미토콘드리아 분열 억제제인 mdivi-1의 처리가 돼지 배아 및 체세포에서 배발달과 미토콘드리아 기능에 미치는 영향에 관한 연구 : Mdivi-1, Mitochondria Fission Inhibitor, Impairs Developmental Competence and Mitochondrial Function of Embryos and Primary Cells in Pig
저자
연지영
형태사항
vi, 35 p. ; 26 cm
일반주기
지도교수: 구덕본
학위논문사항
Thesis(M.A.)-- 대구대학교 : 생물공학과 생명공학 2014. 2
KDC
472
발행국
대한민국
언어
영어
출판년
2014
초록 (Abstract)
미토콘드리아는 융합과 분열을 통해 자신의 수와 형태를 조절하면서, 세포내 에너지 생산 외에도 증식, 발생, 분화 등의 다양한 세포기능에 영향을 미치게 된다. 한편, 미토콘드리아 분열에 ...
미토콘드리아는 융합과 분열을 통해 자신의 수와 형태를 조절하면서, 세포내 에너지 생산 외에도 증식, 발생, 분화 등의 다양한 세포기능에 영향을 미치게 된다. 한편, 미토콘드리아 분열에 관여하는 단백질로서 dynamin-related protein 1 (Drp 1)과 fission protein 1 (Fis 1)이 알려져 있다. 특히, Drp 1은 거대한 GTPase domain을 가지고 있고, GTP를 가수분해하여 미토콘드리아의 수축과 분열에 중요한 역할을 한다. Mdivi-1은 미토콘드리아 분열을 억제함으로써 다양한 암세포에서 세포증식 억제 및 세포사멸이 증가한다고 알려져 있다. 그러나 현재까지 포유동물 배 발생 단계에서 미토콘드리아의 융합과 분열에 관한 연구는 상당히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미토콘드리아 분열 억제제인 mdivi-1을 수정란과 체세포 배양 과정에 각각 첨가하여 발달상의 능력과 질적 수준에 미치는 영향에 대하여 각각 조사하였다. 그 결과, 배반포 생성율에서는 mdivi-1 처리군이 대조군보다 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 또한, 세포 성장에서는 mdivi-1 처리군이 대조군보다 저해되었다(그림 5). 미토콘드리아의 융합과 분열에 관련된 단백질의 발현을 Western Blot을 통해 확인한 결과, mdivi-1 처리군에서 대조군 보다 Drp 1 발현이 감소하였다. 미토콘드리아 막 전위차를 배아와 세포에서 각각 확인한 결과, mdivi-1 처리군에서 미토콘드리아 막 전위차가 배아와 체세포에서 대조군에 비해 각각 유의하게 감소한다는 것을 알 수 있었다. (p<0.05). 한편, ROS 발현 양상을 확인한 결과, mdivi-1 처리군이 대조군보다 ROS 발현 수준이 높게 나타남을 확인할 수 있었다(p<0.05). 돼지배반포 단계에서 전체세포수와 세포사멸 지수를 확인한 결과, 전체 세포수에서는 mdivi-1 처리에 의해 감소되었고(p<0.05), 세포사멸 지수는 mdivi-1 처리군이 대조군보다 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). 결론적으로 배아와 체세포의 배양 과정 동안 미토콘드리아 분열 억제제인 mdivi-1의 처리는 돼지 배아 발달능력과 체세포성장을 억제시키고 배반포의 질적 수준에 결정적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 연구는 미토콘드리아의 융합과 분열의 균형 조절이 돼지 수정란의 발달상의 능력과 질적 수준유지에 핵심적인 역할을 한다는 것을 제시한다.
목차 (Table of Contents)
Ⅰ. INTRODUCTION 1
Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 4
1. Chemicals 4
2. In vitro maturation (IVM) 4
3. In vitro fertilization (IVF) 4
4. In vitro culture (IVC) 5
5. Mitochondrial membrane potential analysis 5
6. Measurement of ROS levels 6
7. TUNEL assay 7
8. Cell culture 7
9. Western blot analysis 8
10. Statistical analysis 9
Ⅲ. RESULTS 10
1. Effects of mdivi-1 treatment on developmental competence in porcine embryos 10
2. Effects of mdivi-1 treatment on mitochondrial membrane potential at the cleavage and blastocyst stage embryos 10
3. Effects of mdivi-1 treatment on expression of mitochondrial fission related proteins in porcine embryos 11
4. Effects of mdivi-1 treatment on expression levels of ROS and apoptotic index in porcine embryos 11
5. Effect of mdivi-1 treatment on morphology and mitochondrial membrane potential of pig primary cells 12
6. Effects of mdivi-1 treatment on expression of mitochondrial dynamic related proteins in pig primary cells 12