• 제목/요약/키워드: Highly Efficient

검색결과 2,191건 처리시간 0.039초

역전파 알고리즘을 이용한 최적의 교통안전 평가 모형개발 (Development of Optimum Traffic Safety Evaluation Model Using the Back-Propagation Algorithm)

  • 김중효;권성대;홍정표;하태준
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제35권3호
    • /
    • pp.679-690
    • /
    • 2015
  • 교통사고 피해를 최소화하기 위해서는 차량과 도로 체계에 대한 공학적인 개선을 통하여 교통사고 원인을 제거해야 한다. 일반적으로 안정성과 효율성이 부족한 도로는 교통사고가 지속적으로 발생할 가능성이 크고 이를 개선하는데 막대한 사회적 비용과 시간이 소요되며, 부적절한 환경 요인으로 발생한 교통사고는 국가적으로 큰 피해를 발생시키게 된다. 따라서 본 연구는 최근 인공지능 분야 중 활발히 연구 중인 역전파 알고리즘(Back-Propagation Algorithm : BPA)을 이용하여 신호교차로를 대상으로 최적의 교통안전 평가기법을 제시하고자 하였다. 본 연구는 광주광역시내 교통혼잡과 교통사고가 빈번하게 발생하고 있는 신호교차로 지점을 대상으로, BPA를 이용하여 보다 신뢰성 높은 교통안전 평가 모형을 개발하고자 다음과 같은 일련의 방법으로 연구를 수행하였다. 첫째, 신호교차로 교통사고와 교통상충간의 순위상관분석을 실시하여 교통사고 순위와 교통상충 순위가 통계적으로 유의함을 확인하였다. 이는 교통상충이 신호교차로 교통안전 평가 변수로 사용될 수 있음에 따라 설명변수로 입력되고 교통사고가 종속변수인 선형회귀모형을 개발하는데 이용하였다. 둘째, 신호교차로의 교통량과 진입 진출 차로수 차이 등을 교통사고의 설명변수로 간주하여 다중회귀분석을 통해 교통사고 예측모형을 개발하였다. 셋째, 교통량과 도로 기하구조 요소를 모형의 설명변수로 설정하고 교통상충을 종속변수로 하여 BPA를 이용한 최적의 교통안전 평가 모형을 개발하였다. 마지막으로, 교통사고 실측값, 다중회귀모형, BPA에 의한 교통사고 예측값을 평균제곱근오차 방법으로 모형의 적합도 비교 분석을 하였다. 본 연구의 결과, BPA에 의해 도출된 교통사고 예측값과 교통사고 실측값 사이의 평균제곱오차는 3.89로 계산되어 BPA가 다중회귀 모형보다 상대적으로 교통안전 평가능력이 우수한 것으로 나타나 실제 신호교차로 교통안전도를 평가하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되고 추후, 교통안전정책 수립시 실질적인 도움이 될 것으로 기대된다.

Podosphaera xanthii Race 1에 대한 박과 작물의 저항성 (Resistance of Cucurbits to Podosphaera xanthii Race 1)

  • 이지현;장경수;이원정;최용호;최경자
    • 원예과학기술지
    • /
    • 제32권5호
    • /
    • pp.673-683
    • /
    • 2014
  • 2010년 대전에서 채집한 흰가루병이 발생한 오이 잎의 단일 병반에서 흰가루병균을 분리하였고, 이 흰가루병균은 광학현미경 하에서의 형태학적 특성과 멜론 판별품종에서의 저항성 반응에 따라 Podosphaera xanthii race 1으로 동정되었다. 박과 작물 흰가루병에 대한 저항성 검정에 효율적인 생육시기를 결정하기 위하여, P. xanthii race 1에 대한 오이품종들의 생육시기에 따른 저항성 차이를 조사하였다. 시판중인 오이 34개 품종의 이 흰가루병균에 대한 저항성을 온실에서 3종류의 생육시기에서 실험한 결과, 떡잎에서의 저항성 반응은 본엽에서와 일치하지 않았으며, 본엽 1엽에서의 흰가루병 발생 정도는 식물 전체의 흰가루병 발생량과 높은 상관관계를 보였다. 따라서 본엽 1엽에 흰가루병이 충분히 발생하는 시기에 1엽만을 대상으로 저항성을 검정하는 것이 효율적이라 생각되었다. 또한, 박과 작물의 재배 시기에 따른 저항성 차이를 조사하기 위하여 오이 12개 품종을 4개의 재배 시기에 그리고 멜론 26개 품종을 3개의 재배시기에 흰가루병 발생을 조사하였다. 오이 품종들 중 6개 품종은 재배 시기에 따라 흰가루병 저항성에 차이를 보였으며, 온도가 올라가면 저항성이 증가함을 알 수 있었다. 이와 달리 멜론 품종들은 실험한 품종 중 5개가 고도의 저항성을 보였으며, 이들의 흰가루병 저항성은 재배 시기에 따라 거의 차이를 나타내지 않았다. 한편, 대전에서 분리한 P. xanthii race 1 균주는 수박 7개 품종에 대하여 병원성을 나타내지 않았다. 하지만 모든 P. xanthii race 1 균주가 수박에 비병원성인지는 race 1 균주를 더 많이 확보하여 확인하는 것이 필요하다.

반응표면분석법을 이용한 댕댕이 기능성성분의 마이크로웨이브추출조건 최적화 (Optimization of microwave-assisted extraction process for blue honeysuckle (Lonicera coerulea L.) using response surface methodology)

  • 박대희;이재준;박종진;박상환;이원영
    • 한국식품저장유통학회지
    • /
    • 제24권5호
    • /
    • pp.623-630
    • /
    • 2017
  • 본 실험은 댕댕이의 마이크로웨이브 추출장치를 활용한 플라보노이드, 안토시아닌, 폴리페놀, 항산화능 등을 반응표면분석법을 통하여 최적추출조건의 예측과 추출조건에 따른 추출물의 기능성 성분 함량을 모니터링 하였다. 중심합성계획법을 통해 추출공정에 중요한 독립변수인 용액농도($X_1$: 0, 25, 50, 75, 100%), 추출시간($X_2$: 1, 4, 7, 10, 13 min), microwave power($X_3$: 180, 210, 240, 270, 300 W)를 각각 독립변수로 설정하였고, 총 플라보노이드 함량($Y_1$), 총 안토시아닌 함량($Y_2$), 총 폴리페놀 함량($Y_3$) 그리고 DPPH 라디칼 소거능($Y_4$) 등을 종속변수로 하여 회귀분석을 실시하였다. 예측된 최적조건 범위는 에탄올 농도 53-64%, 추출시간 7.4-7.9 min, microwave power 242-250 W로 나타났다. 플라보노이드 함량의 최대점은 에탄올의 농도 52.9%, 추출시간 7.5분, microwave power 244 W일 때 최대값은 65.74 mg RE/g으로 예측되었다. 안토시아닌 함량의 최대점은 에탄올의 농도 54.8%, 추출시간 7.4분, microwave power 248 W일 때 최대값은 0.45 mg CGE/g으로 예측되었다. 폴리페놀 함량의 최대점은 에탄올의 농도 56.9%, 추출시간 7.7분 및 microwave power 250 W 일 때 최대값은 14.71 mg GAE/g로 예측되었다. 항산화능의 최대점은 에탄올의 농도 64.10%, 추출시간 7.9분 및 microwave power 242 W일 때 최대값은 92.54%로 예측되었다. 예측값과 실험값의 차이가 거의 없는 것으로 보아 본 실험은 정확도가 높고 신뢰성이 높음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 댕댕이 마이크로웨이브 추출방법에 있어서 최적의 추출조건에 대한 정보를 주는 것이며, 더 나아가 고농도 댕댕이 기능성 성분이 함유된 제품 개발에 기초정보를 제공하는 결과라 사료된다.

Development of System-Wide Functional Analysis Platform for Pathogenicity Genes in Magnaporthe oryzae

  • Park, Sook-Young;Choi, Jaehyuk;Choi, Jaeyoung;Kim, Seongbeom;Jeon, Jongbum;Kwon, Seomun;Lee, Dayoung;Huh, Aram;Shin, Miho;Jung, Kyungyoung;Jeon, Junhyun;Kang, Chang Hyun;Kang, Seogchan;Lee, Yong-Hwan
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
    • /
    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
    • /
    • pp.9-9
    • /
    • 2014
  • Null mutants generated by targeted gene replacement are frequently used to reveal function of the genes in fungi. However, targeted gene deletions may be difficult to obtain or it may not be applicable, such as in the case of redundant or lethal genes. Constitutive expression system could be an alternative to avoid these difficulties and to provide new platform in fungal functional genomics research. Here we developed a novel platform for functional analysis genes in Magnaporthe oryzae by constitutive expression under a strong promoter. Employing a binary vector (pGOF1), carrying $EF1{\beta}$ promoter, we generated a total of 4,432 transformants by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. We have analyzed a subset of 54 transformants that have the vector inserted in the promoter region of individual genes, at distances ranging from 44 to 1,479 bp. These transformants showed increased transcript levels of the genes that are found immediately adjacent to the vector, compared to those of wild type. Ten transformants showed higher levels of expression relative to the wild type not only in mycelial stage but also during infection-related development. Two transformants that T-DNA was inserted in the promotor regions of putative lethal genes, MoRPT4 and MoDBP5, showed decreased conidiation and pathogenicity, respectively. We also characterized two transformants that T-DNA was inserted in functionally redundant genes encoding alpha-glucosidase and alpha-mannosidase. These transformants also showed decreased mycelial growth and pathogenicity, implying successful application of this platform in functional analysis of the genes. Our data also demonstrated that comparative phenotypic analysis under over-expression and suppression of gene expression could prove a highly efficient system for functional analysis of the genes. Our over-expressed transformants library would be a valuable resource for functional characterization of the redundant or lethal genes in M. oryzae and this system may be applicable in other fungi.

  • PDF

녹화용(綠化用) 자생(自生) 목본식물(木本植物)과 초본식물종자(草本植物種子)의 혼파처리(混播處理)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on Mixed-Seeding of Native Woody and Herb Species)

  • 전기성;우보명
    • 한국산림과학회지
    • /
    • 제85권2호
    • /
    • pp.271-279
    • /
    • 1996
  • 이 연구는 비탈면 녹화용(綠化用) 자생목본(自生木本)과 초본종자(草本種子) 적정혼파비(適定混播比)를 결정하기 위해, 서울대학교 농업생명과학대학 실내온실에서 목본(木本) 초본종자(草本種子)의 파종실험(播種實驗)을 실시하였으며, 파종(播種)은 목본(木本)의 경우 초기발아기대본수 60립(粒)/$m^2$을 기준으로 초본종자(草本種子)와 혼합하여 복토량(覆土量), 시비처리(施肥處理), 파종량별(播種量別)로 실험하여 얻은 결과를 분석한 것이다. 1994년 6월 파종후(播種後) 목본(木本)과 초본(草本)의 개체수(個體數), 생중량(生重量), 수고(樹高)와 초고변화(草高變化), 분얼수(分蘖數)를 조사한 결과, 목본(木本)의 개체수(個體數)는 1995년에 싸리가 파종구(播種區)($m^2$)별(別)로 평균 1.14본(本), 족제비싸리 0.496본(本)이였으며, 조팝나무와 물오리나무는 파종 발아후 당해년도(1994)에 고사하였다. 초본(草本)의 경우는 1995년에 달맞이꽃이 5.06본(本), 솔새 1,072본(本), 개솔새는 0본(本)이였으며, 억새는 412.53본(本), 쑥 88.6본(本), 비수리 8.9본(本), 새 57.46본(本)으로 조사되었다. 지상부생장(地上部生長)에 있어서, 목본(木本)의 싸리와 족제비싸리는 급격한 지상부생장(地上部生長)과 생중량(生重量)의 증가를 보이고, 초본(草本)의 경우에는 파종 당해년도에 솔새, 개솔새, 억새, 달맞이꽃, 새 등은 생장(生長)이 빠르나 파종 이듬해에는 솔새와 억새가 지상부(地上部) 및 생중량(生重量)의 증가가 높았다. 파종량(播種量)에 따른 목본(木本)의 변화를 보면, 파종 당해년도에는 수종(樹種)간에 유의성(有意性)이 없었으나, 파종 이듬해에는 파종량(播種量)에 따라 유의(有意)하였고, 초본(草本)의 경우는 파종량(播種量)과 개체수(個體數)의 변화는 파종당해년도와 이듬해 모두 유의(有意)하였다. 분얼(分蘖)이 가장 우수한 것은 억새(21개)로 나타났으며, 다음은 솔새, 새 순으로 나타났다. 녹화용(綠化用) 자생목본종자(自生木本種子)와 초본종자(草本種子)의 혼파(混播)에서, 초본(草本)의 종자량(種子量)이 많을수록 목본(木本)의 개체수(個體數), 지상부(地上部) 생장량(生長量), 생중량(生重量), 초본분얼수(草本分蘖數) 등은 감소하였다. 따라서, 비탈면의 녹화식생(綠化植生)으로, 목본(木本)은 싸리와 족제비싸리, 초본(草本)으로는 분얼(分蘖)이 우수한 새류(類)를 이용하는 것이 효과적이라 분석되며, 목본(木本)의 성립(成立)을 위해서는 파종량(播種量)에 대한 연구가 더욱 수행되어야 할 것이다.

  • PDF

착상 전 유전진단 기술 개발의 동물실험 모델로서 할구 생검된 생쥐 배아에서 동결보존 융해 후 배아 발생 양상과 공배양 효과에 관한 연구 (Developmental competence and Effects of Coculture after Crypreservation of Blastomere-Biopsied Mouse Embryos as a Preclinical Model for Preimplantation Genetic Diagnosis)

  • 김석현;김희선;류범용;최성미;방명걸;오선경;지병철;서창석;최영민;김정구;문신용;이진용;채희동;김정훈
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
    • /
    • 제27권1호
    • /
    • pp.47-57
    • /
    • 2000
  • Objective: The effects of cryopreservation with or without coculture on the in vitro development of blastomere-biopsied 8-cell mouse embryos were investigated. This experimental study was originally designed for the setup of a preclinical mouse model for the preimplantation genetic diagnosis (PGD) in human. Methods: Eight-cell embryos were obtained after in vitro fertilization (IVF) from F1 hybrid mice (C57BL(표현불가)/CBA(표현불가)). Using micromanipulation, one to four blastomeres were aspirated through a hole made in the zona pellucida by zona drilling (ZD) with acid Tyrode's solution (ATS). A slow-freezing and rapid-thawing protocol with 1.5M dimethyl sulfoxide (DMSO) and 0.1M sucrose as cryoprotectant was used for the cryopreservation of blastomere- biopsied 8-cell mouse embryos. After thawing, embryos were cultured for 110 hours in Ham's F-10 supplemented with 0.4% bovine serum albumin (BSA). In the coculture group, embryos were cultured for 110 hours on the monolayer of Vero cells in the same medium. The blastocyst formation was recorded, and the embryos developed beyond blastocyst stage were stained with 10% Giemsa to count the total number of nuclei in each embryo. Results: The survival rate of embryos after cryopreservation was significantly lower in the blastomere-biopsied (7/8, 6/8, 5/8, and 4/8 embryos) groups than in the non-biopsied, zona intact (ZI) group. Without the coculture, the blastocyst formation rate of embryos after cryopreservation was not significantly different among ZI, the zona drilling only (ZD), and the balstomere-biopsied groups, but it was significantly lower than in the non-cryopreserved control group. The mean number of cells in embryos beyond blastocyst stage was significantly higher in the control group ($50.2{\pm}14.0$) than in 6/8 ($26.5{\pm}6.2$), 5/8 ($25.0{\pm}5.5$), and 4/8 ($17.8{\pm}7.8$) groups. With the coculture using Vero cells, the blastocyst formation rate of embryos after cryopreservation was significantly lower in 5/8 and 4/8 groups, compared with the control, 7/8, and 6/8 groups. The mean number of cells in embryos beyond blastocyst stage was also significantly lower in 4/8 group ($25.9{\pm}10.2$), compared with the control ($50.2{\pm}14.0$), 7/8 ($56.0{\pm}22.2$), and 6/8 ($55.3{\pm}25.5$) groups. Conclusion: After cryopreservation, blastomere-biopsied mouse embryos have a significantly impaired developmental competence in vitro, but this detrimental effect might be prevented by the coculture with Vero cells in 8-cell mouse embryos biopsied one or two blastomeres. Biopsy of mouse embryos after ZD with ATS is a safe and highly efficient preclinical model for PGD of human embryos.

  • PDF

Cellulase에 의(依)한 목재당화(木材糖化)에 관(關)한 연구(硏究) - (I) 기질(基質) 처리(處理)의 효과(効果) - (Studies on the Hydrolysis of Holocellulose with Trichoderma viride Cellulase - (I) Effect of the treated substrate -)

  • 정대성;민두식
    • 한국산림과학회지
    • /
    • 제38권1호
    • /
    • pp.13-18
    • /
    • 1978
  • Trichoderma viride 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 목재가수분해(木材加水分解)에 관(關)한 연구(硏究)로서 재료(材料)는 산오리나무재(材)를 사용(使用)하였다. 효소생산(酵素生産)은 액체(液體) 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하였다. 즉(即) 밀기울 추출액(抽出液)에 Pulp분말(粉末)(Toyo여지(濾紙) 60 mesh) 10, $KH_2PO_410$, $(NH_4)_2$ $SO_4$ 3, $NaNO_3$ 3, $MgSO_4$ $7H_2O$ 0.5g/1을 가(加)하였다. 이와 같이 하여 진탕배양(振盪培養)한 후(後) 배양액(培養液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석조효소액(鹽析粗酵素液)을 만들었다. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. (1) 탈(脫)리그닌은 외산(外山)(1970)의 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하였다. 여기서 과초산(過醋酸)의 농도(濃度)가 높을수록 단기간(短期間)에 Pulp수율(收率)은 감소(減少)하였다. 즉(即) 20% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 48시간(時間)에, 40% 및 6% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 24시간(時間)이면 충분(充分)한 탈(脫)리그닌이되었다. (2) 기질(基質)은 징세(徵細)할수록 효소(酵素)에 의(依)한 가수분해(加水分解)가 용이(容易)하였으며 환원당생성(還元糖生成)에 적합(適合)한 기질(基質)의 크기는 60-100mesh로 나타났다. (3) 기질(基質)의 건조온도(乾燥溫度)는 높을수록 환원당생성량(還元糖生成量)이 증가(增加)하였으며, 여기서는 건조온도(乾燥溫度)가 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 가장 많은 당생성(糖生成)이 나타났다. (4) 기질(基質)의 열처리시간(熱處理時間)이 가장 적당한 것은 45분(分)으로 나타났다. 그리고 45분(分)과 60분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)에는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.

  • PDF

교통류 모형을 이용한 도로 점용공사 구간의 지체비용 산정방안 (A Study on the Estimation Measure of Delay Cost on Work Zone Using the Traffic Flow Model)

  • 김윤식;이민재
    • 한국건설관리학회논문집
    • /
    • 제17권5호
    • /
    • pp.120-129
    • /
    • 2016
  • 이용자 비용은 SOC 시설물의 효율적 자산관리를 위한 LCCA에서 시설물의 생애주기, 관리자 비용 그리고 할인율과 함께 반드시 고려되어야 하는 주요한 분석 항목이다. 특히, 도로분야에서는 청소 및 유지보수 등의 공사구간(Work zone)으로 인해 이용자들에게 막대한 지체비용이 발생되는 경우가 많으며, 이와 같은 경우 관리자는 보다 합리적인 의사결정을 위해 관리자비용 뿐만아니라 이용자비용까지도 고려해야만 한다. 그러나 최근까지도 대부분의 의사결정 단계에서 이용자 비용은 고려되지 않고 있으며, 이에 관한 연구들도 활발하지 못한 실정이다. 본 연구에서는 교통류 모형과 교통시설 투자 평가 지침의 직접편익 산정 모델을 이용하여 의사결정 단계에서 필요한 이용자 비용 및 지체비용을 산정 하는 방법론을 제안한다. 그리고 2014년 실제 유지보수가 시행되었던 국도 4개구간에 대해 VISSIM을 이용하여 교통류 모형을 추정하고 제안된 방법론을 토대로 이용자 비용 및 지체비용을 산정하였다. 분석결과, AADT 약 3만대의 A구간은 공사구간 발생 전 평균 17,569천원/$km{\times}day$의 이용자 비용이 발생하는 것으로 분석되었으며, 유지보수로 인해 1차로를 차단 할 경우 추가적으로 평균 10,193천원/$km{\times}day$(158%)의 지체비용이 발생하는 것으로 분석 되었다. AADT 약 2만대의 B구간과 D구간에서는 각각 1,507천원/$km{\times}day$(115%), 1,985천원/$km{\times}day$(119%)의 지체비용이 발생되는 것으로 분석되었으며, AADT 약 1만대의 C구간에서는 262천원/$km{\times}day$(105%)의 지체 비용이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 교통류 모형을 시뮬레이션 기반으로 추정함으로서 실제 적용에는 한계가 있다. 향후 실제 관측 자료를 이용한 적정성 높은 모형의 개발과 시뮬레이션 검증을 통해 적용 가능성을 높이는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

메이커에 의한 수입(輸入)의 문제점(問題點)과 대응방안(對應方案) (An Analysis of Imports by Domestic Producers of Competing Goods)

  • 남일총
    • KDI Journal of Economic Policy
    • /
    • 제14권2호
    • /
    • pp.55-75
    • /
    • 1992
  • 본(本) 연구(硏究)는 국내 메이커에 의한 동종상품수입(同種商品輸入)의 원인을 구명(究明)하고 그 경제적(經濟的) 효과(效果)를 분석하며 후생증진(厚生增進)을 유도할 수 있는 정책대안(政策代案)을 검토하고 있다. 국내(國內) 메이커에 의한 동종상품수입(同種商品輸入)은 상품간의 경쟁을 제한하며, 그 결과 수입상품(輸入商品)뿐 아니라 이와 경쟁하는 국산상품(國産商品)의 가격(價格)도 높이는 부정적인 효과를 가지고 있다. 반면(反面) 국내(國內) 메이커가 일반수입상(一般輸入商)에 비해 효율적(效率的)인 유통구조(流通構造)를 가지고 있는 경우 메이커의 의한 수입(輸入)은 후생(厚生)을 증진시키는 측면이 있으며, 메이커에 의한 수입의 순효과(純效果)는 공동판매(共同販賣)에 따른 경쟁제한효과(競爭制限效果)와 효율적인 유통구조(流通構造)에 의한 후생증진효과(厚生贈進效果)의 상대적인 크기에 달려 있다. 메이커에 의한 동종상품수입(同種商品輸入)이 이루어지는 가장 큰 이유는 메이커에 의한 유통계열화(流通系列化)이다. 메이커의 유통계열화(流通系列化)의 결과 일반수입상(一般輸入商)은 수입(輸入) 판매(販賣)에 앞서 자신의 유통망(流通網)을 조직하여야 하며, 우리나라와 같이 자본시장(資本市場)의 불완전(不完全)이 심각한 나라에서는 이는 중요한 진입장벽(進入障壁)이 될 수 있다. 본고(本稿)에서는 메이커에 의한 수입의 규제방안으로서 시장지배적사업자(市場支配的事業者)에 대한 가격규제(價格規制), 시장점유율(市場占有率)이 높은 기업간의 거래에 대한 규제(規制), 그리고 유통계열화(流通系列化)에 대한 규제(規制) 등 세가지 정책대안(政策代案)을 검토하였다.

  • PDF

생쥐 모델을 이용한 배아의 할구 생검법과 할구가 생검된 배아의 배양시 공배양 효과에 관한 연구: 인간에서의 착상 전 유전진단 기술 개발을 위한 동물실험 모델의 개발 (Effects of Coculture on Development of Biopsied Mouse Embryos as a Preclinical Model for Preimplantation Genetic Diagnosis of Human Embryos)

  • 김석현;류범용;지병철;최성미;김희선;방명걸;오선경;서창석;최영민;김정구;문신용;이진용;채희동;김정훈
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
    • /
    • 제26권1호
    • /
    • pp.9-20
    • /
    • 1999
  • The genetic defects in human gametes and embryos can cause adverse effects on overall reproductive events. Biopsy of embryos for preimplantation genetic diagnosis (PGD) offers a new possibility of having children free of the genetic disease. In addition, advanced embryo culture method may enhance the effectiveness of embryo biopsy for the practical application of PGD. This experimental study was undertaken to evaluate the effects of coculture on the development in vitro of biopsied mouse embryos as a preclinical model for PGD of human embryos. Embryos were obtained after in vitro fertilization (IVF) from F1 hybrid mice (C57BLfemale/CBAmale). Using micromanipulation, 1, 2, 3 or 4 blastomeres of 8-cell stage embryos were aspirated through a hole made in the zona pellucida by zona drilling (ZD) with acidic Tyrode's solution (ATS). After biopsy of blastomeres, embryos were cultured in vitro for 110 hours in Ham's F-10 supplemented with 0.4% BSA or cocultured on the monolayer of Vero cells in the same medium. The frequence of blastocyst formation were recorded, and the embryos beyond blastocyst stage were stained with 10% Giemsa to count the total number of nuclei in each embryo. There was no significant difference in the blastocyst formation between the zona intact control group and the zona drilling (ZD) only, or biopsied groups. The hatching rate of all the treatment groups except 4/8 group was significantly higher than that of control group. In all the treatment groups, there was a significant reduction in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage ($50.2{\pm}14.0$ in control group vs. $41.2{\pm}7.9$ in ZD, $39.3{\pm}8.8$ in 7/8, $29.7{\pm}6.4$ in 6/8, $25.1{\pm}5.7$ in 5/8, and $22.1{\pm}4.3$ in 4/8 groups, p<0.05). When the same treatments were followed by coculture with Vero cells, a similar pattern was seen in the blastocyst formation and the hatching rate. However, in all the treatment groups, there was a significant increase in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage with coculture, compared with the parallel groups without coculture. In the cleavage rate of biopsied blastomeres cultured for 110 hours after IVF, there was no significant difference between coculture and non-coculture groups (87.2% vs. 78.7%). However, the mean cell number of embryos developed from the biopsied blastomeres was significantly higher in coculture group ($11.5{\pm}4.7\;vs.\;5.9{\pm}1.9$, p<0.05). In conclusion, biopsy of mouse embryos after ZD with ATS is a safe and highly efficient method for PGD, and coculture with Vero cells showed a positive effect on the development in vitro of biopsied mouse embryos and blastomeres as a preclinical model for PGD of human embryos.

  • PDF