초기발생 동안 양서류 난에 미세주입된 $\beta$-galactosidase 유전자의 발현 = Expression of $\beta$-Galactosidase Gene Microinjected into Xenopus Egg During Early Development

국문 초록 (Abstract)

Transgenic 양서류를 만들기 위한 연구의 일환으로 bacterial $\beta$-galactosidase 유전자를 cytopalsmic actin promoter에 연결시킨 plasmid를 xenopus 수정란에 미세주입하여 외부 DNA의 발현을 조사하였다. $\beta$-gal DNA를 20nl당 1ng에서 2ng의 농도로 미세주입하는 경우, 이 농도는 배발생에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 유전자 산물인 $\beta$-galactosidase는 양서류의 모든 배엽성 세포에서 발현 가능하고, 정상적인 활성을 나타내므로 외부 DNA의 발현여부를 in situ 상태에서 판명할 수 있었다. 주입된 외부 DNA는 낭배기 시기에 최초로 발현되고, 적어도 올챙이 시기까지 유지 및 발현 가능하며, 초기 발생동안 extrachromosomal 상태에서 발현되는 것으로 나타났다. 그러나 발현의 정도는 주입된 개체는 물론 매 실험마다 차이를 보였고, 또한 기질인 X-Gal에 반응하는 부위가 전체 배에 분포하는 겅우는 거의 없으며, 일정 부위에 한정되어 있음이 관찰되었다. 이는 세포막을 통해서 DNA가 다른 할구로 이동하지 못하는 사실에 비추어 미세주입된 DNA가 난할시 각 할구로 균등하게 분포되지 못하고 국부적으로 나뉘어 들어가기 때문인 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For the effort to produce transgenic amphibians, a plasmid DNA sequence (cytoplasmic actin promoter-linked bacterial $\beta$-galactosidase gene) was microinjected into fertilized Xenopus eggs. It appeared that the injection of 20 nl solution containing 1-2 ng of DNA was not toxic, but over 4 ng was toxic to embryonic development. The translational product of $\beta$-gal gene ($\beta$-galactosidase) had enzyme activity in all three germ layers of the embryo. Expression of the injected $\beta$-gal genes was first detected at mid-gastrula stage, and the activity persisted up to stage 43 (feeding tadpole) with decreased level of retention. However, the level of the expression was various among the injected individuals as well as each experiment. That is, $\beta$-galactosidase activities did not appear in all cells, instead a localized distribution pattern. Although other possibilities could not be omitted, this mosaic distribution of gene expression seemed to arise from unequal partition of the injected DNA into each blastomere during early cleavage.