Genomic imprinting by which, depending on their parental origin, certain genes are depressed, was first described in the studies of fertilized mouse embryos which had been reconstituted using nuclear transplantation technique. This was also supported by the studies of chromosomal translocations. Recent progress on the identifications of several imprinted genes made trials to explain the biological teleonomy and epigenetic mechanism of genomic imprinting. It is believed that DNA methylation may be responsible for discriminating parental genomes. However, the number of identified genes is too small to understand the biology of genomic imprinting.
In this study, it was attempted to screen the imprinted genes. Because the parthenogenetic embryos carry only maternal genomes, maternally imprinted genes are believed to be depressed in these embryos. Therefore, it was designed to isolate the genes that are expressed in normal embryos while silent in parthenogenons. Total RNAs were isolated from the parthenogenetic and normal embryos. RNA was then served as template for cDNA synthesis. cDNAs were amplified by PCR. Parthenogenetic cDNA was used as driver DNAs which eliminate cDNAs common in both embryos from normal embryonic cDNA pool. Subtracted DNA was then rescreened by differential hybridization method. Seven clones were selected, and two of them were sequenced. These two sequences were absent in public databases. Instead, canl sequence showed partial homologies with an EST sequence which was sequenced from cDNA library of human leg tissues.
핵치환 기술을 사용하여 재구성한 생쥐의 수정란 연구에서 처음으로 포유동물에서의 genomic imprinting 현상이 기술되었다. 이 유전학적 현상은, 어떤 유전자가 부모중 어느 편에서 유전되었나에 따라서, 발현할 수 있는 능력이 후생유전학적으로 상실되는 기작을 일컫는다. 이에 대한 유전학적 증거들이 이후 염색체 전위 등을 이용한 실험을 통해서 추가되었으며, 최근에 이르러서는 이러한 현상을 보이는 유전자들이 밝혀짐으로써, 진화적 가치를 설명하려는 노력들이 이루어지고 있다. 후생유전학적인 기작에 대한 설명들이 시도되었는데, DNA의 methylation이 분화된 체세포에서 imprinting의 유지에 깊이 개입하고 있을 것이라는 증거들이 보고되었다. 그러나 현재까지 밝혀진 imprinting이 되는 유전자는 5개로서 이해하기에는 아직 그 수가 적다. 때문에 좀더 많은 imprinting 되는 유전자를 찾기 위한 노력이 시도되어 오고 있다.
본 실험에서는 이러한 시도의 일부로서, 처녀생식배와 정상발생배 간의 발현 유전자의 차이를 밝혀 내고자 하였다. 처녀생식배의 경우 모든 유전자가 모계 쪽에서만 유래되었기에 maternally imprint된 유전자의 발현이 일어나지 않을 것으로 믿어진다. 이러한 점을 이용하여, 처녀생식배에는 없고 정상배아에만 있는 유전자만을 가려내게 되면 maternally imprint되는 유전자를 다량으로 cloning 할 수 있을 것이다. 정상배아 및 처녀생식배아로부터 RNA를 추출하여 이를 주형으로 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA는 PCR을 통해서 증폭되었다. 처녀생식배아의 cDNA를 driver DNA로 사용하여 두 배아에 공통으로 존재하는 cDNA를 정상배아의 cDNA로부터 차감제거하였다. Differential hybridization을 이용, 한번 더 선별하여 7개의 clone들을 확보하였고 이중 두 clone에 대한 염기서열 결정을 수행하였다. 결정된 염기서열은 이미 알려진 염기서열들속에 존재하지 않았으며, canl 염기서열이 사람의 EST 염기서열중 하나와 부분적인 상동성을 보였다.
