웅성선숙형 성 전환 어류인 감성돔의 성 전환에 미치는 내분비조절 기구에 관한 연구

Abstract

어류의 번식 조절은 생식소자극호르몬 방출호르몬 (gonadotropin-releasing hormone, GnRH), 생식소자극호르몬 (gonadotropin, GTH), 생식소호르몬 및 신경호르몬을 포함한 많은 인자들이 상호작용하여 이루어진다. 본 연구에서는 웅성선숙형 해산어류인 감성돔, Acanthopagrus schlegeli의 성 전환 메커니즘을 밝히기 위해 뇌하수체와 생식소로부터 성 전환 관련 유전자인 GnRH isoforms (salmon GnRH, sGnRH, GenBank accession no. EU117212

LHR, EU339125)를 클로닝 하였고, 성 전환 과정 동안 이들 유전자의 발현량 변화를 비교하였다.

감성돔의 성 전환 과정을 생식소 발달 단계에 따라 immature testis, mature testis, testicular portion of mostly testis, ovarian portion of mostly testis, testicular portion of mostly ovary, ovarian portion of mostly ovary 및 mature ovary로 총 7 단계로 구분하였으며, 각 발달 단계별 뇌하수체와 생식소에서 이들 유전자의 발현량은 quantitative real-time PCR (QPCR)을 이용하여 분석하였다. sGnRH, sbGnRH 및 cGnRH-II 발현은 성숙한 수컷의 정소와 암컷의 난소에서 높게 발현되었다. 또한 ERα와 ERβ1은 성숙한 수컷의 정소와 암컷의 난소에서 높은 발현이 관찰되었으나, ERβ2는 성숙한 암컷의 난소에서만 높게 발현되었다. 뇌하수체 GTHα, FSHβ 및 LHβ 발현은 성숙한 수컷과 암컷에서 높게 관찰되었으며, 이들의 수용체인 FSHR과 LHR 발현 또한 성숙한 수컷과 암컷에서 높게 발현되었다.

난모세포의 발달은 조직학적 분석을 통하여 관찰되었는데, 성숙한 암컷의 난소에서 난황을 가진 난모세포가 다수 관찰되었으며, 이 시기 동안 혈장 E₂의 농도도 매우 높게 증가되었다.

본 연구에서는, 감성돔에서 GnRH와 E₂의 역할을 알아보기 위하여, 미성숙 감성돔에 GnRH analogue (GnRHa)와 E₂를 주입하여 GTH subunits와 GTH receptors mRNA의 발현량 및 혈장 E₂농도의 변화를 관찰하였다. GnRHa와 E₂처리 후, GTH subunits와 GTH receptors mRNA의 발현량과 혈장 E₂농도는 증가하는 경향을 나타내었다.

본 연구를 통하여 GnRH와 E₂가 시상하부-뇌하수체-생식소 축의 조절에 중요한 역할을 하고 있다는 사실을 확인할 수 있었으며, GnRH isoforms, ER subunits, GTH subunits 및 GTH receptors는 웅성선숙형 감성돔의 생식소 발달 및 성 전환에 관여하고 있다는 것을 알 수 있었다.

luteinizing hormone, LHβ, EU605276) 및 GTH receptors (FSHR, EU095497

follicle-stimulating hormone, FSHβ, AY921613

chicken GnRH-II, cGnRH-II, EU099996), estrogen receptor β2 (ERβ2, EU346949), GTH subunits (GTHα, EU605275

seabream GnRH, sbGnRH, EU099997