Sex Determination in Somatic and Embryonic Cells of the Pig by FISH and PCR

FISH와 PCR에 의한 돼지 체세포 및 배아세포의 성 판정

Predetermination of sex in mammalian species has many aspects of application including the prenatal diagnoses of genetic disorders in humans and sex-selected breeding programs in the animal industry. Embryos sexing can be carried out using the polymerase chain reaction (PCR) to amplify specific sequences present in the sex chromosomes, or by fluorescent in situ hybridization (FISH) of specific probes to the X and Y chromosomes. A 3.3 kb porcine male-specific DNA fragment (pEM39) was cloned previously in our laboratory. In this study, FISH and PCR methods were employed to examine if the pEM39 can be used a sex-specific DNA probes Porcine ovaries were obtained from a local slaughter house and oocytes collected. All oocytes were subjected to in vitro maturation followed by 1n vitro fertilization. Parthenogenetically activated embryos were served as a negative control. Embryonic samples were collected at the 2-cell stages and PCR was performed to analyze DNA. Among 10 embryos examined, four embryos were identified as males and six were females. The cloned male-specific DNA fragment showed male-specificity for the cells in the liver tissue and the porcine early embryos by FISH. It was also demonstrated that the cloned male-specific DNA is localized on the hetero chromatic region of the long arm in the Y chrom-osome (Yq) as shown by the FISH and karyotyping. The results suggest that the cloned male-specific DNA fragment may be useful for predetermination of sex with a few embryonic cells. The porcine male-specific sequence can be a reliable index for embryo sexing by PCR.

포유동물에 있어서 조기 성 판정기술은 축산에 있어서의 성별 육종프로그램이나 인간의 X-염색체 관련 열성유전병의 산전진단 등 여러 분야에 응용될 수 있다. 초기배에 대한 성 판정은 성염색체에 존재하는 특이한 염기서열을 증폭시키는 polymerase chain reaction (PCR)과 X와 Y 염색체에 대한 특이적 probe를 이용하는 fluorescent in situ hybridization (FISH)에 의하여 수행될 수 있다. 1992년과 93년, 2개년도에 걸쳐 본 연구실에서 돼지의 3.3 kb 웅성특이 DNA 절편(pEM39)을 cloning하였다. 본 연구는 pEM39가 성특이 DNA-probe로 이용될 수 있는지를 조사하기 위해 PCR과 FISH를 이용하였다. 돼지 난자는 도축장에서 구입한 돼지 난소로부터 채취되었고, 체외배양후 체외수정되었다. 한편 처녀발생나자를 negative control로 이용하였다. 2 세포기의 수정란을 선발한 후 PCR을 통하여 DNA를 분석한 결과, 10개의 수정란 중 6개는 자성, 다른 4개는 웅성으로 판정되었으며, FISH를 수행한 결과, done된 웅성특이 DNA 단편은 돼지 간조직과 초기배에서 웅성특이성을 보였다. 또한 FISH와 karyotyping을 수행한 결과 clone된 웅성특이 DNA 단편이 Y 염색체 q-arm의 heterochromatic region에 위치함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 보아 clone된 웅성특이 DNA 단편이 초기배의 성을 조기판정하는데 있어 유용하리라 사료되며, PCR에 의한 초기배의 성 판정에 있어 신뢰할만할 지표가 될 수 있을 것이다.