• 한국수정란이식학회:학술대회논문집
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• 한국수정란이식학회 1997년도 추계학술대회 및 워크숍
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• pp.5-12
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• 1997

외래 유전자를 이식하여 형질전환동물을 생산하는 방법은 현재 약 3가지 정도가 실제 이용되고 있다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법으로는 DNA 미세주입법인데 생쥐와 비교하여 다른 동물에서의 형질전환효율은 상당히 낮은 것으로 나타나 형질전환가축의 생산을 위해서는 많은 비용과 시설 및 노동이 필요하여 실용성에 문제를 갖고 있다. 각 가축에 적합한 DNA 미세주입 조건을 확립시키고 형질전환동물의 생산효율을 높이는 연구가 필요하다. 가축에서 형질전환기술이 실제로 응용되고 있는 분야로는 대량생산이 어려운 의약품을 형질전환가축의 젖으로 합성 분비시키게 함으로써 생리적으로 활성이 있는 의약품의 대량생산이 가능할 것으로 예상된다. Growth Hormone이나 Growth Factor들을 이용한 성장과 관련된 형질전환가축의 기술은 예상했던 것보다 큰 성과는 없었는데 이식 유전자의 과잉발현으로 인한 부작용으로 실용화될 수 없었다. 그러므로 형질전환동물의 실용화를 위해서는 효율적인 유전자 이식방법의 개발과 이식 유전자의 발현으로 인한 부작용을 최소화하면서 좋은 표현형을 얻을 수 있도록 이식유전자의 발현을 인위적으로 조절할 수 있는 regulatory system의 개발과 가축의 경제형질에 관여하는 유전자의 식별이 필요하다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.42-42
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• 2003

복제기술은 기존의 형질전환 동물 생산의 효율을 향상시킬 수 있는 기술로서 인정하고 있으며 또한 이를 이용하여 형질전환 동물의 생산이 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 표지유전자 (GFP)와 유용유전자 (hFSH)를 이용하여 임신 45일령에 채취한 태아섬유아세포에 transfection 하고, transfection 된 세포의 효율적인 선발과 이를 이용한 형질전환 복제 수정란을 생산하고자 실시하였다. 대조구 (KbFF), GFP (79KbFF-GFP c-3) 및 hFSH (79KbFF-hFSH n-1)에 공시한 세포는 모두 동일한 태아유래의 세포 (모 79, 부 KPN178,♂)를 이용하였다. pAB-eGFP와 hFSH 유전자는 각파 electroporation 방법을 이용하여 transfection 하고, 이를 2주 동안 G418로 배양하며 selection 하였다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2001

Erythropoietin(EPO)는 혈액의 구성성분 중에서 적혈구 세포 증식에 중요한 기능을 한다고 알려져 있으며, 최근에는 암, 에이즈의 치료 등에도 효과가 있는 것으로 확인되고 있다. 따라서 본 연구팀은 지금까지 hEPO 유전자를 이용하여, 형질전환 돼지 "새롬이"의 생산에 성공한바 있다. 새롬이의 정액을 활용하여 인공수정을 실시 새롬이의 Fl를 24두 생산하였다. 이에 대하여 "형질전환 돼지의 계대번식시 유전자 전이효율에 관한 연구"라는 제목으로 발표 할 예정이며, 형질전환에 사용된 promoter가 WAP이므로, Fl이 임신, 분만을 하여야만 유즙을 통하여 hEPO물질을 생산할 수 있다. 따라서, Fl(♂)$\times$Fl(♀)의 교배에 의하여 5두가 임신, 분만을 하였으며, 이들 중 1두는 분만 후 21일에 폐사하였으며, 나머지는 현재 정상적으로 사육되고 있다. 이들 5두에 대하여 분만 후 유즙을 채취하여 유즙속에 EPO의 발현여부를 검토하였다. EPO-ELISA kit(medac)를 사용하여 분석결과, 유즙을 8,000배로 희석을 하여야만 Standard curve(1.25~160 mIU/$m\ell$)안에서 EPO의 단백질 발현을 검출할 수 있었다. 5두의 각각 농도는 28, 58, 17, 37, 27 IU/${\mu}\ell$ 였다. 또한 cDNA EPO와 genome EPO를 CHO 동물세포에서 생산하여 10배로 농축한 결과 5.5와 11 IU/${\mu}\ell$의 농도로 유즙과 비교하면 약 20~30배의 낮은 발현양을 나타내었으며, 또한 이러한 결과는 소변에서의 결과(1.1 IU/$m\ell$)보다는 약 30,000배 이상 높은 발현량을 화인 할 수 있었다. 현재, 이들 유즙 물질을 활용 빈혈 질환실험동물을 이용하여 생리활성을 검정, 체내에서 metabolic clearance rate(MCR)를 검토 중에 있다. 또한 F2의 자돈생산은 모돈 5두에서 총 25두가 생산되었는데, 이중 20두 약 80%가 EPO 유전자의 전환율을 나타내었다. 이상을 종합하면, 1) 돼지이용 생리활성물질(EPO)을 유즙에서 대량으로 생산할 수 있는 system의 활용가능성을 국내에서 처음으로 확인하였으며, 2) EPO에 있어서는 국제적으로도 형질전환 가축생산은 최초로 성공하였으며, 현재로서는 생산되어진 물질의 정제수준에 따라 활용가치가 결정되어 질 것으로 사료된다. 생리활성 물질을 생산할 수 있는 형질전환 돼지 생산의 성공은, 앞으로 형질전환 가축생산 뿐 만 아니라, 장기이식 및 복제돼지 생산의 활용 면에서의 응용가능성이 기대된다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.17-17
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• 2001

착상전 수정란 단계에서 형질전환 수정란의 선발은 형질전환동물의 효율을 증대시킬 수 있는 방법이다. 성공적인 형질전환동물의 생산을 위해서는 생산된 수정란의 mosaicism 빈도를 감소시켜 전체 할구에서의 유전자 발현을 유도하는 것이 최적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 돼지의 웅성 생식세포를 이용한 형질전환동물의 생산에 있어서 다양한 정자세포 이용시 형질전환 수정란의 생산성 및 mosaicism 빈도를 조사하였다. 아울러 돼지 웅성생식세포내 GFP 유전자도입시 세포들의 생존율 및 원형정자세포분리 후 배양에 따른 형태적 변화를 관찰하였다. 돼지의 웅성 생식세포내 GFP 유전자 도입은 전기자극법 (1.3 ㎸/cm, 200 $\mu\textrm{s}$) 에 의하여 수행되었으며, 이 때 생존율은 60-70%이였다. 유전자가 도입된 전체 세포중 원형정자세포군의 분리는 유식세포분리기에 의하여 수행하였으며, 전체집단에 대한 분리군의 비율은 평균 16.2%이였다. 형질전환 수정란의 생산은 정자 (ICSI), 원형정자세포 (ROSI), 배양후 확장된 원형정자세포(ELSI)를 이용하였으며 각각의 난할율은 ICSI (82.9%), ROSI (59.1%), ELSI (62.1%)로 유의한 차이를 나타내었다. 그리고 8세포기까지의 배발달율은 각각 61.1, 40.9 및 48.6%이였으며, 상실배 및 포배기형성율은 각각 24.6, 18.1 및 32.4%이였다. 형광현미경하에서 GFP 단백질이 발현된 8세포기 수정란을 대상으로 각각의 할구를 primer extension pream-plification (PEP) PCR 방법으로 분석한 결과, ICSI 및 ROSI 실시후 대부분 (15/20, 9/10) 의 수정란은 3~4개의 할구에서만 GFP 유전자의 존재여부를 확인할 수 있었으며, 전체 할구에서 GFP 유전자가 모두 확인된 수정란은 없었다. 반면에 배양된 확장 원형정자세포를 이용하여 생산한 수정란의 경우, 4/10 (40%)에서 전체 할구내에 GFP 유전자의 존재를 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 비록 배발달율 및 GFP 유전자 발현율에 있어서는 ELSI방법이 ICSI 등의 방법보다 현저히 낮았지만, mosaicsism 빈도가 낮아 바람직한 형질전환 수정란 생산에서는 오히려 유용한 방법이라고 사료된다. 또한 외래 유전자의 도입효율 면에서 후기 원형정자나 성숙정자보다 초기 원형정자세포에 외래유전자를 도입한 다음, 성숙시킨 확장원형 정자세포를 이용하는 방법이 보다 우수하다는 것을 시사하였다. 따라서 본 연구결과는 포유동물의 웅성 생식세포를 이용하여 nonmosaicisn을 나타내는 형질전환수정란을 생산하고 선발할 수 있는 일련의 기술적 과정을 정립하였다고 사료된다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.40-40
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• 2003

형질전환체 제작 시 발현벡터가 삽입되는 위치에 따라 발현 또는 억제되는 현상인 ‘position effect(위치효과)’를 극복하기 위해 Matrix Attachment Region(MAR)을 포함하는 발현벡터를 제작하였다 MAR는 핵 기질(nuclear matrix) 부착 부위로 발현조절에 관여하는 전사인자 등이 존재하는 핵 기질 부착부위로, 삽입된 발현벡터가 전사활성을 할 수 있는 게놈 환경을 제공해 주어 형질전환 유전자 발현을 향상시켜 준다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 사람에서 이미 분리되어 염기서열이 밝혀진 MAR를 PCR로 증폭하였다. 증폭된 1,270 bp의 human alpha-1-antitrypsin MAR와 1,080 bp human corticosteroid binding globulin promoter MAR를 T vector에 클로닝하여 염기서열을 확인했으며 발현벡터 클로닝에 사용하였다. 유용 유전자와 세포 형질전환에 사용할 선별 유전자로 neo를 포함하며, 그 외 벡터골격은 pGL3 control vector를 사용하여 기본 발현벡터를 제작하였다. 이 벡터에 MAR를 5', 3' 양쪽 또는 한쪽만 포함하도록 클로닝하였다. 이는 MAR의 위치에 따른 게놈내 삽입 및 발현효과를 확인하여 형질전환동물 생산용 발현벡터로 활용하고자 한다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2002년도 춘계학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.61-61
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• 2002

비 반추동물 특히 돼지의 경우 섬유소 소화율이 극히 낮은 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 섬유소분해효소유전자 (CelD) 를 췌장특이 프로모터인 rat Elastase Ⅰ 하류에 연결하여 구축된 벡터를 수정란내 미세주입한 후 생산된 형질전환 돼지를 이용하여 섬유소 소화능력을 측정하기 위하여 실시하였다. 먼저 35두의 수란돈으로 부터 65 두의 산자를 생산하였으며, PCR 분석 결과 4두가 형질전환돼지로 판명되었으며 이중 3두가 죽고, 생존한 l두를 다시 southern blot 분석결과 형질 전환된 것으로 판단하여 같은 복의 6두와 함께 섬유소 소화율을 측정하기 위하여 분리사육을 실시하였다. (중략)

• 한국가축번식학회지
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• 제19권4호
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• pp.293-305
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• 1996

Retrovirus는 DNA가 아닌 RNA를 유전 물질로 갖고 있는 동물 virus인데 각 virus는 RNA와 함께 크게 gag, pol. 그리고 env 등의 3가지 단백질로 구성되어 있다. gag 단백질은 virus의 내부구조를 형성하는 단백질이고, pol단백질은 감염을 통해 표적 세포에 도입된 retrovirus의 RNA를 DNA로 역전사시키는 reverse transcriptase의 역할을 하며, env단백질은 virusdml 외부를 구성하는 단백질로써 이 단백질에 의해 각 retrovirus의 종류에 따른 감염이 가능한 표적세포의 종류가 결정된다(host cell specificity). 따라서 어떤 retrovirus의 envelope단백질과 표식세포에 있는 retrovirus의 envelope 단백질에 대한 특정 receptor와의 상호 작용에 의해 세포속으로 도입된 virus의 RNA는 reverse transcriptase에 의해 DNA로 역전사된 후 표적세포의 genomic DNA에 삽입되는 특징을 가진다. 이러한 특징을 가진 retrovirus vector system은 형질 전환 동물의 생산에 있어서 현재까지의 주된 방법인 수정란의 pronucleus에의 DNA microinjection방법 보다 여러 가지 면에서 우수함에도 불구하고 쥐 이외의 다른 동물에서는 거의 이용되고 있지 않는 실정이다. 주된 원인으로는 현재 사용되고 있는 대부분의 retrovirus vector system이 쥐의 백혈병 virus를 근간으로 하기 때문에 이 system에서 생산된 virus는 쥐 이외의 다른 동물, 특히 유제류의 세포에는감염성이 아주 약하기 때문이다. 이러한 결점을 해결하기 위하여 최근에 기존의 쥐 백혈병 virus의 envelope protein을 vesicular stomatitis virus의 G protein으로 대체한 hybrid retrovirus vector system이 개발되었다. 이러한 system에서 생산되는 virus는 조류를 포함한 거의 모든 종류의 동물세포를 감염시킬 수 있으며 몇몇 특정세포에 대해서는 기존의 retrovirus vector system에 비해 1,000배 이상의 높은 감염도를 나타내는데 그 특징이 있다. 따라서 이러한 새로운 virus vector system을 이용할 경우, 보다 다양한 종에 있어서 형질전환 동물을 효율적으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 형질전환 동물의 생산 방법 자체를 다양화 시킬 수 있다고 본다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2002년도 춘계학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.34-34
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• 2002

핵이식 방법은 형질전환 동물을 생산하기 위한 여러 가지 방법 중 최근에 많이 이용되고 있다. 본 실험은 형광단백질 유전자 (green fluorescence protein, GFP)가 도입된 태아섬유아세포를 이용 핵이식을 하여 형질전환 수정란의 생산효율을 검토하기 위하여 실시하였다. GFP 유전자는 임신 45-55 일령의 태아섬유아세포 (KbFF3)에 electroporation방법으로 transfection을 실시하였다. (중략)

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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• pp.38-38
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• 2003

본 연구는 사람 조혈촉진유전자(hEPO)가 도입된 형질전환돼지 Fl 수컷과 암컷간 교배로 F2 생산시, Fl 모돈에 대한 임신기간(약 114일)내 혈액조성(적혈구, 백혈구, Hemoglobin, Hematocrit value, MCV, MCH, MCHC, 혈소판) 변화를 구명하기 위하여 실시하였다. 시험에 이용된 암퇘지는 형질전환 F1 암컷 2마리와 일반돼지 1마리였고 교배와 동시에 임신기간동안(114일) 5일 간격으로 5ml의 혈액을 경정맥(jugular vein)에서 채취하였으며 혈액조성분석은 Celltac MEK 5108K(Nihon Kohden, Japan)를 이용하였는데 얻어진 결과는 다음과 같다. 임신기간중 혈액내 백혈구의 변화는 일반돼지의 경우 13.8($\pm$2.4)$\times$$10^3$/ul 로임신기간내에 일정한 변화양상을 보였으나 형질전환돼지의 경우 29.4($\pm$19.4)$\times$$10^3$와 22.5($\pm$14.1)$\times$$10^3$/ul 으로 일반돼지보다는 높게 나타났으며 임신기간내에 매우 높은 변화 양상을 나타내었다. 또한 적혈구는 일반돼지(7.2$\pm$0.7 $\times$$10^{6}$/ul)에 비하여 형질전환돼지(11.5$\pm$0.5 와 11.9$\pm$0.5 $\times$$10^{6}$ul)에서 매우 높게 나타났으며 변화양상은 일반돼지와 마찬가지로 작게 나타났다. 적혈구와 함께 Hemoglobin(Hb)과 평균혈구용적율(Hematocrit value ;, HCT) 모두 형질전환돼지가 일반돼지보다 높게 나타났으며 변화양상 또한 작게 나타남으로서 사람 조혈촉진유전자(hEPO)가 형질전환된 돼지에서는 지속적으로 발현되어 조혈촉진이 이루어지고 있으며, 조혈촉진에 의해 헤모글로빈 및 적혈구가 생성되어 혈액내 높은 혈구용적율(HCT)을 이루고 있음을 알 수 있었다. 적혈구 평균용적(Mean Corpuscular Volume ; MCV), 평균적혈구혈색소량(Mean Corpuscular Hemoglobin ; MCH), 평균적혈구혈색소농도(Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration ; MCHC) 그리고 혈소판(Platelets) 분석결과 형질전환돼지가 일반돼지보다 약간 높은 수치를 나타냈으며 변화양상 또한 유사한 결과를 나타내었다. 이와 같은 시험분석결과를 토대로 사람 조혈촉진유전자(hEPO)가 형질전환된 돼지는 유즙으로 발현할 수 있도록 형질전환 되었음에도 불구하고 헤모글로빈 및 적혈구가 증가함으로서 형질전환돼지 개체의 혈장으로도 사람 조혈촉진인자가 분비하고 있음을 간접적으로 알 수 있었다. 정상돼지 보다 형질전환돼지가 약 30% 높은HCT 수준을 보였으며 이러한 현상은 사람에서는 적혈구증다증(erythrocytosis)으로 분류되고 있다. 이에 대한 고찰은 형질전환돼지 자체의 생리적 문제점(side effects)에 대한 해결과 더불어 기존의 인간질병에 대한 모델동물로서의 이용 가능성을 제시할 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권2호
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• pp.179-185
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• 2003

본 연구는 생체 내 세포 및 조직배양기로서의 면역결핍동물을 개발할 목적으로 proximal Ick promoter와 DT-A유전자를 이용하여 형질전환생쥐를 생산하였고 형질전환생쥐의 면역기관에서 Di-phteria toxin이 발현되어 T-cell이 결핍되는지를 분석하였다. 총 암수 2마리의 형질전환생쥐를 PCR과 South-ern blotting으로 분석하여 얻었으며 이식유전자의 copy수는 약 2∼3 copy가 정착된 것으로 확인되었다. 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver 조직을 분리한 후 total RNA를 추출하여 poly(dT) primer 와 DT 특이적 primer를 이용하여 RT-PCR수행 결과 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver에서 DT gene이 발현되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 형질전환생쥐의 이들 조직간에 DT 발현량에는 큰차이는 없는 것으로 확인되었다. 형질전환생쥐의 혈액에서 적혈구, 백혈구 ,혈소판, 헤모글로빈 등이 정상생쥐보다 감소되었고 특히 백혈구수와 혈소판의 수가 크게 감소되어 있는 것으로 나타났다. 또한 형질전환생쥐의 혈액을 CD3 antibody를 이용하여 FACS 분석을 실시하여 형질전환생쥐의 혈액 중 T-cell이 수가 비정상적으로 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 Ick-DT 형질전환생쥐에서 DT유전자의 발현에 의한 T-cell 결핍을 유도할 수 있는 것으로 나타나 이를 바탕으로 돼지를 이용한 사람의 이종장기 배양용 형질전환동물을 생산하여 응용될 수 있을 것으로 사료된다.