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대한생식의학회지 제24권 제3호 2010년

소 난자에 있어서 세포질내 정자, 정자두부.미부 주입 후 미세소관과 염색질의 구조변화

건국대학교 동물자원연구센터;건국대학교 동물자원연구센터;건국대학교 동물자원연구센터;서울대학교 의과대학;경희의료원 불임크리닉;경희의료원 불임크리닉;건국대학교 동물자원연구센터;건국대학교 동물자원연구센터;건국대학교 동물자원연구센터;

도정태;전수현;최종태;강영선;이보연;김승보;김남형;이훈택;정길생;,

Microtubule and Chromatin Organization in Bovine Oocytes following Intracytoplasmic Injection of Spermatozoon, Sperm Head and Tail

Do, J.T.;Jun, S.H.;Choi, J.T.;Kang, Y.S.;Lee, B.Y.;Kim, S.B.;Kim, N.H.;Lee, H.T.;Chung, K.S.;

Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;College of Medicine, Seoul national University;Infertility Clinic, Kyung Hee University Medical Center;Infertility Clinic, Kyung Hee University Medical Center;Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;Animal Resources Research Center, Kon-Kuk University;

본 연구에서는 체외수정, 난자내 정자 직접주입, 난자내 정자 두부 미두 주입 후의 핵과 미세소관의 변화를 관찰하였다. 핵과 미세소관의 움직임은 형광염색을 실시한 후 공초점주사현미경을 이용하여 관찰하였다. 체외수정에서 관찰된 바와 동일하게 정자를 난자에 직접주입 한 직후 정자 중편부에서 성상체가 형성되었고, 이 성상체에 의해 자성 웅성 전핵이 융합되는 것으로 관찰되었다. 그러나 난자내 정자를 직접주입하였을 경우 웅성전핵으로 발달하는 비율이 낮았다. 이는 주입된 정자가 원형질막과 perinuclear theca에 싸인 체 난자내로 들어가 난자내의 sperm nucleus decondensing factor와 정자 핵과의 반응이 억제되기 때문으로 생각된다. 정자 두부 만을 주입하였을 경우 성상체가 형성되지 않았지만 자성 웅성 전핵 사이 또는 그 주위에서 두터운 미세소관층이 관찰이 되었다. 따라서 소에 있어서는 정자의 중편부에 위치하여 microtubule organizing center (MTOC)의 역할을 하는 중심립 또는 중심체 없이도 모계에서 유래된 미세소관이 형성되어 이것이 전핵의 융합과 세포분열에 관여하는 것으로 생각된다. 정자의 미부 만을 주입하였을 경우 성상체가 형성이 되지 않았으며, 자성핵 사이에 형성된 미세소관과 떨어져서 관찰되었다. 따라서 주입된 정자의 꼬리는 미세소관형성과 관련이 없는 것으로 생각된다. 이러한 결과는 소에 있어서, 수정 시 정자로부터 유래되는 중심립 또는 중심체가 없이도 미세소관을 형성하여 미세소관에 의해 이후의 배발달이 정상적으로 일어남을 보여주고 있다.

The objective of this study was to determine the microtubule assembly and chromatin configuration during the first cell cycle in bovine oocytes following injection of spermatozoon, sperm head and tail. The microtubule and chromatin configuration was imaged with fluorescent labeled monoclonal ${\alpha}$-tubulin antibody and propidium iodide under laser scanning confocal microscope. Microtubule and chromatin dynamics in bovine oocytes following intracytoplasmic sperm injection (ICSI) were not different from those observed during in vitro fertilization (IVF). Following ICSI, the microtubular aster was observed around sperm midpiece. During pronuclear formation, the sperm aster was enlarged and seen around male and female pronuclei. At mitotic metaphase, the microtubular spindle assemble astral poles and chromosomes were aligned on the spindle equator. At mitosis, asters were concentrated to each spindle pole and they filled the cytoplasm. After injection of the isolated sperm head, the microtubular aster was not seen around sperm head in any cases (0/18). Instead, microtubules were organized from the cytoplasm, which filled the whole cytoplasm during pronuclear apposition. These microtubules seem to move male and female pronuclei. These results suggest that isolated sperm head can develop into normal pronucleus in mature bovine oocytes, and competent to participate syngamy with the ootid chromatin. The functional microtubules following isolated sperm head injection in bovine oocytes appeared to be organized solely from maternal stores.

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