Herbicide-resistant transgenic rapeseed (TG rapeseed) was developed by inserting phosphinothricin acetyltransferase (PAT, bar), a modified gene from the soil bacterium Streptomyces hygroscopicus, into the genome of a conventional variety of rapeseed (Youngsan). The TG rapeseed used for the test was confirmed to express the PAT gene by polymerase chain reaction (PCR) and immunostrip. Feeding tests were conducted with Cyprinus carpio to evaluate the environmental risk of TG rapeseed, including the herbicide resistant gene. C. carpio was fed 100% ground rape suspension, TG rapeseed, or non-genetically modified (GM) counterpart rapeseed (Youngsan). As a result, the feeding test showed no significant differences in the cumulative immobility or abnormal response between C. carpio samples fed on TG rapeseed and non-GM counterpart rapeseed. The 48 h-LC50 values of the TG rapeseed and the non-GM counterpart rapeseed were 3,376 mg/L (95 % confidence limits: 3,169 - 3,596 mg/L) and 2,682 mg/L (95 % confidence limits: 2,267 – 3,123 mg/L), respectively. The rape NOEC (no observed effect concentration) value for C. carpio was suggested to be 625 mg/L. Based on these results, there was no significant difference in the toxicity for non-target organisms (C. carpio) between the TG rapeseed and non- GM counterparts.

중국어에서는 형태변화를 나타내는 표지의 결핍으로 두 개 이상의 품사성을 지닌 많은 ‘겸류사’가 많다. 사실 ‘겸류사’의 탄생은 구문에서 품사의 다기능이 지닌 경계 의 설정에 있었지만, 오히려 ‘양사가 형용사를 수식’하거나 ‘부사가 명사를 수식’하는 비정상적 어법구조를 형성하였다. 본문은 어법화의 각도에서 개사와 조사의 어법화 과정을 ‘기능전환’과 ‘품사전성’이라는 두 가지 각도에서 대비하여 살펴보았고, 본래 품사가 지닌 전형적 ‘범주속성’의 ‘임시전환(游移)’현상에 근거하여 ‘기능전환’에 따른 ‘활용’이라는 방식으로 접근해 보았다. 아울러 “양사가 형용사를 수식한다”는 주장에 대해 기존 ‘명물화(名物化)’ 관점에서 정도성 양범주의 공간화 관점에서 고찰하였으 며, 또 “부사가 명사를 수식한다”는 공간 양범주의 ‘형질화(形質化)’라는 측면에서 양 범주의 정도성을 통해 명사의 윤곽을 해체하는 방식으로 접근해 보았다.

돼지의 체세포 핵이식(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)은 인간에게 약리적 효과가 있는 단백질, 이종 간 장기이식(xenotransplantation)에 사용되는 장기, 질병 연 구 목적의 모델 동물을 제공한다. 특히 형질전환 돼지를 활용한 심장 이식이 세계 최초로 성공한 후 형질전환 돼 지 생산의 안정화는 다음 연구를 위한 중요한 점으로 대 두되고 있으나, 미니돼지의 체세포 핵이식 배아의 생산 효율은 아직 낮은 실정이다. 형질전환의 성공은 양질의 SCNT 배아 생산에서 시작되어야 한다. 이러한 SCNT 배 아의 생산 효율을 향상할 수 있는 요인 중에는 공여 세포 의 형태가 있으며, 성공적인 공여 세포의 생산을 위해서 는 종축에 따른 세포의 특성을 파악하여야 하고, 혈액형 의 차이에서 발생하는 문제점 해결을 위해 OO 타입의 선 별이 필요하다. 본 연구에서는 지속적인 계대 배양을 통 하여 공여 세포로 사용되는 미니돼지의 태아섬유아세포의 계대 배양 조건을 확립하고자 한다. 또한 미니돼지의 혈 액형을 PCR 기반으로 분석하여 분류하고 OO 타입의 선 별을 통하여 이종 간 이식에 용이하게 공여 세포의 조건 을 확립하였다. 이후 sgRNA(single guide RNA)를 사용하 여 CRISPR-Cpf1로 GGTA1(α-1,3 galactosyl-transferase) 유전자를 knock-out 한 미니돼지의 생산으로, 급성면역반 응을 유발하는 Gal(1,3)Gal epitope이 제거된 미니돼지의 세포 주를 구축 및 체세포 핵이식을 통해 GGTA1 knock-out 미니돼지를 생산하였으며, 이러한 연구는 이후 체세포 핵이식 및 이종 간 장기이식에 중요한 기초자료로 사용될 것이라고 생각된다.

고추역병균(Phytophthora capsici)은 고추 생육 전반에 걸쳐 병을 발생시켜 농가 소득에 큰 손실을 일으키고 있다. 고추 역병균 저항성은 양적 형질 유전자좌(Quantitative Trait Loci, QTL)에 의해 조절되며 주동 유전자는 고추의 5번 염색체에 존재한다고 보고 되었지만, 후보 유전자의 선발 및 저항성 유전자 규명 연구는 아직 초기 단계이다. 특히, 고추는 형질전환이 어려운 작물로써 병원균과의 상호작용 연구를 통한 저항성 유전자 동정에 제한이 많다. 반면 고추와 같은 가지과 작물인 담배(Nicotiana benthamiana)는 병원균 상호작용 모델로 알려져 형질전환을 통해 저항성 유전자 규명에 활용된다. 본 연구에서는 고추 역병 저항성 기작 규명을 위한 기초 연구로써, 식물 저항성 유사 유전자(Resistance Gene Analog, RGA)를 선발하고, 이들 유전자들에 대한 담배 형질전환 기법 최적화 연구를 수행하였다. 고추 5번 염색체에 존재하는 고추 역병 저항성 분자표지들을 분석하여 RGA 후보 유전자인 CaNBARC105, CaNBARC112 유전자를 동정하였다. 이들 유전자들에 대해 Agrobacterium tumefaciens를 매개체로 하여 고추 RGA가 삽입된 담배 형질전환체를 개발하였다. 형질전환 여부는 유전자 특이적인 서열을 이용한 genomic PCR과 RT-PCR 검증을 통해 이들 형질전환 된 담배들의 생육 및 발달에 영향이 없다는 것을 확인하였다. 본 연구는 향후 고추 병 저항성 후보 유전자들이 삽입된 담배 형질전환체는 고추 역병 저항성 유전자 규명 및 기작 연구에 기반이 될 것이다.

현재 양송이 품종의 개발은 1980년대에 개발된 방법에 의존하여 진행되고 있다. 유전자가위를 이용한 유전자교정 기술이 다양한 분야에서 각광받고 있고, 이 기술을 버섯 육종에도 적용하기 위하여 진행된 이 연구에서는, CRISPR/Cas9 활용에 필수적인 원형질체 분리 효율을 1.0 × 10 8 /mL까지 안정적으로 끌어올렸고, spermidine을 이용하여PEG 형질전환의 효율 또한 기존 방법에 비해 100배가량 끌어올렸음을 보고한다.

본 연구는 방사선 형질전환 차조기와 백출복합물(차조기 복합물)이 퇴행성관절염 관련 매개체에 미치는 영향을 확인하고자 MIA(monosodium iodoacetate)로 퇴행성관절염을 유도한 랫드로 평가 하였다. 차조기 복합추출물을 2주 동안 25, 50, 100 ㎎/㎏/day의 용량으로 경구 투여하고 랫드의 우측 관절 내 공간에 MIA를 주입한 후 동일 용량을 4주 동안 지속 투여하였다. 이후, 혈청 바이오마커와 무 릎 관절 분석의 형태학 및 조직병리학적 분석에 기초한 치료 효과를 평가하였다. 대조군 랫드와 비교하였을 때 차조기 복합추출물은 혈청 내 염증 및 골 대사 마커(TNF-α, MMP-3, COX-2, PGE2, COMP, Aggrecan)의 생성량을 유의하게 감소시켰다. 이와는 반대로 연골 흡수 매개체인 CTX-2 생성을 증가시켰으며, 방사선 형질전환 차조기는 무릎 연골과 활막을 효과적으로 보존하였다. 그 결과, 차조기 복합물은 퇴행성관절염 증상을 개선하였다. 따라서, 차조기 복합물은 퇴행성관절염 관리를 위한 식품 소재로 사용될 수 있다.

ATP-binding cassette (ABC) transporter는 다양한 기질을 세포 밖과 세포 안으로 수송하는 대표적인 수송단백질이다. 곤충에서 ABC transporter는 살충제에 대한 저항성을 발달시키는 중요한 역할을 한다. 현재까지 모델곤충인 초파리를 대상으로 ABC transporter의 살충제 교차저항성에 관한 연구는 많이 수행되어오지 않았다. 본 연구에서는 ABC transporter에 속하는 Mdr49A 유전자가 여섯 종류의 살충제에 보이는 교차저항성 기작을 형질전환 초파리를 이용하여 구명하였다. 초파리 91-R과 91-C 계통은 공통된 조상으로부터 유래되었으며 91-R은 60년 이상 DDT에 노출되었지만 91-C는 어떠한 살충제에도 노출되지 않고 유지되어 왔다. 91-R 계통의 MDR49A 단백질에서 유래된 3개의 아미노산 돌연변이를 형질전환 초파리에 과발현 시켰을 때 carbofuran에 대해서 2.0~6.7배 그리고 permethrin에 대해서 2.5~10.5배의 교차저항성을 나타 낸 반면 다른 약제, abamectin, imidacloprid, methoxychlor, prothiofos에 대해서는 어떠한 교차저항성도 나타내지 않았다. 이상의 결과는 Mdr49A 유전자의 과발현과 더불어 3개의 아미노산 돌연변이는 두 개 약제, carbofuran과 permethrin에 대해 교차저항성 기능을 한다고 제시하고 있다

본 연구는 MIA로 퇴행성관절염을 유도한 랫드에 방사선 형질전환 차조기가 골 대사 및 염증 반응에 미치는 효과를 평가하였다. 방사선 형질전환 차조기를 2주 동안 25, 50, 100 ㎎/㎏/day의 용량으로 경구 투여하고 랫드의 우측 관절 내 공간에 MIA를 주입하였다. 이후 동일한 용량을 4주 동안 지속 투여하였다. 혈청 바이오마커와 무릎 관절 분석의 형태학 및 조직병리학적 분석에 기초한 치료 효과를 평가하였다. 대조군 랫드와 비교하였을 때 방사선 형질전환 차조기는 혈청 내 염증 및 골 대사 마커(COX-2, LTB4, MMP-3, COMP)의 생성량을 유의하게 감소시켰다. 이와는 다르게 TIMP-1 및 calcitonin의 생성이 크게 증가하였다. 또한, 방사선 형질전환 차조기는 무릎 연골과 활막을 효과적으로 보존하였다. 그 결과, 방사선 형질전환 차조기는 퇴행성관절염 증상을 예방하고 완화였다. 따라서, 방사선 형질전환 차조기는 퇴행성관절염 관리를 위한 식·의약품 소재로 사용될 수 있다.

본 연구는 알츠하이머(Alzheimer’s disease: AD) 형질전환 생쥐를 대상으로 저항성 운동 (resistance exercise: RE)이 해마의 베타 아밀로이드(β-amyloid: Aβ) 단백질 대사, 신경세포사멸 및 인지기능에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. AD 비 형질전환 생쥐(non-transgenic: non-tg, n=14) 와 형질전환 생쥐(transgenic: Tg, n=14)를 무선 배정하여 비 형질전환 생쥐 대조군 (non-tg-control: NTC, n=7), 비 형질전환 생쥐 저항성 운동군(non-tg-RE: NTRE, n=7), 형질전환 대조군(tg-control: TC, n=7) 및 형질전환 저항성 운동군(tg-RE: TRE, n=7)으로 구분하였다. RE는 특수 제작한 사다리 저항성 운동 기구를 사용하여 점진적으로 set 수를 증가시켜 총 8주간 실시하였다. 운동 후 인지기능 능력을 평 가하기 위한 수중미로검사와 Aβ 단백질 대사, 신경세포사멸 지표 및 SIRT1/PGC-1α 단백질 발현 수준 을 확인하였다. 수중미로검사 결과 거리와 시간 모두 TC 집단에서 유의하게 증가 되었지만 RE를 실시한 TRE 집단에서 거리와 시간이 감소 되어 인지능력이 개선된 것으로 확인되었다. 또한, TC 집단에서 증가 된 Aβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소하는 것으로 나타났다. 신경세포사멸 관련 단백질인 Bcl-2/Bax ratio는 TC 집단에서 유의하게 감소되어 신경세포사멸이 증가 된 것으로 나타났지만 RE는 Bcl-2/Bax ratio을 증가시켜 신경세포사멸을 감소시킨 것으로 확인되었다. TC 집단에서 증가된 BACE1 및 ROCK1 과 감소된 ADAM10과 RARβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소되거나 증가 된 것으로 나타났고, SIRT1/ PGC-1α 단백질 발현은 TC 집단에서 감소 되었지만 RE를 통해 증가 된 것으로 나타났다. 따라서 8주간 의 RE는 AD의 병리학적 특징인 Aβ 단백질 발현을 감소시키고 관련 생성 기전들을 조절하여 (SIRT1/PGC-1α 기전 활성, 아밀로이드 생성기전 억제, 비-아밀로이드 생성기전 활성) 신경세포사멸 억제시키고 결과적으로 인지기능을 개선 시킬 수 있는 효과적인 운동 방법이라고 생각된다.

Coffee (Coffea L.) belongs to the family Rubiaceae and is a main cash crop for tropical farmers. It has more quantity of medicinal value and protein (25–28%). As an environmentally sensitive crop, climate change has a significant impact on the quality and stable production of coffee. To develop abiotic baroreceptors on the tolerance response in coffee, tremendous research is going on to improve the productivity under varying degrees of stress at various growth stages. Physiological, morphological and biochemical parameters change the productivity and quality of coffee. This paper reviews some of the important aspects of biotic and abiotic tolerance in coffee. We explain the best implementation methods for the improvement of coffee production and briefly advantages or importance of coffee in medicinal values, significances of biotechnological aspects and genetic engineering approaches for crop improvements.

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.

형질전환 벼와 일반 벼의 환경위해성 평가 기초자료를 위해 경상남도 사천시에서 2013~2017년, 경상북도 군위군에서 2015~2016년 7월 말부터 10월 초까지 벼에 발생하는 곤충상을 조사하고 군집특성을 분석하여 비교하였다. 사천시에서 형질전환 벼는 경상대학교 LMO (Living genetically Modified Organism) 격리포장 내에서 재배되었고, 일반 벼는 경상남도 사천시 사천읍 두량리에서 재배되었다. 군위군에서 형질전환 벼는 경북대학교 LMO 격리포장 내에서 재배되었고, 일반 벼는 경상북도 군위군 효령면 화계리에서 재배되었다. 채집방법으로 육안 조사, 포충망 조사, 유아등 트랩, 끈끈이 트랩을 이용하였다. 5년 동안 사천시에서 총 15목 123과 464종 37,941개체가 채집되었고, 2년 동안 군위군에서 총 13목 111과 366종 10,030개체가 채집되었다. 다년간 LMO포장과 일반포장을 비교해본 결과 매년 상위 주요 목은 우점 순서를 제외하면 거의 같은 목이 나타나는 것을 보아 아직까지는 LMO포장과 일반포장의 차이가 뚜렷하게 나타나지 않았다고 사료된다. 그리고 LMO포장과 일반포장 사이의 유사도 지수와 일반포장 사이의 유사도 지수가 차이가 없는 것으로 보아 LMO로 인한 차이가 아닌 환경에 의한 차이로 사료된다.

조직 플라스미노겐 활성제(Tissu-type plasminogen activator; tPA)는 혈전 용해제로 이용되고 있으며, 주로 심근경색증과 같은 급성 혈전후성 허혈증 등을 치료하는 데 유용하다. 본 연구에서는 혈관 질환 치료제를 생산하기 위하여 체세포 복제를 이용한 htPA 를 발현하는 형질전환 복제 돼지를 생산하였다. 형질전환 복제란 8,026 개를 25 두의 대리모에(321 개/1 두) 이식하였으며, 25 두 중 6 두의(24%) 대리모가 자연분만으로 19 두의(3.2 두/1 두) 산자를 생산하였다. 19 두 중 1 두가(1/19 두, 5.3%) 생존 중에 있으며, 8 두는 사산 개체였고(8/19 두, 42.1%), 10 두는 출생 후 2-3 일내에 폐사하였다(10/19 두, 52.6%). 폐사 개체들은 혀 기형, 구개열 등 안면기형이 관찰되었으며, 이와 함께 관절 혹은 발굽의 모양이 비정상적이라는 것을 확인하였다. 또한, 폐사개체들은 모두 하나 이상의 문제점을 동시에 가지고 있음을 확인하였다. 따라서, 이러한 문제점들이 형질전환에 의한 것인지, 아니면 복제에 의한 것인지를 규명하기 위해 연구를 더 진행해야 할 것으로 사료된다.조직 플라스미노겐 활성제(Tissu-type plasminogen activator; tPA)는 혈전 용해제로 이용되고 있으며, 주로 심근경색증과 같은 급성 혈전후성 허혈증 등을 치료하는 데 유용하다. 본 연구에서는 혈관 질환 치료제를 생산하기 위하여 체세포 복제를 이용한 htPA 를 발현하는 형질전환 복제 돼지를 생산하였다. 형질전환 복제란 8,026 개를 25 두의 대리모에(321 개/1 두) 이식하였으며, 25 두 중 6 두의(24%) 대리모가 자연분만으로 19 두의(3.2 두/1 두) 산자를 생산하였다. 19 두 중 1 두가(1/19 두, 5.3%) 생존 중에 있으며, 8 두는 사산 개체였고(8/19 두, 42.1%), 10 두는 출생 후 2-3 일내에 폐사하였다(10/19 두, 52.6%). 폐사 개체들은 혀 기형, 구개열 등 안면기형이 관찰되었으며, 이와 함께 관절 혹은 발굽의 모양이 비정상적이라는 것을 확인하였다. 또한, 폐사 개체들은 모두 하나 이상의 문제점을 동시에 가지고 있음을 확인하였다. 따라서, 이러한 문제점들이 형질전환에 의한 것인지, 아니면 복제에 의한 것인지를 규명하기 위해 연구를 더 진행해야 할 것으로 사료된다.

이종이식 시 사람과 돼지는 면역학 적으로 일치하지 않으므로, 면역세포의 활성화 및 조직의 병변 등을 유발한다. 특히, 영장류에는 존재하지 않고 돼지의 전 조직에서 발현되는 alpha-gal 인자에 의해, 이종이식 시 alpha-gal 항원에 대한 항체의 급격한 증가로 거부반응이 유발되며 영장류를 사망에 이르게 한다. 이에, 본 연구는 alpha-gal 합성에 관여하는 효소인 alpha-galactosyltransferase를 knock out(Gal-/-)한 돼지의 세포를 기반으로, 보체의 활성을 조절하는 membrane cofactor protein(MCP)과 혈액 응고를 저해하는 thrombomodulin(TBM)의 과발현을 유도하고자 하였다. 이는, 이종이식 시 발생하는 염증반응과 혈액응고 현상을 억제하는 복합형질 전환 돼지를 개발함으로 이종이식 후의 생존성 향상에 기여하고자 하였다. 따라서 codon modification 을 통해 염기서열을 변형한 MCP cDNA 는 CAG 프로모터를 이용하여 전 조직에서 발현되도록 하였고, TBM 은 Icam2 프로모터를 통해 혈관 내피세포 특이적인 발현을 유도하였다. 제작된 벡터를 Gal-/- 돼지의 섬유아세포에 도입하고 MCP 발현 수준이 높은 세포를 선별하여 세포주를 구축하였다. 구축된 체세포를 이용하여 체세포 복제란을 생산하고 외과적 방법으로 수란 돈에 이식하였다. 체외성숙(78%) 한 난자를 복제 및 융합(58%)한 후 4 두의 대리모에 각각 약 310 개의 복제란을 이식하였다. 대리모 1 두에서 임신(25%) 및 분만(25%)에 성공하였으며, 9 두의 산자 중 6 두가 생존하고 3 두는 사망하였다. 본 연구에서 생산된 TBM 유전자가 도입된 형질전환 복제돼지는 증식과정을 통해 축군을 조성하고 향후 영장류를 활용한 이종이식 연구에 활용될 예정이다.

This study was performed to investigate the body fat-lowering effect of garlic powder in peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1 α (PGC-1α)-luciferase transgenic mice (TG). In this study, we generated transgenic mice with a PGC-1α promoter (—970/+412 bp) containing luciferase as a reporter gene. Mice were fed a 45% high-fat diet for 8 weeks to induce obesity. Subsequently, mice were maintained on either a high-fat control diet (CON), or high-fat diets supplemented with 2% (GP2) or 5% (GP5) garlic powder for an additional 8 weeks. Dietary garlic powder reduced the body weight in the GP2 and GP5 groups, compared to the CON group. Furthermore, garlic supplementation significantly decreased the plasma levels of triglycerides, total cholesterol, and leptin in the GP5 group, compared to the CON group. Specifically, luciferase activity in liver, white adipose tissue (WAT), and brown adipose tissue (BAT) was increased by garlic supplementation in a dose-dependent manner. These results suggest that the body fat-lowering effect of garlic powder might be related to PGC-1α by the increase in luciferase activity in liver, WAT, and BAT. Furthermore, transgenic mice might be useful for evaluating the body fat-lowering effect of various health functional foods.

곤충은 생태계 기저에 위치하며 생태계 내 여러 역할을 분담하는 생물군으로 곤충상은 지리적으로 넓은 지역에분포하며 지역에 따라 종 다양도가 높고, 환경변화에 대해서 신속히 반응한다. 형질전환작물(Living GeneticallyModified Organism; LMO)은 작물을 소비하는 생물의 문제와 더불어 농업생태계에 어떠한 영향을 미치는지가 주요관심이 되고 있다. 따라서 다년간 형질전환 작물이 재배되었던 지역과 비변형 작물 재배지역의 곤충상을 조사하는것은 각 재배지역의 환경 변화를 간접적으로 알 수 있고 환경위해성평가를 실시 할 수 있다. 작물 중 벼(Oryzasativa)는 인간에 직접적인 연관이 있기 때문에 형질전환 벼가 재배되었던 지역과 비변형 벼 재배지역의 곤충상변동 양상을 2017년 7월부터 2017년 9월까지 경상대 사천 LMO 격리포장 주변과 사천시 두량리 비변형 벼 재배지에서포충망 조사와 유아등 조사를 이용하여 비교 조사 후 군집분석을 하였다.

Pig has been known to be one of the most feasible animals as a bioreactor to produce pharmaceuticals in milk and as a mediator in xenotransplantation research. Previously, we generated transgenic pigs for both purposes, which were expressing Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO in milk, along with expression of MCP at GalT gene locus (GalT-MCP/-MCP) as well as expressing MCP at GalT gene loci with CD73 expression (GalT-MCP/+/CD73). In this study, we performed comparative analyses of sperm parameters between wild type male (WT) pig and those transgenic males to examine the effects of transgenes integrated into the pigs on motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa. Our results showed that the rates of actively motile spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, GalT-MCP/+/CD73, and GalT-MCP/-MCP pigs were 85.0%, 83.3%, 82.5%, 83.3%, 82.5%, 77.5%, and 78.7%, respectively. Whereas, the rates of morphologically normal spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, GalT-MCP/+/CD73, and GalT-MCP/-MCP pigs were 90.0%, 80.0%, 80.0%, 83.3%, 85.0%, 91.8%, and 80.8%, respectively. In addition, the viability in spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, GalT-MCP/+/CD73, and GalT-MCP/-MCP pigs were 93.9%, 82.4%, 89.9%, 83.9%, 87.4%, 92.8%, and 83.6%, respectively. The rates of spermatozoa with normal acrosome integrity in WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, GalT-MCP/+/CD73, and GalT-MCP/-MCP pigs were 98.1%, 98.6%, 98.6%, 98.7%, 98.1%, 99.5%, and 95.1%, respectively. There were no significant differences in motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa among WT, Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO, GalT-MCP/+/CD73, and GalT-MCP/-MCP pigs. These mean that neither random integration nor targeted integration of the transgene into chromosome of pig effect on characteristics of spermatozoa. Ultimately, the transgenic male pigs subjected in this study could apply to propagate their progenies for production of human therapeutic proteins and advancing the xenotransplantation research.

Pigs have been extensively used as mediators of xenotransplantation research. Specifically, the Massachusetts General Hospital (MGH) miniature pig was developed to fix major histocompatibility antigens for use in xenotransplantation studies. We generated transgenic pigs for xenotransplantation using MGH pigs. However, it has not been studied yet whether these pigs show similarity of reproductive physiological characteristics to wild types of MGH miniature pig. In this study we analyzed the estrous cycles and pregnancy characteristics of wild type (WT) and transgenic MGH miniature pigs, which were α1,3-galactosyltransferase (GalT) heterozygous and homozygous knock-out, and membrane cofactor protein (MCP) inserted in its locus, GalT-MCP/+ and GalT-MCP/-MCP pigs. Estrous cycles of WT, GalT-MCP/+ and GalT-MCP/-MCP pigs were 20.9±0.74, 20.1±1.26, and 17.3±0.87 days, respectively, and periods of estrous were 3.2±0.10, 3.1±0.12, and 3.1±0.11 days. The periods of gestation of WT, GalT-MCP/+ and GalT-MCP/-MCP pigs were 114.2±0.37, 113.3±0.67, and 115.4±0.51 days, respectively. Litter sizes of WT, GalT-MCP/+ and GalT-MCP/-MCP pigs were 4.8±0.35, 4.8±1.11 and 3.0±0.32 respectively. There were no significant differences on estrous cycle, periods of estrous and gestation, and litter size among WT, GalT-MCP/+ and GalT-MCP/-MCP pigs, meaning that GalT knock-out and additional expression MCP of the MGH miniature pig did not effect on reproduction traits. These results provide relevant information to establish breeding system for MGH transgenic pig, and for propagation of GalT-MCP/-MCP pig to supply for xenotransplantation research.

Transplantation is considered to be a very useful approach to improve human welfare and to prolong life-span. Heterologous organ transplantation using pig organs which are similar to human beings and easy to make mass-production has known as one of the alternatives. To ensure potential usage of the pig organ for transplantation application, it is essentially required to generate transgenic pig modifying immuno-related genes. Previously, we reported production of heterozygous α 1,3-galactosyltransferase (GalT) knock-out and human membrane cofactor protein (MCP) expressing pig (GalT-MCP/+), which is enforced for suppression of hyperacute and acute immunological rejection. In this study, we reported generation of homozygous pig (GalT-MCP/-MCP) by crossbreeding GalT-MCP/+ pigs. Two female founders gave birth to six of GalT-MCP/-MCP, and seven GalT-MCP/+ pigs. We performed quantitative real-time PCR, western blot, and flow cytometry analyses to confirm GalT and MCP expression. We showed that fibroblasts of the GalT-MCP/-MCP pig do not express GalT and its product Gal antigen, while efficiently express MCP. We also showed no expression of GalT, otherwise expression of MCP at heart, kidney, liver and pancreas of transgenic pig. Taken together, we suggest that the GalT-MCP/-MCP pig is a useful candidate to apply xenotransplantation study.