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흰쥐 대뇌피질 발달단계에 따라 발현의 변화를 보이는 유전자들의 클로닝 및 특성규명
김 현(Hyun Kim),황 금(Kum Hwang),전종례(Jongrye Jeon),서영석(Young-Suk Suh),김창미(Changmee Kim),유임주(Im Joo Rhyu),박선화(Sun-Hwa Park) 대한해부학회 1999 Anatomy & Cell Biology Vol.32 No.5
흰쥐 대뇌겉질 (대뇌피질) 발달에 관여하는 새로운 유전자를 발굴하기 위하여, 발달단계별로 흰쥐 대뇌겉질을 이용한 ordered differential display PCR (ODD-PCR)을 시행하고 흰쥐 대뇌겉질에서 발현의 변화를 보이는 유전자들을 클로닝한 후 염기서열을 분석하고 Blast search를 통해서 새로운 유전자들을 선별하였다. 또한, 이들 유전자의 기능을 일차적으로 조사하기 위하여 발달과정 및 성숙 흰쥐 뇌조직절편에서 in situ hybridization 조직화학법을 시행하여 대뇌겉질 발달에 따른 발현양상을 관찰하였다. InEGA primer와 TEAC primer를 이용한 ODD-PCR을 시행하여 대뇌겉질의 발달에 따라 발현의 변화를 보이는 cDNA띠 41개의 염기서열을 분석하여 20가지의 새로운 유전자를 가려내었으며 그 중에서 대뇌겉질의 발달과정에서 특이한 발현을 보이는 5가지의 유전자를 In situ hybridization 조직화학법으로 확인하였다. 즉 한 유전자 (20-E14-2)는 대뇌겉질에서 신경세포들이 생성되는 시기에 높게 발현하였고, 세 유전자들 (20-E16-1, 20-E20-6b, 20-P0-5)은 대뇌겉질 신경세포의 이동시기와 일치하여 높은 발현을 보였으며, 다른 한 유전자 (20-P0-8b)는 대뇌겉질 신경세포의 신경연접 형성시기에 높은 발현을 보였다. 이상의 결과와 같이, ODD-PCR과 in situ hybridization 조직화학법을 이용한 연구 방법은 대뇌겉질 발달에 관여하는, 또는 관여할 가능성이 높은, 새로운 유전자 발굴에 효과적인 방법임을 알 수 있었으며 이들 새로운 유전자는 향후 대뇌겉질 발달에 관한 연구에 시금석이 되어 그 기능 및 작용기전을 밝혀내는 연구를 통해서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다. The structural complexity and heterogeneity of cerebral cortex have been obvious since the earliest days of light microscopy. In fact, if there is one word that captures many of the key attributes of cortical structures, it is diversity. Neurodevelopmental approach is the one of the effective ways to understand complicated structures of cerebral cortex. In this experiment, as a first step to clone the genes related with development of cerebral cortex, the developmentally differentially expressed genes were cloned from developing rat brain with ordered differential display PCR(ODDPCR). Novel genes were screened from these cloned genes by sequencing and sequence analysis with blast search program. The developmental expression patterns of novel genes in the cerebral cortex were investigated with in situ hybridization histochemistry on the developing and adult rat brain sections. Among the forty one developmentally differentially expressed cDNA bands, amplified with InEGA primer and TEAC primer by ODD PCR, twenty novel genes were screened by sequencing and sequence analysis with blast search program. Through the investigation of developmental expression pattern with in situ hybridization histochemistry, specific expression of five novel genes in the developing rat cerebral cortex was identified. 20-E14-2 was highly expressed in the cerebral cortex during the period of neurogenesis. The expression of 20-E20-1, 20-E20-6b, and 20-P0-5 was relatively well matched with neuronal cell migration in the cerebral cortex. And the strong expression of 20-P0-8b was observed in the neuronal cells of cerebral cortex during the period of syanptogenesis. From these results, it may be suspected that the five novel genes play roles in the development of cerebral cortex.
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