• 한국가축번식학회지
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• 제23권3호
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• pp.221-227
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• 1999

미성숙한 소 난자 동결보존 기술의 개발은 체외수정, 복제동물 및 형질전환동물 생산에 필요로 하는 난자를 시간과 공간의 제약 없이 공급이 가능해지기 때문에 그 효용가치가 많으나 아직까지 성공 보고례가 없다. 본 연구에서는 전자현미경용 grid를 이용한 초급속 동결 방법에 의해 미성숙한 소 난자를 동결 보존한 후, 이 난자를 융해하여 체외성숙, 체외수정 및 배발달을 유도하였다. 동해제는 PBS에 40% ethylene glycol, 0.5M sucrose, 18%과 10% fetal bovine serum이 들어 있는 EFS40을 사용하였다 . 동결ㆍ융해 후의 난자의 생존율은 48% 정도로 대조군에 비해 현저히 낮았으나 metaphase-II까지의 성숙율은 78%로, 정상 자웅전핵 형성율 75%로 대조군에 비해 차이가 없었다. 또한 배반포까지의 배발달율은 대조군23%와 동결군은 5%로 동결 융해한 것이 낮았으며 수정후 108~120시간 째 배반포를 염색하여 세포수률 알아본 결과는 각각 128$\pm$5와 98$\pm$8이었다. 항동해제내 $Na^{＋}$ 이온의 농도에 따른 미성숙된 난자의 생존율, 성숙, 수정 및 배발달율을 조사하였으나 유의차가 없었다. 이상의 결과는 동결 보존된 미성숙 소 난자가 융해후 체외성숙 및 수정에 의해 배반포까지의 발달이 가능하다는 것을 시사하고 있다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제35권3호
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• pp.319-327
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• 2011

This study investigated whether the addition of porcine sperm cytosolic factor (SCF) at fusion/activation affects in vitro development of porcine parthenogenetic(PA) and nuclear transfer (NT) embryos. To determine the optimum concentration of SCF, control group of oocytes was activated with 0.3M mannitol (1.0 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$), other three groups of oocytes were parthenogentically activated with the fusion medium (0.1mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$) supplemented with 100, 200 or 300 ${\mu}$g/ml SCF, respectively. Matured oocytes were activated with two electric pulses (DC) of 1.2 kv/cm for 30 ${\mu}$sec. The activated embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. Oocytes activated in the presence of SCF showed a significantly higher blastocyst rate than control (p<0.05). Apoptosis rate was significantly lower in 100 ${\mu}$g/ml SCF group than other groups (p<0.05). Cdc2 kinase activity in control and SCF treatment group of oocytes was determined using MESACUP cdc2 kinase assay kit at 1, 5, 10, 15, 30, 45 and 60 min after activation. Cdc2 kinase activity was significantly decreased (p<0.05) in SCF group than MII oocytes or control within 5 min. For NT embryo production, reconstructed oocytes were fused in the fusion medium supplemented with 0.1 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ (T1), 1.0 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ (T2) and 0.1 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ with 100 ${\mu}$g/ml SCF (T3). Fused embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. Developmental rate to blastocyst stage was significantly higher in T3 than other groups (23.0% vs. 13.5 to 15.2%) (p<0.05). Apoptosis rate was significantly lower in T3 than T1 or T2 (p<0.05). The relative abundance of Bax-${\alpha}$/Bcl-xl was significantly lower in in vivo or SCF group than that of control (p<0.05). Moreover, the expression of p53 and caspase3 mRNA was significantly lower in in vivo or SCF group than that of control (p<0.05). These results indicate that the addition of SCF at fusion/activation might improve in vitro development of porcine NT embryos through regulating cdc2 kinase level and expression of apoptosis related genes.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권8호
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• pp.1075-1083
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• 2015

Adipose tissue deposited within muscle fibers, known as intramuscular fat (IMF or marbling), is a major determinant of meat quality and thereby affects its economic value. The biological mechanisms that determine IMF content are therefore of interest. In this study, 48 genes involved in the bovine peroxisome proliferator-activated receptor signaling pathway, which is involved in lipid metabolism, were investigated to identify candidate genes associated with IMF in the longissimus dorsi of Hanwoo (Korean cattle). Ten genes, retinoid X receptor alpha, peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG), phospholipid transfer protein, stearoyl-CoA desaturase, nuclear receptor subfamily 1 group H member 3, fatty acid binding protein 3 (FABP3), carnitine palmitoyltransferase II, acyl-Coenzyme A dehydrogenase long chain (ACADL), acyl-Coenzyme A oxidase 2 branched chain, and fatty acid binding protein 4, showed significant effects with regard to IMF and were differentially expressed between the low- and high-marbled groups (p<0.05). Analysis of the gene co-expression network based on Pearson's correlation coefficients identified 10 up-regulated genes in the high-marbled group that formed a major cluster. Among these genes, the PPARG-FABP4 gene pair exhibited the strongest correlation in the network. Glycerol kinase was found to play a role in mediating activation of the differentially expressed genes. We categorized the 10 significantly differentially expressed genes into the corresponding downstream pathways and investigated the direct interactive relationships among these genes. We suggest that fatty acid oxidation is the major downstream pathway affecting IMF content. The PPARG/RXRA complex triggers activation of target genes involved in fatty acid oxidation resulting in increased triglyceride formation by ATP production. Our findings highlight candidate genes associated with the IMF content of the loin muscle of Korean cattle and provide insight into the biological mechanisms that determine adipose deposition within muscle.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제33권2호
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• pp.85-91
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• 2009

In this study, in vitro maturation system using fetal bovine serum (FBS) or porcine follicular fluid (pFF) was investigated to produce comparable oocytes to those derived from in vivo. Control group of oocytes was cultured in TCM 199 supplemented with 0.1% polyvinyl alcohol (PVA). Other three groups of oocytes were cultured in TCM 199 supplemented with 10% FBS, 10% pFF or 5% FBS + 5% pFF, respectively. After 44 h maturation, oocytes with the first polar body were activated with two electric pulses (DC) of 1.2 kv/cm for 30 ${\mu}sec$. Also, matured oocytes of four groups were reconstructed and fused. Reconstructed embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. The oocytes matured in the medium supplemented with FBS or/and pFF showed significantly higher maturation rates (64.0 vs. 73.9 to 85.2%). In PA embryos, cleavage rates (89.7 vs. 77.1 to 86.6%) and blastocysts rates (30.0 vs. 16.2 to 26.2%) were significantly higher in pFF group (p<0.05). In NT embryos, there was no difference among treatments in cleavage rate, but the blastocyst rates (28.5 vs. 15.5 to 24.6%) were significantly higher in pFF group (p<0.05). The apoptosis rate was significantly higher (p<0.05) in the control than other groups (10.8 vs. 4.9 to 8.2% for PA, 3.1 vs. 0.5 to 1.3% for NT). In order to select the comparable oocyte to in vivo oocytes, each group of oocytes was stained with Brilliant cresyl blue (BCB) after 42h maturation. The matured oocytes were separated according to color of cytoplasm; stained group (BCB+) and unstained group (BCB-). The oocytes matured in the presence of FBS or/and pFF showed significantly higher staining rates (70.3 to 72.7 vs. 35.1%) (p<0.05). To verify the fact that the supplementation of FBS or/and pFF can increase the maturation rates, cdc2 kinase activity, the catalytic subunit of MPF, was determined. The cdc2 kinase activity of the oocytes matured in the medium supplemented with FBS or/and pFF was significantly higher than control group (6.7 to 9.3 vs. 3.8). In conclusion, the supplementation of FBS or/and pFF can support in vitro maturation rate of porcine oocytes through the increment of cdc2 kinase activity level in the cytoplasm.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권1호
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• pp.44-51
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• 2012

Calcium ions play an important role in the establishment and maintenance of pregnancy, but molecular and cellular regulatory mechanisms of calcium ion action in the uterine endometrium are not fully understood in pigs. Previously, we have shown that calcium regulatory molecules, transient receptor potential vanilloid type 5 (TRPV6) and calbindin-D9k (S100G), are expressed in the uterine endometrium during the estrous cycle and pregnancy in a pregnancy status- and stage-specific manner, and that estrogen of conceptus origin increases endometrial TRPV6 expression. However, regulation of S100G expression in the uterine endometrium and conceptus expression of S100G has been not determined during early pregnancy. Thus, we investigated regulation of S100G expression by estrogen and interleukin-$1{\beta}$ (IL1B) in the uterine endometrium and conceptus expression of S100G during early pregnancy in pigs. We obtained uterine endometrial tissues from day (D) 12 of the estrous cycle and treated with combinations of steroid hormones, estradiol-$17{\beta}$ ($E_2$) and progesterone ($P_4$), and increasing doses of IL1B. Real-time RT-PCR analysis showed that $E_2$ and IL1B increased S100G mRNA levels in the uterine endometrium, and conceptuses expressed S100G mRNA during early pregnancy, as determined by RT-PCR analysis. To determine if endometrial expression of S100G mRNA during the implantation period was affected by the somatic cell nuclear transfer (SCNT) procedure, we compared S100G mRNA levels in the uterine endometrium from gilts with SCNT-derived conceptuses with those from gilts with conceptuses derived from natural mating on D12 of pregnancy. Real-time RT-PCR analysis showed that levels of S100G mRNA in the uterine endometrium from gilts carrying SCNT-derived conceptuses was significantly lower than those from gilts carrying conceptuses derived from natural mating. These results showed that S100G expression in the uterine endometrium was regulated by estrogen and IL1B of conceptus origin, and affected by the SCNT procedure during early pregnancy. These suggest that conceptus signals regulate S100G, an intracellular calcium transport protein, for the establishment of pregnancy in pigs.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권3호
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• pp.183-192
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• 2005

자연환기는 처분장의 작업 환경 및 위생, 부유 방사성 핵종의 노출 등과 같은 안전문제에 있어 자연환기 자체만으로는 기계적 강제 환기에 비해서 덜 효과적이지만 처분장 내의 수분제거, 작업 환경 조성과 관련하여 라돈 (Rn) 가스의 희석과 같은 향후 처분장의 장기적 환경을 위해서는 중요한 역할을 할 수 있고, 환풍기와 같은 환기 설비를 이용해야하는 기계환기에 비해 경제적으로 매우 효과적 일수 있다. 본 논문에서는 지하 처분장의 건설 및 운영 기간동안 자연환경 조건에 따라 처분장에 스스로 생기는 자연 환기의 타당성에 대하여 기술하였다. 자연 동굴을 통한 자연환기 유사에 의해 밝혀진 증거들과, 수직갱을 갖는 산악 도로터널에서의 자연 환기 측정, 그리고 주어진 자연환기 압력에 의한 공기 발생량 계산 등을 통해서 자연 환기는 한국형 지하 방사성 폐기물 처분장에 잠재적으로 매우 유익함을 알 수 있다. 효과적으로 유도된 자연 환기는 방사성 폐기물 처분장 내에 발생하는 열과 습도, 그리고 라돈 가스를 제어하기에 경제적으로 좋은 방법이 될 수 있다. 자연환기를 통해 처분장의 전반적 열적 특성은 개선될 수 있고, 수분으로 포화된 공기는 효과적으로 건조되고 그 건조상태 유지 기간은 확장 될 수 있을 것이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.143-149
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• 2016

최근 독극물로 인한 사고가 빈번하게 발생하여 사회적인 문제가 발생하고 있어 독극물관리를 철저히 해야 할 필요성이 대두되고 있다. 2010년 기준으로 국내에는 약 10만 여종의 독극물이 유통되어 사고 시 중증 중독환자 혹은 대량으로 환자를 발생시킬 수 있고 국제적으로도 NBC에 의한 대량 재해의 심각성이 대두되고 있다. 그래서 생산지에서 부터 관리 할 수 있도록 독극물이 들어 있는 유리병에 13.56MHz 대역의 RFID 시스템을 사용하였고, 인식된 태그 데이터는 IEEE 802.15.4 기반의 통신으로 메인 시스템에 데이터를 전송한다. 전송 된 데이터는 스마트 디바이스를 통하여 독극물의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 시스템을 구현하였다. 그러나 독극물을 관리하는 시스템의 고장은 예측 할 수 없는 결과를 발생시킨다. 그래서 고장의 원인이 되는 오류를 하드웨어 여분을 이용한 방법으로 검출하였고 검출된 오류가 전체 시스템에 영향을 주지 않도록 이중화 시스템을 제시하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제21권1호
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• pp.47-54
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• 2017

Unlike mouse results, cloning efficiency of nuclear transfer from porcine induced pluripotent stem cells (piPSCs) is very low. The present study was performed to investigate the effect of cell cycle inhibitors on the cell cycle synchronization of piPSCs. piPSCs were generated using combination of six human transcriptional factors under stem cell culture condition. To examine the efficiency of cell cycle synchronization, piPSCs were cultured on a matrigel coated plate with stem cell media and they were treated with staurosporine (STA, 20 nM), daidzein (DAI, $100{\mu}M$), roscovitine (ROSC, $10{\mu}M$), or olomoucine (OLO, $200{\mu}M$) for 12 h. Flow Cytometry (FACs) data showed that piPSCs in control were in G1 ($37.5{\pm}0.2%$), S ($34.0{\pm}0.6%$) and G2/M ($28.5{\pm}0.4%$). The proportion of cells at G1 in DAI group was significantly higher than that in control, while STA, ROSC and OLO treatments could not block the cell cycle of piPSCs. Both of viability and apoptosis were affected by STA and ROSC treatment, but there were no significantly differences between control and DAI groups. Real-Time qPCR and FACs results revealed that DAI treatment did not affect the expression of pluripotent gene, Oct4. In case of OLO, it did not affect both of viability and apoptosis, but Oct4 expression was significantly decreased. Our results suggest that DAI could be used for synchronizing piPSCs at G1 stage and has any deleterious effect on survival and pluripotency sustaining of piPSCs.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제39권3호
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• pp.59-67
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• 2015

동물의 장기를 인간에게 이식하게 되면 초급성거부반응(Hyperacute rejection, HAR)이 일어난다. 초급성거부반응은 면역계의 구성요소 중 보체(complement)에 의해 일어나는 거부반응으로 돼지의 혈관세포 표면에 있는 $Gal{\alpha}$(1,3)Gal 당분자에 인간의 항체가 즉각 반응하기 때문에 일어나며, ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase(${\alpha}1,3$-GT) 유전자는 돼지 혈관세포 표면의 $Gal{\alpha}$(1,3)Gal 당분자 생성에 관여한다. 따라서 인간에게 돼지의 장기를 이식하기 위해서는 ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase 유전자를 제거하는 것이 필요한 것으로 알려져 있다. 본 연구실의 이전 연구에서, 시카고 미니돼지 귀체세포에서 상동 재조합(Homologous recombination)을 통해 ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase 유전자가 제거된 체세포를 개발한 바 있으며, 이 체세포를 통하여 ${\alpha}1,3$-GT 유전자가 제거된 돼지도 생산된 바 있다. 본 연구에서는, human serum 처리 시 돼지 세포를 보호해 준다고 보고되고 있는 human complement regulator인 human Decay-accelerating factor(hDAF)와 human ${\alpha}1,2$-fucosyltransferase(hHT)유전자를 ${\alpha}1,3$-GT 유전자 위치에 gene targeting하여 동시에 hDAF와 hHT가 발현하는 체세포를 개발하였다. Knock-in vector는 hDAF와 hHT 두 유전자가 발현할 수 있도록 IRES로 연결하였으며, ${\alpha}1,3$-GT 유전자의 start codon을 이용하여 발현할 수 있도록 구축하였다. 구축한 vector는 electroporation을 통해 미니 돼지 체세포에 도입하였으며, PCR 결과, ${\alpha}1,3$-GT 유전자 위치에서 상동 재조합이 일어났음을 확인하였다. Positive-negative 선별 방법을 통해 얻은 gene targeting 된 체세포는 RT-PCR에 의해 hDAF와 hHT 유전자의 발현이 확인되었으며, 대조군(NIH minipig)에 비해 ${\alpha}1,3$-GT 유전자의 발현이 감소하였다. 또한 이들 세포에 100% human complement serum을 처리하였을 때 knock-in 세포가 대조군에 비해 30% 정도 더 높은 생존율을 보였다. 따라서 개발된 체세포는 이종간 장기이식을 위한 돼지 생산과 함께 이를 이용한 이종간의 장기 이식 시 초급성 거부반응을 억제하는 데 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제32권3호
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• pp.199-203
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• 2008

본 연구는 한우 체세포를 이용하여 생산된 복제란을 한우 대리모에 이식하여 임신이 확인된 개체에서 임신 기간 중 주요 호르몬의 발현 특성을 인공수정으로 임신된 대리모와 비교 분석하고자 실시하였다. 한우 섬유아세포를 이용하여 생산된 체세포 복제란을 자연발정으로 동기화된 한우 대리모에 이식하여 임신이 확인된 개체를 공시하였으며(n=8), 대조군으로는 인공수정으로 임신된 대리모을 사용하였다(n=5). 발정 관찰 후 60일경에 직장검사로 임신을 확인하였다. 주요 스테로이드 호르몬인 progesterone(P4)와 estradiol-l7$\beta$ (E2) 농도는 방사선동위원소 면역분석시험(RIA) 방법을 이용하였으며, 혈중 cortisol 농도는 ELISA 방법으로 측정하였다. 인공수정한 대리모의 경우 E2 농도가 분만 시기에 급격하게 증가하였으나, P4 농도는 분만 시기에 급격하게 감소하는 경향을 나타내었다. 이에 반해 복제란 이식우의 혈장 P4 농도는 분만 50일 전부터 분만 10일전까지는 대조군과 유사하게 유지되었으나, 분만예정일에는 전혀 떨어지지 않고 높은 수준으로 유지되었다. 한편, 복제란 이식우에서 분만 때까지 정상적으로 임신이 유지된 대리모들의 경우는 임신 기간 동안 cortisol 농도는 임신 후반기까지 낮게 유지되며 별다른 변화를 나타내지 않았다. 반면에 유산이 일어난 개체의 경우에는 임신 100일경에 cortisol의 농도가 급격하게 증가하는 것을 확인하였다. 이상의 결과를 종합하여 보면, 복제란 이식우의 경우 분만예정일 전 후에 일어나는 급격한 호르몬의 변화가 일어나지 않음을 확인할 수 있었으며, 이러한 현상은 복제란 이식우의 분만 지연과 밀접한 관계가 있는 것으로 사료된다.