During early development, a dramatic reduction in methylation levels occurs in mouse (Monk et al., 1987). The process of epigenetic reprogramming in early embryos erases gamete-specific methylation patterns inherited from the parents (Howlett & Reik 1991, Monk et al., 1987, Oswald et al., 2000, Sanford et al., 1984). This genome-wide demethylation process may be a prerequisite for the formation of pluripotent stem cells that are important for the later development (Reik & Surani 1997). During post-implantation development, a wave of de novo methylation takes place; most of the genomic DNA is methylated at defined developmental timepoints, whereas tissue-specific genes undergo demethylation in their tissues of expression (Kafri et al., 1992, Razin & Kafri 1994). Another demethylation-remethylation cycle of epigenetic reprogramming takes place during gametogenesis and is necessary for resetting of genomic imprinting (Solter 1988). The dynamic epigenetic reprogramming events appear to be basic and are probably conserved in eutherian mammals (see below). (omitted)
이 논문은 다세포 녹색식물의 조상으로 생각되는 단세포인 수염녹두말속(Chlamydomonas) 녹조의 복잡한 유성생식 과정을 종합적으로 이해하기 위해서 기술되었다. 모델생물로 알려진 클래미도모나스 레인하르티(Chlamydomonas reinhardtii)의 유성생식 생활사는 배우자발생, 배우자 활성화, 세포융합, 접합자 성숙, 감수분열과 발아 등의 다섯 시기로 구별된다. 배우자발생은 서식지에서 질소가 결핍되어 시작된다. 그 결과, 교배형 유전자자리($MT^+$ 또는 $MT^-$)에 의해 조절된 두 가지 교배형($mt^+$ 및 $mt^-$)의 배우자들이 발생된다. 유성생식을 위한 두 번째 자극원인 청색광이 교배능력을 갖고 있지 않는 예비배우자 세포에 조사되면 교배능력을 가진 배우자로 분화된다. 배우자발생의 초기에, 두 배우자 세포들은 응집소(agglutin) 분자들을 합성한다. 즉, $mt^+$ 응집소 및 $mt^-$ 응집소는 상염색체에 있는 성응집(SAG1) 및 성접착(SAD1) 유전자들이 발현되어 각각 합성된다. 응집소들에 의해서 두 배우자 세포들의 편모가 접착되면 cAMP가 신호전달 경로를 작동시켜서 편모의 끝 부부을 활성화시킨다. cAMP의 신호에 반응하여 두 배우자들의 세포벽이 벗겨지고 2개의 편모 사이에서 각각의 교배구조(mating structure)가 발달한다. 교배구조의 원형질막에는 $mt^+$ 및 $mt^-$ 배우자-특이 융합 단백질인 Fus1 및 Hap2/Gcs1이 있다. 이 단백질들의 상호작용으로 두 교배구조가 접촉되면, 두 배우자 사이에 세포질이 연결되어 수정세관(fertilization tubule)이 발달한다. $mt^+$ 및 $mt^-$ 배우자들의 핵과 엽록체가 융합되면 2배체의 접합자가 형성된다. 그 후 배우자들의 특성은 사라지며 융합단백질들(Fus1 및 Hap2)이 분해되고 접합자-특이(zygote-specific) 유전자들이 활성화 된다. 접합자는 24시간에 걸쳐 두꺼운 세포벽을 가진 접합포자(zygospore)로 발달한다. 어린 접합자에서 교배 후 60분 이내에 $mt^-$ 엽록체 DNA와 $mt^+$ 미토콘드리아 DNA가 선택적으로 제거된다. 따라서 이 두 소기관들은 각각 $mt^-$ 미토콘드리아 DNA와 $mt^+$ 엽록체 DNA만 남아서 단친유전(uniparental inheritance)이 이루어진다. 적당한 조건이 되면 접합포자가 감수분열과 발아 과정을 거쳐 반수체 영양세포가 방출되어 새로운 세대가 다시 시작된다.
제주도 옹포와 법환 연안에 서식하는 분홍성게의 생식소 발달과 생식주기를 조사하기 위하여 1994년 12월부터 1995년 12월까지 채집된 개체를 대상으로 생식소중량지수(GSI)의 월별 변화, 월별 생식소 발달 단계를 조사하였다. 옹포와 법환 지역에 서식하는 분홍성게의 생식소중량지수의 월별 변화는 유사하였다. 암컷은 옹포와 법환 모두 12월에 각각 $17.8{\pm}4.04$, $13.8{\pm}1.51$로 최고값을 보였고, 수컷도 옹포와 법환 모두 12월에 각각 $15.4{\pm}1.53$, $13.6{\pm}1.32$로 최고값을 나타냈다. 주 산란은 옹포와 법환 수온과 일장 주기가 감소하는 11월~2월에 일어났다. 생식소의 조직학적 관찰 결과, 제주도 옹포와 법환 연안에 서식하는 분홍성게의 암 수 배우자세포 발달 양상은 동시 발달형이고, 년 1회의 산란시기를 갖은 것으로 생각된다.
1983년 7월부터 1984년 6월까지 키조개의 양식개발을 위한 기초자료를 얻기 위하여 전남 여계만산 키조개의 번식시기와 생식 패턴을 파악함과 동시에 같은 해역에서의 부유유생 출현의 증감을 조사하였다. 조사개체 중 가장 큰 것은 1984년 6월에 채집된 개체로 각고 37.5cm, 각장 19.5cm였으며, 각중량 521.8g, 총육중량 230g이었고, 패주중량 57.6g이었다. 생식선을 포함하는 내장낭의 각장에 대한 증중지수는 10월에 최소였다가, 12월에 최대로 되었고, 그 후에 서서히 감소하다가 6월에는 현저히 감소하였다. 여계만산 키조개의 연생식주기는 7월에서 8월로 가면서 방란방정이 전부 끝나고 9월에 전부 휴지기로 되었다. 생식세포는 11월 이후 출현했으나, 이듬해 3월까지 심한 식작용에 의한 억제현상이 관찰되었다. 산란기는 5월을 중심으로 하고 있으며 6월은 방란방정 말기였다. 남해산과 비교한 결과, 서식지역에 따라 성숙도에 차이가 있었다. 부유유생의 출현량은 $4{\sim}5$월에는 거의 없었으나 6월은 30개체 이상이었다. 그러나, 전부$220{\mu}m$ 이하인 초기 부유유생이 출현한 것으로 보아 부착기유생은 7월 이후에야 출현하는 것으로 추정된다.
목 적: 본 연구에서는 EST Clustering 방법을 이용하여 이전의 연구에서 발굴한 B357 EST의 염기서열을 포함하는 유전자를 동정하고, 이 유전자의 발현을 생쥐의 난소와 정소를 포함한 여러 가지 조직들에서 살펴보고자 하였다. 연구방법: EST Clustering으로 얻어진 전체 염기서열을 5-day-ovary-specific gene-1 (5DOS1)이라고 명명하여 GenBank에 등록하였으며 (AY751521), northern blotting, real-time RT-PCR, in situ hybridization, western blotting, immunohistochemistry 등의 방법을 이용하여 생쥐 난소와 고환의 발달단계에 따라 그 발현양상을 관찰하였다. 결 과: 5DOS1의 전사체는 성장한 정소, 뇌, 근육에서 높게 발현하였으며, 난소의 경우에서는 원시난포시기부터 모든 난자에서 발현하였으며 특히 생후 5일째 높게 발현하였고 그 이후로는 점차 감소하였다. 반면 정소의 경우는 발달과 함께 계속 증가하였으며, 정모세포를 제외한 모든 발달단계별 정자에서 발현함을 관찰하였다. 결 론: 본 연구결과는 5DOS1에 대한 발견과 동정에 대한 첫 보고로써, 유전자 및 단백질이 생쥐의 난소 및 정소의 생식세포에서 발현하는 것을 관찰하였다. 앞으로 생식세포 발생 및 분화에 관련된 5DOS1의 기능에 대한 심층 연구가 더 필요하다고 사료된다.
부산근해산 문치가자미, Limanda yokohamae를 대상으로 1983년 12월부터 1984년 11월까 주년에 걸쳐 생식소숙도지수(GSI)의 연간변화를 비롯하여 배우자형성과정 및 생식연주기를 조사하였고 아울러 난경조성에 의한 산란기간에 개체당 산란회수, 생식주기와 관련하여 간숙도지수(HSI)와 비만도변화 등을 조사함으로써 생식주기성립기구를 고찰하였다. GSI는 일장이 단일화되며 수온이 하강되는 추계에 상승하기 시작하여 연중 최저수온과 최단일인 12월에 최대치를 나타낸다. 배우자는 6월부터 생식소가 활성화되어 난원세포 및 정원세포의 활발한 분열증식이 일어나며, 10월에 성숙기에 이르고, 12월에 완숙되어 12월하순부터 1월에 걸쳐 산란기를 가진다. 산란후 2월부터 5월까지 생식소는 퇴화${\cdot}$위축된 상태로 휴지기를 갖는다. 한 산란기동안 개체들은 1회 산란을 한다. 난모세포가 난황을 활발하게 축적하기 시작하는 난황구기부터는 간으로 부터 합성된 Vitellogenin을 공급받는 것으로 간주되며, 방란${\cdot}$방정에 의한 체력소모가 큰 것으로 나타났다. 본 문치가자미는 전형적인 동계산란종으로 단일광주기와 저수온이 생식세포형성 및 난모세포의 성숙촉진에 직접 관여하며, 배란 역시 이들 환경요인과 깊은 관계가 있는 것으로 생각된다.
Gonadal development, reproductive cycle, gonad index, meat weight rate, and first sexual maturity of the top shell, Omphalius rusticus were Investigated monthly by histological observations. Specimens were collected from the west coast of Korea during the period from January to December in 1999. O. rusticus is dioecious and oviparous. The gonad is widely situated on the surface of the digestive g1and located in the posterior spiral meat part in the shell. The ovary and the testis were composed of a number of oogenic follicles and several spermatogenic follicles, respectively. Ripe oocytes were approximately 120-130 $\mu$m in diameter. The meat weight rate peaked in June (27.7%), and then rapidly decreased in September (19.5%). Monthly changes in the gonad index in both sexes reached the maximum in June, and then sharply decreased in September. Percentages of first sexual maturity of female and male snails ranging from 9.0 to 9.9 mm in shell heights were 58.3% and 54.5%, respectively, and 100% in those over 11.0 mm in both sexes participated in reproduction. Reproductive cycle of this species can be categorized into five successive stages: in females, early active (October to April), late active (December to June), ripe (April to September), spawning (July to September) and recovery (September to January): in males, early active (November to March), late active (December to June), ripe (April to September), spawning (July to September) and recovery (September to December). Gonadal development, gametogenesis, reproductive cycle, and spawning were closely related to the seawater temperature.
Gonadal development and reproductive cycle of Aplysia kurodai inhabiting the coastal waters of Jeju Island, Korea were investigated based on monthly changes of gonadosomatic index, gametogenesis, and developmental phases of ovotestis. A. kurodai was simultaneous hermaphrodite; the ovotestis generally embedded in the posterior dorsal surface of the brownish digestive gland. The ovotestis is composed of a large number of follicles, and both oocytes and sperm are produced in the same follicles. In the sampling periods, the adult A. kurodai population have characteristic of seasonal pattern present during only 10 months. The reproductive cycle can be grouped into the following successive stages in the ovary: inactive (December to February), active (December to April), mature and spawning (April to September). The gonadal development of A. kurodai coincided with rising temperature, and spawning occurred from April to September, when the temperature was high. The histological observations of the ovotestis suggested that this species have a single spawning season that extend over six months.
One of the key factors of early development is the specification of competence between the oocyte and the sperm, which occurs during gametogenesis. However, the starting point, growth, and maturation for acquiring competence during spermatogenesis and oogenesis in mammals are very different. Spermatogenesis includes spermiogenesis, but such a metamorphosis is not observed during oogenesis. Glycosylation, a ubiquitous modification, is a preliminary requisite for distribution of the structural and functional components of spermatids for metamorphosis. In addition, glycosylation using epididymal or female genital secretory glycans is an important process for the sperm maturation, the acquisition of the potential for fertilization, and the acceleration of early embryo development. However, nonemzymatic unexpected covalent bonding of a carbohydrate and malglycosylation can result in falling fertility rates as shown in the diabetic male. So far, glycosylation during spermatogenesis and the dynamics of the plasma membrane in the process of capacitation and fertilization have been evaluated, and a powerful role of glycosylation in spermatogenesis and early development is also suggested by structural bioinformatics, functional genomics, and functional proteomics. Further understanding of glycosylation is needed to provide a better understanding of fertilization and embryo development and for the development of new diagnostic and therapeutic tools for infertility.
This study presents physiological rates of respiration and excretion, clearance rate, and assimilation efficiency of the ark shell Scapharca broughtonii, determined during 2007 from specimens collected in Gamak Bay on the south coast of Korea. Physiological parameters were measured monthly under static, laboratory controlled conditions with ambient conditions, and measurements were performed seasonally in order to estimate scope for growth and its probable sources of variation. Temperature directly influenced respiration and excretion. Clearance rates showed a tendency to be low during May-August, which is a period of gametogenesis. Assimilation efficiency was not significantly different seasonally and was independent of the concentration of chlorophyll a. The scope for growth was negative during high-temperature months (July-August), reflecting the high temperature and low clearance rate, and had its highest positive values during spring and autumn. The energy budget or growth potential of bivalves has been applied to other economically important species. Data on the physiological parameters and scope for growth of S. broughtonii obtained in this study will be used to assess the carrying capacity for ark shell cultivation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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