최근 여러 포유류 종에서 Kisspeptin이 그 수용체인 GPR54와 함께 GnRH 분비를 자극하여 성 성숙과 최종배란에 영향을 미친다고 보고되고 있다. 이러한 보고들은 KiSS-GPR54 system이 번식과 밀접한 연관이 있음을 제시하고 있지만, 어류에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이 연구는 어류에서의 KiSS-GPR54 system의 생리적 기능과 번식내분비적 기능을 탐색하기 위해 홍바리 Epinephelus fasciatus 뇌에서 KiSS1

모든 척추동물은 번식, 성장, 대사, 생체방어로 이루어진 생물 고유의 현상을 나타내며, 그 중 번식과 성장은 서로 밀접한 연관성을 가지고 있다. 성장을 조절하는 주요 내분비 인자로는 세포의 증식과 비대, 아미노산 수송이나 단백질 합성의 촉진, 지방분해의 기능을 수행하는 성장호르몬(GH, growth hormone)과 인슐린성 성장인자-Ⅰ형(IGF-Ⅰ, insulin-like growth factor)가 존재한다. 그리고 번식을 조절하는 주요 내분비 인자로는 생식소자극호르몬 방출호르몬(GnRH, gonadotropin releasing hormone)과 황체형성 및 최종배란에 영향을 미치는 생식소자극호르몬(GTH, gonadotropin)이 서로 상보적 기능을 통해 생식소의 발달을 조절한다. 이 연구에서는 바리과 어류인 홍바리, Epinephelus fasciatus의 성장과 성성숙과의 관계를 탐색하기 위한 기초연구로서 성장조절인자 GH, IGF-Ⅰ, IGF-Ⅱ와 번식조절인자 GTH(FSH, LH)의 부분염기서열을 조사하였으며, 중추신경과 주변 각 기관에서의 발현 유무를 RT-PCR을 이용하여 확인하였다. GH mRNA는 시상하부에서만 발현이 나타났으며, IGF-Ⅰ mRNA역시 시상하부에서 가장 강한 발현과 소뇌, 시엽, 후엽에서 약한 발현이 나타났다. 또한, 주변조직에서는 간 조직에서 강한 발현이 나타났으며, 생식소에서는 약하게 발현되었다. IGF-Ⅱ mRNA는 소뇌에서 가장 강하게 발현하였으며, 소뇌, 시상하부, 시엽, 후엽과 생식소에서 약하게 발현하였다. FSH와 LH mRNA 발현의 경우, 두 유전자 모두 뇌하수체에서 가장 강하게 발현되었으며, 시상하부에서 약하게 발현이 나타났다. 이러한 결과들로 볼 때, 홍바리 뇌의 중추신경계에서 성장과 번식의 조절과 관련된 신경전달회로를 중점적으로 지배하고 있으며, 이러한 신경센서를 통한 주변조직의 생리적 메커니즘에 서로 직·간접적으로 영향을 미치는 것으로 사료된다.

대부분 생물의 생리적 활성은 일정한 주기성을 가진다. 그 중 어류의 번식주기는 생식 내분비계의 영향을 받고 있는데, 이를 조절하는 여러 가지 외부 환경인자들(수온, 조석, 빛, 염분, 먹이영양 등)이 존재하고 각각 종 특이성을 나타낸다. 이러한 외부인자들은 어류의 중추신경계의 활동을 지배함으로써 생식호르몬 분비를 제어한다. 이 연구의 실험어인 홍바리, Epinephelus fasciatus는 농어목(Perciforme), 바리과(Serranidae), 능성어속(Epinephelus)으로 전 세계적으로 기호도가 아주 높은 아열대성 어종이다. 이 연구에서는 환경인자(특히, 광주기와 수온)의 조절을 통한 홍바리의 생식소 발달과 성숙 유도를 통한 번식 메커니즘을 규명하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 위해서 제주대학교 해양과환경연구소의 순환여과 수조에서 홍바리를 사육하였으며, 실험수조는 광주기 조절에 의해 12시간 명기 12시간 암기 (12L:12D)의 광조건을 지속적으로 유지한 대조구와 13L:11D에서 14L:10D의 광조건으로 변화시킨 실험구로 나뉘었고 수온은 22℃를 유지하였다. 수온에 의한 영향을 조사하기 위해 대조구와 처리구의 수온을 실험 시작 9주후부터 22℃에서 25℃로 상승시켰다. 실험어는 생식소숙도지수(GSI, gonadosomatic index)를 산출되었으며, 조직학적 관찰을 위해 Hansen's haematoxylin과 0.5% eosin으로 비교염색을 실시하였다. 난경의 변화는 난소의 절편을 촬영한 후, Motic Image plus 2.0으로 난모세포의 크기를 측정하여 조사하였다. 그 결과 모든 광주기 조건의 실험어들은 22℃의 수온에서 생식소중량지수가 0.5±2.5로 매우 낮게 나타났으며, 어린 주변인기 난모세포(난경 60.9±3.4 ㎛)가 대부분을 차지하였다. 하지만 수온을 25℃로 상승시킨 후 14L:10D의 실험구의 어류들에서 생식소중량지수가 4.5로 증가하였으며, 난소내 난모세포 분포는 난황구기 난모세포(난경 400 ㎛ 이상)가 대부분을 차지하였다. 12L:12D의 광조건인 대조구에서는 25℃로 수온상승 후에도 생식소의 발달이 이루어지지 않았다. 이러한 결과에서 홍바리는 장주기 광조건뿐만 아니라, 특히 수온 25℃ 이상의 환경조건이 생식소 발달 및 성성숙 유도에 강한 영향이 미치는 것으로 사료된다.