Effects of Donor Cells and Estrus Synchronization on the Production of Cloned Korean Native Goat

The objective of this study was to examine the effect of donor cell types, the source of recipient oocytes and estrous synchronization on pregnancy and delivery rates of somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos in Korean native goats. Recipient oocytes were surgically collected after superovulation. Ear cells and fetal fibroblasts were collected and cultured in serum-starvation condition (TCM-199 + 0.5% FBS) for cell confluence. The zonae pellucidae of in vivo- and in vitro-matured oocytes were partially drilled using a laser system. Single somatic cell was transferred into the enucleated oocyte. The reconstructed oocytes were electrically fused with 0.3 M mannitol. After the fusion, embryos were activated by Ionomycin+6-DMAP. NT embryos were cultured in mSOF medium supplemented with 0.8% BSA at $39^{\circ}C$ in an atmosphere of 5% $CO_2$, 5% $O_2$, 90% $N_2$ for 12 to 20 hr. One hundred and two SCNT embryos were transferred into 20 recipients and pregnancy rate at days 30 was 20.0%. Of them, one developed to term and delivered 1 kid. Ear cells showed significantly higher fusion (63.8 vs. 26.5%) and pregnancy rates (20.0 vs. 0.0%) than those of fetal fibroblast (p<0.05). The recipients synchronized by CIDR showed significantly lower pregnancy rates compared to that of recipient in natural estrus ($0.0{\sim}25.0%$ vs. 100%) (p<0.05). Cloned kid was born from the recipient in natural estrus. For the synchronization of estrus between recipient and donor, there was no difference between treatments (${\pm}0$ vs. +12 hr) in pregnancy rate. The first healthy cloned kid (Jinsoonny) was produced by transfer of SCNT embryos derived from in vivo oocytes and ear cells into a recipient goat whose estrus was synchronized with the donor. These results imply that donor cells for nuclear transfer may affect the success rate, and the estrus synchronization between donor and recipient animals can also be important.

공핵 세포 및 발정 동기화가 복제 재래 산양 생산에 미치는 영향

본 연구는 공여 세포의 종류, 수핵 난자의 유래 및 수란 산양 발정 동기화 조건이 복제 산양 생산에 미치는 영향을 알아보고자 실시되었다. 공여 세포는 귀 유래 섬유아세포를 분리 배양하여 사용하였으며, 체내 성숙 난자는 성숙한 미경산 재래 산양에 과배란을 유기하여 외과적인 방법으로 난관 관류를 통해 회수하였으며, 배란이 되지 않은 난포란은 난포로부터 흡입 채취한 후, 22시간 동안 체외 성숙을 실시하여 사용하였다. 핵이식은 zona drilling 후, 극체와 세포질 일부분 제거를 통해 제핵을 실시하고, 핵이 제거된 난자의 위란강 내로 공핵 세포를 도입하여 실시하였다. 핵이식란의 융합은 전기 자극 방법으로 실시되었으며, 융합이 완료된 핵이식란의 활성화처리는 핵이식 3시간 후에 Ionomycin과 6-DMAP를 병용 처리하여 실시하였다. 복제 수정란의 체외배양은 0.8% BSA가 첨가된 mSOF 배양액으로 $2{\sim}4$ 세포기까지 체외 배양을 실시한 다음 수란 산양의 난관에 외과적으로 이식하였다. 임신 진단은 초음파 임신 진단기로 이식 후 제 30일과 60일에 실시하였다. 귀세포를 공핵 세포로 사용하였을 때 융합율이(63.8 VS. 26.5%) 태아 세포를 사용했을 때보다 유의적으로 높았다(p<0.05). 총 102개의 복제 수정란을 20두에 이식하였으며, 30일에 4두(20.0%)가 임신하였으며 이중 1두가 1두의 복제 산양을 생산하였다. 수란 산양과 공란 산양간의 발정 동기화 간격(${\pm}0$ 또는 +12시간)별 수태율은 각각 18.2 및 16.7%로서 유의적인 차이가 없었다. 수란 산양의 발정 유기 방법에 따른 수태율에 있어서 CIDR 제거 후 hCG 및 PMSG를 투여하였을 때는 25%가 수태하였으나, hCG만 투여한 수란 산양은 수태가 되지 않아 인위적으로 발정 동기화된 수란 산양을 이용하였을 때는 산자를 생산하지 못했다. 자연 발정 산양의 경우, 발정이 동기화된(${\pm}0$) 수란 산양 1두에 체내 성숙 난자를 수핵란으로 사용하여 생산한 5 개의 복제 수정란을 이식하여 149일만에 국내에서 처음으로 복제 산양(진순이) 생산에 성공하였다. 체외 성숙 난자를 수핵란으로 사용하여 생산된 복제 수정란 5개를 이식하였으나 수태가 이루어지지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 재래 산양의 체세포 핵이 식에 의한 복제 산자 생산에서 보다 효율성을 높이고 수태율을 향상시키기 위한 조건은 체내 성숙 난자를 수핵 난자로 이용하여 공란 산양과 발정이 동기화된(${\pm}0$) 자연 발정 수란 산양에 복제 수정란을 이식하는 것이 바람직한 것으로 생각된다.