Although primordial germ cells(PGCs) have been used in the production of germline chimera, efficiency has not been satisfactory. The Present study was conducted to improve efficiency of germline chimera production using the cultured gonadal PGCs(gPGCs). Germline chimeric chickens were produced by transfer of cultured gonadal primordial germ cells from Korean Ogol Chicken (KOC) to White Leghorn (5.5-day-old) and cultured in vitro for 10 days. Approximately 200 gPGCs (2-day-old) recipient embryos from which blood had been withdrawn via the dorsal aorta prior to the injection. Recipient embryos were incubated until hatching. Germline chimerism of the chickens reaching maturity was examined by mating them with Korean Ogol Chicken. Donor-derived offspring were identified as germline chimeric chickens based on their feather color. The frequency of germline transmission of donor PGCs ranged 1.9∼60.7%. There was no difference between both sexes. Therefore, it can be concluded that efficiency of germline chimerism can be improved via using cultured gPGCs.
Primordial germ cells (PGCs) in aves are the progenitor cells for the gametes. These cells first appear in the epiblast (Eyal-Giladi et al.. 1981). Then translocate and concentrate to endoderm of germinal crescent area in the junction of the area opaca and area pellucida lateral to the primitive streak in stage 4 through 7. They separate from the endoderm, temporarily circulate via the blood vascular system, leave the blood vessels, and finally settle down in the gonadal anlagen at stage 20-24 where they rapidly proliferate to form germ cells. Recently, several attempts have been made to introduce foreign gene into the avian genome to form a transgenic chicken. The stem cells most readily available as vehicles for genetic manipulation of germline in avian species are the PGCs. PGCs have recently been manipulated genetically and used successfully as a vector for gene transfer.
As a bioreactor, bird has proved to be most efficient system for producing useful therapeutic proteins. More than half of the egg white protein content derives from the ovalbumin gene with four other proteins(lysozyme, ovomucoid, ovomucin and conalbumin) present at levels of 50 milligrams or greater. And the naturally sterile egg also contains egg white protein at high concentration allowing for a long shelf life of recombinant protein without loss in activity. In spite of these advantages, transgenic procedures for the bird have lagged far behind because of its complex process of fertilized egg and developmental differences. Recently, a system to transplant mouse testis cells from a fertile donor male to the seminiferous tubules of an infertile recipient male has been developed. Spermatogenesis is generated from transplanted cells, and recipients are capable of transmitting the donor haplotype to progeny. After transplantation, primitive donor spermatogonia migrate to the basement membrane of recipient seminiferous tubules and begin proliferating. Eventually, these cells establish stable colonies with a characteristic appearance, which expands and produces differentiating germ cells, including mature spermatozoa. Thus, the transplanted cells self-renew and produce progeny that differentiate into fully functional spermatozoa. In this study, to develop an alternative system of germline chimera production that operates via the testes rather than through developing embryos, the spermatogonial stem cell techniques were applied. This system consisted of isolation and in vitro-culture of chicken testicular cells, transfer of in vitro-maintained cells into heterologous testes, production of germline chimeras and confirmation of germline transmission for evaluating production of heterologous, functional spermatozoa.
본 연구는 생식선 키메라 생산효율을 높이기 위한 방법으로 busulfan 가온 주입법을 이용하여 효과적인 원시생식 세포의 이동능력을 검증하였다. 효율적인 생식선 키메라 닭 생산에서 중요한 요건 중 하나인 공여체 원시생식세포의 생존율을 측정한 실험에서는 시간이 지남에 따라 생존율에 변화를 보였으나, 평균 $70{\sim}80%$을 유지하고 있었으며, busulfan 처리 유무에 따른 공여체 원시생식세포 이동능력은 형광염색 후 주입한 실험에서 대조구가 4.8%인 반면 실험구는 23.5%을 나타냈다. 이식전 원시생식세포 배양 조건에 따라, 96시간과 118시간 배양 처리구에서 높은 이동능력을 보여 주었다. 원시생식세포의 형태학적, 생리학적 특징을 응용한 이식방법은 매우 효과적일 것이다. 그리고 본 연구에서는 생식반월의 발달단계 별 busulfan 처리 효과는 48시간이 가장 높은 53.4%였으며, 그러나 본 연구에서는 생식반월 유래 원시생식세포 이식은 48시간 이전, 혈관계가 발달하기 직전으로 가장 높은 효율을 보였다. 결론적으로 생식선 키메라 방법을 통한 형질전환 닭 생산 연구의 가장 큰 관건은 최대한 많은 수의 공여체 원시생식세포가 수용체의 저해작용 없이 안정적으로 수용체 gonad로 이동하여 분화하는 것으로, 본 연구 결과를 토대로 개선된 방법을 이용하면 높은 효율의 생식선 키메라 닭이 생산될 것으로 사료된다.
A powerful tool for chicken transgenesis could be established by employing a germline chimera production through primordial germ cell transplantation. This study was conducted to examine whether foreign gene-transfected gonadal primordial germ cells (gPGCs) have a migration activity into the gonad after transfer to recipient embryos. In Experiment 1, gPGCs of Korean Ogol Chicken were retrieved from 5.5-day-old embryos and subsequently transferred to the dorsal aorta of 2.5-day-old White Leghorn embryos after being labeled with PKH26 fluorescent dye. To confirm migration activity after transplantation, recipient embryos were sacrificed and examined on 3 days after transfer. Sex determination was concomitantly undertaken to examine whether sex of recipient embryos could affect the migration activity of gPGCs. All of embryonic gonads examined showed positive signals with PKH26 fluorescence and W-chromosome specific band by polymerase chain reaction (PCR) was detected in male embryos when gPGCs with ZW chromosome were transferred to recipient embryos. In Experiment 2, retrieved gPGCs were transfected with LacZ gene-containing cytomegalovirus promoter ($pCMV{\beta}$) by electroporation and subsequently transferred to recipient embryos. LacZ gene expression was identified in the gonads of 6 or 10-day-old recipient embryos and hatched-chicks. A total of 20 embryos and 12 hatched-chicks were examined and 11 of them (10 embryos and one hatched chicken; 11/32=34.4%) expressed $\beta$-galactosidase, a marker substance of LacZ gene. The results of this study demonstrated that foreign gene-transfected gPGCs can migrate and settle down into the gonad after being transferred into the blood vessel of the recipient embryos. This established technique will contribute to developing a peer biotechnology for transgenic chicken.
Extracellular superoxide dismutase (EC-SOD) is a metallo-protein and functions as an antioxidant enzyme. In this study, we used lentiviral vectors to generate transgenic chickens that express the human EC-SOD gene. The recombinant lentiviruses were injected into the subgerminal cavity of freshly laid eggs. Subsequently, the embryos were incubated to hatch using phases II and III of the surrogate shell ex vivo culture system. Of 158 injected embryos, 16 chicks (G0) hatched and were screened for the hEC-SOD by PCR. Only 1 chick was identified as a transgenic bird containing the transgene in its germline. This founder (G0) bird was mated with wild-type hens to produce transgenic progeny, and 2 transgenic chicks (G1) were produced. In the generated transgenic hens (G2), the hEC-SOD protein was expressed in the egg white and showed antioxidant activity. These results highlight the potential of the chicken for production of biologically active proteins in egg white.
본 연구는 원시생식기 유래 원시생식세포를 이용하여 효율적인 생식선 카이메라 생산 조건을 확립하고자 하였다 전체 실험구에서 301마리가 부화하였으며, 이중 수컷 141마리, 암컷 160마리가 성성숙에 도달하였다. 후대 검정을 통하여 수컷 15마리와 암컷 12마리가 생식선 카이메라로 밝혀졌으며, 생식선 카이메라 생산 효율은 평균 9.0%였다. 실험처리구간 생식선 카이메라 생산효율간에 유의적인 차이는 없었으나 (p=0.6831), 생식선 카이메라의 공여체 유래 자손 생산 효율은 유의적인 차이를 나타냈다. 실험처리구간 생식선 카이메라의 공여체 유래 자손 생산효율은 피콜처리 없이 10일간 배양한 원시생식세포를 이식하였을 때 가장 높았고 (49.7%), 피콜처리후 배양하지 않은 원시생식세포를 이식하였을 때 가장 낮았다 (0.6%). 또한, 피콜 처리에 상관없이 10일간 배양한 원시생식세포를 이식한 실험구가 배양하지 않은 실험구와 5일간 배양한 실험구보다 각각 50배와 10배 더 높은 전이효율을 나타내었다 (p<0.0001). 따라서, 수용체 배자에 이식하기전에 실시한 체외배양 기간은 효율적인 생식선 카이메라 생산에 있어서 매우 중요한 요인으로 사료된다. 이와 같이, 본 연구에서는 배양 기간, 피콜 처리 유무 등에 대한 비교 분석을 통하여 생식선 카이메라 생산을 위한 최적 조건을 확립하였다.
In this study, characteristics of chick primordial germ cells (PGCs), which is the founder cell of the germline, and gonadal development of the chick embryo between 12hrs and 6 day of incubation were investigated by transverse serial sections of chick embryos under the light microscopic observation. In embryo stage 20 (3 day of incubation), there are a lot of PGCs at the mesenchym, which were moving to the thickened epithelium (gonadal ridge). The PGCs arrive at both right and left gonad primordial in equal number prior to stage 24 (4 day of incubation), but in the following stages, the distribution of the PGCs became asymmetrical. More PGCs colonized the left than the right gonad, but the reason for the unequal distribution of PGCs is uncertain. The PGCs have mostly settled in the gonadal ridge (GR) at 6 day embryo. This study was conducted to investigate characteristics of the PGC migration and gonadal formation and observe the best condition for PGC isolation, culture and to attempt the possibility of the production for transgenic germline chimeras with manipulated PGCs.
Embryonic stem (ES) cells are pluripotent cell lines, which derived from preimplantation embryo. These cells have been used as a vehicle of foreign DNA for production of transgenic mammals. this experiment was performed to examined the possible use of blastodermal cells derived from hen's egg for germline manipulation. Stage X blsdtodermal cells isolated from fertilized eggs were cultured in DMEM containing 15% fetal calf serum. Blastodermal cells wre co-cultured on the chicken embryonic fibroblast (CEF) or mouse embryonic fibroblast(MEF) cells. to examine the effects of growth factors on stem cell growth, bFGF and LIF were added. There was no significant difference in colony formation of putative ES cells between CEF and MEF as a feederlayer, but the addition of growth factors enhanced the proliferation and inhibited differentiation of blastodermal cells. To characterize the cell colonies as a putative ES cells, putative embryonic cell colonies were stained by periodic acid Schiffs (PAS) reagent. The putative ES cell colonies showed intensive positive reaction similar to the property of undifferentiated PGC upto 20days in vitro, but not in other cell types. this result demonstrates that PAS-positive cell colonies may be used for the study of establishment of chicken ES cell lines for the production of transgenic chicken.
The use of pluripotent stem cells has tremendous advantages for various purposes but these cell lines with proven germ-line transmission have been completely established only in the mouse. Embryonic germ (EG) cell lines are also pluripotent and undifferentiated stem cells established from primordial germ cells (PGCs). This study was conducted to establish and characterize the chicken EG cells derived from gonadal primordial germ cells. We isolated gonadal PGCs from 5.5-day-old (stage 28) White leghorn (WL) embryos and established chicken EG cells lines with EG culture medium supplemented with human stem cell factor (hSCF), murine leukemia inhibitory factor (mLIF), bovine basic fibroblast growth factor (bFGF), human interleukin-11 (hIL-11), and human insulin-like growth factor-I (hIGF-I). These cells grew continuously for 4 months (10 passages) on a feeder layer of mitotically active chicken embryonic fibroblasts. These cells were characterized by screening with the Periodic acid-Shiff's reaction, anti-SSEA-1 antibody, and a proliferation assay after several passages. As the results, the chicken EG cells maintained characteristics of undifferentiated stem cells as well as that of gonadal PGCs. When cultured in suspension, the chicken EG cells successfully formed an embryoid body and differentiated into a variety of cell types when re-seeded onto culture dish. The chicken EG cells were injected into blastodermal layer at stage X and dorsal aorta of recipient embryo at stage 14 (incubation of 53hrs) and produced chimeric chickens with various differentiated tissues derived from the EG cells. The germline chimeras were also successfully induced by using EG cells. Thus, Chicken EG cells will be useful for the production of transgenic chickena and for studies of germ cell differentiation and genomic imprinting.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.