Molecular Characterization of Myosin Light Chain 2 Gene (mlc2f) and Recapitulation of its Expression Pattern Using mlc2f Promoter-Driven Transgenesis in Mud Loach

Abstract

미꾸라지(Misgurnus mizolepis)로부터 골격근 myosin light chain2 (mlc2f) 유전자를 분리하고 분자적 특성을 분석하였다. Wild 타입의 성체 미꾸라지에서 mlc2f mRNA 발현은 골격근에서 우월적으로 높게 나타난 반면 피부 및 아가미에서는 상대적으로 매우 낮은 것으로 나타났다. 위 특징을 바탕으로 골격근 특이적 발현을 유도하는 미꾸라지 mlc2f 유전자의 프로모터 영역과 cyan 형광 단백질 발현 유전자를 reporter로 사용하여 형질전환 미꾸라지 개발용 발현 벡터를 구축하였다. 미세현미주입 기법으로 발현 벡터를 수정란에 주입하여 모자이크 패턴의 현상을 지닌 F0 형광 발현 미꾸라지를 확보하였다. 수컷 형광 미꾸라지 F0와 wild 타입의 암컷 미꾸라지의 교배를 통하여 세대전달 가능 여부 확인을 하였다. 형질전환 미꾸라지의 F1 개체의 형광 발현 특징은 난 발생 과정 중에 형광 발현이 나타나지 않은 점으로서 처음 cyan 형광 단백질 발현은 부화 후 12시간 째인 것으로 확인되었다. 형질전환 미꾸라지의 자어 단계에서 형광 발현은 지느러미 근육, 머리 근육 및 골격 근육에서 나타났고, 치어 단계에서는 형광 발현 부위가 넓어지는 현상이 관찰되었으며 성장 발달이 진행됨에 따라 형광 발현이 점차 강해지는 패턴을 보였다. 형질전환 미꾸라지 내 형광 단백질 유전자와 mlc2f 유전자의 조직별 전사발현 특징 분석을 수행한 결과 다른 조직에 비하여 근육에서 우월적으로 높은 발현을 나타내었다. 또한 형질전환 미꾸라지 F2 세대의 확보를 통하여 안정적 유전자 전달 및 멘델 유전 법칙을 따르는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통하여 골격근 특이적 발현을 유도하는 미꾸라지 mlc2f 유전자의 프로모터 기능을 형광 단백질 발현 패턴을 통하여 확인하였고, 성장단계별 근육 내 myosin 단백질 발달을 확인하였다.