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      KCI등재

      CRISPR/Cas9 System을 활용한 배스의 불임 유도에 대한 연구 = A Study on the Induction of Infertility of Largemouth Bass (Micropterus salmoides) by CRISPR/Cas9 System

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      https://www.riss.kr/link?id=A107892386

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      다국어 초록 (Multilingual Abstract) kakao i 다국어 번역

      A largemouth bass (Micropterus salmoides) is an ecosystem disturbance fish species at the highest rank in the aquatic ecosystem, causing a serious imbalance in freshwater ecosystems. Although various attempts have been made to eradicate and control largemouth bass, no effective measures were found. Therefore, it is necessary to find an approach to maximize the effective population reduction based on the unique characteristics of largemouth bass. This study used the transcriptome analysis to derive 182,887 unigene contigs and select 12 types of final target sequences for applying the CRISPR/Cas9 system in the genes of IZUMO1 and Zona pellucida sperm-binding protein, which are proteins involved in sperm-egg recognition. After synthesizing 12 types of sgRNA capable of recognizing each target sequence, 12 types of Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complexes to be used in subsequent studies were prepared. This study searched the protein-coding gene of sperm-egg through the Next Generation Sequencing (NGS) and edited genes through the CRISPR/Cas9 system to induce infertile individuals that produced reproductive cells but could not form fertilized eggs. Through such a series of processes, it successfully established a composition development process for largemouth bass. It is judged that this study contributed to securing the valuable basic data for follow-up studies to verify its effect for the management of ecological disturbances without affecting the habitat of other endemic species in the same water system with the largemouth bass.
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      A largemouth bass (Micropterus salmoides) is an ecosystem disturbance fish species at the highest rank in the aquatic ecosystem, causing a serious imbalance in freshwater ecosystems. Although various attempts have been made to eradicate and control la...

      A largemouth bass (Micropterus salmoides) is an ecosystem disturbance fish species at the highest rank in the aquatic ecosystem, causing a serious imbalance in freshwater ecosystems. Although various attempts have been made to eradicate and control largemouth bass, no effective measures were found. Therefore, it is necessary to find an approach to maximize the effective population reduction based on the unique characteristics of largemouth bass. This study used the transcriptome analysis to derive 182,887 unigene contigs and select 12 types of final target sequences for applying the CRISPR/Cas9 system in the genes of IZUMO1 and Zona pellucida sperm-binding protein, which are proteins involved in sperm-egg recognition. After synthesizing 12 types of sgRNA capable of recognizing each target sequence, 12 types of Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complexes to be used in subsequent studies were prepared. This study searched the protein-coding gene of sperm-egg through the Next Generation Sequencing (NGS) and edited genes through the CRISPR/Cas9 system to induce infertile individuals that produced reproductive cells but could not form fertilized eggs. Through such a series of processes, it successfully established a composition development process for largemouth bass. It is judged that this study contributed to securing the valuable basic data for follow-up studies to verify its effect for the management of ecological disturbances without affecting the habitat of other endemic species in the same water system with the largemouth bass.

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      국문 초록 (Abstract) kakao i 다국어 번역

      배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 효과적인 방안은 없는 상황이므로 배스의 고유한 특성에 기반한 개체군 감소의 효율성을 극대화할 수 있는 방식을 모색하였다. 본 연구에서는 배스의 Transcriptom 분석으로 Unigene contigs는 182,887개, 그리고 정자-난자 인식 단백질인 IZUMO1과 Zona pellucida sperm-binding protein의 유전자에서 CRISPR/Cas9 system을 적용할 최종 Target sequence는 12종을 산출하였다. 각 Target sequence를 인식할 수 있는 12종의 sgRNA를 합성한 후 후속 연구에 사용할 12종의 Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex를 제작하였다. 본 연구에서는 차세대염기서열 분석법으로 정자-난자 인식 단백질을 암호화하는 유전자를 탐색하였고, CRISPR/Cas9 system으로 유전자를 편집하여 번식행동은 하지만 수정란을 형성하지 못하는 생식세포를 생산하는 불임개체를 유도하기 위한 조성물 개발 과정을 확립하였다. 그리고 배스와 동일한 수계에 있는 고유 생물종의 서식에는 영향을 미치지 않는 생태교란종 관리 방안으로서의 유용성을 검증하기 위한 후속 연구의 귀중한 기초 자료를 확보하는데 기여했다고 판단된다.
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      배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 ...

      배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 효과적인 방안은 없는 상황이므로 배스의 고유한 특성에 기반한 개체군 감소의 효율성을 극대화할 수 있는 방식을 모색하였다. 본 연구에서는 배스의 Transcriptom 분석으로 Unigene contigs는 182,887개, 그리고 정자-난자 인식 단백질인 IZUMO1과 Zona pellucida sperm-binding protein의 유전자에서 CRISPR/Cas9 system을 적용할 최종 Target sequence는 12종을 산출하였다. 각 Target sequence를 인식할 수 있는 12종의 sgRNA를 합성한 후 후속 연구에 사용할 12종의 Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex를 제작하였다. 본 연구에서는 차세대염기서열 분석법으로 정자-난자 인식 단백질을 암호화하는 유전자를 탐색하였고, CRISPR/Cas9 system으로 유전자를 편집하여 번식행동은 하지만 수정란을 형성하지 못하는 생식세포를 생산하는 불임개체를 유도하기 위한 조성물 개발 과정을 확립하였다. 그리고 배스와 동일한 수계에 있는 고유 생물종의 서식에는 영향을 미치지 않는 생태교란종 관리 방안으로서의 유용성을 검증하기 위한 후속 연구의 귀중한 기초 자료를 확보하는데 기여했다고 판단된다.

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      참고문헌 (Reference)

      1 Fu, B., "Transcriptome Analysis of Silver Carp(Hypophthalmichthys molitrix)by Paired-End RNA Sequencing" 19 : 131-142, 2012

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      3 NIER(National Institute of Environmental Research), "Survey for ecological impact by naturalized organisms(I)" National Institute of Biological Resources 1-215, 1995

      4 Raj, I., "Structural basis of egg coat-sperm recognition at fertilization" 169 (169): 1315-1326, 2017

      5 ME(Ministry of Environment), "Standardization of technology and method for restoration of Han river ecosystem" Ministry of Environment 20-29, 2012

      6 Zhao, C., "RNA-Seq-based transcriptome analysis of reproduction and growth related genes in Lateolabrax japonicus ovaries at four different ages" 45 : 2213-2225, 2018

      7 Vicens, A., "Proteins Involved in Motility and Sperm-Egg Interaction Evolve More Rapidly in Mouse Spermatozoa" 9 (9): e91302-, 2014

      8 Miwa, N., "Protein-Carbohydrate Interaction between Sperm and the the Egg-Coating Envelope and Its Regulation by Dicalcin, a Xenopus laevis Zona Pellucida Protein-Associated Protein" 20 (20): 9468-9486, 2015

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      10 Elaswad, A., "Microinjection of CRISPR/Cas9 Protein into Channel Catfish, Ictalurus punctatus, Embryos for Gene Editing" 20 (20): 56275-, 2018

      1 Fu, B., "Transcriptome Analysis of Silver Carp(Hypophthalmichthys molitrix)by Paired-End RNA Sequencing" 19 : 131-142, 2012

      2 Herberg, S., "The Ly6uPAR protein Bouncer is necessary and sufficient for species-specific fertilization" 361 (361): 1029-1033, 2018

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      6 Zhao, C., "RNA-Seq-based transcriptome analysis of reproduction and growth related genes in Lateolabrax japonicus ovaries at four different ages" 45 : 2213-2225, 2018

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      2017-01-01 등재 등재학술지 유지 (계속평가) KCI등재
      2013-01-01 등재 등재학술지 유지 (등재유지) KCI등재
      2010-01-01 등재 등재학술지 유지 (등재유지) KCI등재
      2008-01-01 등재 등재학술지 유지 (등재유지) KCI등재
      2005-01-01 등재 등재학술지 선정 (등재후보2차) KCI등재
      2004-01-01 등재 등재후보 1차 PASS (등재후보1차) KCI등재후보
      2003-01-01 등재 등재후보학술지 유지 (등재후보1차) KCI등재후보
      2002-01-01 등재 등재후보학술지 유지 (등재후보1차) KCI등재후보
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      기준연도 WOS-KCI 통합IF(2년) KCIF(2년) KCIF(3년)
      2016 0.61 0.61 0.64
      KCIF(4년) KCIF(5년) 중심성지수(3년) 즉시성지수
      0.66 0.68 0.773 0.19
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