Developmental Ability and Transgene Experssion of IVM/IVF Derived Porcine Embryos after DNA Microinjection

DNA 미세주입 돼지 체외수정란의 발달능력과 유전자 발현

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.

본 연구는 체외에서 생산된 돼지수정란에 외래유전자를 미세주입후 체외 배 발달과 유전자 발현을 조사하기 위하여 실시하였다. 체외수정후 18∼20 시간 사이에 LacZ 유전자와 산양 성장호르몬 유전자를 미세주입하였으며, 체외 배 발달율과 유전자 발현은 미세주입후 9일간 체외배양을 실시한 다음 조사하였다. 돼지수정란을 원심분리하여 전핵을 관찰한 결과 60.3%의 난자에서 전핵이 가시화되었다. 또한 유전자가 미세주입된 수정란중 상실배와 배반포까지 발달한 비율은 각각 8.6, 9.1%로 대조구의 발달율 19.0, 20.8%보다 유의하게 낮았다. 그러나, NCSU23 배양액에 4일간 배양후 EMEM 배양액으로 교체하여 배양한 결과, 배반포 및 부화배반포까지 높은 발달율(19.4%)을 나타내었다. X-gal 염색의 결과로서, LacZ의 발현을 나타낸 수정란의 비율은 상살배, 배반포 단계에서 40.0, 42.9%로 나타났으나, 이들 형질전환 수정란의 대부분은 mosaic 현상이 관찰되었다. 또한 PCR 부분에서, gGH 유전자가 도입된 수정란의 비율은 상실배, 배반포단계에서 45.0, 44.4%로 X-gal 염색의 결과와 유의한 차이가 없었다. 따라서 본 실험에서 얻어진 결과들은 체외에서 생산된 돼지수정란은 미세주입후에도 배반포 및 부화배반포까지 성공적으로 발달할 수 있다는 것을 입증하였다. 또한 체외성숙, 수정된 돼지수정란을 이용하여 형질전환 돼지 생산의 가능성을 시사하고 있다.