일반생물학실험 | 제브라피쉬(zebra fish) 발생배 관찰

 

 

 

최근에 제브라피쉬(Zebra fish)로 알려진 경골 어류인 Danio rerio는 척추동물의 발생 연구에 좋은 모델이 되고 있다. 제브라피쉬는 어류 자체에 대한 연구보다는 인간 게놈 프로젝트 이후의 대량의 유전자 기능분석, 즉 Functional genomics의 필요성에 의하여 인위적으로 선발, 도입된 모델동물이라 할 수 있다.

 

이는 특히 초파리에서 saturation mutagenesis로 다량의 돌연변이를 제작해 유전체 기능분석에 기여함으로써 발생학 분야에서는 처음으로 노벨상을 수상했던 독일의 Dr. Christiane Nusselein- Volhard가 중심이 되었다는 것은 매우 뜻깊은 project의 흐름을 이미 예견하고, 초파리보다 고등생물이면서도 대량의 유전체 연구가 가능한 새로운 동물모델을 발굴하기 위하여 많은 고생을 하였다.

 

다행히 어류의 유전체 구성이 인간과 매우 유사하다는 것은 이미 복어의 유전체 연구에서 밝혀지고 있었으며, 또한 대량의 유전학 연구를 위해서는 사육이 쉽고, 작고, 세대교체가 짧고, 산란수가 많은 척추동물을 필요로 하였다. 이러한 실험적인 면에서 훨씬 유리하여 새로운 모델동물로 선정된 제브라피쉬는 흰색 바탕의 몸체에 가로로 검은 줄무늬를 가지는 인도 원산의 소형 열대 담수어로서 성체 크기가 3～4cm정도이다. 연중 알을 많이 낳고 쉽게 자라며 배아가 투명하여 관찰이 용이하다. 동시에 발생이 매우 빨리 진행되어 수정 후 24시간 정도 지나면, 대부분의 조직과 기관원기가 형성되고, 올챙이와 비슷한 독특한 형태를 가지게 된다.

 

제브라피쉬는 적극적인 돌연변이 유발을 시도한 첫 번째 척추동물이다. 어미에 돌연변이 유발물질을 처리하고 그 자손의 선택적인 교미를 통해 과학자들은 수 천종의 돌연변이 물고기를 만들어 제브라 피쉬의 발생에 중요한 유전자의 기능을 연구하고 있다. 고전적인 방법으로는 수컷물고기에 돌연변이를 유발하는 화학물질을 처리하여 생식세포에 무작위적인 돌연변이를 유발시킨다.

 

제브라피쉬의 발생은 암컷 몸 속이나 불투명한 껍질이 아닌 열린 공간에서 일어나기 때문에 발생의 이상을 쉽게 관찰할 수가 있고 특정 세포 집단에서 특정한 결함을 쉽게 추적할 수 있다. 이러한 제브라 피쉬 발생 유전자의 연구는 모든 척추동물의 발생 프로그램이 유사하기 때문에 인간의 발생과정에 작용하는 유전자의 역할을 밝히는데 큰 기여를 하고 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 해부현미경을 준비한다.

 

2) 제브라 피쉬 0day, 1day, 2day, 3day, 6day의 배를 차례대로 관찰한다. (제브라 피쉬 1day 배아의 Chorion을 찢어야 하는 경우, 주사기를 이용한다.)

 

3)관찰한 내용을 기록하고 도해한다.

 

 

 

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