본 연구의 목적은 외래 EGFP 유전자를 분화이전의 웅성생식세포에 도입한 후 이를 난모세포내에 미세주입하여 형질전환동물을 생산하는 기술을 개발하는 데에 있다. 이를 위하여 반수체 정자세포에서 특이적으로 발현하는 생쥐의 mTP1과 햄스터의 hPrm2 유전자 발현 시기를 RT-PCR로 조사한 결과 그시기는 생쥐와 햄스터에서 각각 18일령과 20일령으로 확인되었다. 이에 따라 외래 유전자의 침입이 용이한 감수분열 직전단계인 17일령의 생쥐와 19일령의 햄스터 정자세포를 EGFP 유전자가 포함된 배양액에 부유시킨 다음, 전기자극을 부여한 결과 0.18 ㎸/cm의 전기자극을 가한 후 72시간 배양한 정자세포의 28.5%와 32.1%에서 EGFP 유전자가 발현되는 것으로 확인되었다. EGFP유전자가 도입된 반수체 정자의 수정 및 발달 능력을 검증하기 위하여, 이들 정자세포를 햄스터 난자 내에 미세주입 하였으나, 형광현미경하에서는 EGFP유전자의 발현은 관찰할 수 없었다. 이에 이들 난자를 공시하여 PCR분석을 실시한 결과, 약 44%의 수정란에서 EGFP 유전자의 존재가 확인되었다. 이러한 결과로 보아 반수체 정자세포는 외래 유전자를 난자 내에 도입하기 위한 운반체로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
작은땃쥐(Crocidura shantungensis)의 정자 변태에 대한 연구를 전자현미경을 이용한 방법을 통해 이루어졌다. 정자세포의 핵과 세포질내 소기관의 형태학적 특징을 기초하여 정자 변태 전 과정을 11기(phase) 15 단계(step)로 각각 구분되었다. 골지 및 두모 단계의 정자세포가 구형인데 반해 첨체 전기에는 타원형으로 변하고, 이 시기부터 꼬리가 생성되기 시작하였고, 성숙기에는 가늘고 긴 정자 두부가 형성되었다. Step 7까지는 정자세포의 두부 방향이 내강쪽을 향하고 있는데 반해 step 8부터 step 15까지는 세정관 상피의 기저막쪽으로 향하였다. Step 12에서 정자세포는 핵과 첨체가 최대로 신장되어 나타났다. Step 13에서부터 정자세포의 핵은 납작해지고, 첨체는 납작하게 확장되면서 전체길이는 짧아지는 경향을 보였다. Step 14에 도달한 정자세포의 첨체는 정자 두부와 더불어 최종적인 모양을 취하게 되고, 핵은 쐐기모양을 하고 있으며, 염색질은 완전히 응축되고 균질화 되어졌다. 이탈기(spermiation phase)의 정자세포는 세르톨리 세포의 세포질로부터 점차적으로 떨어져 나갔으며, 이 시기에 정자세포의 첨체는 짧아지고 납작해져서 완전한 정자를 형성하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 정자 변태과정은 정자 형성세포의 분화 단계를 분석하는데도 유용한 정보를 제공하리라 여겨진다.
1. 아메바 항-액틴의 Ag-Ab 반응과 이를 항-생쥐 IgG-금 입자로 표지한 결과는 주로 정세 포 및 정자의 핵질에 특이적으로 표지되었고 첨체에서는 그 반응을 볼 수 없었다. 2. 표지된 항-액탠 금 입자로 볼 때 정자 핵질의 G-액틴 또는 G-actin oligomer는 정세포의 F-액틴에서 유래되는 것으로 사료된다. 3. 첨체의 액틴은 주로 F-액틴으로 첨체돌기 형성에 참여하지 않는 위상인 것으로 관찰된다. 4. 미세구조의 변화, 정세포 체적의 감소, 정세포 및 정자 핵에 표지되는 금 입자의 증가와 이들 현상이 나타나는 동시성으로 볼 때 정세포 핵의 형태변화의 내용은 응축이고 이는 F-actin의 탈중합 반응에 의한 G-액틴의 생성이 원인일 것으로 사료된다.
The seminiferous epithelium cycle and developmental stages of spermatids in Clethrionomys rufocanus were observed under a light microscope. The seminiferous epithelium cycle was divided into 8 stages. Type Ad spermatogonia appeared through all stages. Type Ap, In, and B spermatogonia appeared in stages I, II, III, and IV. In the first meiosis prophase, the leptotene spermatocytes appeared from stage V, the zygotene spermatocytes in stages I, VI, VII, VIII, the pachytene spermatocytes from stages II to VI, the diplotene spermatocytes in stage VII. The meiotic figures and interkinesis spermatocytes were observed in stage VIII. Developing spermatids were subdivided into 10 steps, based on the morphological characteristics such as the acrosome formation changes in spermatozoa, nucleus, cytoplasm, and spermiation changes. The C. rufocanus spermatocytogenesis and spermiogenesis results displayed similar results with Apodemus agrarius coreae and A. speciosus peninsulae. Considering all the results, the spermatogenesis may be useful information to analyze the differentiation of spermatogenic cells and the breeding season.
The annual changes in testis weight and diameter of seminiferous tubules, and the seminiferous epithelium cycle of Tamias sibiricus were studied by light microscope. Testis weight and diameter of seminiferous tubule are significantly increased from January to July, and decreased rapidly to the size from August to December. Spermatogenesis occurs from January to July, and spermatocytogenesis are produced from August to December. The cycle of the seminiferous epithelium was divided into 12 stages during the development of spermatids as a changes of the nucleus and acrosomal structure, presence and/or absence of residual body, appearance and/or absence of sperm tail and meiotic figure and spermiation. The dark type spermatogonia (Ad) are appeared in all stages (I ~ XII), and the spermatids of step 10 are observed at I, II, X and XII stages. The spermatids of step 11 are appeared in III and IV stages, only the step 12 spermatid observed in V stage.
Effects of Barodon$^{(R)}$ on body growth, histological changes in seminiferous tubules of testes and serum level of testosterone and FSH were examined in juvenile rats from 5 to 38 wks of age. All rats supplied feed and Barodon-added water(0, 0.1, 0.15, 0.3 and 1.0%) available ad libitum. DNA distribution of testicular cells from control rats obtained by flow cytometry was characterized by 4 peaks representing I : elongated, II round spermatids(1N), III: a variety of 2N cells and IV: 4N cells. Frequencies of 4 testicular cell types were calculated using cumulative DNA frequency distributions. Body growth from 18wk of age was significantly accelerated in rats supplied water with 0.15% Barodon compared to other groups. Testes weights tended to be greater in 0.15% Barodon-treated rats than in control, without significant difference. Diameter of seminiferous tubules advanced in 0.15-0.3% Barodon till 26 wk of age, but there was not significant different. Proportion of spermatids in seminiferous tubules was 48.4% at 6wk of age(round: 81.2% and elongated: 18.8% as proportion of total spermatids) and frequency of spermatids was higher in 0.3% Barodon group(57.1%) than in control(44.0%), but there was no significant difference. Serum testosterone of all groups significantly elevated at 18wk of age and level in 0.15% Barodon group was greatly higher than in others. Serum FSH at 10wks was greatly higher in 0.1-0.3% Barodon groups compared to control, but there were no significant differences. It is concluded that 0.15-0.3% Barodon treatment tended to induce precocious puberty in rats.
In this study, we found that sperm ball of Urechis unicinctus consisted of a somatic cell and spermatogenic cells. After separation from the sperm ball, individual spermatid floated freely in the coelomic fluid and differentiated into a mature sperm. Because of many nuclear vacuoles, spermatid nucleus was observed to be heterogeneous. Later, the spermatid nucleus condensed into the homogeneous round nucleus of the mature sperm. Perinuclear microtubules could be seen but did not seem to be organized into manchette microtubules. To understand the nature of nuclear condensation during spermiogenesis, the sperm and spermatids (spermiogenic cells) were treated with FITC-phalloidin, or anti-actin-FITC, or labeled with antiactin immunogold particles (AAIP; 10 nm) followed by transmission electron microscopy or confocal laser scanning microscopy. The anti-actin-FITC and FITC-phalloidin reactions occurred distinctly in the nuclei of both spermiogenic cells. FITC-phalloidin reacted more intensely with acrosomes. The AAIP were incorporated mainly into nuclei of both cells sometimes showing local distribution in the nucleus. Nuclear vacuoles of spermatids disappeared progressively with condensation of the nucleus, as the number of incorporated $AAIP/{\mu}m^2$ increased. These results suggest that nuclear actin microfilaments might be closely related to nuclear condensation.
The cycle of the seminiferous epithelium and the development of spermatids of Apodemus agrarius coreae were observed using a light microscope. The cycle of the seminiferous epithelium was divided into 10 stages, and developing spermatids were subdivided into 10 steps. The Golgi phases occurs the first two steps ($St_1,\;St_2$), and the cap phases had the next two consecutive steps ($St_3$ and $St_4$). The acrosomal phases consisted of steps $5{\sim}8$ ($St_5-St_8$), and the remaining two steps consisted the maturation ($St_9$) and spermiation ($St_{10}$) phases, respectively. Type Ad spetmatogonia are appeared in all stages (I-X). Type Ap spermatogonia appeared from stage I and II, In spermatogonia from stage III, IV and V, and B spermatogonia from stages VI. The leptotene spermatocytes appeared from stage VII, zygotene from stages I, II, VIII, IX and X, pachytene from stage III to VIII, diplotene in stage IX, and meiotic figures and secondary spermatocytes in stage X. These data are considered in relation to interspecific differences in sperm morphology.
황소개구리의 정자변태과정과 정자형성단계 중에 글리코겐이 정자 성숙에 미치는 역할을 알아보기 위하여 관찰한 결과는 다음과 같았다. 정자변태과정은 핵과 세포질 소기관의 형태적 특징을 토대로 하여 3단계로 나눌 수 있었다. 특히, 정자형성단계 중에서 글리코겐은 정원세포부터 정모세포발생 단계까지는 관찰되지 많았지만, 정자변태단계인 초기 정자세포부터 성숙기까지는 정자세포의 핵과 첨체 및 세포질 내에 존재하고 있었고, 성숙한 정자의 중편부에도 위치하고 있었다. 이러한 사실은 글리코겐이 정자 성숙에 중요한 역할을 수행할 뿐만 아니라 정자의 파동운동에 에너지원으로서 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
Kim, Min;Ki, Byeong Seong;Hong, Kwonho;Park, Se-pill;Ko, Jung-Jae;Choi, Youngsok
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제29권7호
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pp.944-951
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2016
Tdrd12 is one of tudor domain containing (Tdrd) family members. However, the expression pattern of Tdrd12 has not been well studied. To compare the expression levels of Tdrd12 in various tissues, real time-polymerase chain reaction was performed using total RNAs from liver, small intestine, heart, brain, kidney, lung, spleen, stomach, uterus, ovary, and testis. Tdrd12 mRNA was highly expressed in testis. Antibody against mouse TDRD12 were generated using amino acid residues SQRPNEKPLRLTEKKDC of TDRD12 to investigate TDRD12 localization in testis. Immunostaining assay shows that TDRD12 is mainly localized at the spermatid in the seminiferous tubules of adult testes. During postnatal development, TDRD12 is differentially expressed. TDRD12 was detected in early spermatocytes at 2 weeks and TDRD12 was localized at acrosome of the round spermatids. TDRD12 expression was not co-localized with TDRD1 which is an important component of piRNA pathway in germ cells. Our results indicate that TDRD12 may play an important role in spermatids and function as a regulator of spermatogenesis in dependent of TDRD1.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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