Cu) were long-columnar, short-columnar and short-cuboudal, respectively. The mitochondria and rough endoplasmic reticulum tended to be broken as they immigrated from Cp to the Cu. The Golgi acted vigorously at the Cp, but the Golgi was inactive in Cr and Cu. The secretory vesicles and lysosomes were increased gradually from Cp to the Cu. The process of degeneration of the non-ciliated epithelial cells observed in the Cp, Cr and Cu epididymidis. The increase of the non-ciliated epithelial cells, and its degeneration were observed more often from Cp to the Cu. The morphological characteristics of the ciliated epithelial cells, the cell types of the Cp, Cr and Cu were long-columnar, short-columnar and short-cuboudal, respecptively like the non-ciliated epithelial cells. The stereocilia was long and slender at the Cp and Cr, while Cu was very short. The pinocytotic vesicles and absorptive vesicles were increased from the Cp to the Cu. Numerous disintergrated products was existed at the Cr including the Cp, but Cu were not observed. A significant amount of lysosomes existed at the Cp and Cr epithelial cells, but they were not observed in Cu epithelial cells.

한국산 관박쥐 (Rhinolophus ferrumequinum korai)에 있어서의 정자변태

이정훈,최병진,손성원,Lee, Jung-Hun,Choi, Byung-Jin,Son, Sung-Won 한국현미경학회 1992 Applied microscopy Vol.22 No.2

In order to study process of spermiogenesis of the Korean greater horseshoe bat, Rhinolophus ferrumequinum korai, the cycle of seminiferous epithelium was examined by the light and electron microscope and the following results were obtained based on the epithelial cell differentiation. 1. Spermiogenesis occurred from early July to mid-Octber, and spermatogenic activity was vigorous from mid-August to late September. Spermatocytes including spermatogonia were found to be degenerated in only July. It is deduced that the degeneration serves as the mechanism to regulate effective use of energy to prepare for mating and hibernating periods, and regulation of breeding cycle. 2. Spermiogenesis of the Korean greater horseshoe bat was divided according to differentiation of the cell structure, into Golgi, cap, acrosome, maturation and spermiation phases; Golgi, cap and spermiation phases were further divided into two steps of early and late phase respectively, and acrosome phase into three steps of early, mid and late phases, and maturation phase has only one step. Hence, the spermiogenesis consists of ten phases. The first research was done in this article on the changes of chromatin with nucleus, the time of appearance and disappearance of chromatin granules, in case of Korean greater horseshoe bat (Rhinolophus ferrumequinum korai). Chromatin granule began to be condensed in late Golgi and the condensation proceeded to form an irregular mass of a electron-dense chromatin in a form of circular cylinder in the center of nucleus at the phase of maturation. Finally, the chromatin condensation proceeded and perfect nucleus of sperm with homogeneous density was formed when the sperm was separated from Sertoli cell. Therefore, appearance and disappearance of chromatin granules occurred in the period of time between late Golgi and maturation phase, The tail of sperm began to develop in early cap phase, Numerous lipid droplets were obseved in the cytoplasm of spermatids during the maturation phase, which seemed to be used as energy source necessary to make mature sperm during spermiogenesis.

화학유연제, Organopolysiloxane 분해세균의 분리 및 특성

이정훈,손동철,김정,김현수,유대식,Lee, Jung-Hun,Son, Dong-Chul,Kim, Jung,Kim, Hyun-Soo,Yu, Tae-Shick 한국미생물학회 2000 미생물학회지 Vol.36 No.2

Thirty three strains of bacteria were isolated from the wastewater and soil contaminated a chemical softener, nrganopolysiloxane. Of these, five strains which showed higher activities for removal this chemical were finally selected for further study. By five strains the 2,500 mgll chemical softener was removed 65.2-67.9% at $37^{\circ}C$ for 5 days by shaking. The pH optimum for growth of W3721, S3712, and S3723 strain were at around pH 7.0-7.5, and W2811, and W2823 strain were at pH 6.5-7.0, respectively. The temperature optimum for growth of W3712 strain was at $37^{\circ}C$ and the other four strains were at $30^{\circ}C$. The optimal pH and temperature for removal by W3712 strain was initial pH 7.0 and $37^{\circ}C$ respechvely. The W3712 strain was identified and named as Corynebacterium pseudodiphtheriticum W3712 based on its morphological and physiological characteristics. 화학유연재와 화학호제를 생산하는 공장의 폐수와 인근 토양으로부터 화학유연제, organopolsiloxane(OPS)을 분해하는 33종의 세균을 분리했다. 이들 중 활성이 뛰어난 5균주에 대하여 미생물학적 특성과 화학유연제의 제거효율을 검토했으며, 5균주 중 화학유연제의 제거효율이 가장 양호한 W3712균주의 동정을 실시했다. 선별된 분리균주 5균주는 $37^{\circ}C$에서 5일간 진탕배양하므로서 2,500mg/l 화학유연제를 65.2~67.9% 제거시켰다. 분리균주인 W3712, S3712와 S3723균주의 생육최적 pH는 7.0~7.5였으며, 그리고 W3712균주의 생육최적온도는 $37^{\circ}C$였으나, 다른 4균주는 $30^{\circ}C$에서 생육이 가장 양호하다. 분리균주 5균주는 배양초기 pH7.0에서 화학유연제를 가장 잘 제거했으며 5일간의 매양으로 62.0-65.6%의 제거효율을 나타냈다. 그리고 W2811균주, W2823균주, S371균주는 $30^{\circ}C$에서 화학유연제를 가장 잘 제거시켰으며, W3712균주는 $37^{\circ}C$에서 가장잘 제거시켰으며 제거효율은 66.5%였다. 특히,이들 균즈에 의한 화학유연제의 제거에 있어서 통기량은 별다른 영향을 미치지 않았다. 화학유연제의 제거능이 우수한 W3712균주를 Corynebacterium pseudodiphtheriticum W3712로 동정하고 명명하였다.

동면기 동안에 한국산 관박쥐 (Rhinolophus ferrumequinum korai) 자성 생식도관 내의 정자저장과 소멸

이정훈,손성원,Lee, Jung-Hun,Son, Sung-Won 한국현미경학회 2000 Applied microscopy Vol.30 No.1

동면기 (11월부터 3월까지) 동안의 한국산 관박쥐(Rhinolophus ferrumequinum korai) 자성 생식도관 내의 정자저장, 정자 생존 여부 및 정자이동을 알아보기 위하여 전자현미경으로 관찰한 결과는 다음과 같았다. (1) 자궁내강, 자궁선내의 정자들은 다수의 백혈구들에 의해 포식되고 소멸되었다. (2)정자들은 수란관 미측 협부에서만 저장되었고, 정자들의 두부는 상피세포쪽을 향하고 있었다. 이는 교미기(10월 초-중순경)에 사출된 정자들이 긴 동면기 동안에 수란관 미측 협부에서만 생존 가능함을 의미하며, 수란관의 미측 협부가 정자의 수정능 획득(capacitation)에 필요한 최적의 장소임을 의미한다. (3) 동면후기인 3월의 수란관 미측협부에는 정자들이 관찰되지 않았다. 이는 배란기인 4월에 난자를 만나기 위해 정자들이 수정부위인 팽대부 쪽으로 이행하였음을 의미한다. 이상의 결과로 미루어 보아, 긴 동면기 동안의 자성 생식도관 내에서의 정자의 장기저장과 생존여부 및 정자이동은 수정을 위한 일종의 mechanism이라 여겨진다. This study was carried out to investigate sperm storage, and the fate of spermatozoa in the female reproductive tract during hibernation in Korean greater horseshoe bat, Rhinolophus ferrumequinum korai. (1) Numerous sperm occurring in uterine lumen and glands were engulfed, and disappeared by the polymorphouclear leucocytes during the hibernation. (2) The stored sperm present in caudal isthmus of oviduct only, the heads of sperm toward the oviductal epithelial cells. Therefore, the projected sperm during the mating season are only alive in the caudal isthmus of oviduct in the long hibernation. The present result suggests that the caudal isthmus of oviduct may play an important role as the principal storage site in capacitation of sperm. (3) In March, the sperm do not occur in the caudal isthmus of oviduct. It suggests that the stored sperm in the caudal isthmus of oviduct should migrate to the ampulla of the site of fertilization to meet ovum in the period of ovulation. The results of this experiment consider that prolonged sperm storage, fate of sperm and sperm migration in the long hibernation have a kind of mechanism for the fertilization.