포유류의 초기 배자를 이용한 염색체 분석에 관한 연구

손시환,문점동,김기원 진주산업대학교 농업기술연구소 1997 農業技術硏究所報 Vol.10 No.-

초기배자로부터 분할란의 성(性) 감별과 분할배의 발생 성공은 성의 식별과 더불어 유전적으로 우수한 개체의 생산이 가능함을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 새앙쥐(mouse) 및 소의 초기배자 상태의 수정란을 이용한 염색체 분석 기술을 개발하고, 각 수정란의 성의 판별과 이들의 유전적 특성을 구명하고자 하였다. 초기 배자를 이용한 염색체 분리의 최적 조건을 결정하기 위하여 colcemid의 농도, colcemid의 처리시간 및 공시된 배자의 발생단계별 분석을 새앙쥐의 배자로서 수행하였다. 분석 결과 염색체 분리에 있어 colcemid의 처리 시간이 유의적인 차이를 보인 반면 다른 요인들 간에는 별다른 차이가 없는 것으로 나타났다. 소의 체외수정란을 이용한 염색체 분석에서는 공시된 수정란의 93%이상에서 증기상의 유도가 가능하였고, 이들 중 65%에서 성의 식별이 가능하였다. 또한 수정란의 분석된 성비는 1:1로서 자연적 성비와 일치하였다. 염색체 분석에 의한 배자의 조기성 감별은 처리 과정상의 기술적 요인들에 의해 매우 큰 영향을 받는데 특히 hypotonic의 처리방법 및 fixation의 방법을 적절히 처리하므로서 효율적이고 높은 성공률을 기대할 수 있다. Chromosome analysis from biopsied or splitted embryos which were fertilized in uitro or in vivo implicates a possibility of production of the genetical superior animals and sex controlled individuals. Therefore, this study was carried out to develop the technical method for chromosome preparation from early bovine and mouse embryos and to identify their sex and genetic characteristics. To determine optimum condition of chromosome preparation, the several factors which include the concentration of colcemid, the duration of culture and embryonic stage were analyzed from mouse embryos. According to analysis, the duration of culture had significantly influence on chromosome preparation. The other factors were not significantly difference among the treatments. In the results of chromosome preparation from intact bovine embryos, the rate of embryos with one or more metaphase plates was 93%, and of embryos with sex analyzable metaphase chromosomes are 65%. Sex ratio of male and female was approximatly 1:1 same as natural sex ratio. The inducing rate of analyzable metaphase was mainly due to technical aspects, expecially hypotonic treatment and fixation.

Ficoll을 이용한 닭 염색체 분리 기법에 관한 연구

손시환,류은경 진주산업대학교 농업기술연구소 1999 農業技術硏究所報 Vol.12 No.-

본 연구는 닭의 혈액을 이용한 염색체의 분리 방법을 개선하고 자 ficoll을 이용한 순수 백혈구의 분리방법을 개발하고 한편 정밀 핵형 분석을 위한 고해상 염색체를 유기할 수 있는 새로운 배양방법도 제시하였다. 시험 분석은 실용산란계(ISA brown C. C.) 암,수 50개체의 혈액으로부터 백혈구 배양법에 의한 염색체 분리를 수행하고 관행적인 GTG-banding과 high resolution banding을 실시하였다. 닭의 혈액으로 부터 염색체 분리는 ficoll을 이용한 순수 백혈구 분리법을 응용 적용함으로서 중기상의 획득이 획기적으로 개선되었고, 관행적 방법에 비해 월등히 높은 분열지수(mitotic index)를 얻을 수 있었다. 또한 이를 이용한 GTG-banding과 high resolution banding으로서 공히 각 상동염색체별 일관성이 있는 명확하고 특징적 band양상을 얻을 수 있었다. high resolution banding에 의한 대형염색체들에 대한 평균 출현 band수는 150여개로서 관행적인 GTG-banding에 의한 80개의 band보다는 약 70여개정도 많은 band양상을 보였다. 또한 출현 band수의 범위도 GTG-banding의 경우 분석된 염색체간에 다소 큰 변이를 보이나, high resolution banding의 경우 세포들간의 동기화가 이루어져 균일한 양상의 band수를 나타내었다. 따라서 닭에 있어 ficoll처리에 의한 high resolution banding법은 기존 GTG-banding법을 대신할 뿐만 아니라 분자유전학적 연구 등을 위한 보다 정밀한 염색체 표지로서의 역할과 개선된 핵형분석의 자료로서 활용이 가능하리라 사료된다. This study was carried out to develop the method of chromosome preparation from chick blood culture and to identify chick chromosomal mark. Using the ficoll treatment in lymphocyte purification and application of high resolution banding technique in culture, a success result was obtained. The chromosomes were prepared from this culture method with 50 commercial chicks and then we analyzed GTG-banding and high resolution banding. The yield of metaphase spreads and percentage of mitotic index were improved by using of ficoll treatment in lymphocyte culture. The characteristic and distinctive patterns of GTG-band and high resolution band were obtained on each chromosome. The number of discernible bands on macrochromosomes was approximately 150 bands in high resolution banding and 80 bands in GTG-banding. The number of analyzed bands was much more variable in GTG-banding than in high resolution banding. This results implied that the growth cells were synchronized by high resolution banding treatment. Contrasting with a habitual GTG-banding in chicken chromosomes, the ficoll treatment and high resolution banding technique are very useful skill for advanced karyotype analysis and help more precise designation for molecular works.

Cytogenetic Characteristics of Chinese Hamster Ovarian Cell CHO-K1

Sea Hwan Sohn,Eun Jung Cho,In Surk Jang 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2006 Reproductive & developmental biology Vol.30 No.4

The Chinese Hamster Ovarian cells CHOK1 are one of the most extensively used cells for the evaluation of gene expression and toxicology. However, these cells are frequently used for biomedical research without consideration of their cytogenetic characteristics. Therefore, we carried out to investigate the karyologic profiles, the frequency and type of chromosome aberration, and the distribution of telomeric DNA on chromosomes of the CHOK1 cells. The GTGbanding and fluorescence in situ hybridization on CHOK1 cells were performed to characterize the karyotype and the distribution of telomeric DNA. The present study revealed that the chromosome modal number of CHOK1 cells was 2n=20; eight chromosomes appeared to be identical with those of the normal Chinese hamster, whereas the remaining 12 chromosomes were shown to be translocated, deleted, inversed, or rearranged from Chinese hamster chromosomes. The telomeric DNA on CHOK1 chromosomes was intensively distributed at the centromeres rather than the ends of chromosomes. In addition, three chromosomes had interstitial telomeres and one marker chromosome entirely consisted of telomeric DNAs. The frequency and type of chromosome aberrations in CHOK1 cells were examined. Of the 822 metaphase spreads, 68 (8.3%) cells resulted in chromosome aberrations of which the chromosome breakage was the most frequently occurred.

Cytogenetic Characteristics of Chinese Hamster Ovarian Cell CHO-K1

Sohn, Sea-Hwan,Cho, Eun-Jung,Jang, In-Surk The Korean Society of Animal Reproduction 2006 Reproductive & developmental biology Vol.30 No.4

The Chinese Hamster Ovarian cells CHO-K1 are one of the most extensively used cells for the evaluation of gene expression and toxicology. However, these cells are frequently used for biomedical research without consideration of their cytogenetic characteristics. Therefore, we carried out to investigate the karyologic profiles, the frequency and type of chromosome aberration, and the distribution of telomeric DNA on chromosomes of the CHO-K1 cells. The GTG banding and fluorescence in situ hybridization on CHO-K1 cells were performed to characterize the karyotype and the distribution of telomeric DNA The present study revealed that the chromosome modal number of CHO-K1 cells was 2n=20; eight chromosomes appeared to be identical with those of the normal Chinese hamster, whereas the remaining 12 chromosomes were shown to be translocated, deleted, inversed, or rearranged from Chinese hamster chromosomes. The telomeric DNA on CHO-K1 chromosomes was intensively distributed at the centromeres rather than the ends of chromosomes. In addition, three chromosomes had interstitial telomeres and one marker chromosome entirely consisted of telomeric DNAs. The frequency and type of chromosome aberrations in CHO-K1 cells were examined. Of the 822 metaphase spreads, 68 (8.3%) cells resulted in chromosome aberrations of which the chromosome breakage was the most frequently occurred.

토종 실용닭의 깃털 조만성 형태가 산육능력 및 생존율에 미치는 영향

손시환(Sea Hwan Sohn),최은식(Eun Sik Choi),조은정(Eun Jung Cho),김보경(Bo Gyeong Kim) 한국가금학회 2021 韓國家禽學會誌 Vol.48 No.4

병아리의 성 감별은 양계 산업에 매우 중요한 요소이다. 현재, 산업적으로 병아리의 성 감별은 반성유전형질을 이용한 깃털감별법이 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 깃털 감별로 생산된 병아리는 암컷은 모두 조우성, 수컷은 모두 만우성이므로 깃털의 조만성이 생산능력에 미치는 영향을 아는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 실용 토종닭을 대상으로 조우성 닭과 만우성 닭의 생산능력을 비교 분석하고자 하였다. 분석 결과, 발생 후 12주령까지의 생존율에서 조우성 닭이 만우성 닭에 비해 유의하게 높은 생존율을 보이고 특히 암컷에서 이의 차이가 두드러졌다(P<0.05). 체중은 거의 모든 주령에서 조우성 닭과 만우성 닭 간의 차이는 없는 것으로 나타났다. 사료 섭취량 및 사료요구율에 있어서도 모든 조사 기간내 두 집단 간의 차이가 없는 것으로 나타났다. 결론적으로 실용 토종닭의 경우 조우성 닭이 만우성 닭에 비해 생존율은 우수하나 산육 능력 및 사료 이용성에는 차이가 없는 것으로 보여진다. 이는 토종닭의 깃털 감별 종계 조성과 생산체계를 구축함에 있어 깃털 조만성에 의해 생산능력이 영향을 받지 않음을 시사하는 것으로써 산업적으로 깃털 감별을 실용화하는데 매우 바람직한 결과로 사료된다. Sex identification in day-old chicks is essential in the poultry industry. Currently, the feather-sexing using a sex-linked inheritance is a chick sexing method used extensively in the poultry industry. For chicks produced by feather-sexing, all females are early-feathering (EF) chicks and all males are late-feathering (LF) chicks. Therefore, investigating the effects of EF and LF phenotypes on production traits of chickens is critical. The purpose of this study was to analyze and compare the production performance between EF and LF chickens in Korean native commercial chickens. The results showed that the survival rate of the EF chickens was significantly higher than that of the LF chickens, from hatching to 12 weeks of age (P<0.05), with the highest difference observed in females. However, no significant difference was observed in body weight between the EF and LF chickens at almost all ages. In addition, no significant difference was observed between in feed utility, such as average daily feed intake and feed conversion ratio, between the EF and LF groups. In conclusion, although the survival rate of early-feathering chickens was superior to that of late-feathering chickens, no significant difference was observed in growth performance and feed utility among Korean native chickens. The results suggest that production capacity is not influenced by feathering type in the establishment of a breeder structure and production system for feather-sexing Korean native chickens, which is valuable for the practical application of feather-sexing in the poultry industry.

한국 재래닭 염색체의 텔로미어 분포 양상

손시환(Sea Hwan Sohn),조은정(Eun Jeong Cho) 韓國家禽學會 2010 韓國家禽學會誌 Vol.37 No.3

텔로미어(telomere)는 염색체 양 말단에 위치하는 DNA와 단백질의 복합체로서 (TTAGGG)n의 단순 반복 염기 서열로 이루어져 있다. 그러나 일부 조류 및 척추동물의 경우 염색체의 양 말단 부위외 간질적 위치에도 telomeric DNA sequence가 분포한다. 본 연구는 닭 염색체에 있어 telomeric DNA의 분포 양상을 제시하고자 한국 재래닭의 초기 배아로부터 염색체 표본을 제작하고, telomeric DNA probe를 이용한 FISH를 수행하여 염색체 상 텔로미어의 분포 양상을 분석하였다. 분석 결과, 닭의 모든 염색체 양 말단부에 텔로미어가 분포하는 것으로 나타났으며, 더불어 대형 염색체 중 1번의 1q32, 1p11, 1p23 위치와 2번 염색체의 2q24 및 3번 염색체 3q32에 interstitial telomeric signal(ITS)이 존재하는 것이 확인되었다. 이러한 한국 재래닭 염색체의 텔로미어 분포 양상은 이전 Gallus domesticus에서 발표한 분포 양상과 거의 일치한 것으로 나타났다. 한국 재래닭의 각 염색체별 텔로미어 함유율은 4.6~16.3% 정도로 분석되었으며, 거의 대부분의 염색체에서 단완 말단부의 telomeric DNA의 함량이 장완 말단부보다 높은 것으로 나타났다. 닭 염색체에서 ITS의 존재와 분포 양상은 핵형학적으로 진화 과정 중 염색체 간의 융합에 의해 신생 염색체가 형성되었을 가능성을 시사한다. Telomeres are nucleoprotein structures at the ends of chromosomes consisting of DNA sequences arranged in tandemly repeated units (TTAGGG)n. However, this hexamers can also occur at non-telomeric sites in some avians and vertbrate. This study was carried out to present the distribution of telomeric DNA sequences in Korean Native Chicken chromosomes. The fluorescence in situ hybridization technique using a telomeric DNA probe was performed to the metaphase spreads of chicken early embryonic cells. Telomeric DNA signals were detected at the ends of chromosomes including macrochromosomes and microchromosomes. In chicken, surprisingly, chromosome 1 showed very distinct interstitial telomeric DNA hybridization patterns which located two interstitial sites in the p-arm at 1p11 and 1p23, and one in the q-arm at 1q32. Inchromosome number 2 and 3 also displayed interstitial telomeric signals (ITS) in the long arms at 2q24 and 3q32, respectively. The pattern of telomeric DNA distribution in Korean Native Chicken chromosomes was in agreement with a previously reported in Gallus domesticus. The relative amount of telomeric DNA sequences in each macrochromosomes ranged from 4.6% to 16.3%. Distribution of telomeric DNAs at the end of p-arm was much more than that of q-arm in almost chicken chromosomes. The distribution of ITS in chicken chromsomes implicate to tandem chromosome fusions that might have occurred during the process of karyotype evolution.

토종닭의 이면교배조합 시험을 이용한 신품종 종계 개발

손시환(Sea Hwan Sohn),최은식(Eun Sik Choi),김기곤(Ki Gon Kim),박병호(Byeongho Park),추효준(Hyo Jun Choo),허정민(Jung Min Heo),오기석(Ki Suk Oh) 한국가금학회 2021 韓國家禽學會誌 Vol.48 No.2

본 연구는 생산능력이 우수한 신품종 토종 종계를 개발하기 위하여 ㈜한협원종이 보유한 원종계(GPS) 4개 계통 934수를 이용하여 4 × 4 이면교배조합(diallel cross-mating) 검정 시험을 실시하였다. 검정 형질로서 외모 형태, 생존율, 체중, 초산일령, 난중 및 산란율을 대상으로 조합별 생산능력, 조합가, 결합능력 및 상반교잡 효과를 분석하였다. 분석 결과, 대부분의 교배조합 개체들의 깃털 색은 황갈색 및 적갈색과 이들 색 간의 혼합 양상을 나타내었다. 전체 조합의 평균 생존율은 86.8±12.3%이고, YH 조합의 생존율이 가장 높았다. 생존율의 조합가는 특정결합능력이 일반결합능력에 비해 상대적으로 크게 영향을 미치는 것으로 나타났고, HY의 특정결합능력이 가장 높게 나타났다. 체중의 경우, 16개의 교배 조합이 유전적 특성에 따라 세 그룹으로 명확히 구분되는 것으로 나타났다. 12주령 체중의 교배조합별 조합가는 계통별 일반결합능력이 두 계통 간의 특정결합능력보다 크게 영향을 미치는 것으로 나타났고, FH 조합에서 가장 높은 조합가가 추정되었다. 산란 형질에 있어 전체 교배조합구의 평균 초산일령은 157일로서 교잡 구가 순계 구보다 빠른 성 성숙을 보였다. 전체 조합의 평균 일계산란율은 69.0±10.9%로서 이들 중 SY 조합이 가장 높은 산란율을 보였다. 산란율의 일반결합능력과 특정결합능력의 추정 범위가 거의 비슷한 값을 나타내고 있으며, 교배조합 간 특정결합능력은 HS 및 FY조합에서 높게 나타났다. 또한 상반교잡 효과는 대부분의 조합에서 S와 Y를 모(母)로 사용하였을 때 자손들의 산란능력이 상대적으로 높게 나타났다. 이상의 결과에 따라 신품종 토종닭 종계로써 부계는 체중이 우수하면서 상대적으로 생존율이 양호한 FH나 HF 조합이, 모계는 산란능력이 우수하며 적절한 체중을 지닌 FY, FS, HY 및 SY 조합이 바람직한 것으로 사료된다. We conducted a 4 × 4 diallel cross-mating test using 934 chickens from four grandparent stock lines to develop a new synthetic breed of Korean native chicken. The mean values, combining ability, and reciprocal effects on survival rate, body weight, and hen-day egg production were analyzed. In phenotypes, most chickens have yellowish-brown, reddish-brown and mixed color feathers. The average survival rate was 86.8±12.3%, with the highest in YH combination. Specific combining ability (SCA) had a greater effect on survival rate than general combining ability (GCA), and the SCA of HY combination was the highest. The 16 cross-combinations were distinctly divided into three weight groups according to their genetic characteristics. At 12 weeks of age, GCA showed a greater effect on weight than SCA, and the SCA of FH combination was the highest. The age at first egg laying was 157 days, and the crosses reached sexual maturity faster than the pure lines. The egg production rate was highest in SY at 79.5±2.1%. The GCA and SCA for hen-day egg production were similar, and the SCA was highest in the HS and FY combinations. The reciprocal effect showed that the offspring’s egg production rate was high when S and Y were maternal parents in almost all combinations. In conclusion, FH and HF combinations, which have excellent growth performance, are the most desirable paternal parent stock strains, and FY, FS, HY, and SY combinations, which have excellent laying performance with moderate weight, are the preferred maternal strains.

닭의 품종 간 스트레스 반응 정도 비교 분석

손시환(Sea Hwan Sohn),조은정(Eun Jung Cho),박단비(Dhan Bee Park),장인석(In Surk Jang),문양수(Yang Soo Moon) 한국가금학회 2014 韓國家禽學會誌 Vol.41 No.2

한국재래닭 깃털 성감별 계통에 있어 조우성과 만우성이 개체의 생산능력에 미치는 영향

손시환(Sea Hwan Sohn),김나영(Na Young Kim),박단비(Dhan Bee Park),송혜란(Hae Ran Song),조은정(Eun Jung Cho),최성복(Seong Bok Choi),허강녕(Kang Nyeong Heo),최희철(Hee Cheol Choi) 한국가금학회 2013 韓國家禽學會誌 Vol.40 No.3

닭의 고밀도사양 스트레스가 품종 간 체내대사 유전자 발현에 미치는 영향

손시환(Sea Hwan Sohn),장인석(In Surk Jang),안영숙(Young Sook An),문양수(Yang Soo Moon) 한국가금학회 2015 韓國家禽學會誌 Vol.42 No.1

& & 본 연구는 밀사에 의한 환경스트레스가 닭의 품종에 따라 스트레스 및 대사 연관 유전자들의 발현에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 실시하였다. 공시계는 한국재래닭과 백색 레그혼으로 두 품종 모두 40주령 때 대조구(540 cm2/수) 및 고밀도구(311 cm2/수)로 분리하고, 50주령까지 10주간 사육하였다. 사양시험 종료 후, 각 개체의 간으로부터 total RNA를 추출하고, 스트레스, 소포체(ER) 스트레스 및 대사 연관 유전자들의 발현을 real-time PCR을 이용하여 분석하였다. 한국재래계는 분석된 모든 스트레스 표지 유전자들의 발현이 밀사구와 대조구 사이에 유의적인 변화를 보이지 않았다. 그러나 백색레그혼의 경우, HSP70과 HSP90α 유전자의 발현이 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 분석된 ATF6, GRP78, SREBP2 등의 발현은 품종 간 차이를 볼 수 없었지만, XBP1의 경우 백색레그혼이 한국재래계에 비하여 높은 발현을 보였다(P<0.05). 분석된 유전자들 중 FABP4, FATP1, ACSL1 등의 경우, 한국재래계에 비하여 백색레그혼에서 높은 유전자 발현을 보였다(P<0.05). GLUT의 발현은 품종 간에는 영향을 받지 않지만, 밀사에 의한 영향을 받고 있음을 보여주었다. 고밀도사양 체계는 닭의 품종과 관계없이 스트레스 요인이 될 수 있으며, 닭의 품종이나 개량의 정도에 따라 스트레스 반응에 대한 유전적 차이가 있음을 시사하고, 또한 밀사와 같은 환경적 스트레스는 간의 지방 및 포도당 대사에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. & & Chickens are exposed to the external and internal stressors such as low and high temperature, high stocking density, feed restriction and disease. There have been a few studies on gene expressions through the investigation of chickens under direct exposure to the stress of high stocking density. The objective of the present study was to determine the expressions of genes associated with stress, endoplasmic reticulum (ER)-stress, lipid and glucose metabolism in two strains of chickens, Korean Native Chicken (KNC) and White Leghorn (WL), raised in high stocking density. A total of 164 chickens aged 40 weeks were randomly allotted to a 540 cm<SUP>2</SUP>/bird stocking density (control), whereas the chickens in a high density group were assigned in a 311 cm<SUP>2</SUP>/bird stocking density with feeding ad libitum for 10 weeks. Total RNA was extracted from the live for qRT-PCR. The expression levels of hsp70 and hsp90α were higher in WL subjected to stress with high stocking density compared with those genes in control (P<0.05), while the expressions of genes were not affected in KNC. ER stress marker gene XBP1 was also highly expressed in WL with stress (P<0.05), but the stress of high stocking density did not influence to ER stress marker genes in KNC. Lipid metabolism associated genes including FABP4, FATP1 and ACSL1 were highly expressed in WL compared with KNC when subjected to high stocking density stress (P<0.05). The expression of glucose transport gene GLUT2 and GLUT8 were increased in chickens exposured to the stress of high stocking density (P<0.05). The data indicate that WL is more sensitive to the stress of high stocking density compared with KNC and the stress may influence the modulation of lipid and glucose metabolism in the liver of chickens.