A Study of the Liposome-Mediated Transgenic Chicken Production

리포좀을 이용한 형질전환 닭 생산에 대한 연구

  • Byun S. J. (National Livestock Research Institute, Biotechnology Division) ;
  • Park C. (National Livestock Research Institute, Biotechnology Division, Department of Animal Biotechnology, Jinju National University) ;
  • Yang B. S. (National Livestock Research Institute, Biotechnology Division) ;
  • Kim T. Y. (The Catholic University of Korea) ;
  • Sohn S. H. (Department of Animal Biotechnology, Jinju National University) ;
  • Kim S. H. (Department of Biology, Kyung Hee University) ;
  • Jeon I. S. (National Livestock Research Institute, Biotechnology Division)
  • 변승준 (축산연구소 응용생명공학과) ;
  • 박철 (축산연구소 응용생명공학과) ;
  • 양보석 (축산연구소 응용생명공학과) ;
  • 김태윤 (가톨릭대학교 의과대학) ;
  • 손시환 (진주산업대학교 동물생명과학과) ;
  • 김상훈 (경희대학교 생물학과) ;
  • 전익수 (축산연구소 응용생명공학과)
  • Published : 2004.12.01

Abstract

Microinjection of DNA is a general method for generating transgenic animals, but the rate of transgenesis in chickens is very low. So it was carried out to investigate the efficiency of liposome-mediated gene transfer in stage one cell of chicken embryo with GFP expression vector. In order to determine efficiency and duration of the introduced foreign gene, it was microinjected DNA with liposome or naked DNA into the germinal disc of stage one cell or stage-X chicken embryo. Analysis of reporter gene expression in day-4 embryos showed that GFP expression was observed only in the liposome-mediate embryo groups and detectable up to day-8 embryos. The results suggest that stable integration of the introduced gene using liposome is a rare event. Nevertheless the liposome-mediated gene transfer may be a useful method to transfer a foreign gene into the stage one cell of chicken embryos.

본 연구는 기존의 형질전환 닭 생산방법 중의 하나인 1세 포기 수정란에 유전자를 직접 주입하는 유전자 미세주입방법을 개선할 목적으로 리포좀과 외래 표지 발현유전자인 GFP를 사용하여 외래유전자의 핵전이 효율성과 주입된 외래 유전자의 발현의 지속성을 닭의 배자에서 검증하고자 시도하였다 외래유전자는 배반엽 단계 혹은 1세포기 수정란의 세포질에 리포좀과 유전자의 혼합물 혹은 오직 유전자만을 미세주입을 하였다. 연구 결과들은 리포좀을 사용한 경우 naked DNA에 비하여 배반엽 단계와 1세포기 수정란 모두에서 효율적으로 외래 유전자를 핵내로 도입할 수 있음을 배양 3과 4일차 닭의 배자에서 GFP발현 양상을 통하여 확인하였다. 또한 주입된 외래 유전자에 의해 만들어진 GFP는 배자에서 일주일 정도 지속적으로 발현됨이 관찰되었다. 리포좀 방법은naked유전자 주입 방법에 비해 1세포기와 배반엽 단계 수정란 모두에서 효율적으로 외래 유전자를 핵내로 이동시키는 능력을 가지나, 주입된 유전자의 염색체 삽입에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 따라서 닭의 수정란에서 리포좀 방법은 외래유전자 도입에 유용한 수단으로 이용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Harvey AJ, Speksnijder G, Baugh LR, Morris JA, Ivarie R 2002 Expression of exogenous protein in the egg white of transgenic chickens. Nat biotechnol 19:396-399
  2. Kwon MS, Koo BC, Choi BR, Lee CH, Kim YH, Ryu WS, Shim H, Kim JH, Kim NH, Kim T 2004 Development of transgenic chickens expressing enhanced green fluorescent protein. Biochem Biophys Res Commun 320:442-8
  3. Love J, Gribbin C, Mather C, Sang H 1994 Transgenic birds by DNA microinjection. Biotechnology 12:60-63
  4. McGrew MJ, Sherman A, Ellard FM, Lillico SG, Gilhooley HJ, Kingsman AJ, Mitrophanous KA, Sang H 2004 Efficient production of germline transgenic chickens using lentiviral vectors. EMBO Rep 5(7):728-33
  5. Perry MM, Mather CM 1991 In Avian incubation, Butterworth-Heinemann Ltd. London, U.K., p.91
  6. Petitte JN, Clark ME, Liu G, Verrinder Gibbins AM, Etches RJ 1990 Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells. Development 108(1):185-9
  7. Rosenblum CI, Chen HY 1995 In ovo transfection of chicken embryos using cationic liposomes. Transgenic Res 4:192-8
  8. Statistical Analysis System 1996 SAS user's guide. Statistical Analysis System Institute Cary NC USA
  9. 전익수 2000 1세포기 닭 수정란 체외배양과 대리난각 배양기술의 개선. J Anim Sci & technol 42(6):777-786