In this study, we attempted to determine the precise patterns of protein synthesis during the second cleavage in mouse. F1 hybrid 2-cell embryos showing a highly synchronized cell cycle and outbreed ICR strain 2-cell embryos were used. The patterns of protein synthesis during the second cleavage showed the sequential changes in the F1 hybrid and ICR strain 2-cell embryos. Moreover, we examined the effects of mitotic and transcriptional inhibitors such as colcemid and a-amanitin on the protein synthesis in the late 2-cell embryos of ICR strain. Treatment of colcemid (0.1mg/ml) blocked the second cleavage, but did not affect on the change of protein synthesis. However, treatment of a-amanitin induced the synthesis of two set of polypeptides without affecting on synthesis of other proteins and cleavage. It thus seems that the appearance of a-amanitin-sensitive proteins may be not involved in the second cleavage. Therefore, these results indicate that the second cell cycle in mouse embryos appears to be regulated at post transcriptional level, presumably independent on the expression of embryonic genome. 본 연구는 생쥐 배아의 2세포기 분열과정중 단백질 합성양상과 단백질합성에 미치는 colcemid와 $\alpha$-amanitin의 영향을 조사하였다 이를 위하여 체내 수정된 ICR strain의 2세포기 배아와 매우 일치된 초기배아 분열양상을 보여주는 체외 수정된 F1 (C57BL x CBA) hybrid 2세포기 배아를 사용하였다. 두 종류의 2세포기 배아에서 단백질 합성은 분열단계에 따라서 매우 일치된 변화를 보여 주었다. 또한 유사분열 억제제인 colcemid (0.1mg/ml)의 처리는 2세포기 배아분열을 억제하였으나, 단백질 합성에는 아무런 변화를 주지 못하였다. 그리고 후기 2세포기 배아에 전사 억제제인 a-amanitin (100mg/ml)을 처리하였을 때 세포분열이나 다른 단백질의 합성에는 아무런 영향이 없이 단지 두개의 단백질의 합성만을 유도하였다. 이는 아마도 a-amanitin의 stress효과에 기인하는 것으로 추측된다. 따라서 생쥐 2세포기 배아의 분열과정은 배아게놈의 유전자 발현과는 무관하게 이미 합성되어 존재하는 mRNA에 의하여 조절되는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 백삼 및 홍삼을 동체 및 뇌두 부분으로 나누어 각 분획물의 생쥐유래 암세포에 대한 독성을 대식세포에 대한 독성과 비교하여 관찰하였으며, 이러한 인삼분획의 세포독성이 세포의 분열주기 억제와 연관되어 있는 지를 확인하기 위하여 L929세포의 세포주기에 미치는 영향도 실험하였다. 세포독성 실험에서 홍삼이 백삼에 비해 우수한 세포독성을 나타내었으며, 백삼 및 홍삼 모두 뇌두 분획물이 동체 분획물에 비해 우수한 세포독성을 나타내었다. 또한, 실험에 사용한 세포들 중 RAW264.7세포에 대한 인삼 분획물의 세포독성이 다른 암세포 및 대식세포에 비해 강하게 나타났다. 이들 분획물의 세포 분열주기에 미치는 영향을 관찰한 실험에서는 각 분획물 모두 L929세포의 분열주기를 G$_2$/M기에서 억제하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 실험의 결과로 백삼에 비해 홍삼에 암세포에 대한 독성을 나타낼 수 있는 물질이 보다 많이 포함되어 있음을 알 수 있으며, 같은 백삼이나 홍삼에서도 뇌두 부위에 이러한 세포독성 물질이 많이 분포하는 것으로 나타났다. 또한 본 실험의 결과, 인삼의 세포독성 기작은 세포의 분열주기 억제와 연관되어 있는 것으로 추측된다.
본 연구는 'Fuji' 사과에 대한 적과시기의 조만(早晩)이 세포분열 또는 세포비대에 의한 과실발달에 미치는 영향을 조사하고자 수행하였다. 현미경 검경 결과 세포분열 시기는 적뢰, 적화 및 적과 처리에 관계없이 약 4~5주간 지속되었으며 유과기에 epidermis로부터 7~9개의 세포층에서 발견되던 유관속 조직은 세포분열기 이후 14~19층 사이에서 지속적으로 발견되었다. 반면에 epidermis에서 유관속 조직까지의 거리는 적뢰 처리구가 가장 길었으며, 적과 처리구 및 무처리 순으로 나타났다. 따라서 과실 비대는 세포 분열보다는 세포 비대에 의하여 영향을 크게 받는 것으로 판단되었고, 적과 시기가 빠를수록 과실 비대는 더욱 큰 것으로 나타났다. 그러나 적과시기와 전분립과 탄닌 함량 변화는 직접적인 관계는 없는 것으로 사료되었다.
본 시험은 톨페스큐의 잎과 뿌리신장 및 동화산물의 생장점부위의 종적인 해부학적 고찰을 통해 세포분열, 신장, 그리고 성숙속도등 세포역학 및 세포의 생리적 반응에 대한 질소의 효과를 연구하고자 수행하였다. 공시품종은 경당 수량성이 높은 HYT 품종과 경당 수량성이 낮은 LYT 품종이었으며, 이들은 엽신장 및 분얼성 등 생리적 특성이 다른 품종이다. 1. 근관, 표피세포, 피층세포, 도관세포로 크게 구분되는 뿌리생장부위는 약 3.2mm로 잎생장부위(약 25~30 mm)보다 훨씬 짧았으며, 근관부위는 약 0.4~0.5 mm였다. 2. 근관세포의 경우 분열시 크기는 약 5 $\mu{m}$, 최종크기는 약 40 $\mu{m}$였으며 피층세포와 도관세포의 분열시 크기는 각가 8.5 $\mu{m}$와 13.0 $\mu{m}$, 최종 크기는 각각 120$\mu{m}$와 650$\mu{m}$로 큰 차이가 있었다. 3. 뿌리생장부위의 피층세포와 도관세포의 분열 직후 또는 최종크기는 질소시용수준에 영향을 받지 않았으나, 세포신장속도는 질소시용수준에 영향을 받아 높은 질소수준(200ppm)에서 보다 낮은 질소수준(50ppm)에서 약 2배 정도 빨랐다. 4. 뿌리세포의 분열속도는 질소의 영향을 받아 피층세포의 경우 50ppm N 수준에서 시간당 약 4.5 세포, 200ppm N 수준에서는 시간당 약 2.3 세포였으며, 도관세포의 경우는 각각 시간당 0.9 세포와 0.6 세포였다. 5. 뿌리세포가 분열 후 최대로 신장하기까지는 시간은 피층세포의 경우 50ppm N에서 약 21 시간, 200ppm N에서 약 43시간이 소요되었으며, 도관세포의 경우는 각각 약 37 시간과 73 시간이 소요되었다. 6. 뿌리생장부위의 피층세포와 도관세포의 비율을 조사한 결과, 세포 분열부위에서는 1:1이었으나, 세포신장부위에서는 그 비율이 증가해 생장점으로부터 1.0 mm 위치에서 5:1로 증가해 계속 유지되었다. 7. 뿌리생장에 대한 질소의 효과를 분석해 볼 때, 질소는 뿌리세포의 크기보다는 세포분열과 세포신장속도에 크게 영향함을 알 수 있었다.
식물에서 슈트 정단부에는 분열하는 세포들로 이루어진 슈트 정단분열조직이라는 조그마한 부분이 있다. 슈트 정단분열조직은 그 식물의 일생을 통해서 땅 위의 모든 구조를 만들어 낸다. 이 연구의 목적은 지난 250년 동안 슈트 정단분열조직의 체제와 기능을 설명하기 위해 발전해 온 이론들을 기술하여, 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는 슈트 정단분열조직의 중요성을 이해하는 데 있다. 1759년 볼프(C. F. Wolff)가 최초로 슈트 정단분열조직을 기재한 이후, 1858년에 네겔리(C. N${\ddot{a}}$geli)는 무종자 유관속식물의 슈트 정단분열조직에서 하나의 커다란 정단세포를 관찰하여 정단세포설을 제안하였다. 그러나 이 설은 종자식물에 적용할 수 없는 것으로 확인되었다. 이어서 1868년 한스타인(J. Hanstein)에 의해 조직원설이 제한되었으나, 이 설도 종자식물에 일반적으로 적용할 수 없었다. 그 후, 1924년 슈미트(A. Schmidt)은 피자식물의 슈트 정단분열조직에서 세포의 분열면이 서로 다른 것을 관찰하여 초층-내체설을 제안하였다. 이 설은 나자식물에 적용할 수 없는 것으로 확인되었다. 1938년 포스터(A. Foster)는 세포조직학적으로 서로 다른 구역으로 이루어진 나자식물의 슈트 정단부를 관찰하여 세포조직학적 구역화설을 제안하였다. 또한 1954년 기포드(E. Gifford)의 연구에 힘입어 피자식물의 슈트 정단분열조직에도 세포조직학적 구역화설이 적용될 수 있다는 사실이 증명되었다. 또 다른 설로서, 1952년 뷔바(R. Buvat)는 대기 분열조직설이 제안되었으나, 영양생장 시기에 분열조직 중앙의 시원세포들이 분열하지 않는다는 주장이 수용되지 않았다. 최근에 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 이용한 연구에서, 슈트 정단분열조직의 형성과 유지가 몇 개의 유전자들에 의해서 조절된다는 사실이 밝혀졌다. 즉, SHOOTMERISTEMLESS(STM) 유전자는 슈트 정단분열조직을 형성하고, WUSCHEL(WUS) 및 CLAVATA (CLV) 유전자들은 슈트 정단분열조직을 유지시키며, WUS와 CLV 두 유전자들 사이의 신호전달은 음성되먹임회로를 통해서 이루어진다.
잔존분열조직으로부터 유관속간형성층의 기원은 접선 및 횡단면 관찰로 밝힐 수 있다. 전형성층간 및 유관속간 잔존분열조직과 인접 유조직 사이의 구조적인 특징이 분명하게 나타난다. 따라서 잔존분열조직은 유조직으로 전환되지 않고 유관속간형성층의 발생으로 이어진다. 접선면 관찰에서 초기의 유관속간 잔존분열조직의 균일구조는 후기에 점진적으로 비균일구조로 변하는데, 이 경우에 방추형시원세포의 기원이 될 긴세포와 방사조직시원세포의 기원이 될 짧은 세포를 갖추게 된다. 그러나 유관속간잔존분열조직에 인접한 유조직의 균일구조는 비균일구조로 변화되지 않고 발생과정의 전시기에 걸쳐서 균일구조를 유지하게 된다. 그러므로 유관속간형성층은 잔존분열조직과 직접적인 연속성을 갖게 되며, 분화된 유조직으로부터 2차적인 기원을 갖는 것이 아니다. 더욱이 유관속간형성층의 분화유형은 유관속내형성층의 분화유형과 거의 같다.
흡연의 주성분중의 하나인 니코틴은 인체내에 다양한 전신적 및 국소적인 질환의 원인으로 보고 되어지고 있다. 전신적인 질환에 있어 특히, 호흡기와 순환기 조직세포에 대한 세포분열효과가 많은 연구의 초점이 되어왔으며, 국소적인 효과에 대한 연구에서는 조직파괴나 치료후 치유지연에 대해 보고하고 있다. Platelet-Derived Growth Factor(PDGF)와 Insulin-like Growth Factor(IGF)는 치주인대세포의 세포분열을 촉진하는 주요 성장인자로 알려져있다. 본 연구의 목적은 니코틴이 사람의 치주인대세포에 미치는 세포분열효과를 알아보기 위하여 니코틴 처리된 치주인대세포로부터 추출한 PDGF-${\alpha}\;and\;{\beta}$ receptor 및 IGF-l 수용기의 mRNA변화를 Northern분석을 이용해 확인해 보고자 함이다. 실험군은 각기 다른 농도의 니코틴(100ng/ml, 1000mg/ml)과 배양액내 혈청농도($1\%,\;10\%$)로 나누었으며 이를 각각 니코틴 처리 시간에 따라 분류하였다. 본연구의 결과로 $10\%$ 혈청의 배양액과 100ng/ml 니코틴 농도군에서 모든 성장인자 수용체의 mRNA가 증가됨을 보였으며 이는 흡연자의 체내 축적 가능한 니코틴 농도에서 치주인대세포의 세포분열을 촉진한다는 추측을 가능케 한다.
인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer) 캘러스 조직으로부터 분리한 원형질체를 DMSO가 O%에서 8%까지 여러 가지 농도로 첨가된 원형질체 배양배지 (1 mg/L 2,4-D, 4 mg/L NAA, 1 mg/L BAP, 0.4 M mannitol 및 0.8% agar가 첨가된 MS배지)에서 배양하였다. DMSO가 첨가되지 않은 배지에서 배양된 원형질체의 세포벽 재생률은 약 62%이고 세포분열빈도는 약 7%이었다. 반면에, 1% DMSO가 첨가된 배지에서 배양된 원형질체의 세포벽 재생률과 세포분열빈도는 각각 약 83%와 약 27%로 높게 나타났다. 그러나 배양된 원형질체의 세포활성은 배지에 첨가된 DMSO의 유무나 농도와는 관계없이 모든 배지에서 83∼88%로 차이를 보이지 않았다. 1% DMSO가 첨가된 배지에서 3일 동안 배양된 원형질체를 투과전자현미경으로 관찰하면 원형질막 근처에 평행으로 배열하고 있는 미소관들이 관찰되었다. 또한 원형질막 표면에는 세포벽 성분인 cellulose fibril들이 연결되어 다발을 형성하고 있는 것이 주사전자현미경으로 관찰되었다. DMSO가 첨가되지 않은 배지에서 배양된 원형질체에서는 이러한 전자현미경적 구조들이 관찰되지 않았다. 원형질체 배양배지에 첨가된 DMSO는 미소관편제센타 (MTOC)의 형성에 의하여 세포벽 재생과 세포분열을 유도하는 것으로 생각된다.
본 연구에서는 horizontal clinostat과 원심분리 방법의 이용으로 각각 저중력 상태($\mu$G)와 고중력 상태(3G)를 유도하여, 중력장의 변화가 양서류 수정란의 초기 형태 형성에 미치는 영향을 북방산개구리(Rano dybows비름를 대상으로 조사하였다. 중력장의 변화는 첫번째 수평 분열인 제3분열면의 위치에 영향을 미쳤다. 즉 저중력 상태에서는 분열면이 적도면 근처에서, 또 고중력 상태에서는 분열면이 동물극 근처에서 형성되었다. 이와 같은 변화는 포배기로 이어져 할강의 위치와 동물극 정단 세포층 수에 영향을 미쳤다. 즉 저중력에 노출된 포배는 정상배(1G)에 비해 할강이 중앙에 위치했으며 동물극 정단의 세포층 수가 증가하는 반면 고중력에 노출된 포배는 할강이 보다 동물극 폭에 위치했으며 동물극 정단의 세포층 수도 감소하였다. 그러나 낭배기에 도달하면 동물극 정단 세포층 수의 차이는 정상 상태로 조절되었다. 한편 중력장의 변화는 낭배기에 이르는 발생 속도와 원구상순부의 위치를 변경시켰다. 낭배기 이후의 발생 단계에서 중력에 의한 변화로는 tail fin circulation(stage 22)시기의 머리크기의 변화를 들 수 있다. 이상의 결과로 무미 양서류의 초기 형태 형성은 중력장에 의해 변형될 수 있으며 이러한 변화는 발생이 진행됨에 따라 조절되는 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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