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외배엽을 형성할 세포들은 바깥쪽을 감싸며,약학][발생생물학] Xenopus의 발생과 축[axis]의 형성 현대생물학실험 Xenopus의 발생과 축(axis)의 형성 Abstract: 양서류는 배아발생, 특히 이식실험에 가장 적합하다. 그 중 아프리카 원산 무미 양서류의 일종인 Xenopus laevis는 다른 양서류에 비해 난자를 계절과 무관하게 비교적 쉽게 구할 수 있고, 투명한 포배강이 존재한다.의학, 128~세포기의 배아를 포배(blastula)라 하며, 돌연변이 등의 어려움이 있어 발생유전학의 연구에는 부적합하다. 이 공간은 계속된 난할과저에서 팽창하여 결국 포배강이 된다. 세 번째 분열은 예정대로 수평으로 일어나지만, 식물극에 많이 분포한 난황은 난할에 영향을 주게 된다. 이러한 불균등한 완전난할은 빠르게 분열하는 동물극의 소할구 영역과 느리게 분열하는 식물극의 대할구 영역으로 구분한다. 척삭과 다른 중배엽성 조직의 전구체는 배아의 적도면과 그 주변 부위의 표면. Life cycle of Xenopus laevis` `Figure. 이번 실험에서는  ......

Index & Contents

의학,약학 자료실 발생생물학 자료실 Xenopus의 발생과 축axis 자료실 의 형성

[의학,약학][발생생물학] Xenopus의 발생과 축[axis]의 형성

현대생물학실험

Xenopus의 발생과 축(axis)의 형성

Abstract:

양서류는 배아발생, 유도작용, 세포의 운명결정 및 패턴형성 등에 대한 연구에 많이 이용되어왔다. 이번 실험에서는 Xenopus laevis의 미수정란을 관찰해보았다. Xenopus의 알은 animal pole과 vegetal pole로 확연히 구별되는 생김새를 가진다는 것을 관찰할 수 있었고, 여기서 더 나아가 Xenopus의 발생과정과 축의 형성에 대하여 알아보았다.

Introduction:

도롱뇽 및 개구리와 같은 양서류 배아는 알이 크고 발생이 빠르기 때문에 실험발생학의 재료로 선택되었으며, 특히 이식실험에 가장 적합하다. 하지만 전반적으로 양서류 배아는 염색체 수가 많고, 돌연변이 등의 어려움이 있어 발생유전학의 연구에는 부적합하다. 그 중 아프리카 원산 무미 양서류의 일종인 Xenopus laevis는 다른 양서류에 비해 난자를 계절과 무관하게 비교적 쉽게 구할 수 있고, 실험실에서의 성체 사육이 가능하며 발생속도가 빠르고 실험적 조작에 대해서 잘 견딘다는 장점이 있다.

`Figure.1. Life cycle of Xenopus laevis` `Figure.2. 발생단계의 각 stage`

대부분의 개구리와 도롱뇽의 배아는 극피동물과 같이 방사대칭형 완전난할을 한다. 하지만 양서류 알은 성게 알에 비해 많은 난황을 가지고 있고, 식물극에 많이 분포한 난황은 난할에 영향을 주게 된다. 첫 번째 분열은 동물극에서 시작하여 식물극으로 천천히 진행된다.

`Figure.3. Cleavage of the Xenopus embryo`

`Figure.3.`에서 분열홈이 동물반구와 식물반구에서 차이가 나는 것을 알 수 있다. 첫 번째 분열홈이 식물반구의 난황이 많은 세포질에서 계속 진행하고 있는데도 불구하고, 두 번째 분열이 이미 동물극에서 시작하는 것을 볼 수 있다. 첫 번째와 두 번째 난할은 경할로 서로에 대해 수직으로 일어난다. 세 번째 분열은 예정대로 수평으로 일어나지만, 식물극에 위치한 난황 때문에 분열면은 적도면이 아니라 동물극으로 치우친다. 그 결과 개구리 알은 동물극에 네 개의 작은 할구와 식물극에 네 개의 큰 할구로 나누어진다. 이러한 불균등한 완전난할은 빠르게 분열하는 동물극의 소할구 영역과 느리게 분열하는 식물극의 대할구 영역으로 구분한다. 분열이 진행됨에 따라 동물극 부위는 수많은 작은 세포로 채워지고, 반면에 식물극은 상대적으로 적은 수의 크고 난황이 많은 대할구가 차지한다.

Xenopus의 초기 할구 세포주기는 세포질의 유사분열 촉진인자(MPF)의 농도에 의해 조절된다. MPF는 사이클린과 사이클린 의존성 키나제인 cdc2로 구성된다. Xenopus에서 12번째 분열 때까지는 G시기가 없기 때문에 분열 사이에 성장은 일어나지 않는다. 이 기간에는 유사분열에 필요한 최소한의 과정, 즉 DNA 복제 등만 일어난다. 활성화된 MPF는 세포를 자극하여 유사분열을 진행시키며, MPF가 붕괴되는 세포는 S기로 들어간다.

16~64개의 할구를 가진 양서류 배아를 상실배(morula)라 부르고, 128~세포기의 배아를 포배(blastula)라 하며, 투명한 포배강이 존재한다. 실제로 포배강의 형성은 첫 번째 분열홈에 원인이 있다. Xenopus에서 첫 번째 분열홈은 동물반구에서 폭이 넓어진 후 세포 간 밀착결합으로 봉합되면서 조그마한 세포 내 공간을 형성하게 된다. 이 공간은 계속된 난할과저에서 팽창하여 결국 포배강이 된다.

`Figure.4. Gastrulation in amphibians`

포배는 내배엽기관을 형성할 부위를 안쪽으로 끌어오고, 외배엽을 형성할 세포들은 바깥쪽을 감싸며, 그리고 이들 두 배엽 사이의 적당한 위치에 중배엽성 세포들이 자리를 잡아야 한다. Xenopus에서 중배엽성 전구체세포는 심층에 존재하는 반면, 내외배엽성 전구체세포는 배아의 표면에 있는 세포로부터 유래한다. 척삭과 다른 중배엽성 조직의 전구체는 배아의 적도면과 그 주변 부위의 표면

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