• 제목/요약/키워드: 텔로미어

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토종닭 품종 간 텔로미어 길이 및 생존율 비교 분석 (Comparison of Telomere Length and Vitality among Korean Native Chicken Breeds)

  • 조은정;김보경;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.15-23
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    • 2022
  • 본 연구는 국내 토착화된 닭 12개 품종(재래종 5계통, 한국형 로드종 2계통, 한국형 레그혼종 2계통, 한국형 코니시종 2계통 및 한국오계)의 생리적 활성 정도를 비교하고 자품종 간 텔로미어 길이 및 생존 능력을 분석하였다. 분석에 총 466수를 공시하고 텔로미어 길이는 양적 형광접합보인법을 이용하여 각 개체의 백혈구 세포 내 telomeric DNA의 상대적 함량을 분석하였다. 각 품종의 생존 능력은 발생 후부터 50주령까지의 생존율로 분석하였다. 분석 결과, 모든 품종에서 공히 연령이 증가함에 따라 텔로미어 길이의 선형적 감소를 나타내었고, 품종 간 텔로미어 길이는 20주령 이후부터 유의한 차이를 보이고 동일 기간에 텔로미어 길이의 단축율에도 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.01). 품종 간에 있어서는 한국형 로드-D종이 가장 긴 텔로미어 길이와 가장 낮은 텔로미어 단축율을 보였고, 반면 한국형 코니시 갈색종은 가장 짧은 텔로미어 길이와 가장 높은 단축율을 나타내었다. 텔로미어의 단축 정도는 50주령 텔로미어 길이는 8주령 길이의 절반 정도에 불과한 것으로 나타났다. 생존율에서도 품종 간 유의한 차이를 보이며 한국형 로드종과 오계가 상대적으로 높은 생존율을 보이고, 한국형 코니시종이 가장 저조한 생존율을 나타내었다. 생존율과 텔로미어길이 간에는 유의한 정(+)의 상관을 보이고 성장 초기보다는 노년의 텔로미어 길이가 생존율과 더 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 특정 시기의 텔로미어 길이보다는 일정기간 동안 텔로미어 길이의 단축율이 생존율과 더욱 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다. 이상의 텔로미어 역동성과 생존 능력 분석 결과를 바탕으로 토종닭 품종 중 한국형 로드종의 생리활성도가 가장 높고, 한국형 코니시종의 생리활성도가 가장 낮다고 판단된다.

닭 텔로미어 길이의 유전력 추정과 유전 전이 양상 (Inheritance and Heritability of Telomere Length in Chicken)

  • 박단비;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.217-225
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    • 2014
  • 텔로미어는 진핵 세포의 염색체 말단으로, 직렬 반복 DNA 염기 서열과 shelterin 단백질 복합체로 구성되어 있다. 텔로미어의 기능은 염색체를 보호하는 것으로 체세포의 텔로미어 길이는 세포 분열시 DNA 복제 결실로 인해 연령이 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다. 그러나 유전적, 후생유전학적 및 환경적 수준에서 여러 가지 요인이 텔로미어 길이에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 닭의 텔로미어 길이의 유전력을 추정하고, 이들의 유전전이 양상을 살펴보고자 하였다. 텔로미어 길이는 백혈구를 이용하여 양적 형광접합보인법(Q-FISH)과 양적 중합효소 연쇄반응법(qRT-PCR)으로 분석하였다. 분석 결과, 텔로미어 길이의 유전력은 자손과 부모 회귀 분석에 의해 출생 시 0.9로 추정되었고, 10 주령 및 30주령 때 부 분산 분석에 의해 0.03과 0.04로 추정되었다. 부와 자손 간(r=0.348) 및 모와 자손 간(r=0.380) 텔로미어 길이는 모두 유의한 정의 상관 관계를 보였다. 따라서 닭 텔로미어의 유전 전이 양상은 부모 양쪽 모두로부터 비슷하게 자식에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 더불어 암수 자손에 미치는 영향 또한 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 부모의 텔로미어 길이의 각인이 성염색체의 유전자가 아닌 상염색체의 유전자에 의해 조절되는 것을 의미한다. 또한, 산모 연령에 따른 출생 자손의 텔로미어 길이는 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 모체의 연령이 출생 자손의 텔로미어 길이에 영향을 미치지 않는데, 이는 수정란의 초기 배아 단계에서 세포적 reprogramming이 이루어지기 때문으로 사료된다.

토종 종계 부계의 텔로미어 길이와 자식의 생산능력 간의 연관성 분석 (Association between Paternal Telomere Length and Offspring Production Performance in Korean Native Chickens)

  • 김보경;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.145-156
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    • 2022
  • 본 연구는 한국 토종닭을 대상으로 부계의 텔로미어 길이가 수정 능력 및 배아 발생 능력에 미치는 영향을 알아보고, 부계의 텔로미어 길이와 자식의 생산능력 및 자식의 텔로미어 길이와의 연관성을 살펴보고자 하였다. 시험에 공시된 닭은 토종 종계 수컷 22수와 이들로부터 생산된 자식 329수를 대상으로 하였다. 부계의 번식 능력으로는 수정율, 배자발육중지율 및 부화율을 조사하였고, 자손의 생산 능력으로는 생존율, 체중 및 증체량을 분석하였다. 텔로미어 길이는 34주령 부계와 12주령 자식의 백혈구 세포 내 telomeric DNA 함량을 양적 형광접합보인법으로 분석하였다. 분석 결과, 부계의 텔로미어 길이에 따른 수정율, 배자발육중지율 및 부화율의 차이는 없는 것으로 나타났고, 부계의 텔로미어 길이와 수정률 및 배자발육중지율 간에는 낮은 부(-)의 상관을, 부화율과는 낮은 정(+)의 상관을 보이나 이들의 상관계수는 유의하지 않은 것으로 나타났다(P>0.05). 부계의 텔로미어 길이와 자식의 생존율 간의 상관 계수는 0.17로 유의하지 않은 낮은 정의 상관이 추정되었다(P>0.05). 부계의 텔로미어 길이에 따른 자식의 성장 능력 분석에서 부계 텔로미어 길이가 긴 집단의 자식들이 상대적으로 낮은 성장 능력을 보이고 이들 간의 상관은 거의 모든 주령에서 유의한 부의 상관 계수가 추정되었다(P<0.05). 부계의 텔로미어 길이와 자식의 텔로미어 길이 간의 상관 계수는 0.075로 추정되어 부계와 자식 간 텔로미어 길이의 연관성이 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 부계의 텔로미어 길이와 번식 능력, 자식의 초기 생존율 및 자식의 텔로미어 길이 간에는 거의 연관성이 없는 것으로 보여지고, 부계의 텔로미어 길이와 자식의 성장 능력 간에는 부의 상관이 있는 것으로 생각된다. 이는 배아 초기 단계에서 텔로미어의 reprogramming에 의해 발생 시 모든 개체의 텔로미어 길이가 재 신장되고 이후 연령이 증가함에 따라 감축의 정도가 달라지기 때문에 나타난 결과로 사료된다.

소의 생리적 특성에따름 세포내 텔로미어 함량과 텔로머레이스 활성도 분석 (The Amount of Telomeric DNA and Telomerase Activity on Cattle Cells)

  • 최덕순;조창연;손시환
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권4호
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    • pp.445-456
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    • 2008
  • 텔로미어란 염색체 말단부에 TTAGGG의 반복 염기서열과 특정 단백질로 구성되어 있는 것으로 핵 내 염색체의 안정성에 작용을 하며 세포의 노화, 사멸 및 암의 발생과 관련이 있다. 텔로머레이스는 텔로미어의 길이를 일정하게 유지하기 위한 직접적 효소로서 telomeric DNA 합성에 관여하는 ribonucleoprotein이다. 본 연구에서는 한우와 Holstein종 136두를 대상으로 백혈구 세포를 이용하여 연령 별, 품종 별, 성 별 텔로미어 함량을 분석하였다. 또한 동일 연령에서 혈액, 간, 뇌, 심장, 신장 및 생식선 조직들의 텔로미어 함량과 텔로머레이스 활성도도 비교 분석하였다. Telomeric DNA의 양적분석은 양적형광접합보인법(Q-FISH)을 이용하였고, 텔로머레이스 활성도의 분석은 TRAP방법을 이용하였다. 분석 결과, 소의 백혈구 세포들에 있어 개체의 연령이 증가함에 따라 텔로미어의 함유율이 점진적이며 유의적으로 감소되는 양상을 보였고, 한우가 Holstein에 비해 텔로미어 함유율이 높게 나타나 품종 간 유의적 차이가 있었으며, 성 간에도 수컷이 암컷에 비해 유의적으로 높은 텔로미어 함유율을 나타내었다. 반면 동일 연령의 간, 심장, 신장, 폐, 혈액 세포내 텔로미어의 함유율은 차이가 없는 것으로 나타났다. 텔로머레이스 활성도는 태아의 모든 조직에서 비교적 강한 활성을 보였지만, 성 성숙이 된 18개월령에서는 생식선 조직을 제외한 나머지 조직에서 텔로머레이스 활성도는 현저하게 떨어져 조직별 세포의 증식성 특이성과 텔로머레이스 활성도간에는 밀접한 연관성이 있는 것으로 나타났다. 이상의 결과로서 세포내 텔로미어 양적 분포 양상 및 텔로머레이스 활성도를 이용하여 개체의 연령 지표 또는 생리적 표지의 개발 가능성을 제시하고 자 한다.

양적형광접합보인법(Q-FISH)에 의한 돼지 백혈구 세포의 텔로미어 함량 분석 (Amount of Telomeric DNA on Pig Lymphocytes by Quantitative Fluorescence in situ Hybridization)

  • 손시환;정현진;최덕순
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권4호
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    • pp.465-474
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    • 2008
  • 연구에서는 돼지의 세포 분화 및 활성적 특이성과 개체의 성장, 노화의 생물학적 특성을 구명하고자 국내 대표적인 종돈을 대상으로 telomeric DNA probe를 이용한 양적형광접합보인법(Q-FISH)으로서 백혈구 세포의 연령 별, 품종 별, 성 별 텔로미어 함량을 분석 고찰하고, 텔로미어 함유율과 개체 별 각 생산 능력과의 연관성을 검토하고자 하였다. 본 연구에 공시된 품종은 대한양돈협회 제2종돈능력검정소에서 검정 사육된 Yorkshire, Landrace, Duroc 및 Berkshire종 암수 100두 이상으로서 분석 결과, 돼지의 연령이 증가함에 따라 유의한 텔로미어 함유율의 감소를 나타내었고, 품종 간에 있어서도 유색 종이 백색 종에 비해 유의적으로 높은 텔로미어 함유율을 보였으며, 성 간에도 수컷이 암컷에 비해 높은 텔로미어 함유율을 나타내었다. 한편 각 개체 별 능력검정 성적과 텔로미어 함유율 간의 상관관계를 분석한 바 일당 증체량, 정육율 및 선발지수와는 정(+)의 상관을 보이고, 체장, 사료 요구율 및 등지방 두께와는 부(-)의 상관을 보여 선발 지표로서 매우 바람직한 양상을 보이나 이들 간의 상관계수가 낮고 또한 모든 계수가 유의성이 없는 것으로 분석되어 각 경제형질과 개체의 텔로미어 함유율 간에 큰 연관성이 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때 텔로미어 함유율이 돼지의 생리 표지로서 활용은 가능하나 생산능력의 표지로서 이용하기에는 다소 어려움이 있는 것으로 사료된다.

수영 운동이 흰쥐의 Telomere 길이와 TRF 2 발현에 미치는 영향 (The Effect of Swimming Exercise on Telomere Length & Expression of Telomere Repeat Binding Factor 2 in Rats)

  • 김상훈;이정필;윤진호;오재근
    • 한국노년학
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    • 제29권2호
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    • pp.657-667
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    • 2009
  • 본 연구는 규칙적인 유산소 운동이 성장에 따른 세포 복제현상에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 염색체 말단에 위치한 텔로미어의 길이와 결합단백질인 TRF 2(telomere repeat binding factor 2)의 발현량을 분석하였다. 흰쥐를 대상으로 장기간 운동집단, 단기간 운동집단, 비교집단 그리고 기준수준 검증을 위한 기준집단의 4집단으로 각각 7마리씩 총28마리를 배정하였으며, 수영 운동은 무부하 자유유영의 형태로 주 5회, 매회 1시간씩 실시하였다. 마지막 운동 종료 후 24시간 뒤 쥐를 희생시켜 심장, 간, 가자미근을 적출하여 genomic DNA를 추출, 텔로미어의 길이와 관련단백질인 TRF 2의 발현량을 분석하였다. 연구 결과, 간조직의 텔로미어 길이와 TRF 2 단백질의 발현량은 집단 간 차이를 발견할 수 없었으나, 심장조직의 텔로미어 길이는 장기간 운동집단이 비교집단 및 단기간 운동집단에 비해 길게 나타났고, TRF 2의 단백질 발현 또한 높게 나타나, 장기간의 수영 운동이 성장에 따른 심장의 텔로미어 단축현상을 지연시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 가자미근에서는 4주령의 기준집단에 비해 비교집단과 단기간 운동집단의 텔로미어의 길이는 유의하게 짧았으나, 장기간 운동집단과는 유의한 차이가 나타나지 않은 것으로 미루어 장기간의 수영 운동이 골격근의 복제적 노화현상도 억제할 수 있는 가능성을 관찰할 수 있었다.

한국 재래닭 염색체의 텔로미어 분포 양상 (Distribution of Telomeric DNA in Korean Native Chicken Chromosomes)

  • 손시환;조은정
    • 한국가금학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.247-253
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    • 2010
  • 텔로미어(telomere)는 염색체 양 말단에 위치하는 DNA와 단백질의 복합체로서 (TTAGGG)n의 단순 반복 염기 서열로 이루어져 있다. 그러나 일부 조류 및 척추동물의 경우 염색체의 양 말단 부위외 간질적 위치에도 telomeric DNA sequence가 분포한다. 본 연구는 닭 염색체에 있어 telomeric DNA의 분포 양상을 제시하고자 한국 재래닭의 초기 배아로부터 염색체 표본을 제작하고, telomeric DNA probe를 이용한 FISH를 수행하여 염색체 상 텔로미어의 분포 양상을 분석하였다. 분석 결과, 닭의 모든 염색체 양 말단부에 텔로미어가 분포하는 것으로 나타났으며, 더불어 대형 염색체 중 1번의 1q32, 1p11, 1p23 위치와 2번 염색체의 2q24 및 3번 염색체 3q32에 interstitial telomeric signal(ITS)이 존재하는 것이 확인되었다. 이러한 한국 재래닭 염색체의 텔로미어 분포 양상은 이전 Gallus domesticus에서 발표한 분포 양상과 거의 일치한 것으로 나타났다. 한국 재래닭의 각 염색체별 텔로미어 함유율은 4.6~16.3% 정도로 분석되었으며, 거의 대부분의 염색체에서 단완 말단부의 telomeric DNA의 함량이 장완 말단부보다 높은 것으로 나타났다. 닭 염색체에서 ITS의 존재와 분포 양상은 핵형학적으로 진화 과정 중 염색체 간의 융합에 의해 신생 염색체가 형성되었을 가능성을 시사한다.

닭의 모체 연령에 따른 생산 배아의 염색체 이상 빈도 및 텔로미어 함량 분석 (Effect of Maternal Age on Chromosome Aberrations and Telomere Quantity in Chick Embryos)

  • 이수희;;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.293-300
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    • 2009
  • 모체 출산 연령이 늦어짐에 따라 태아의 염색체 이상 빈도는 증가하는 것으로 알려져 있는데, 이는 난자의 노화에 따른 염색체의 비분리 현상의 증가 등이 주된 원인이다. 염색체 양 말단에 존재하는 텔로미어는 염색체의 안정성에 관여하고 세포분열이 진행됨으로써 이의 길이가 짧아져 노화의 지표로 활용되고 있다. 따라서 본 연구는 모체의 노화가 생산 배아에 미치는 영향을 알아보기 위하여 닭의 산란 연령별 배아의 염색체 이상 빈도와 이들의 텔로미어 함량을 분석하였다. 시험 분석은 20주령에서부터 70주령까지의 화이트 레그혼 종을 공시하고 10주 간격으로 생산된 수정란의 초기 배아에 대한 핵형 분석과 양적형광보인법(Q-FISH)을 이용한 모계 및 생산 배아의 텔로미어 함량을 분석하였다. 분석 결과, 초기 배아의 염색체 이상 빈도는 산란 연령에 따른 유의적인 차이가 있었는데, 산란 초기에 상대적으로 높은 염색체 이상 빈도를 보이다가 산란 중기에서 안정된 빈도를 유지하고, 후기부터 다시 이상 빈도가 증가하는 양상을 보여 모체의 노화가 태아의 염색체 이상 빈도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 개체의 텔로미어 함량은 연령이 증가함에 따라 점진적 감소 양상을 나타내는 반면, 모계 연령에 따른 생산 배아들의 텔로미어 함량은 연령 간에 차이가 없는 것으로 나타나 모체의 노화가 수정 배아의 텔로미어 함량에는 영향을 미치지 않는 것으로 보여진다. 이는 배란 후 수정이 된 배아는 초기 발생 과정 중 세포들의 reprograming이 일어나 텔로미어가 복구됨을 의미한다.

효모에서 텔로미어 재조합을 관찰하기 위한 새로운 유전학적 연구방법의 개발 (Development of a novel genetic assay for telomere recombination in Saccharomyces cerevisiae)

  • 김민규;배성호
    • 미생물학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.116-119
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    • 2016
  • 텔로미어를 안정적으로 유지하는 것은 세포의 증식과 생존에 필수적이다. 비록 텔로미어 유지에는 telomerase가 가장 중요한 수단이지만 재조합도 텔로미어 유지를 위한 또 다른 중요한 과정으로 작용한다. 본 연구에서는 효모의 텔로미어 내부에 존재하는 $TG_{1-3}$ 반복서열을 이용하여 텔로미어 재조합을 관찰할 수 있는 유전학적 방법을 개발하였다. 관찰된 재조합 빈도는 내부 $TG_{1-3}$ 반복서열의 존재 여부에 영향을 받았으며, 생성된 $FOA^rCan^r$ 콜로니로부터 추출한 유전체 DNA를 사용하여 URA3와 CAN1 marker 근처 부위를 PCR 증폭한 결과, 각 콜로니들은 marker를 포함한 염색체 말단 부위가 결손 된 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 더 긴 내부 $TG_{1-3}$ 반복서열을 사용하였을 때 재조합 빈도는 더 증가하였다. 이러한 결과는 $FOA^rCan^r$ 콜로니 형성이 내부와 말단의 $TG_{1-3}$ 반복서열 사이의 재조합에 기인한다는 것을 의미한다.

마우스 수정란의 초기 배 발생단계별 Telomeric DNA의 양적 분석과 Telomerase 활성도 분석 (Analysis of the Amount of Telomeric DNA and Telomerase Activity on Preimplantation Mouse Embryoic Cells)

  • 강민영;한명숙;이상찬;김종흥;손시환
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제29권1호
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    • pp.1-7
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    • 2005
  • 텔로미어란 염색체 말단부에 (TTAGGG)n의 반복 염기서열이 단백질과 결합된 형태를 말하는데 이의 역할은 염색체의 안정성에 본질적으로 작용하여 세포의 노화, 사멸 및 암의 발생과 관련이 있다고 알려져 있다. 반면 텔로머레이스는 telomeric DNA 합성에 직접 관여하는 ribonucleoprotein이다. 본 연구에서는 마우스 염색체의 텔로미어 분포 양상을 제시하고, 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어 함량과 이들 수정란의 텔로머레이스 활성도를 분석하고자 하였다. 본 분석에는 마우스의 섬유아세포, 생식세포, 정자, 난자 및 1세포기, 2세포기, 4세포기, 8세포기, 상실배와 배반포배의 각 단계별 수정란을 대상으로 하였다. 텔로미어의 양적 분석은 human telomeric DNA probe를 이용한 Q-FISH 방법을 이용하였고, 텔로머레이스 활성도는 TRAP 방법을 이용하였다. 분석 결과 마우스 염색체의 텔로미어는 성 염색체를 포함한 모든 염색체의 앙 말단부에 분포되어 있고, 염색체별 다소의 양적 차이를 보이나 대부분의 염색체에서 q-arm 말단이 p-arm 말단에 비해 높은 텔로미어의 함량을 나타내었다. Q-FISH를 이용한 마우스 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어의 양적 분석에서 수정 직후 1세포기에서부터 상실배까지 거의 비슷한 텔로미어 함유율을 나타내고 있으나 배반포기에서 월등히 증가된 양상을 나타내었다. TRAP 분석을 이용한 초기배아의 텔로머레이스 활성도는 초기 배 발생 모든 단계에서 이의 활성도를 나타내었으며, 특히 상실배 및 배반포기에서 점진적으로 강한 활성을 보였다. 이상의 분석 결과로부터 마우스의 초기 배 분열단계의 각 세포들에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 포유동물의 초기 배자에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 배 발생 및 배자의 세포 분화와 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 사료되어 텔로미어의 양적 분석 및 텔로머레이스 활성도 분석은 발생학적 연구를 위한 또 다른 좋은 자료로 생각된다.