• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2001.03a
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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.

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2003.06a
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• pp.93-93
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• 2003

소의 수정란이식에 있어서 성공적인 임신을 위해서는 수란우의 적절한 영양상태, 양질의 수정란, 이식 시술자의 기술력과 수란우와 수정란의 적절한 동기화가 필수 요인이라 사료된다. 특히, 적절한 동기화를 위해서 발정관찰은 필수적이지만 번거롭고 장시간동안 관찰을 해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완할 수 있도록 발정동기화 처리방법을 비교, 검토하여 수정란이식에 있어서 효과적인 발정동기화 방법을 모색하고자 실시하였다. 발정동기화 방법은 Fig 1과 같이 CIDR처리방법(A군)과 GnRH 처리방법(B군)을 사용하였으며, 황체의 등급은 직장검사와 초음파 진단기를 이용하여 직경이 2cm 이상, 1~2cm와 1cm 미만의 황체를 각각 1등급, 2등급과 3등급으로 분류하였다. 또한 본 실험에 공시된 수정란은 체외 생산된 한우 배반포기의 수정란을 사용하였으며, 1등급의 황체를 가진 수란우만을 선별하여 비외과적인 방법으로 황체가 존재하는 자궁각심부에 이식하였다. 임신진단은 이식 후 45~60일에 직장검사와 초음파진단을 이용하여 실시하였다. 발정동기화처리결과는 Table 1에서 보는 바와 같이 A군과 B군에서 발정발현율이 각각 100%와 96%로 나타났으며, 이식하기에 적합한 1등급 황체의 출현율이 65.4%와 56%로 A군에서 다소 높게 나타났다. 발정동기화 처리방법에 따른 수정란 이식 후 수태율은 A군에서 신선란과 동결란일 때 각각 66.7%와 60%로 나타나 B군의 22.2%와 0%의 결과보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었다. 따라서 본 연구의 결과로 미루어 볼 때 수정란 이식을 위한 발정동기화 방법은 CIDR 처리방법을 적용하는 것이 GnRH 처리방법 보다 효율적이라 사료된다.다. 특히 기능황체에서의 특이적 발현 spot을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 황체의 progesterone분비기능의 역할을 수행하기 위한 단백질들이 전, 중기에 발현된다는 것을 알 수 있고 퇴행황체에서는 발현이 안되고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 결과를 토대로 다른 양상을 띤 spot을 분리하여 어떤 단백질인지를 분석하여 각각의 황체단백질의 특성을 규명할 수 있을 것으로 사료된다.적율(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.mu\textrm{m}$ 300BG는 56.32$\mu\tex

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2001.03a
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• pp.55-55
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• 2001

Erythropoietin(EPO)는 적혈구 세포 증식, 분화 및 생존에 있어서 가장 중요한 요인이다. 또한, 빈혈성저산소증에 있어서도 EPO가 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 태아에서 EPO 생산부위는 간이라고 알려져 있으나, 임신 120-140일에 신장으로 이동하기 시작하여 출생 후 약 40일경 이후에는 완전히 신장에서만 분비한다 EPO단백질의 분비는 오전 8시에 가장 낮고 오후 8시에 가장 높은 2중 리듬의 형태로 발현되어진다. EPO는 27개의 leader sequence와 165개의 아미노산으로 총 193개의 아미노산으로부터 분비된다. EPO단백질의 분자량은 18 kDa이나, 약 40%의 당쇄가 첨가되어있는 당단백질으로서 분자량은 30 kDa이다 N-linked 당쇄 3개(Asn-24, 38 및 83)와 O-linked 당쇄 1개(Ser 126)의 첨가부위가 존재하며, 2개의 disulfide bridges(7-161번, 29-33번)를 형성하고 있다. 이러한 당쇄의 수식은 EPO의 대사에 있어서 매우 중요하다. EPO를 가축의 소변으로부터 생산하기 위하여 생쥐의 3.6 kb UII promoter 하류에 genome hEPO와 SV 40 poly A를 연결하여 형질전환용 발현 벡터를 구축하였으며, 과배란 유기로 채란되어진 돼지의 1-세포기 수정란의 웅성전핵에 유전자를 미세주입기로 주입 후 즉시 대리모에 이식하였다. 66두에 미세주입된 1572개의 수정란을 외과적 방법으로 이식, 평균 23개의 수정란을 이식하였다. 생산된 자돈 112두중 2두(3-5, 3-15번)에서 PCR양성반응(304, 567bp)을 나타내어, 2두의 돼지로부터 소변을 회수하였다. 회수된 소변을 이용 Elisa방법으로 EPO를 분석한 결과 3-5번 돼지에서만 분만 후 지속적으로 EPO농도가 증가되었다. EPO의 최고농도는 1.1 IU/$m\ell$였으며, 이러한 결과는 CHO 세포에서의 500-1000 IU/$m\ell$의 생산량보다도 약 500-1000배정도 낮은 수준이었다. 이상을 종합하여 보면, 1) 가축에서도 생리활성물질을 소변에서 생산할 수 있는 UII promoter의 활용가능성을 제시하였으며, 2) 현재로서는 EPO의 발현량이 너무 낮아, 사용된 생쥐의 promoter를 보완할 필요성이 있다고 사료된다. 그러나, UII promoter를 이용하여 생리활성 물질을 생산할 수 있는 형질전환 돼지 생산의 성공은, 앞으로 형질전환 가축을 이용하는 활용 면에서도 더욱 더 활발할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2001.03a
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• pp.58-58
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• 2001

본 연구는 섬유소 분해효소 유전자 Cel D(Cellulase Digestion)가 도입된 형질전환 돼지 생산을 통하여 섬유소 함유 사료의 이용 효율을 증대시키고, 나아가 장기이식동물 및 고가의 의료용 단백질 생산가축을 개발하기 위한 원천기술 확보에 있다. 섬유소분해 유전자의 크로닝 및 조직 특이적 발현벡터를 개발하기 위하여, 우선 소의 위중 제4위 내의 미생물로부터 전체 유전자를 분리하였고, 이렇게 작성된 DNA library에서 섬유소분해 관련 유전자인 약 2.0 kb의 Cel D유전자를 크로닝하였으며, 췌장 특이적 발현 프로모터(rat elastase I: 약 200bp)를 크로닝한 후, 미세주입용 형질전환 재조합 벡터를 구축하기 위하여 rElastase I 프로모터 하류에 섬유소 분해 유전자(Cel D)를 연결하여 약 3.0 kb 크기의 재조합 벡터를 준비하였으며, 재조합 유전자를 1세포기 수정란 전핵내에 미세주입 하기 위해 Sal I과 BglII를 이용 유전자 단편을 만들었다. 구축된 유전자를 미세주입하기 위한 수정란을 회수하기위해 총68두의 돼지를 4-5두씩 분리사육하면서 발정동기화 및 과배란 유기를 위해 PG600, Altrenogest, FSH, hCG를 투여하였으며 hCG투여후 약54시간에 외과적 방법에 의해 총 1,359개의 수정란을 회수하였고, 이중 미세주입가능한 1세포기 수정란은 1,296개로 두당 평균 15.9개 였다. 1,296개의 1세포기 수정란 중에서 재조합 유전자(rE I-CelD)가 미세주입된 660개의 수정란을 32두의 수란돈에 외과적 방법에 의해 이식하였으며, 이식되어진 모돈 13두가 분만하여 40.6%의 임신율을 나타내었다. 이렇게 분만된 13두에서 총 65두(암:33두, 수:32두)의 자돈이 생산되었으며, 형질전환 여부를 판명하기 위해 자돈의 꼬리조직으로 부터 genomic DNA를 추출하고 PCR 검정을 실시하였다. PCR 검정 결과, 섬유소 분해 유전자가 도입된 자돈은 5두 이었으며, 그 결과를 Table에 나타내었다.(Table Omitted) Table 1 에서와 같이 섬유소 분해효소유전자가 형질전환된 자돈은 65마리 중 5마리로 7.69%의 형질전환율을 나타내었으며, 5마리의 자돈중 2두(암:1두, 수:1두)는 분만 후 즉시 폐사되었으며 2두(암:1두, 수:1두)는 86일령 그리고 14일령에 폐사하여 현재 1두(암)가 생존하여 섬유소 분해 사양 실험 중에 있다.

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2002.06a
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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)

• Proceedings of the KSAR Conference
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• 2001.03a
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• pp.14-14
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• 2001

본 연구는 생명공학 관련 기술개발에 의하여 신소재 물질을 생산하고 사람에게 안전하고 생리활성이 높은 고가의 의료용 단백질 생산기술을 체계화하며 형질전환 가축을 이용한 유용물질 생산에 따른 산업화와 부가가치의 극대화에 그 목적이 있다. 유즙으로 사람의 빈혈치료제인 EPO(Erythropoietin)를 분비할 수 있는 형질전환돼지를 생산하기 위하여 WAP(Whey Acidic Protein) Promoter(2.6kb) 하류에 사람의 조혈촉진유전자(EPO: 2.6kb)를 연결시켜 미세주입용 재조합 벡터(WAP-EPO : 약 7.8kb)를 구축하였다. 구축된 재조합 벡터를 1세포기 수정란에 약 2ng/ul 농도로 미세주입한 다음 외과적 방법으로 이식하였다. 이식 후 분만 모돈으로부터 생산된 자돈의 꼬리조직을 이용 게놈DNA를 추출하고 PCR 검정을 한 결과, 유즙으로 사람의 빈혈치료제를 생산할 수 있는 유전자가 도입된 형질전환돼지 $\boxDr$새롬이$\boxUl$ (♂)를 확인하였다. 또한 이렇게 꼬리조직으로부터 확인된 새롬이의 혈액과 정액을 채취, 게놈 DNA를 추출하여 외래 유전자 삽입여부를 PCR 방법으로 검정한 결과 꼬리조직과 마찬가지로 혈액 및 정액에서도 외래유전자가 삽입되었음을 확인할 수 있었다. 이렇게 생산된 형질전환돼지 $\boxDr$새롬이$\boxUl$를 이용 계대번식을 통한 F$_1$ 산자의 생산과 유전자 전이율을 확인하기 위하여 $\boxDr$새롬이$\boxUl$정액을 이용한 인공수정을 실시하였다. 인공수정은 1999년 7월 1일부터 2000년 9월 8일 까지 총 78두의 모돈을 이용하였으며, 그 중 21두의 모돈이 분만하여 인공수정에 의한 분만율은 26.92%로 나타났다.(Table Omitted) Table 1에서와 같이 새롬이 정액을 이용한 인공수정에 의해 형질전환된 F$_1$ 자돈의 형질전환율은 17.98%로 나타났으며, 32두의 형질전환자돈 중 8두(암:4두, 수:4두)는 분만과 동시에 폐사하였거나 사육중 폐사하여 현재 24두(암:12두, 수:12두)가 생존하여 F$_1$ 간 교배계획에 의해 사육되고 있다. 이 중 암컷 4두는 현재 F$_2$ 자돈 생산과 함께 유즙내로 사람 빈혈치료제의 분비 유무를 검정중에 있으며, FISH 법에 의한 외래 유전자 삽입 검정을 확인 중에 있다.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.20 no.1
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• pp.19-26
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• 1996

In the present study, we investigated devel-opmental ability and transgene expression of IVM/IVF derived porcine embryos following microinjection with SV40-LacZ. A total of 412 IVM/IVF derived embryos were used to examine developmental ability and transgene expression following DNA microinjection. After centrifugation, pronuclei were visible in 60.3% when examined between 18~21h after IVF. Development and transgene expression were assessed after 9 days in culture. The percentages of injected embryos reaching to the morula and blastocyst were significantly lower (P<0.05) than those of non-injected control embryos. However, the percentages of DNA microinjected embryos and non-injected embryos that developed to the blastocyst or hatched blastocyst stage in dual culture systems (NCSU23 and EMEM) were significantly higher (P<0.05) than those in NCSU23 medium alone. As the resuIt of X-gal staining, the proportion of positive embryos was 40~43% in morula and blastocyst stage embryos, however, mosaicism has been observed in the most putative transgenic morulae and blastocysts. In the PCR analysis, the percentages of embryos integrated gGH gene were 45.0 and 44.4% in morula and blastocyst stage, respectively. These results suggest that improved IVM /IVF system and culture condition increased the embryo viability and ex-pression of a microinjected transgene.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.26 no.2
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• pp.87-94
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• 2002

This study was performed during the four seasons for the production of transgenic pigs containing the Cellulase Digest Gene. Purebred Landrace gilts and sows approximately 8∼15 months of age (n=126) were used for the collection of 1-cell zygotes for DNA microinjection and transfer. Retrospectively, estrus synchronization and superovulation schemes were evaluated to assess practicality fur zygote collection. Synchronization and superovulation procedures were used that cyclic gilts were synchronized with 20mg altrenogest (ALT) per day for 9 days after PG600 administration followed by superovulation with 1000 IU pregnant mares serum gonadotropin (PMSG) and 750IU human chorionic gonadotrophin (hCG). The cellulase digestion gene for microinjection is rat elasterase promoter (rEl) linked to CelD gene. After hormone treatment, 1,422 embryos were collected from 91 donors and 95.6% (1,359/1,422) embryos were in 1-cell stage which can be visualized the pronuclei for DNA microinjection. A total of 725 DNA microinjected embryos transferred into 35 recipients and produced 65 piglets from 13 litters. Pregnancy rate according to the number of transferred embryos to recipients was higher the group which received 21 to 24 embryos (50.0%) than other groups 20.0% in less and 33.3% in more. A tail tissue was collected from 65 piglets for biopsy. PCR screening was performed on each DNA sample using two separate sets of primers specific for the 5'- and 3'-flanking region of the rEl-CelD gene. Five of the 65 piglets (7.69%) were positive for the transgene. This study provide useful information regarding production of transgenic pig for bioreactor research.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.9
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• pp.306-314
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• 2019

As dipeptidyl peptidase-4(DPP-4) inhibitors are used widely as a secondary treatment for type 2 diabetes because they tend to be well tolerated with minimal side effects, the human DPP-4(hDPP-4) gene was injected into a pig zygote through micro-injection, and 1-cell stage fertilized embryos were then transplanted surgically into the oviduct. Three pigs were fertilized with hDPP-4 genes and produced sixteen piglets, in which one male piglet was identified to be transgenic. Finally, transgenic pigs showing hDPP-4 gene expression in the tail were produced. Western blot and RT-PCR analysis confirmed that the hDPP-4 is expressed strongly in the membrane cells of the transgenic pig, and that the hDPP-4 gene appears in various tissues and tails. This suggests that the expression vector is normally expressed in transgenic pigs. These results are anticipated to be a model animal to check the endocrine function for insulin resistance that occurs in a hDPP-4 transgenic pig and to increase its value for use as a material in newly developed medicines.

• Korean Journal of Animal Reproduction
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• v.26 no.2
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• pp.95-104
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• 2002

This study was performed during the four seasons for the production of transgenic pigs containing the human erythropoietin(hEPO) transgene. Purebred Landrace gilts and sows approximately 8∼15 months of age (n=42) were used fur the collection of 1-cell zygotes for DNA microinjection and transfer. Retrospectively, estrus synchronization and superovulation schemes were evaluated to assess practicality for zygote collection. Synchronization and superovulation procedures were used that cyclic gilts were synchronized with 20mg altrenogest (ALT) per day for 9days after PG600 administration followed by superovulation with 1500IU pregnant mares serum gonadotropin (PMSG) and 500IU human chorionic gonadotrophin (hCG). Preparation of recombinant gene for microinjection is mice whey acidic protein promoter (mWAP) linked to human erythropoietin (hEPO) gene. After hormone treatment, 650 embryos were collected from 23 donors and 83.1% (540/650) embryos were in 1-cell stage which can be visualized the pronuclei for DNA microinjection. A total of 543 DNA microinjected embryos fiom donors were transferred to 19 synchronized recipients, seven of them maintained pregnancy and delivered 47 piglets. One of the 47 offsprings were determined to have transgene by PCR analysis. The overall rate of transgenic production was 2.13% (tansgenic/offspring). This study provides the success and useful information regarding production of transgenic pig for bioreactor research.