The present study was conducted to evaluate the efficiency of transgenic rabbit production by DNA microinjection using EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) gene. In this experiment EGFP coding sequences fused to CMV promoter were microinjected into rabbit one-cell embryos, and then GFP expression and gene integration were evaluated in preimplantation embryos and fetuses recovered on day 15 of pregnancy to determine efficiency of transgenic rabbit production. Effect of DNA concentration was also tested on development in vitro following microinjection and transgene integration in fetuses. Development of embryos in vitro was decreased by DNA microinjection, but the rates of pregnancy and implantation were not significantly affected by microinjection. As development progressed in vitro percentage of GFP expression in rabbit embryos was decreased, resulting GFP expression detected in 37.5% of blastocysts. The efficiencies for production of transgenic fetuses were 4.0% and 7.6%, respectively, when $10ng/{\mu}l$ and $20ng/{\mu}l$ of DNA concentration were microinjected. Transgenic fetuses were confirmed by GFP expression and PCR analysis of fetus genomic DNA. These results indicated that DNA microinjection itself damaged embryo development and DNA concentration affected the efficiency of transgenic rabbit production.
The existence of the Ras-independent signal transduction pathway of insulin leading to DNA synthesis was investigated in Rat-1 fibroblasts overexpressing human insulin receptor (HIRc-B) using the single-cell microinjection technique. Microinjection of a dominant-negative mutant $Ras^{N17}$ protein into quiescent HIRc-B cells inhibited the DNA synthesis stimulated by insulin. Microinjection of oncogenic H-$Ras^{V12}$ protein ($H-Ras^{V12}$) (0.1 mg/ml) induced DNA synthesis by 35%, whereas that of control-injected IgG was induced by 20%. When the marginal amount of oncogenic H-$Ras^{V12}$ protein was coinjected with a dominant-negative mutant of the H-Ras protein ($Ras^{N17}$), DNA synthesis was 35% and 74% in the absence and presence of insulin, respectively. This full recovery of DNA synthesis by insulin suggests the existence of the Ras-independent pathway. The same recovery was observed in the cells coinjected with either H-$Ras^{V12}$ plus H-$Ras^{N17}$ plus SH2 domain of the p85 subunit of PI3-kinase ($p85^{SH2-N}$) or H-$Ras^{V12}$ plus H-$Ras^{N17}$ plus interfering anti-Shc antibody. When co-injected with a dominant-negative H-$Ras^{N17}$, the DNA synthesis induced by the Ras-independent pathway was blocked. These results indicate that the Ras-independent pathway of insulin leading to DNA synthesis exists, bypassing the p85 of PI3-kinase and Shc protein, and requires Rac1 protein.
본 연구에서는 zebrafish에 인간의 KCNE1 유전자가 삽입된 형광단백질 vector를 microinjection하고, 그 발현 여부를 확인하고자 하였다. 먼저 양 말단에 제한효소(EcoRΙ, BamHΙ) site를 넣어 제작한 primer들로 genomic DNA에서 KCNE1 유전자를 분리하였다. 그 결과는 약 402 bp 크기의 DNA band였고 이 PCR 산물을 형광단백질 vector인 pPB-CMVp-EF1-GreenPuro 속에 클로닝하여 pPB-CMVp-hKCNE1-EF1-GreenPuro plasmid를 제작하였다. 이렇게 준비된 형광 vector를 zebrafish 수정란에 microinjection하였고, 부화된 치어에서 RT-PCR과 DNA sequencing을 통해 GFP 및 hKCNE1의 발현을 최종 확인하였다. 본 연구는 향후 QT 연장증후군(LQTs)에 대한 동물 모델로써 신경자극 전도, 유전자 치료, 유용 유전자 클로닝을 위한 기술 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 한우 체외수정란에 외래 유전자를 미세현미 주입한 후 체외 배발달을 조사하였다. DNA 미세주입은 체외수정 18~20시간 후에 DNA를 미세주입하였으며 체외 배발달율은 7일간 배양 후 조사하였다. 미세현미 주입 후 난할율은 36.3%로 대조구의 난할율 66.4% 보다 유의적으로 낮았으며(p<0.05) DNA가 주입된 수정란 중 상실배와 배반포배까지 발달율은 각각 5.6%와 1.9%로 대조구의 20.5%와 12.8%에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다. 체외발달 배양액 내 L-ascorbic acid와 $\alpha$-tocopherol 첨가 배양시 상실배와 배반포배 발달율이 대조구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다.(p<0.05) 따라서 미세현미 주입된 수정란의 체외 배발달 배양액에 항산화제의 첨가는 높은 체외 배발달율을 얻을 수 있으며 또한 체외성숙과, 체외 수정된 한우수정란을 이용하여 형질전환 한우 생산이 가능하리라 사료된다.
본 연구는 섬유소분해효소 유전자(CelD)가 도입된 형질전환 돼지를 생산하기 위해 사계절동안 수행하였다. 약 8∼15개월령의 순종의 랜드레이스경산돈 및 미경산돈 126두는 유전자 미세주입을 위한 1세포기 단계의 수정란 채란 및 이식을 위해 사용하였으며, 발정동기화 및 과배란 방법은 PG600 주입 후 9일간 매일 20mg의 altrenogest를 사료에 첨가하여 급여하였다. Altrenogest를 9일간 급여 후 1000IU의 PMSG와 750IU의 hCG를 주입하므로서 과배란을 유도하였다. 미세주입을 위한 유전자는 Rat elasterase promoter에 CelD유전자를 연결하여 준비하였으며, 호르몬 처리후 91두의 공란돈으로부터 1,422개의 난자를 회수하였으며 이중 95.6% (1,359/1,422)는 DNA미세주입을 위해 전핵을 관찰 할 수 있는 1세포기의 수정란이었다. 이중 유전자가 미세주입된 725개의 난자를 35두의 수란돈에 이식하였으며 13두의 임신돈으로부터 65두의 자돈을 생산하였다. 한편 수란돈당 수정란 이식수가 임신율에 미치는 영향을 조사한 결과 약 21∼24개의 수정란을 이식한 구에서 임신율이 50%로 타구의 20.0%(20개 이하)와 33.3%(25개 이상)보다 높았으며, 꼬리조직으로부터 분리된 DNA의 PCR검정결과 65두중 5두가 형질전환 양성 반응을 나타내어 7.69%의 형질전환율을 나타내었다 따라서 본 연구는 생체반응기를 통한 형질전환 돼지생산을 위한 유용한 정보를 제공하게 될 것이다.
Nam Yoon Kwon;Kim Moo-Sang;Lee Hyung-Ho;Kim Dong Soo
한국양식학회지
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제9권3호
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pp.293-300
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1996
Validities of several gene transfer methods including microinjection, electroporation and lipo-fection with luciferase gene (pRSVL), and effectiveness of mud loach expression vector which contains ARS from mud loach on production of transgenic mud loach were evaluated. Microiniection revealed the $0\~8\%$ of transgene incidence in 2-week-old fish with significant mosaicism. Electroporation and lipofection of mud loach sperm also successfully introduced the transgene into sperm cells, and transferred the foreign DNA into zygote. Gene transfer by electroporation and lipofection showed a range of $0\~28\%$ and $0\~48.1\%$ of transgene incidence, respectively in newly hatched larvae, altough most DNA introduced were gradually degraded with the development of fish. Microinjections of mud loach expression vector caused a significantly reduced survival rate of mud loach embryos with severe teratogenic effects, and ARS/Luc transgene could not be detected in normally developed fish after microinjection.
본 실험실에서는 최근에 SINE계 B$_1$과 B$_2$의 융합서열이 리포터유전자의 게놈내 삽입을 증가 시킴을 증명하는 결과를 보고하였다. Supercoil 형태일 때 대조구가 6%, SINE 벡터가 25%, 그리고 linear 형태일 때 각각 16%와 63%로 나타났다. 이번 실험에서는 이들 두가지 형태의 벡터를 같은 양으로 혼합한 DNA를 미세주입에 응용함으로서, 전체 게놈내 삽입률 중에서 과연 supercoil 형태의 벡터가 어느 정도로 기여하는지를 조사하였다. 수정란의 전핵에 혼합형태의 DNA를 미세주입한 후 배반포기의 생쥐배아를 대상으로 베타-갈락토시데아제 발현 여부를 조사한 결과 대조구의 경우 17.3%, SINE계 벡터의 경우 46.6%가 양성을 나타내었다. 이 결과는 아마도 supercoil 형태의 벡터는 독자적인 삽입 경로를 가지지 않음을 의미하는 것이며, 대부분의 경우 외래 유전자의 삽입은 linear 형태로 삽입이 이루어지는 듯 하다. 부가적으로 미세주입 결과로부터 일부 삽입 기작을 짐작할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.
본 연구는 사람의 조혈촉진 유전자(hEPO)가 도입된 형질전환 돼지를 생산하기 위해 사계절동안 수행하였다. 약 8∼15개월령의 순종의 랜드레이스 경산돈 및 미경산돈 42두는 유전자 미세주입을 위한 1세포기 단계의 수정란 채란 및 이식을 위해 사용하였으며, 발정동기화 및 과배란 방법은 PG 600 주입 후 9일간 매일 20mg의 altrenogest를 사료에 첨가하여 급여하였다. Altrenogest를 9일간 급여 후 1,500IU의 PMSG와 500IU의 hCG를 주입하므로서 과배란을 유도하였다. 미세주입을 위한 유전자는 mouse whey acidic protein(mWAP) 프로모터에 hEPO 유전자를 연결하여 준비하였으며, 호르몬 처리후 23두의 공란돈으로 부터 650개의 난자를 회수하였으며, 이 중 83.1%(540/650)는 DNA 미세주입을 위해 전핵을 관찰할 수 있는 1-세포기의 수정란이었다. 이중 유전자가 미세주입 된 543개의 난자를 19두의 수란돈에 이식하였으며 7두의 임신돈으로부터 47두의 자돈을 생산하였다. 생산된 자돈 47두로부터 꼬리조직으로부터 분리된 DNA의 PCR 검정 결과 수컷 1두가 형질전환 양성반응을 나타내어 2.13%의 형질전환율을 나타내었으며, 이러한 연구의 결과는 생체반응기(bioreactor)연구에 있어서 형질전환 돼지생산의 성공적이며 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다.
In an attempt to produce transgenic amphibia, bacteriophage ${\lambda}-DNA$ was microinjected into fertilized eggs of Xenopus laevis, and the effect on early embryogenesis and the ultrastructural behavior of exogenous DNA were investigated. The effect of microinjected gene on embryonic development showed differences according to the concentration of injected DNA and the incubation temperature. Various concentrations of ${\lambda}-DNA$ were tested. Among those, microinjection of 1-2 ng DNA dissolved in 20 nl TE buffer was not shown to disturb normal embryonic development and was recorded the highest survivability to the late tadpole stage (Stage 43); however, injection of increased concentrations of DNA than above provoked irregular cleavages or abnormal appearances, which resulted in reduced survivability. When the injected embryos were incubated at low temperatures (e.g., $12^{\circ}C$), 54.5% of the embryos developed to Stage 43, whereas 42.4% survived when incubated at room temperature. The survivability showed also differences according to the injection site. 58.0% of the embryos developed to Stage 43 when microinjected into the vegetal pole, whereas 44.9% survived when microinjected into the animal pole. To understand the structural fate or behavior of injected DNA a combined light and electron microscopical study was applied. The nucleus-like structure was observed in the ${\lambda}$ DNA-injected embryos, which was quite a similar to the interphase nuclei of normal Xenopus laevis. The nucleus-like structure showed the typical double-layered nuclear membrane and nuclear complexes; however, it consisted of unusual structures such as furrows of nuclear envelope into the nucleoplasm.
Park, Jin-Ki;Jeon, Ik-Soo;Lee, Yun-Keun;Lee, Poongyeon;Kim, Sung-Woo;Kim, Jung-Ho;Han, Joo-Hee;Park, Chun-Gyu;Min, Kwan-Sik
한국동물번식학회:학술대회논문집
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한국동물번식학회 2003년도 학술발표대회 발표논문초록집
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pp.43-43
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2003
This study was conducted to produce transgenic pig harboring human tissue plasminogene activator (tPA) gene. Two different tPA genes containing bovine $\beta$-casein promoter and mouse uroplakin promoter were prepared for microinjection and confirmed the expression level of tPA protein from the CHO (Chinese hamster ovary) cell lines by gene transfection. Concentration of tPA expression from the six cell lines (all of CHO cells) were average 212.4 ng/ml. Reconstructed DNA to used the CHO cell were microinjected into the pronuclei of in vivo embryos The total of 2,307 zygotes were collected from 95 donors and 1,851 embryos were in 1-cell stage which were visualized the pronuclei for DNA microinjection. The concentration of linear DNA was 2.0 ng per microliter and injected into zygotes with two pronuclei on an inverted Nikon microscope equipped with narishige micromanipulator and modulation contrast optics. The 541 embryos injected with bovine $\beta$-casein promoter-tPA were transferred to 22 recipients. The 1,154 embryos injected with mouse uroplakin promoter-tPA were transferred to 51 recipients. Sixty nine offspring from 9 delivered sows were produced. We analysed the transgenes with PCR methods from 69 offsprings, but could not detect the PCR product from piglet tails DNA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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