포유동물 난자의 유성 및 무성 발생과정 동안 핵 및 세포질의 변화

Nuclear and Cytoplasmic Dynamics in Mammalian Oocytes during Sexual and Asexual Developments

수정에 의한 배 발생은 정자가 난자 내로 침입하여 정자와 난자의 반수체 핵질이 융합되고 이어 유사분열로 이어지는 과정에서 시작된다. 하지만 수정 및 초기 배 발생 동안 자웅 핵질과 난 세포질 구성 요소 상호간의 작용기전에 관해서는 명확히 알려져 있지 않은 부분이 많다. 수정보조기법인 세포질 내 정자 직접 주입법의 개발은 남성불임치료에 혁신적인 기술로 자리잡고 있을 뿐만 아니라 포유동물의 수정과정을 이해하는데 많은 도움을 주고 있다. 핵치환에 의한 복제동물 생산기법도 분화된 핵이 난 세포질 내에서 재 분화 (reprogramming)하여 발생하는 유일한 과정으로 세포질 구성요소들의 상호작용과 발생 조절 기능을 이해하는데 도움을 준다. 최근 몇 년간 돼지 난자 세포질에 정자 및 원형정자 직접주입, 세포질 이식, 세포질 융합 및 핵치환 한 후 난자의 발생과정을 간접 면역형광 분석법과 주사 전자현미경으로 조사하였다. 이러한 연구를 통해 체외수정, 세포질 이식 및 정자직접 주입법 등과 같은 임상치료기술 과 핵치환에 의한 복제동물생산 기법의 개선에 필요한 기초자료를 얻을 수 있었고, 포유동물 난자의 후생적 발생과정 (epigenesis)에 관해 공부할 수 있었다.

At fertilization, sperm penetrates into oocyte, male and female pronuclei are fused together, and mitotic division follows. However, little information is available on the interactive roles and dynamic processes between cytoplasmic and nuclear components during the pronuclear formation, migration and cell division. The assisted reproductive technologies such as, intracytoplasmic sperm injection (ICSI) and round spermatid injection(ROSI) could provides new treatments for the male infertility as well as tools for the study of basic mechanism during fertilization. Nuclear transfer can also provide a mechanism on the interactive roles between nucleus and cytoplasm since the process includes nuclear reprogrammming of differentiated cells in the enucleated oocytes. Recently, I have investigated developmental processes in porcine oocytes following fertilization parthenogenesis, ICSI, ROSI and nuclear transfer using indirect immunocytochemical and electron microscopic studies. The results could provide an insight into biological questions related with epigenesis as well as strategies for the enhancement of embryology in general such as ICSI and nuclear transfer.