Possible Production of Transgenic Chicken by Transferring Foreign Genes and Germ Cells

N. Fujihara

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자료유형: 학술저널

저자정보: N. Fujihara

저널정보: 한국가금학회 한국가금학회지 한국가금학회지 제26권 제2호

발행연도: 1999.6

수록면: 119 - 129 (11page)

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최근까지 본 연구실에서는 형질전환 닭 생산을 위해 다양한 방법들을 이용한 연구들이 수행하고 있다. 이러한 방법들은 형질전환 개체의 생산 및 배자 생존율과 부화율을 증진시키기 위하여 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 본 연구실의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 외래 유전자 (Lac Z /Miw Z)의 배반엽 세포층(Blastodermal layer)내 미세주입에 의한 초기 배자 및 배자 원시생식세포(Primordial Germ Cells; PGCs)내 외래 유전자 전이를 확인하였다. 그러나 부화한 개체에서의 생식기내 외래 유전자 확인은 되지 않았다. (2) 외래 유전자를 생식선 반원(Germinal Crescent Region; GCR)내 미세주입에 의해 형질전환 개체 생산 및 자손의 생식기내에서도 외래 유전자를 확인하였다. 이러한 생신선 반월내 미세주입의 경우에는 2세대, 3세대 까지의 자손에서도 형질전환 개체를 확인하였다. (3) 다른 방법으로 외래 유전자를 배발달 단계 13~15의 배자 혈관내로 미세주입하여 유전자가 전이된 원시생식세포와 형질전환 개체를 생산하였다. (4) 또한, 형질전환 개체 생산을 위하여 외래 유전자가 전이된 원시생식세포를 이용하였다. 이렇게 원시생식세포를 이용한 경우에는 일부 수용체 배자내에 공여체로 이용한 암ㆍ수 원시생식세포가 혼재되어 있다. 이러한 결과는 원시생식내 서로 반대 성의 원시 생식세포가 배발달 과정에 있어 일정단계까지는 발달함을 제시하고 있다. 그러나 암ㆍ수 원시생식세포가 혼재되어 있는 경우에는 조직학적 검증결과, 생식기내 조직이 난소고환(Ovotestis)과 같이 비정상적으로 발달하였다. (5) Avian Leukosis Virus(ALV)를 이용하여 확립된 B cell line (DT40)에 외래 유전자를 전이한 후, 닭 초기 배자의 배반엽 세포층내 미세주입하여 형질전환가능성을 검증하였다. 이러한 세포주는 앞으로 형질전환 닭 생산을 위하여 이용 가능할 것으로 사료된다. (6) 암컷의 원시생식세포를 수컷의 배자에 미세주입하여 생식기 카이메라를 생산함으로써 W 염색체를 가진 정자생산을 위한 연구도 진행중에 있다. (7) 마지막으로, 원시생식세포를 체외 배양 실험도 성공적인 결과를 제시하고 있다. 결론적으로, 본 연구실에서 수행된 일련의 실험은 멀지 않은 시일 내에 형질전환 개체 생산에 효율적으로 이용될 수 있을 것이며, 특히 원시생식세포를 이용하여 암ㆍ수 생식세포가 혼재된 카이메라를 생산함으로써 W 염색체를 가진 정자 생산에 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

In recent years, numerous researches have been carried out in author's laboratory to develop several kinds of methods for producing transgened chicken, leaving a lot of new findings. Some of them are very useful to search for new approaches necessary to improve the efficiency of hatchability and the survival rate of developing transgened embryos. The results obtained hitherto might be summarized as follows: (1) Foreign gene(Lac Z /Miw Z) introduced into blastodermal cells of developing embryos was successfully transferred to embryos, leading to the production of primordial germ cells(PGCs) carrying foreign DNA. However, hatched chickens failed to show the incorporation of introduced gene into the gonads. (2) When foreign gene was introduced into germinal crescent region(GCR), the gene was also efficiently incorporated into germ cells, resulting in the production of transgened chickens(offspring) which produced further offspring having foreign gene in the gonads. In this case, 2nd and 3rd generations of chickens were obtained through the reproduction of transgened birds. (3) In another way, the gene was injected into blood vessels of developing embryos at stage 13~15, creating PGCs having foreign gene, and produced some transgened chickens. In this work, the PGCs were transferred between embryos, resulting in the production of transgenic chickens. (4) In these experiments, PGCs were effectively employed for producing transgenic birds, developing some kinds of chimeric chickens from homo- or hetero-sexual transfer of the PGCs from embryos. This means that the gonads from donor PGCs developed in some degree to the stage of hatching. However, these gonads showed slightly abnormal tissues similar to ovotestis like organs through histological examination. (5) Avian Leukosis Virus(ALV) induced B cell line(DT40) successfully carried foreign genes into chicken embryos, suggesting the possibility of the cells as a vector in this field of study in the future. (6) Inter-embryonic transfer of the PGCs also gave us some interesting results, suggesting the possibility of producing chickens carrying donor cells-derived gonads when hetero-sexual transfer of the PGCs was conducted. This also infers the possibility of creating the gonads having W-bearing spermatic cells. (7) The PGCs were cultured outside the body with great success, forming a sort of clumps having PGCs therein. In conclusion, this series of experiments in author's laboratory strongly suggest that transgenic chickens could be successfully produced in the very near future, particularly using the PGCs as a mediator for developing the gonads with homo- or hetero-sexual germ cells. This may also promise the possibility of producing W chromosome-bearing sperm cells even in the hetero-sexually developed gonadas.

ABSTRACT

INTRODUCTION

TRANSFECTION OF EXOGENOUS GENES INTOÅ@EMBRYOS

INJECTION OF FOREIGN GENES INTO BLASTODERMAL CELLS

INRODUCTION OF EXOGENOUS DNA INTO GERMINAL CRESCENT

INTERJECTION OF FOREIGN GENES INTO EARLY EMBRYONIC GONADS

INTRODUCTION OF EXOGENOUS GENE INTO BLASTODERMAL CELLS VIA DT40 CELL LINE

INTER - EMBRYONIC TRANSFER OF PRIMORDIAL GERM CELLS

IN VITRO CULTURE OF PRIMORDIAL GERM CELLS

POSSIBLE TRANSGENESIS USING SPERM CELLS AS VECTORS

CONCLUSIONS

적요

ACKNOWLEDGMENTS

REFERENCES

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