• ALGAE
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• 제35권4호
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• pp.389-404
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• 2020

Red algal fertilization is unusual and offers a different model to the mechanism of intracellular transport of nuclei and polyspermy blocking. A female carpogonium (egg) undergoes plasmogamy with many spermatia (sperm) simultaneously at the receptive structure, trichogyne, which often contains numerous male nuclei. The pattern of selective transport of a male nucleus to the female nucleus, located in the cell body of the carpogonium, remain largely unknown. We tracked the movement of spermatial nuclei and cell organelles in the trichogyne after plasmogamy using time-lapse videography and fluorescent probes. The fertilization process of Bostrychia moritziana is composed of five distinctive stages: 1) gamete-gamete binding; 2) mitosis in the attached spermatia; 3) formation of a fertilization channel; 4) migration of spermatial nuclei into the trichogyne; and 5) cutting off of the trichogyne cytoplasm from the rest of the cell after karyogamy. Our results showed that actin microfilaments were involved in the above steps of fertilization, microtubules are involved only in spermatial mitosis. Time-lapse videography showed that the first ("primary") nucleus which entered to trichogyne moved quickly to the base of carpogonium and fused with the female nucleus. The transport of the primary male nucleus to the egg nucleus was complete before its second nucleus migrated into the trichogyne. Male nuclei from other spermatia stopped directional movement soon after the first one entered the carpogonial base and oscillated near where they entered trichogyne. The cytoplasm of the trichogyne was cut off at a narrow neck connecting the trichogyne and carpogonial base after gamete nuclear fusion but gamete binding and plasmogamy continued on the trichogyne. Spermatial organelles, including mitochondria, entered the trichogyne together with the nuclei but did not show any directional movement and remained close to where they entered. These results suggest that polyspermy blocking in B. moritziana is achieved by the selective and rapid transport of the first nucleus entered trichogyne and the rupture of the trichogyne after gamete karyogamy.

• ALGAE
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• 제23권3호
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• pp.163-175
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• 2008

Phenolic compounds play a major role in the interaction of plants with their environment. They are thought to have been a feature of higher plants since early colonization of the land. Phenolics are crucial for many important aspects of plant life. They can play structural roles in different supporting or protective tissues, for example in cell walls, they can be involved in defence strategies, and signalling properties particularly in the interactions between plants and their environment. In brown algae, phenolic compounds are contained within membrane bound vesicles known as physodes, and their roles in algae are thought to be similar to those of higher plant phenolics. They can be stained using various histochemical stains, however, none of these stains are phenolic specific so care must be taken during interpretation of such results. Many, but not all phenolics are also autofluorescent under UV or violet light. Physodes are involved in cell wall construction, both in primary and secondary walls in brown algae. They bind together with other wall components to make a tough wall. They have also been found to play a role at fertilization, in blocking polyspermy in some species. Sperm are very quickly rendered immobile after phenolic release from newly fertilized zygotes seconds after fertilization. Phenolic compounds are thought to be important herbivore deterrents in some species due to their astringent nature. Phenolic compounds also offer effective UV protection in the early life stages and also the adults of many algal species. In the future, this factor may also make them an important player in the pharmaceutical and skincare industries.

• Applied Microscopy
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• 제41권2호
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• pp.123-128
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• 2011

홍바리, Epinephelus fasciatus 난의 인공수정 전 후 난문의 미세구조적 특징을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 홍바리 난문($6.6{\pm}0.41\;{\mu}m$)은 원통형의 분화구형으로 동물극에 1개가 존재하였다. 난문의 vestibular ridge는 시계방향성을 갖는 6~7개의 나선형의 내벽구조로 구성되었다. 난문의 내벽구조물인 나선형의 vestibular ridge는 인공수정 후 부풀어 올라와 돔(dome)형의 수정구로 분화 형성되었다. 홍바리 난은 부상란으로 난막표면에는 pore 가장자리에 고리형의 nodule과 pore 사이에 돌기형의 nodule이 관찰되었으나, 부착사와 유사한 보조 구조물은 관찰할 수 없었다. 난문 주변부에는 동심원상으로 크기가 다른 pore (0.15~0.55 ${\mu}m$)들이 개구된 형태로 혼재하였고, 수정 후 돔(dome)형의 수정구가 분화 형성되면서 pore들이 닫히는 현상을 보였다. 홍바리 난문의 미세구조적 특징은 바리과 어종간에 형태학적으로 상이하여, 바리과 어류의 계통분류학의 형질로 이용될 수 있다고 판단된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권3호
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• pp.245-255
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• 2004

포유동물 난자의 체외수정은 외래유전자 도입에 의한 형질전환동물 생산과 우수한 형질을 가진 개체의 보존, 인간의 불임연구 등과 같은 수정란이식 기술로서 널리 이용되고 있다. 돼지 난포란을 이용한 체외수정란의 생산은 초기단계인 체외성숙 기술의 미확립, 그로인한 체외수정 시 높은 다정자 침입율과 불완전한 웅성전핵 형성 몇 체외발달능 정지현상(cell blocking) 등 어려움 때문에 아직도 다른 가축보다 양질의 수정란을 생산하기가 어려운 것으로 알려져 있다. 이와 같은 것을 해결하기 위하여 많은 연구자들은 배양액내에 hormon, growth factor, antioxdants 등과 같은 외인성 인자들을 첨가하고 있다. 이들 인자 중 antioxdant는 free radical을 소거하고 과산화물 생성을 억제하여 난자를 산화적 스트레스로부터 보호한다. 따라서 본 연구는 돼지 난포란으로부터 체외수정란의 생산에 있어서 배양액내 cysteine, catalase 및 glutathione의 첨가가 체외성숙, 체외수정 및 체외배양에 어떤 영향을 미치는지를 검토하였다. 실험 1은 체외성숙용 배양액인 TCM-199 용액에 catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 2는 성숙된 난자의 체외수정용 배양액인 mTBM 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 3은 체외성숙 및 체외수정된 난자의 체외배양용 배양액인 NCSU-23 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)을 첨가하여 배반포로의 배 발달율을 관찰하였던 결과는 다음과 같다. 1. 체외성숙시 catalase의 경우는 500U 첨가군의 27.2%로 무첨가군의 15.4%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 한편 glutathione의 경우 배반 포로의 배 발달율은 무첨가군과의 차이는 없었다. 그러나 1.0mM 첨가군에서 상실배까지의 배 발달율인 72%는 무첨가군의 53.9%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 2. 체외수정시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 3. 체외배양시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합적으로 하면 돼지 난포란을 이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.