| 초록 |
□ 연구개요 본 연구는 포유동물 초기배 발달 동안 mitochondrial 분열(Fission)과 융합(Fusion) 반응으로 알려진 역학(Dynamics) 조절에 따른 autophagy 및 mitophagy와 상호작용에 대한 새로운 조절 메커니즘 규명을 최종 목표로 함. 포유동물 초기배 발달과정에서 mitochondrial dynamics와 autophagy 상호작용에 대한 조절 메커니즘을 규명하는 독창적인 연구임. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 mitochondrial dynamics와 autophagy의 상호작용을 통한 포유동물 초기배 발달 효율 증진을 위한 새로운 조절 메커니즘을 제시하고자 연구를 수행하였음. [1차 년도] 포유동물 초기배 발달 동안 autophagy 형성 여부 및 mitochondrial fission 관련 인자들의 발현 양상 및 패턴 확인: 돼지 난자 체외성숙 동안 autophagy 및 mitochondiral fission 관련 인자들의 mRNA/protein 수준에서의 발현을 RT-PCR과 Western blot을 통해 확인함. 확장된 배반포에서 LC3B의 발현이 높았음을 IF 분석을 통해 확인함. 체외성숙란에서 mitohcondria fission 억제제인 Mdivi-1의 처리는 Autophagy 관련 인자들의 발현 여부에 관련됨을 입증하였음. [2차 년도] 초기배 발달과정에서 mitocohndrial dynamics 조절 메커니즘을 통한 autophagy와의 상관관계 규명: 돼지 난포란의 체외성숙 동안 mitochondria fission 조절제인 Mdivi-1과 Tyrphostin A9의 처리에 따른 핵 성숙율 및 mitochondria 길이, aggregation 및 fission factors의 변화를 중점으로 진행하였음. 이후, Mdivi-1이 처리된 돼지 초기배로부터 LC3B의 발현여부를 조사하고, 배반포 발달과정에서 mitochondrial dynamics와 autophagy와의 상관관계를 입증하였음. [3차년도] 돼지 초기배 발달에서 autophagy 유도 및 fission 억제에 따른 mitophagy 형성과 mitochondrial dynamics 관련 조절 메커니즘 규명: 돼지 난포란의 체외성숙과 초기배 발달 동안 Rapamycin에 의한 autophagy 유도 시 mitochondrial fission의 변화가 배반포 발달에 미치는 영향을 분석하였으며, LC3B와 mitochondria의 형광 발현 분석하여 mitophagy의 역할을 규명함. 특히, mitochondiral fission 억제 초기배에서 PINK1 관련 mitophagy의 형성이 중요하며, melatonin으로 회복되는 새로운 기전을 제시하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 산업적 측면: 포유동물 초기배 연구에서 mitochondrial fission과 autophagy 조절 메커니즘과 관련 상호작용을 규명함으로써, fisison 및 autophagy 조절물질을 활용한 체외배양액 및 보존액 개발의 가능성을 제시함. 특히, 체외생산 배반포의 품질 개선과 지속적 생산을 위한 발달 효율 향상에 크게 기여할 것으로 판단됨. 경제적 측면: 포유동물 초기배의 체외생산 효율 향상은 축산산업의 번식생리의 개선에 도움을 줄 것으로 판단되며, mitochondrial fission과 autophagy 조절물질을 이용한 체외배양액 개발을 통한 국산 제품 생산에 도움이 되어 축산산업의 경쟁력 향상을 도모할 수 있음. 또한, 여성 난임 관련 및 질환 동물 생산 효율 향상에 도움을 줄 수 있으며 인간을 포함한 포유동물의 질병치료 연구에 활용하여 신약 개발 및 수익 창출에 활용 가능성이 높음. 활용방안 및 기대 효과: 이러한 결과들을 기반으로 포유동물 초기배 발달에서의 autophagy 형성 여부에 관련된 단백질 발현 분석 체계를 구축하고, 인간 난임에 대한 원인 규명과 수정란 이식에 적합한 고품질의 배반포 생산이 가능함. 또한, 새로운 질병의 원인 규명 및 치료 목적으로 사용될 수 있으며, 체외수정란 생산 효율 향상은 형질전환 동물 등 다양한 유용 동물 생산에 관한 기초 연구로써 도움이 될 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
