This study was performed to identify the differentially methylated region (DMR) and to examine the mRNA expression of the imprinted H19 gene in day 35 of SCNT pig fetuses. The fetus and placenta at day 35 of gestation fetuses after natural mating (Control) or of cloned pig by somatic cell nuclear transfer (SCNT) were isolated from a uterus. To investigate the mRNA expression and methylation patterns of H19 gene, tissues from fetal liver and placenta including endometrial and extraembryonic tissues were collected. The mRNA expression was evaluated by real-time PCR and methylation pattern was analyzed by bisulfite sequencing method. Bisulfite analyses demonstrated that the differentially methylated region (DMR) was located between -1694 bp to -1338 bp upstream from translation start site of the H19 gene. H19 DMR (-1694 bp to -1338 bp) exhibits a normal mono allelic methylation pattern, and heavily methylated in sperm, but not in oocyte. In contrast to these finding, the analysis of the endometrium and/or extraembryonic tissues from SCNT embryos revealed a complex methylation pattern. The DNA methylation status of DMR Region In porcine H19 gene upstream was hypo methylated in SCNT tissues but hypermethylated in control tissues. Furthermore, the mRNA expression of H19 gene in liver, endometrium, and extraembryonic tissues was significantly higher in SCNT than those of control (p<0.05). These results suggest that the aberrant mRNA expression and the abnormal methylation pattern of imprinted H19 gene might be closely related to the inadequate fetal development of a cloned fetus, contributing to the low efficiency of genomic reprogramming.

본 연구는 우리나라 주요 재배종인 Muscari armeniacum ‘Early Giant’ 품종을 사용하여 엽절편체로 부터 직접적으로 신초재생과 체세포배 발생에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하였다. 무스카리의 엽조직으 로부터 캘러스 과정을 거치지 않은 직접 신초형성은 2,4-D 0.1 mg·L−1가 함유된 배지에서 가장 좋았다. 반면, 체세포배 발생은 생장조절제를 첨가하지 않는 대조구와 IPA 0.1~1.0 mg·L−1가 함유된 농도의 배지에서 비교적 양호하였다. 무스카리의 엽조직으로부터 재생된 자구를 기외로 이식했을 때 맹아율은 모든 처리구에서 80%이상 으로 높았으며 특히 NAA 0.1mg·L−1, IPA 1.0~3.0mg·L−1 배지에서 재생된 자구의 생장이 양호하였다.

Osmolarity of culture media is one of the most important factors affecting in vitro development. This study was conducted to investigate the DNA methylation status of Pre-1 and satellite sequence in pig nuclear transfer (pNT) embryos produced under different osmolarity culture conditions. Control group of pNT embryos was cultured in PZM-3 for six days. Other two treatment groups of pNT embryos were cultured in modified PZM-3 with 138 mM NaCl or 0.05M sucrose (mPZM-3, 320 mOsmol) for two days, and then cultured in PZM-3 (270 mOsmol) for four days. Previous our studies have reported that pNT embryos cultured in both hypertonic media showed significantly higher blastocyst formation rate than that of control. The DNA methylation status of the satellite sequences in blastocyst was characterized using bisulfite-sequencing technology. The satellite region had a similar methylation pattern of in vivo blastocyst among two culture groups excepting the control group. Each level of methylation is that the satellite DNA moderately methylated (43.10% of PZM-3; 56.12% of NaCl; 55.06% of sucrose; 60.00% of in vivo embryos). As a result of the sequence of PRE-1, CpG methylation pattern was similar to three groups, including in vivo group. In case of the satellite DNA region, the osmolarity conditions were affected CpG DNA methylation status while PRE-1 sequence was not affected CpG DNA methylation in pNT blastocyst stage. These results indicate that the modification of osmolarity in a culture media may influence to spatially change of DNA methylation of repetitive sequence for pNT embryo development.

This study was to investigate the effect of flavonoid treatment on in vitro development of bovine somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos, and their pregnancy and delivery rate after embryo transfer into recipient. In experiment 1, to optimize the flavonoid concentration, parthenogenetic day 2 (≥ 2-cell) embryos were cultured in 0 (control), 1, 10 and 20 μM flavonoid for 6 days. In the results, in vitro development rate was the highest in 10 μM flavonoid group (57.1%) among treatment groups (control, 49.5%; 1 μM, 54.2%; 20 μM, 37.5%), and numbers of total and ICM cells were significantly (p<0.05) higher in 10 μM flavonoid group than other groups. We found that 10 μM flavonoid treatment can significantly (p<0.05) decrease the apoptotic index and derive high expression of anti-oxidant, anti-apoptotic, cell growth and development marker genes such as Mn-SOD, Survivin, Bax inhibitor, Glut-5, In-tau, compared to control group. In experiment 2, to produce the cloned Jeju Black Cattle, beef quality index grade 1 bull somatic cells were transferred into enucleated bovine MII oocytes and reconstructed embryos were cultured in 10 μM flavonoid added medium. When the in vitro produced day 7 or 8 SCNT blastocysts were transferred into a number of recipients, 10 μM flavonoid treatment group presented higher pregnancy rate (10.2%, 6/59) than control group (5.9%, 2/34). Total three cloned Jeju Black calves were born. Also, two cloned calves in 10 μM flavonoid group were born and both were all healthy at present, while the one cloned calf born in control group was dead one month after birth. In addition, when the result of short tandem repeat marker analysis of each cloned calf was investigated, microsatellite loci of 11 numbers matched genotype between donor cell and cloned calf tissue. These results demonstrated that the flavonoid addition in culture medium may have beneficial effects on in vitro and in vivo developmental capacity of SCNT embryos and pregnancy rate.

This study was conducted to investigate the variation of growth characteristics and reproductive physiology in cloned Hanwoo male calves during growing stage. The hematological parameters, body weight, and plasma hormonal levels, birth to 12 months, were analyzed in the cloned calves (n=3). Differences among treatment means were determined by a student t-test. A probability of P<0.05 was considered statistically significant. The hematological parameters, such as white blood cell, red blood cell, and platelet, were not different in both normal and cloned calves. The difference of body weight, however, was significantly higher in the cloned calves, months (p<0.05) and months (p<0.01), than that of the comparators, respectively. The plasma IGF-1 level was statistically significant in the cloned calves, months, compared to that of the normal calves (p<0.05). However, the plasma testosterone level was not different in both normal and clone calves according to growing stage. Taken together, the cloned Hanwoo male calves are growing faster and maintaining a normal reproductive physiology.

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 (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.

DNA methylation is one of the reasons for poor survival of clone animals. The OCT-4 gene is essential for maintaining pluripotency of embryonic stem (ES) cells and early embryos. We previously reported that the 5'-promoter region of Oct-4 gene was a target of DNA methylation and the methylation status was changed variously during embryonic development in bovine. The study conducted to examine the expression and methylation pattern of tissue-dependent differentially methylated region (T-DMR) of Oct-4 gene in bovine somatic cell nuclear transfer (SCNT) and in vitro fertilization (IVF) blastocysts. The Oct-4 gene expression was evaluated by RT-PCR and fluorescence immunocytochemistry. The methylation pattern of T-DMR was analyzed using restriction mapping and bisulfite sequencing methods. The Oct-4 transcripts were highly expressed in IVF, while they were not expressed in SCNT. The Oct-4 protein was not detected or expressed at very low level in SCNT, the intensity of Oct-4 protein, however, was strong in IVF. On the other hand, the T-DMR of Oct-4 gene was hypermethylated in SCNT compared to that of IVF. These results suggested that expression and the failure of demethylation of Oct-4 gene was closely associated with incomplete development of SCNT embryos.

We attempted to control the maturation promoting factors (MPF) activity and nuclear remodeling of somatic cell nuclear transfer (NT) bovine embryos. Bovine ear skin fibroblasts were fused to enucleated oocytes treated with either 5 mM caffeine for 2.5 h or 0.5 mM vanadate for 0.5 h and activated. The nuclear remodeling type of the reconstituted embryos was evaluated 1.5 h after activation. MPF activity was assessed in enucleated and chemical treated oocytes before the injection of a donor cell. Effect of chemicals on the embryonic development was evaluated with parthenogenetic embryos. MPF activity increased significantly by caffeine treatment, but decreased by vanadate treatment (p<0.05). Caffeine or vanadate had no deleterious effect on the parthenogenetic embryo development. In caffeine treated group, premature chromosome condensation (PCC) was occurred in 72.2% of NT embryos (p<0.05). In contrast, vanadate induced the formation of a pronucleus-like structure (PN) in a high frequency (68.9%, p<0.05) without PCC (NPCC). Blastocyst development of NT embryos increased by treating with caffeine (30.3%), whereas decreased by treating with vanadate (11.4%) compared to control (22.1%, p<0.05). The results indicate that caffeine or vanadate can control of MPF activity and remodeling type of NT embryos, resulting in the increased or decreased in vitro development.

본 연구는 체세포 복제란 이식우의 분만에 있어서 혈중 스테로이드호르몬, TGF-β1 농도와 분만지연의 상관 관계를 살펴보고자 실시하였다. 대조군으로는 인공수정(AI)을 통하여 임신한 암소(cow)들을 사용하였다(AI-R). 모든 AI-R들은 자연분만(n=5, 임신 284+-0.71일)을 하였다. 분만징후를 보이지 않는 체세포 복제란 이식우(n=5, SCNT-R)들은 분만 예정일보다 10일 정도 지난 임신 292일째에 제왕절개(Caesarean section, C-sec)를 실시하여 분만하였다. 혈액 및 태반 샘플을 분만 전.후에 채취하여 형태 및 중량 등을 측정하였다. 혈장호르몬인 Progesterone(P4)와 Estradiol-17β (E2) 농도는 방사선동위원소 면역 분석 시험(RIA) 방법을 이용하여 측정하였다. 혈장 및 태반분엽의 TGF-β1 농도는 ELISA 방법으로 측정하였다. SCNT-R에서 회수한 태반의 무게는 AI-R의 것과 비교하여 유의적으로 무거웠다(p<0.05). 분만 직전 SCNT-R들의 혈장 내 P4 농도는 AI-R들의 그것과 비교하여 유의하게 높았다(p<0.01). 하지만 SCNT-R들의 혈장 내 E2 농도는 AI-R과 비교하여 상대적으로 낮게 나타났다(p<0.01). 한편, 분만 전.후 SCNT-R들에서 혈장 또는 태반분엽의 TGF-β1 단백질 발현 수준은 AI-R들과 비교하여 각각 유의적으로 높은 수준을 유지하였다(p<0.01). 이상의 결과를 종합하여 보면, 분만 시 P4 및 E2의 이상 발현과 높은 수준의 혈장 및 태반 내 TGF-β1 단백질은 체세포 복제태아의 분만지연을 야기하는 중요한 요인들 중의 하나일 것이라 사료된다.

본 연구는 사람 H-transferase가 과발현하는 돼지 체세포주를 개발하는데 있다. 돼지 세포에 사람 H-transferase 유전자를 발현시키는 것은 이종간 장기 이식에 있어서 초급성 거부 반응을 방지하기 위한 한 가지 방법이다. 본 연구에서는 과발현 벡터를 구축하기 위하여 사람 H-transferase을 HepG2 세포로부터 동정하였으며, 이 유전자를 CMV promoter를 이용하여 발현할 수 있도록 포유동물 발현 벡터인 pRc/CMV 벡터에 삽입하였다. 또한, 돼지 산자의 귀 세포를 이용하여 체세포를 수립한 후 jetPEI DNA transfection reagent를 이용하여 벡터를 도입하였고, 300 μg/ml의 G418로 12일간 선별하였다. PCR을 이용하여 선별된 colony들을 분석한 결과, 벡터가 도입되었음을 확인하였고, RT-PCR을 이용하여 사람 H-transferase mRNA가 발현하는 것을 확인하였다. 본 연구에서 확립된 세포주는 사람 H-transferase가 과발현하는 형질 전환 돼지의 생산에 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 체세포를 이용하여 생산된 복제 한우 수소의 번식능력을 검토하기 위해 실시하였다. 복제 한우 수소(C-38 및 C-39) 또는 일반 한우 종모우로부터 정액을 채취하여 정자의 수 및 동결 전후의 생존성 등을 살펴보았으며, 정자의 운동성 등은 computer assisted sperm analysis(CASA)를 이용하여 측정하였다. 또한, 이들의 수정 능력을 확인하기 위하여 체외수정과 인공수정을 각각 실시하였다. 정액 성상에서는 복제 수소들과 일반 종모우 간에 정액의 양, 정자의 농도 및 동결융해 후의 생존성 등에서 차이가 나타나지 않았다. CASA를 이용한 분석에서 운동성, 곡선 운동 속도(VCL), 직선 운동 속도(VSL) 및 평균 진행 속도(VAP) 등은 복제 수소의 정액이 일반 종모우의 정액에 비하여 유의적으로 높았다(p<0.05). 체외수정에 따른 수정란의 분화율 및 배반포로의 발달율은 복제 수소와 일반 종모우 간에 차이가 나타나지 않았다. 복제소 정액(C-38)을 이용하여 인공수정을 한 5두의 체세포 복제 대리모에서 암수 각각 한 두씩의 건강한 복제 후대 송아지 2두를 생산하였다. 이상의 결과를 종합하여 보면, 실험에 공시된 복제 수소 개체 간의 차이가 나타나기는 하였지만, 복제 수소는 정액 성상과 정자의 운동성 등에서 일반 종모우와 차이가 없었으며. 또한 인공수정을 통해 송아지를 생산함으로써 정상적인 번식능력이 있음을 확인하였다.

본 연구는 재래 산양의 체세포 핵이식에 의하여 생산한 복제 산양(진순이)의 조직으로부터 공여 핵을 배양하여 다시 핵이식을 실시하여 재복제에 따른 융합율과 분할율, 이식 후의 수태율 등을 조사하여 재복제 가능성 여부를 검토하기 위하여 실시하였다. 공여 세포는 귀 유래 섬유아세포를 분리 배양하여 사용하였으며, 체내 성숙 난자는 성숙한 미경산 재래 산양에 과배란을 유기하여 외과적인 방법으로 난관 관류를 통해 회수하여 핵이식을 실시하였다. 핵이식란의 융합은 전

본 연구는 소 체외수정란과 체세포 복제란의 초자화 동결 및 융해 후 생존능을 검토하였다. 배반포로 발육된 체외수정란 및 체세포 복제란을 초자화 동결법에 의해 동결하였다가 융해하여 생존율 및 배양 후 부화율을 검사하였다. 체외수정란 배반포를 초자화 동결 융해한 결과, 확장배반포가 배반포기 난자에 비하여 생존율(82.1%, 96/117)과 부화율(64.1%, 75/117)에서 모두 유의적으로 높았다(p<0.05). 핵이식 배반포 복제란을 초자화 동결 융해한 경우도 체외수정란과 비슷한 경향을 보여 확장 및 부화배의 생존율과 부화율이 각각 81.1%(30/37)와 78.3%(29/37)로, 배반포(각각 71.8 및 53.8%)에 비하여 다소 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 초자화 동결 방법에 의해서 소 체외수정란과 체세포 복제란을 성공적으로 동결할 수 있으며, 특히 후기 배반포기 단계에서 초자화 동결 시 높은 생존율과 부화배 형성율을 얻을 수 있음을 보여준다.