• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권5호
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• pp.587-594
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• 2000

At present embryonic stem (ES) cells with confirmed pluripotential properties are only available in the mouse. Recently, we were able to isolate, culture and genetically transform primordial germ cell (PGC)-derived cells from pig embryos and demonstrate their ability to contribute to chimera development in the pig. In order to determine whether the system we developed could be used to isolate embryonic germ (EG) cells from other mammalian species, we placed isolated PGCs from cattle, goats, rabbits and rats in culture. Briefly, PGCs were isolated from fetuses of cow (day 30-50), goat (day 25), rabbit (day 15-18) and rat (day 11-12), and plated on STO feeder cells in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM): Ham's F10 medium (1:1) supplemented with 0.01 mM nonessential amino acids, 2 mM L-glutamine, 0.1 mM $\beta$ - mercaptoethnol, soluble recombinant human stem cell factor (SCF; 40ng/ml), human basic fibroblast growth factor (bFGF; 20ng/ml) and human leukemia inhibitory factor (LIF; 20ng/ml). For maintenance of the cells, colonies were passed to fresh feeders every 7-10 days. In all species tested, we were able to obtain and maintain colonies with ES-like morphology. Their developmental potential was tested by alkaline phosphatase (AP) staining and in vitro differentiation assay. For genetic transformation, cells were electroporated with a construct containing the green fluorescent protein (GFP) under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. GFP-expressing colonies were detected in cattle, rabbits and rats. These results suggest that PGC-derived cells from cattle, goats, rabbits and rats can be isolated, cultured, and genetically transformed, and provide the basis for analyzing their developmental potential and their possible use for the precise genetic modification of these species.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제16권6호
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• pp.910-927
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• 2003

Transgenesis is a very powerful tool not only to help understanding the basics of life science but also to improve the efficiency of animal production. Since the first transgenic mouse was born in 1980, rapid development and wide application of this technique have been made in laboratory animals as well as in domestic animals. Although pronuclear injection is the most widely used method and nuclear transfer using somatic cells broadens the choice of making transgenic domestic animals, the demand for precise manipulation of the genome leads to the utilization of gene targeting. To make this technique possible, a pluripotent embryonic cell line such as embryonic stem (ES) cell is required to carry genetic mutation to further generations. However, ES cell, well established in mice, is not available in domestic animals even though many attempt to establish the cell line. An alternate source of pluripotent cells is embryonic germ (EG) cells derived from primordial germ cells (PGCs). To make gene targeting feasible in this cell line, a better culture system would help to minimize the unnecessary loss of cells in vitro. In this review, general methods to produce transgenic domestic animals will be mentioned. Also, it will focus on germ cell engineering and methods to improve the establishment of pluripotent embryonic cell lines in domestic animals.

• 한국동물학회지
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• 제21권2호
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• pp.43-58
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• 1978

양서류 수정란을 제 1 난할전에 중금속으로 처리하였던바 개구리의 시원생식세포수의 양전변화를 가져 왔다. 중금속의 일정량의 처리는 양서류 초기발생중에 시원생식세포 형성을 저하시켰다. 납 70ppm과 카드뮴 4ppm 이상에서 배양하면 9내지 12mm배에서 시원생식세포의 수적감소를 가져 왔으나 그후의 발생에서는 거의 정상군과같은 증가율을 보였다. 한편 수은 0.8ppm이상의 처리군에서는 생식 세포형성에 보다 심한 저하를 가져 왔으며 그후의 증가율도 대체로 낮았다. 위의 사실들은 자외선 조사 실험에서 얻은 결과와는 달리 양서류란에 있어서 중금속 처리는 조직에 심한 손상을 주는 다량투여에도 시원생식세포의 완전 배제에는 효과가 적다는 것을 암시한다.

• Animal Bioscience
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• 제36권6호
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• pp.973-979
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• 2023

Objective: The clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (Cas9) system, which is the most efficient and reliable tool for precisely targeted modification of the genome of living cells, has generated considerable excitement for industrial applications as well as scientific research. In this study, we developed a gene-editing and detection system for chick embryo sexing during the embryonic stage. Methods: By combining the CRISPR/Cas9 technical platform and germ cell-mediated germline transmission, we not only generated Z chromosome-targeted knockin chickens but also developed a detection system for fluorescence-positive male chicks in the embryonic stage. Results: We targeted a green fluorescent protein (GFP) transgene into a specific locus on the Z chromosome of chicken primordial germ cells (PGCs), resulting in the production of Z^GFP-knockin chickens. By mating Z^GFP-knockin females (Z^GFP/W) with wild males (Z/Z) and using a GFP detection system, we could identify chick sex, as the GFP transgene was expressed on the Z chromosome only in male offspring (Z^GFP/Z) even before hatching. Conclusion: Our results demonstrate that the CRISPR/Cas9 technical platform with chicken PGCs facilitates the production of specific genome-edited chickens for basic research as well as practical applications.

• 한국가금학회지
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• 제40권3호
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• pp.197-205
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• 2013

동결 닭 원시생식세포의 생식계열 키메라를 이용한 생체에의 복원을 실용화하기 위해서는, 닭 원시생식세포의 동결보존기술의 향상에 의해 동결 및 융해 후의 많은 생존세포를 확보하는 것이 반드시 필요하다. 닭 원시생식세포는 배양 5.5일령의 닭 원시생식선으로부터 채취하고, MACS 방법에 의해서 순수 닭 원시생식세포를 분리했다. 15% 각각의 EG를 동결보호제로 사용한 처리군이 각 군의 농도에 상관없이 유의적(p<0.05)으로 PG 처리군보다 동결 및 융해 후의 세포의 생존율이 높음을 확인하였다. 특히, 10% EG 처리군에서 85.63%로 동일한 농도의 PG 처리군(66.81%)보다 유의적(p<0.05)으로 가장 높은 생존율을 보였다. 한편, 상업용 닭(한협3호)에서도 오계와 비슷한 경향의 결과를 확인하였다. 이상의 결과들로부터 유리화 동결에 있어서 가장 높은 생존율을 보인 10% EG이 최적의 동결 보호제로서 사용 가능함을 확인하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권7호
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• pp.1026-1034
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• 2000

As described here, most recently developed methods for improving reproduction performance of domesticated animals such as cattle, swine and chicken have been considered to be also usable for restoring some sorts of endangered and/or extinct wild animals in the very near future. Especially, the techniques for in vitro storage of gametes obtained from dead animals shortly after the death, probably 24 h following the sacrifice are also available for obtaining some of experimental specimens. In case of the endangered animals, nobody will be allowed to use any tissues from the living animals, therefore, e.g., the use of skin tissues from these bodies is another possibility of restoring the living animals. Regarding the use of skin tissues, the most highly usable tools must be the cloning techniques for reviving rare cells from the living body. Most possible techniques for cloning cells is nuclear transfer from rare species to highly relative species, and this is the case of germ cells, e.g., primordial germ cells (PGCs) of avian species. One of the possibilities is the nuclear transfer of Crested Ibis (Nipponia nippon) to the PGCs of chicken, resulting in the PGCs with transferred nucleus from the ibis. In mammalian species, the same procedure as in the case of birds would be successful, e.g., the removed nucleus from Giant Pandas will be transferred to the cell, such as somatic cells or germ cells from black bears or lesser pandas, leading to the production of transnucleared cells in the body of female black bears. These two cases are most promising techniques for reviving endangered animals in the world, particularly in Asian countries, mainly in China. As a conclusion, possible production of cloned animals carrying transnucleared cells from endangered animals, such as Giant Pandas and Crested Ibis, may be reproduced gradually in the near future. Scientists are, therefore, required to convert the paradigm from domestic animals to wild animals, including endangered and/or extinct animals on the earth.

• 한국가금학회지
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• 제41권4호
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• pp.249-259
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• 2014

동결 닭 원시 생식 세포의 생식계열 키메라를 이용한 생체에의 복원을 실용화 하기 위해서는, 닭 원시 생식 세포의 동결 보존 기술의 향상에 의해 동결 및 융해 후의 많은 생존세포를 확보하는 것이 반드시 필요하다. 닭 원시 생식 세포는 배양 5.5일령의 닭 원시 생식선으로부터 채취하고, MACS 방법에 의해서 순수 닭 원시 생식 세포를 분리했다. 15% 각각의 EG를 동결 보호제로 사용한 처리군이 각 군의 농도에 상관없이 유의적(p<0.05)으로 PG 처리군보다 동결 및 융해 후의 세포의 생존율이 높음을 확인하였다. 특히, 동결 보호제로 10% EG를 이용한 유리화 처리군에서 85.63%로 동일한 농도의 PG 처리군(66.81%)보다 유의적(p<0.05)으로 가장 높은 생존율을 보였다. 한편, 10% EG를 이용한 완만 동결 처리군에서 66.14%로 동일한 농도의 PG 처리군(50.11%)보다 유의적(p<0.05)으로 가장 높은 생존율을 보였다. 이상의 결과들로부터 유리화 동결에 있어서 가장 높은 생존율을 보인 10% EG이 최적의 동결 보호제로서 사용 가능함을 확인하였고, 이는 한국재래닭(오계)의 원시 생식 세포의 동결 보존의 실용화가 보다 더 향상될 수 있는 또 하나의 방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 한국가금학회지
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• 제40권3호
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• pp.207-216
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• 2013

동결 닭 원시생식세포의 생식계열 키메라를 이용한 생체에의 복원을 실용화하기 위해서는, 닭 원시생식세포의 동결보존기술의 향상에 의해 동결 및 융해 후의 많은 생존세포를 확보하는 것과, 생식계열 키메라의 제작효율을 높이는 것이 반드시 필요하다. 닭 원시생식세포는 배양 5.5~6 일령의 닭 원시생식선으로부터 채취하고, MACS 방법에 의해서 순수 닭 원시생식세포를 분리했다. 15% 각각의 EG와 DMSO를 동결보호제로 사용한 처리군이 각 군의 농도에 상관없이 유의적(p<0.05)으로 glycerol 처리군보다 동결 및 융해 후의 세포의 생존율이 높음을 확인하였다. 특히 10% EG + FBS 조합의 처리군에서 상업용 닭(C : $89.4{\pm}0.2%$)과 이사브라운 (A : $87.4{\pm}0.4%$)의 두 품종이 오계(B : $77.6{\pm}1.1%$) 및 화이트레그혼(D : $76.2{\pm}0.9%$의 두 품종보다 동결 및 융해 후의 원시생식세포의 생존율이 유의적(p<0.05)으로 높음을 확인하였다. 이상의 결과들로부터10% EG + FBS와10% DMSO + FBS 조합의 두 처리구 간에 동결 및 융해 후의 세포생존율의 유의적인 차이는 보이지 않았지만, 동결 배지의 농도별 효율이 높음을 확인했다. 또한 네 품종 간의 동결 및 융해 후의 닭 원시생식세포 생존효율의 비교에서는 상업용 닭, 이사브라운, 오계 그리고 화이트레그혼 품종 순으로 생존율이 높음을 확인하였다. 초자화 동결에 있어서 가장 높은 생존율을 보인 10% EG이 10% DMSO와 함께 최적의 동결보호제로서 사용 가능성을 확인하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제24권4호
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• pp.249-261
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• 2020

Spermatogonial stem cells (SSCs) have stemness characteristics, including germ cell-specific imprints that allow them to form gametes. Spermatogenesis involves changes in gene expression such as a transition from expression of somatic to germ cell-specific genes, global repression of gene expression, meiotic sex chromosome inactivation, highly condensed packing of the nucleus with protamines, and morphogenesis. These step-by-step processes finally generate spermatozoa that are fertilization competent. Dynamic epigenetic modifications also confer totipotency to germ cells after fertilization. Primordial germ cells (PGCs) in embryos do not enter meiosis, remain in the proliferative stage, and are referred to as gonocytes, before entering quiescence. Gonocytes develop into SSCs at about 6 days after birth in rodents. Although chromatin structural modification by Polycomb is essential for gene silencing in mammals, and epigenetic changes are critical in spermatogenesis, a comprehensive understanding of transcriptional regulation is lacking. Recently, we evaluated the expression profiles of Yin Yang 1 (YY1) and CP2c in the gonads of E14.5 and 12-week-old mice. YY1 localizes at the nucleus and/or cytoplasm at specific stages of spermatogenesis, possibly by interaction with CP2c and YY1-interacting transcription factor. In the present article, we discuss the possible roles of YY1 and CP2c in spermatogenesis and stemness based on our results and a review of the relevant literature.

• 한국동물학회지
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• 제27권1호
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• pp.13-24
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• 1984

산개구리의 germ plasm 및 축결정 세포질에 미치는 자외선의 영향을 수량적, 시간적으로 조사하였다. 산개구리 난의 식물극을 수정 후 60분경에 1,600 $ergs/mm^2$이상의 자외선을 조사하였을때 40%이상의 시원생식세포의 수가 감소하였으나, 그 이하의 양에서는 전혀 영향이 없었다. 그러나 1,600 $ergs/mm^2$부터는 시원생식세포 수의 감소 정도는 자외선의 양에 비례하였다. 또 신경관 형성에 전혀 영향을 미치지 않으면서 시원생식세포의 형성을 완전히 억제시키는 자외선의 양은 4,800 $ergs/mm^2$이었다. 이에 4,800 $ergs/mm^2$의 자외선을 수정 후 일정한 시간간격으로 조사하여 germ plasm에 미치는 자외선의 영향을 조사하였다. 그 결과 자외선이 조사된 시기가 이를수록 시원생식세포수의 감소가 크며, 수정후 60분부터 차츰 감소율이 줄어 들다가 3분열 이후에는 자외선의 효과가 거의 없음을 관찰하였다. 또한 시원생식세포와 축형성에 미치는 자외선의 영향을 시기적으로 비교한 결과 산개구리난의 축결정이 다른 무미양서류에서와 같이 수정에서 제1분열 사이의 $0.7\\sim0.8$시기 이전에 이루어지므로 그 이후에는 자외선의 감응도가 급격히 저하되었다. 그러나 germ plasm의 자외선에 대한 감응도는 훨씬 늦게까지 지속되어 8구기에 이르기까지 그 영향이 나타났다.