• 한국축산식품학회지
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• 제43권6호
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• pp.1017-1030
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• 2023

Fetal bovine serum (FBS), which contains various nutrients, comprises 20% of the growth medium for cell-cultivated meat. However, ethical, cost, and scientific issues, necesitates identification of alternatives. In this study, we investigated commercially manufactured serum-free media capable of culturing Hanwoo satellite cells (HWSCs) to identify constituent proliferation enhancing factors. Six different serum-free media were selected, and the HWSC proliferation rates in these serum-free media were compared with that of control medium supplemented with 20% FBS. Among the six media, cell proliferation rates were higher only in StemFlex^TM Medium (SF) and Mesenchymal Stem Cell Growth Medium DXF (MS) than in the control medium. SF and MS contain high fibroblast growth factor 2 (FGF2) concentrations, and we found upregulated FGF2 protein expression in cells cultured in SF or MS. Activation of the fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1)-mediated signaling pathway and stimulation of muscle satellite cell proliferation-related factors were confirmed by the presence of related biomarkers (FGFR1, FRS2, Raf1, ERK, p38, Pax7, and MyoD) as indicated by quantitative polymerase chain reaction, western blotting, and immunocytochemistry. Moreover, PD173074, an FGFR1 inhibitor suppressed cell proliferation in SF and MS and downregulated related biomarkers (FGFR1, FRS2, Raf1, and ERK). The promotion of cell proliferation in SF and MS was therefore attributed to FGF2, which indicates that FGFR1 activation in muscle satellite cells may be a target for improving the efficiency of cell-cultivated meat production.

• 한국축산식품학회지
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• 제43권4호
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• pp.563-579
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• 2023

Myogenesis and adipogenesis are the important processes determining the muscle growth and fat accumulation livestock, which ultimately affecting their meat quality. Hanwoo is a popular breed and its meat has been exported to other countries. The objective of this study was to compare the myogenesis and adipogenesis properties in satellite cells, and meat quality between Hanwoo and Vietnamese yellow cattle (VYC). Same 28-months old Hanwoo (body weight: 728±45 kg) and VYC (body weight: 285±36 kg) steers (n=10 per breed) were used. Immediately after slaughter, tissue samples were collected from longissimus lumborum (LL) muscles for satellite cells isolation and assays. After 24 h post-mortem, LL muscles from left carcass sides were collected for meat quality analysis. Under the same in vitro culture condition, the proliferation rate was higher in Hanwoo compared to VYC (p<0.05). Fusion index was almost 3 times greater in Hanwoo (42.17%), compared with VYC (14.93%; p<0.05). The expressions of myogenesis (myogenic factor 5, myogenic differentiation 1, myogenin, and myogenic factor 6)- and adipogenesis (peroxisome proliferator-activated receptor gamma)-regulating genes, and triglyceride content were higher in Hanwoo, compared with VYC (p<0.05). Hanwoo beef had a higher intramuscular fat and total monounsaturated fatty acids contents than VYC beef (p<0.05). Whilst, VYC meat had a higher CIE a* and total polyunsaturated fatty acids content (p<0.05). Overall, there was a significant difference in the in vitro culture characteristics and genes expression of satellite cells, and meat quality between the Hanwoo and VYC.

• 한국동물생명공학회지
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• 제38권3호
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• pp.177-187
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• 2023

Background: The grading of Hanwoo (Korean native cattle) is based on four economic traits, and efforts have been continuously made to improve the genetic traits associated with these traits. There is a technology to predict the expected grade based on the 4 economic genetic SNP characteristics of Korean cattle calves using single nucleotide polymorphism (SNP) technology. Selection of highly proliferative, self-renewing, and differentiating satellite cells from cattle is a key technology in the cultured meat industry. Methods: We selected the Hanwoo with high and low-scored of genomic estimated breeding value (GEBV) by using the Hanwoo 50K SNP bead chip. We then isolated the bovine satellite cells from the chuck mass. We then conducted comparative analyses of cell proliferation, immunocytochemistry, qRT-PCR at short- and long-term culture. We also analyzed the differentiation capability at short term culture. Results: Our result showed that the proliferation was significantly high at High scored GEBV (Hs-GEBV) compared to Low scored GEBV (Ls-GEBV) at short- and long-term culture. The expression levels of Pax3 were significantly higher in Hs-GEBV bovine satellite cells at long-term culture. However, there were no significant differences in the expression levels of Pax7 between Hs- and Ls-GEBV bovine satellite cells at short- and long- term culture. The expression levels of MyoG and MyHC were significantly high at Ls-GEBV bovine satellite cells. Conclusions: Our results indicated that selection of bovine satellite cells by Hanwoo 50K SNP bead chip could be effective selection methods for massive producing of satellite cells.

• 현장농수산연구지
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• 제23권1호
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• pp.117-128
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• 2021

한우의 성장단계별 부위 근육발달을 이해하는 것은 도체율 개선에 따른 소득증대와 증체율 증가에 따른 생산효율 향상에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 한우의 등심과 사태 유래 근육위성세포를 분리 후 세포단위의 발달 및 분화를 비교하여 transcriptome 단위의 작용기전을 제시하였다. 한우의 부위별 근육 유래 근육위성세포의 근섬유의 양은 4일에 가장 높게 나타났고 이후 감소하였다. 한우의 근육위성세포의 발달 단계에 따라 발현되는 총 전사체 유전자의 종류는 사태근육 위성세포에서 높게 나타났다. 등심과 사태 근육 유래 위성세포의 발달단계에 따라 유의적인 차등 유전자 453개를 찾아냈고 이를 이용한 기능유 전체 분석이 필요하다. 등심과 사태유래 근육위성세포를 이용한 동일조건 분화 비교에서 사태유래 근육 위성세포의 분화 시 myosin complex, skeletal muscle contraction, troponin complex, skeletal muscle tissue development 와 같은 근섬유 형성관련 유전자의 발현이 높게 나타나는 것으로 보아 같은 개체의 근육조직에서도 부위별로 차등 발달이 되고 있다는 것을 알 수 있다. 기존 연구에서는 근육의 성장에 대한 이해를 위해 사양과 영양관련 시험이 많이 이루어졌다. 향후 세포단위의 연구들이 많이 이루어져 작용기작에 대한 생물정보 자료를 추가로 적용한다면 한우의 정밀사양을 적용할수 있는 바탕이 마련될 것이다. 또한 근육위성세포의 연구는 추후 동물실험 윤리제도 강화에 따른 비동물 전임상 screening 시험 활용과 대체단백질 산업의 주요 이슈인 배양육 소재 개발 연구와 같이 축산시험연구의 지속적인 확장성에 많은 영향을 미칠 것으로 생각된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제65권3호
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• pp.664-678
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• 2023

To improve culture efficiency of Hanwoo myosatellite cells, these cells were cultured at different temperatures. Hanwoo myosatellite cells were compared with C2C12 cells to observe proliferation and differentiation at culture temperatures of 37℃ and 39℃ and determine the possibility of using them as cultured meat. Immunofluorescence staining using Pax7 and Hoechst, both cells cultured at 37℃ proliferated better than cultured at 39℃ (p < 0.05). When differentiated cells were stained with myosin and Hoechst, there was no significant difference in myotube thickness and Fusion index (p > 0.05). In Western blotting analysis, Hanwoo myosatellite cells were no significant difference in the expression of myosin between cells differentiated at the two temperatures (p > 0.05). C2C12 cells were no significant difference in the expression of myosin between cells differentiated at the two temperatures (p > 0.05). In reverse transcription and quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) analysis, Hanwoo myosatellite cells cultured at 39℃ had significantly (p < 0.05) higher expression levels of MyHC, MYF6, and MB than those cultured at 37℃. C2C12 cells cultured at 39℃ showed significantly (p < 0.05) higher expression levels of MYOG and MB than those cultured at 37℃. To increase culture efficiency of Hanwoo myosatellite cells, proliferating at 37℃ and differentiating at 39℃ are appropriate. Since results of temperature differences of Hanwoo myosatellite cells were similar to those of C2C12 cells, they could be used as a reference for producing cultured meat using Hanwoo satellite cells.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권4호
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• pp.329-336
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• 2010

본 연구는 소의 부위별 근육에 특이하게 발현하는 유전자 마커를 발굴하여 소고기의 부위를 과학적으로 판명할 수 있는 기술을 개발하고자 실시하였다. 이러한 연구 목표 아래 먼저 사태(Beef shank), 등심(Longissimus dorsi), 양지(Deep pectoral), 홍두깨(Semitendinosus) 부위의 근육조직에서 MSC (myogenic satellite cell, 근육줄기세포)를 순수 분리하고 이를 MFC (myotube-formed cell; 근관이 형성된 세포)로 분화시키거나 ALC (adipocyte-like cell; 지방세포와 유사한 세포)로 이형분화 시킨 후 3가지의 세포로 부터 각각의 RNA를 추출하였다. 이렇게 추출한 RNA는 24,000개의 bovine oligo-nucelotide (70 mer)가 집적된 microarray를 이용해 4개의 조직 중 1개의 조직에서만 MSC의 분화(MFC) 또는 이형분화 과정에서 mRNA의 발현이 증감을 보이는 유전자 135개를 먼저 발굴하였다. 135개의 유전자에 대해 microarray 분석에 사용한 동일한 RNA를 이용하여 real-time PCR 기술로 검증한 결과 총 29개의 유전자가 microarray 분석 결과와 유사함을 보였다. 29개의 유전자를 다시 4개 부위의 생체 조직에서 추출한 RNA를 이용해 real-time PCR 방법으로 분석한 결과 TS (thymi- dlyate synthase), TE (tropoelastin), RAD52(similar RAD52 motifcontaining protein 1), unknown gene), MLC2 (myosin light 2, regulatory cardiac, slow), TXNIP (thioredoxin-interating protein) 6개의 유전자만이 다른 부위에 비해 사태 부위에서 현저한 발현의 차이를 나타냈다. 결론적으로 본 연구를 통해 소 부위별 근육을 구분할 수 있는 과학적 기술의 토대를 확립하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제51권5호
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• pp.413-420
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• 2009

본 연구는 성체우의 FS, MS, C-MS를 배양액에 첨가하여 세포증식과 난포의 성장과 배란에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 실시하였다. 세포증식은 세포수와 MTT assay을 실시하여 확인하였다. 그 결과 세포증식은 혈청첨가 배양액에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 특히 근육위성세포의 세포증식은 MS를 첨가한 배양액에서 높은 반면 면역세포의 증식은 FBS에서 배양한 세포에 비해 낮은 것을 확인하였다. 또한 난포의 성장 및 배란을 관찰한 결과 난포의 성장에 유의한 차이가 없었으나 군간 차이를 보였으며 배란율과 비례적이었고, 배란율은 FBS와 C-MS가 첨가된 배양액에서 유의적으로 높은 것을 관찰할 수 있었다(P<0.05). FBS군과 C-MS 군 간에는 차이가 없었다. 3T3-L1 세포에서 창상치유는 FS에서 배양한 세포에서 빠른 회복을 나타냈으며, 증식은 MS에서 높게 나타났다(p<0.001). 따라서 본 결과는 세포배양 과정에서 세포에 따른 혈청의 선택은 매우 중요하다는 근거자료를 제시 하였으며, 분리 된 성별 특이 한우 혈청은 FBS의 대체 물질로서 사용이 가능할 것으로 사료된다.