해양에서의 불규칙적으로 심하게 변하는 수온이 우렁쉥이의 폐사율에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위해 1998년 12월 14일부터 1999년 8월 30일까지 자연산과 양식산 우렁쉥이를 사용하여 실내에서 온도자극 및 수용밀도별로 실험한 결과와 야외 육성장에서 수층별로 밀도를 달리하여 사육한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 실내에서 수용밀도별 사육 결과 12kg 수용구가 3kg, 6kg 수용구보다 폐사가 높았고, 자연산에 비해 양식산의 폐사가 높았으나, 3kg 수용구와 6kg 수용구간에는 밀도별 실험에서 차이가 없었고, 양식산과 자연산간에도 차이가 없었다. 2. 일간 폐사율은 양식산, 자연산 공히 실험 초기에 폐사율이 높았다. 3. 온도자극에 따른 폐사는 온도자극이 클수록 폐사가 많았고, 양식산이 자연산에 비해 폐사가 많았다. 4. 온도자극에 따른 일간 폐사율은 8$^{\circ}C$ 자극 실험구에서는 온도자극이 끝난 직후에 폐사가 높았고, 5$^{\circ}C$, 3$^{\circ}C$ 실험구에서는 온도자극 중에 높았고, 대조구에서는 초기에 폐사를 보인 후 폐사가 없었다. 5. 우렁쉥이 육성장에서 10m 층의 실시간 수온변화는 1, 2월까지는 변화가 없다가 5월부터 일일 2~4$^{\circ}C$의 변화를 보였고, 6월에는 최고 7.4$^{\circ}C$까지 변하는 불규칙적인 변화를 보였고, 8월 중순 이후에 안정되었다. 6. 수용밀도에 따른 월별 폐사율은 3, 6, 12kg 수용구 모두가 6월에 가장 높은 폐사율을 보였고, 다음이 8월이었다. 수층별로는 5m 층이 10m, 15m층에 비해 폐사가 높게 나타났으며, 자연산에 비해 양식산의 폐사가 높았다. 7. 양식수층에 따른 월별 폐사율은 전 수층에서 6월에 폐사가 가장 높게 일어났고, 다음이 7월이었다. 수용 밀도별로는 12kg 수용구가 폐사율이 가장 높고, 다음이 6kg, 3kg 순이었으며, 자연산에 비해 양식산의 폐사율이 높게 나타났다.
경골어류의 뇌하수체에서는 두 종류의 생식선자극호르몬 (FSH, LH)이 생산되며, 이 호르몬들은 공통적인 α 쇄와 특이적인 β 쇄를 가진다. 연어과 어종들에서, FSH는 난황형성과 정자형성의 역할을 하며, LH는 배우자의 최종성숙을 조절한다. 냉수성 고유어종인 열목어 (Brachymystax lenok)의 멸종을 방지하고 종묘생산을 원활히 하기 위하여 먼저 열목어의 GTHα, FSHβ 및 LHβ 쇄를 cloning하여 염기서열을 결정하였다. 열목어 GTHα, FSHβ 및 LHβ의 cDNA는 산천어의 해당 cDNA와 높은 상동성 (각각 84, 95, 98%)을 보였다. 다음으로 기능적인 생식선자극호르몬을 제작하기 위해서 2개의 쇄를 single-strand로 연결하여 진핵세포를 숙주로하는 시스템에서 생식선자극호르몬을 생산할 수 있는 구조체인 FSHβ-GTHα (235 amino acids) 와 LHβ-GTHα (240 amino acids)를 각각 재조합하였다. 또한 각각의 융합단백질 생산용 구조체의 3'-말단에는 단백질추출이 용이하도록 histidine×6 구조를 첨가하였다. 이상의 단일쇄 FSH와 LH 유전자재조합 산물을 포유동물 유래의 세포 (CHO-K1)에 liposome chemical을 사용하여 유전자도입 후 세포에서 분비되는 단백질을 모니터링하였다. 배지를 부분정제한 후 SDS-PACE로 조사한 결과, LH 재조합 유전자를 도입한 후 48-60 시간째에 약 25 kDa의 단백질로서 관찰되었다. 현재 FSH 재조합 유전자에 대해서도 조사중이며, 향후 이를 재료로 하여 기능형 생식선자극호르몬을 생산하고 추출하기 위한 연구가 계속적으로 수행 될 것이다.
비단가리비의 인공 종묘 생산을 목적으로 전라남도 신안군 대흑산도 주변에 서식하는 비단가리비를 대상으로 인공 종묘 생산을 위한 산란 유발, 수정란의 발생 과정, 유생 사육, 채묘 및 중간 육성 등 양식 생물학적 연구를 실시하였다. 어미의 각종 산란 유발 자극에 대한 반응은 Serotonin 주사, 온도 자극, 혼합 자극에서 반응율이 가장 높았으며, 자외선 조사 해수 자극은 수컷만 반응을 하였고 간출 자극은 반응이 없어 실효성이 없는 것으로 나타났다. 수정란의 크기는 $69.5{\mu}m$이었고, 수정 후 약 2시간에 2 세포기, 8시간 후에 8 세포기, 20시간 후에는 담륜자 유생으로 부화하였으며 40시간 후에는 D상 유생으로 되었다. 수온별 비단가리비 유생의 성장은 수온 $20^{\circ}C$에서 각장 $178.9{\mu}m$로 가장 좋았으며, 이 때의 생존율은 15.5%이었다. 그러나 수온 $15^{\circ}C$에서는 낮은 성장을 보여 각장 $135.9{\mu}m$로 성장하였으며, 생존율도 9.8%로 저조하였다. 수용 밀도별 사육 시험에서 $1m{\ell}$당 1개체와 5개체에서 성장 및 생존율이 양호하여 성장 및 생존율을 볼 때 적정 사육 밀도는 $1m{\ell}$당 5개체 이하로 나타났다. 먹이 생물 종류에 따른 유생의 성장을 알기 위하여 I, gal-baba, C, calcitrans, N, oculata를 단독 또는 혼합으로 공급하였을 때 실험 종료후 각장의 성장은 I, galbana+C. calcitrans+N. oculata구가 $194.2{\mu}$로 가장 좋았고 N. oculata구는 $162.2{\mu}m$로 가장 낮은 성장을 보였다. 생존율에서는 I. galbana+C. calcitransoculata구는 9.4%로 가장 낮은 생존율을 보였다. 채묘기별 유생의 부착률은 염화비닐판을 수평으로 놓은 것과 패각이 각각 3.43%와 3.17%로 가장 양호하였으나, 양파망과 염화비닐판을 수직으로 놓은 것은 각각 1.52%와 1.61%로 비교적 저조하였다. 수정 후 40일째부터 90일째까지 측정한 부착치패의 경과 일수에 따른 각장의 성장은 $SL=184.44e^{0.0335X}(r^2=0.9861)$의 회귀직선식으로서 나타났다. 중간육성 시험에서 수심별 성장을 분석한 결과, 비단가리비 치패는 저층보다 표층이 각장 5.92mm, 전중량 6.07g 정도 더 빨리 성장하였다.
1970년말부터 뇌하수체 성선자극호르몬(gonadotropic hormone ; GTH)의 유전자 구조(FSH$\beta$, LH$\beta$ 및 공동의 $\alpha$쇄)가 다양한 종에서 밝혀지기 시작하였으나 이러한 유전자의 조직/세포 특이적 분비양식과 세포외 신호에 의한 조절양식은 정확히 밝혀져 있지 않다. 그러나 최근 들어 형질전환 맞추스 제작기법에 의해 $\alpha$쇄 유전자 상류에 세포특이적 발현을 조절하는 특이부위가 존재함이 보고됨을 시작, FSH$\beta$ 및 LH$\beta$쇄 유전자발현을 조절하는 특이부위 또한 가까운 시기내 발견되리라 기대된다. 한편, 성선자극 호르몬 방출호르몬(GnRH), 스테로이드 호르몬 및 여러 결합단백질과 같은 세포의 신호는 각기 다른 신호전달체계를 통하여 GTH유전자 발현을 일으킨다. 또한 뇌하수체에서도 그 존재가 확인된 전사인자들 (cFos, cJun)과 미지의 인자들은 상호간에 다양한 이량체를 형성하여 유전자 발현을 조절하는 각 특이부위에 결합함으로써 전사단계에서의 다양한 제어가 존재함이 밝혀지고 있으며 이러한 유전자상의 특이발현영역과 세포의 신호별 전사인자에 관한 연구는 번식에 있어 중요한 성선자극호르몬에 관한 분자수준의 조절기전을 밝혀내리라 기대되어진다.
인간의 태반성 성선자극호르몬(HCG) 또는 성선자극호르몬-방출호르몬 유도체(GnRH-A)와 pimozide를 이용하여 산란시기의 암컷황복에서 인공 산란을 유도하였다. 호르몬 또는 호르몬유도체의 효과는 배란 후 인공수정시켜 수정율과 배체형성율 및 면역방사측정법으로 혈액의 plasma 내 성선자극호르몬(GTH) 양을 측정하여 결정하였다. 수정율과 배체형성율이 가장 좋은 HCG 농도는 어체중 kg 당 1,000 IU이었다. 또한 GnRH-A ($10\;{\mu}g/kg$)와 pimozide를 동시에 처리했을 때 수정율과 배체형성율이 좋은 pimozide의 농도는 5 mg/kg이었다. Pimozide(1, 5 mg/kg)를 단독으로 처리한 어류에서는 plasma 내 GTH양에 영향을 줄 수 없었지만, GnRH-A와 동시에 처리했을 때 GTH양은 현저히 증가되었다. GnRH-A와 pimozide 및 dopamine을 동시에 처리했을 때 혈액의 plasma 내 GTH양은 크게 감소되었다. 이상의 결과는 산란시기 또는 이시기이외에 황복의 뇌로부터 여러 가지 성선자극호르몬과 성선자극억제호르몬을 분비됨을 시사해 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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