The Transgenic livestock can be useful for the production of disease-resistant animals, pigs for xenotranplantation, animal bioreactor for therapeutic recombinant proteins and disease model animals. Previously, conventional methods without using artificial nuclease-dependent DNA cleavage system were used to produce such transgenic livestock, but their efficiency is known to be low. In the last decade, the development of artificial nucleases such as zinc-finger necleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs) and clustered regulatory interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/Cas has led to more efficient production of knock-out and knock-in transgenic livestock. However, production of knock-in livestock is poor. In mouse, genetically modified mice are produced by co-injecting a pair of knock-in vector, which is a donor DNA, with a artificial nuclease in a pronuclear fertilized egg, but not in livestock. Gene targeting efficiency has been increased with the use of artificial nucleases, but the knock-in efficiency is still low in livestock. In many research now, somatic cell nuclear transfer (SCNT) methods used after selection of cell transfected with artificial nuclease for production of transgenic livestock. In particular, it is necessary to develop a system capable of producing transgenic livestock more efficiently by co-injection of artificial nuclease and knock-in vectors into fertilized eggs.

This study aimed to produce high-quality blastocysts and establish appropriate microinjection conditions for the introduction of target gene. First, we identified embryo development to the blastocyst stage after microinjection using the CRISPR/Cas9 system on the Cas9 protein or mRNA. As a result, we confirmed that blastocyst development in the Cas9 mRNA injected group significantly increased when compared to the Cas9 protein injected group (p<0.05). However, the blastocyst gene targeting rate increased in the Cas9 protein injected group when compared to the Cas9 mRNA injected group (p<0.05). Next, we treated the injection medium with 10 μg/ml of cytochalasin B (CB), and the microinjected embryos were cultured in CR1-aa medium supplemented with 0.1 μM of melatonin (Mela). Consequently, the blastocyst formation rate significantly increased in the CB treated group (p<0.05). After microinjecting embryos with the CB treated injection medium, we investigated blastocyst formation and quality via Mela treatment. Consequently, the Mela treated group demonstrated significantly increased blastocyst formation rates when compared to the non-treated group (p<0.05). Furthermore, immunofluorescence assay using RAD51 (DNA repair detection protein) and H2AX139ph (DNA damage detection protein) showed an increase in RAD51 positive cells in Mela treated embryos. Therefore, we verified the improvement in knock-in efficiency in microinjected bovine embryos using Cas9 protein. These results also demonstrated that the positive effect of the CB and Mela treatments improved the embryonic developmental competence and blastocyst qualities in genetically-edited bovine embryos.

These studies were conducted to establish the practical Hanwoo (Korean native cattle) improvement system through the combining of embryo transfer technology and confirming individual Hanwoo oocyte culture system and to investigate that correlation of Hanwoo carcass classification (intramuscular marbling) and oocyte donor for blastocyst production in vitro. In case of Hanwoo, the carcass meat quality grades were divided to grade 1⁺⁺, 1⁺, 1, 2, and 3 depends on fat distribution of longest muscle cross-sectional surface. As results, the numbers of follicular oocytes collected from individual fundamentally-registered Hanwoo yielded 1⁺⁺, 1⁺, 1, 2 and 3 meat quality were 9.5, 9.4, 8.5, 8.8 and 8.8 per ovary, respectively. The numbers of retrieval oocyte from follicles were significantly higher in the cattle yield 1⁺⁺, 1⁺ meat quality than in the cattle yield 1, 2 and 3 meat quality (p<0.05). The rates of blastocyst formation were 18.2, 21.3, 29.4, 30.9, and 31.5% in the cattle yield 1⁺⁺, 1⁺, 1, 2 and 3 meat quality of after in vitro maturation, respectively. It was significantly lower in the cattle yield 1⁺⁺ and 1⁺ meat quality than in the cattle yield 1, 2 and 3 meat quality (p<0.05). In order to evaluate embryos quality, TUNNEL assay was conducted for each meat quality grade using blastocyst stage embryo on day 8. The results showed that apoptosis cell number was higher tendency in the cattle yield 1⁺⁺and 1⁺ meat quality (81 and 79, respectively) than in the cattle yield 1, 2 and 3 meat quality (51, 48 and 50, respectively) but there was no statistical significance in each group. After embryo transfer, the conception rate of recipient was 53.5 (23 out of 43), 52.1 (38 out of 73) and 58.0% (58 out of 100) in the meat quality of 1, 1+ and 1++, respectively. These results showed that the conception rate was significantly higher in the cattle yield 1 meat quality than in the cattle yield 1⁺⁺, 1⁺ , 2, and 3 meat quality (p<0.05). In summary, these results indicate that the application of confirming Hanwoo individual oocyte culture system and embryo transfer technology can make good use of the genetic resources conservation and improvement of Hanwoo. Relevance of the meat quality grade and reproductive ability of carcasses of Hanwoo will be considered to be one of the effective means for the associated research with obesity and reproduction.

본 연구에서는 수정란 이식을 위해 선발된 대리모에 이식 전 백신의 투여 시기가 임신과 유산에 미치는 효과와, 임신한 대리모의 분만 예정일 전에 백신의 투여가 송아지의 질병과 생존에 미치는 효과를 검토하였다. 실험 1에서는 한우 체외 수정란의 이식에 선발된 대리모의 백신 투여 시기가 임신과 유산에 미치는 영향을 검토하였다. 이식 전 주째 백신 투여시 임신율이 31.5%로서 대조군 및 주 투여군의 42.4 및 45.9%에 비하여 유의하게 낮았다(p<0.05

본 연구는 수정란이식의 현장 적용 측면을 중심으로, 한우 체외 수정란의 발생 단계, 일자 및 등급이 젖소 대리모에 이식 후 임신과 유산, 분만과 관련된 임신기간, 생시체중, 난산 및 쌍자율을 조사하였다. 또한 단자 및 쌍자 분만에 따른 임신기간, 생시체중, 성비 및 폐사율을 분석하였다. 발생 단계에 따른 임신율은 배반포 단계(64.4%), 유산율은 부화 배반포(HB) 단계(21.4%)가 유의하게 높았다(p<0.05). 발생 일령에 따른 임신율은 7일령

본 연구에서는 한우 체외수정란의 이식에 있어서 수정란 측 요인들이 수란우의 임신과 유산에 미치는 영향을 검토하였다. 이식에 제공하는 배반포의 수량에 따른 임신율은 1개, 2개 및 3개 이식 군에서 각각 32, 44 및 였고, 유산율은 로서 2개 이식군의 임신율과 유산율이 가장 높았으나 유의차는 인정되지 않았다. 배반포 등급에 따른 임신율은 , 유산율은 로서 유사한 경향이었다. 배반포의 발생 단계에 따른 임신율은 로서 비슷하였으나, 유산율은 HB군이 LB

본 연구는 임상 조건하에서 수정란이식의 효율성 증대를 위하여 수란우 측면의 산차, 체점수(BCS), 발정 발현과 유도, 황체 형태, 자궁 크기 및 자궁각 위치가 체외수정란이 이식된 수란우의 임신과 유산에 미치는 효과를 검토하였다. 미경산우의 임신율이 경산우에 비하여 유의하게 높았으나, 유산율은 유사한 경향이었다. BCS에 따른 임신율은 차이가 없었으나 유산율은 BCS 3.0 미만군이 군 에 비하여 유의하게 높았다. 수란우의 발정 발현과 유도 방법, 황체

본 연구는 임상 조건하에서 수정란이식의 효율성 증대를 위하여 이식 시술자 측면의 숙련도, 난이도, 소요시간, 주입 위치, 자궁의 출혈 및 위치 조절이 체외수정란이 이식된 수란우의 임신과 유산에 미치는 효과를 검토하였다. 임신율은 숙련된 시술자, 자궁각 2/3 지점에 이식 및 위치 조절군이 유의하게 높은 경향이었으나, 이식 난이도, 소요시간 및 출혈에 따른 차이는 인정되지 않았다. 한편 시술자 측의 요인에 따른 유산율은 유사한 경향이었다.

본 연구는 체외에서 한우 난포란의 핵성숙과 그 후의 초기 배발달에 있어서 체외성숙 배지에 아미노산의 첨가가 난포란의 제1극체(PB) 출현율, 배발달율 그리고 배반포의 세포수에 미치는 영향을 검토하였다. 첨가하는 아미노산의 종류와 농도는 각각 MEM 배지의 non-essential amino acids (NEAA)와 BME 배지의 essential amino acids(EAA)는 1, 2, 4배 및 유청중의 lactalbumine hydrolysate(LAH)는 1, 5, 10 ㎎/㎖이었다. 그 결과 NEAA와 EAA의 경우 PB 출현율은 1배 첨가군이 미첨가군보다 유의하게 높았지만(p＜0.05), 첨가량이 증가할수록 오히려 감소하였다. 그러나 배반포로의 배발달율은 모든 군에서 비슷한 경향이었다. 그리고 배반포의 총 세포수와 총 세포수중 TE 세포수는 2배 처리군이 가장 높았으며, ICM 세포수는 아미노산 첨가량이 증가할수록 많아졌다. 한편 LAH의 경우 PB 출현율은 5㎎ 첨가군이 가장높았으며, 배반포로의 발달율은 미첨가군과 1 ㎎ 첨가군이 5 ㎎ 첨가군과 10 ㎎ 첨가군보다 각각 유의하게 높았다(p＜0.05). 그리고 배반포의 세포수는 NEAA와 EAA를 이용하였을 경우와 비슷한 경향이었다. 이상의 결과로부터 체외성숙용 배지에 아미노산의 첨가는 생산된 배반포의 품질을 향상시킬 수 있기 때문에 배반포의 체외생산에 이용할 수 있는 새로운 아미노산의 종류 및 농도를 탐색할 필요가 있다고 사료된다.

본 연구에서는 소에 있어서 수정란 이식을 다각적으로 분석하고 개선하기 위해 이식한 결과를 비교 검토하였고 그 결과는 다음과 같다. 1. 채란된 한우 난포란을 이용하여 생산된 체외수정란을 서로 다른 지역별로 이식한 바 B지역(경주)에서는 106의 수란우에 이식하여 51두(48.1％)가 수태하였고, A지역(김천) 수태율(33.8％)과 D 지역(경산) 수태율(35.3％)보다 유의하게 높았지만, C 지역(탑리)에서는 유의차가 존재하지 않았다. 따라서, 수정란이