Ch.19 발생학

Front 1

정자와 난자의 구조를 그리시오. (난자는 성게와 포유류 2가지)

Back 1

.

Front 2

Kartagener's syndrome이란?

Back 2

dynein 단백질의 결함으로 나타나는 열성질환으로 부비동염, 기관지염, 내장좌우 바뀜증 등의 증세를 보인다. 또한 정자의 운동력 상실, 수란관 이상, 청력 손상 등등이 나타난다.

Front 3

성게의 체외 수정과 포유류의 체내 수정을 비교하시오

Back 3

.-성게의 체외수정:
1. 난자의 수용성 물질 분비 --> 정자 유입
2. 정자-난자 접촉
3 정자 머리로 칼슘 더 많이 유입되어 세포질 내 칼슘농도 증가 --> 첨체 막 융합 --> exocytosis (protease 방출)--> 난자의 젤리층 분해
4. 쳄체돌기 형성 --> actin 재배열로 bindin 노출 --> 종 특이적으로 bindin 수용체에 결합 (resact 후에도 또 재확인)
5. 첨체돌기에 붙어 있던 protease가 난황막 분해 --> 세포막 노출 --> 융합
- 포유류의 체내 수정
1. 난자의 정자 유인: 난자는 깔때기부로부터 타고 오라와 팽대부로 이동하소, 정자는 질에서 들어와 자궁내부 협부에서 팽대부로 올라온다.
2. 난구세포는 PG로 유도신호를 보내면 정자가 hyaluronidase로 난구세포의 ECM 을 분해해 통과하는 길을 만든다.
3. 투명대는 크게 종 특이성을 보이지 않지만 ZP3 당단백질을 통해 정자의 부착과 첨체반응을 유도한다.
4. 첨체로부터 방출된 protease로 (exocytosis) 투명대를 뚫고 들어가 접촉이 일어난다. 따라서 정자의 전핵과 중심ㅣㅂ이 유입된다. (난자엔 중심립 없었다.) 물론 미토도 유입 되지만 곧 분해되고 만다.

Front 4

수정과정 중 난자의 투명대(젤리층)을 녹이고 난황막을 분해하는 물질은 무엇이며 어디에 존재하나?

Back 4

투명대와 젤리층은 hyalusonidase같은 protease가 첨체에서 방출되어 분해될 수 있다. 성게의 난황막은 첨체 돌기를 덮고 있던 proteasome이 분해하고 포유류의 경우 정자 세포막에 존재하는 hyaluronidase가 난구세포를 분해한다. 마지막으로 첨체에 존재하는 protease는 투명대를 분해해 난자와 융합한다.

Front 5

성게의 체외수정과 포유류의 체내수정때 각각 정자가 2번째로 뚫는 세포 층은 무엇이며 첨체 돌기는 어느 층에서 형성될까?

Back 5

성게는 outer layer을 시작으로 젤리층-난황막-난자 세포막 순서로 이루어져 있고, 포유류는 난구 세포층-투명대-난자 세포막 순서로 이루어져 있다. 성게의 경우 난황막의 bindin 수용체과 종 특이적으로 결합해 첨체돌기를 형성하고 , 포유류의 경우는 투명대에서 첨체돌기가 형성되어 정자의 세포막이 난자와 결합하게 된다. (둘 다 2nd layer에서 첨체돌기 형성)

Front 6

수정과정의 종특이성기작을 설명하시오.

Back 6

성게의 경우 난자의 젤리층에서 방출되는 14개의 aa으로 구성된 reasct가 바다에 확산되면, 정자 세포막의 receptor guanylyl cyclase에 종 특이적으로 결합하고 젤리층의 황화 다당류(GAG)도 종 특이적이여서 정자의 수용체에 결합한다. 또한 난황막에 존재하는 빈딘 수용체와의 결합도 종 특이적이다.
포유류의 경우 난자의 투명대는 크게 종 특이성을 보이지는 않지만 ZP3라는 당단백질을 통해 정자의 부착과 첨체반응을 유도할 수 있다.

Front 7

배수성 돌연변이가 식물에서 가능한 이유, 그러나 동물에선 힘든 이유를 설명하시오.

Back 7

식물은 중심체가 없고 M시기에 체세포 분열 할 때에만 극모라는 구조가 (무조건) 2개 생겨서 방추사를 형성하고 염색체를 끌고 간다. 그러나 동물의 경우 다수정이 되면 정자로부터 들어온 중심체의 개수가 많아서 세포 분열 시 염색체가 사방팔방 끌려가기 때문에 정상적인 발생과정이 불가능하다.

Front 8

성게와 포유류의 느린 다수정 차단 기작을 비교하시오.

Back 8

성게의 경우
1. 정자가 수정 후 빠른 차단에 의해 탈분극이 일어나면 신호 전달계가 활성화 되어 소포체 내 칼슘이 방출된다. (IP3-ca++ channel)
2. 과립이 fusion되어 방출된 물질들은 i) protease 는 난황막의 나머지 빈딘 수요체를 분해하고 난황막과 세포막을 연결하는 막 사이 결합도 분해. ii) 점성 다당류는 음전하 때문에 물을 유입시키고 그 결과 난황막을 확장시켜 수정막 형성에 관여 iii) hyalin은 할구를 보호.

그러나 포유류의 경우는 난황막이 없어서 수정막이 형성되지 않는다. 대시 분비과립에서 방충된 물질들이 투명대에 있는 ZP3의 당부분을 잘라 첨체반응을 stop시킨다.

Front 9

수정 후 느린차단 반응중 수정란 내 칼슘의 농도가 증가하는데 이때 칼슘은 어디서 유래한 것이며 이 기작에 사용될만한 또 다른 2차 전달자는 누구인가?

Back 9

칼슘은 활면소포체 (SER) 유래이고
IP3 가 2차 전달자로 사용된다. Gq 신호전달계 (p. 198)

Front 10

난할이 진행될 때 cyclnB의 농도는 어떤 상태일까? 그 이유는?

Back 10

maternal mRNA로부터 단백질 합성을 유도했기 때문에 난할 분열을 시작하기 위해 cyclinB등의 단백질을 합성되어 준비상태이다.

Front 11

성게의 발생과정을 그림으로 그려 설명하시오.

Back 11

.

Front 12

성게의 난할과정 중 상실기때 외배엽, 내배엽, 중배엽은 무엇이 결정하나?

Back 12

beta-catenin농도 기울기에 따라 결정된다.
중배엽은 소할구 (골격형성)와 소할구가 비골격형성 신호를 보낸 윗층으로 유도되고, 내배엽은 비골격 신호 받은 애들로부터 신호받은 그 윗층의 유래이다. 마지막으로 beta-catenin이 없는 동물극의 윗증은 외배엽이 된다.

Front 13

성게의 난활과정이다. 상실기때 외,내,중배엽중 beta-catenin 발현층은?

Back 13

중배엽과 내배엽

Front 14

성게의 난활과정이다. 낭배기때 중배엽은 어덯게 형성되었고 간충직 세포가 된다는건 무엇을 의미하나?

Back 14

소할구쪽 cadherin의 발현 감소 등으로 세포가 분리되면서 이입이 일어나서 중배엽이 형성되고 골격형성, 비골격형성 간충직이 된다. 간충직 세포란 mesenchymal cells로 상피 내부를 떠도는 세포들이다.

Front 15

성게의 난활과정이다. 내배엽의 유도를 설명하시오.

Back 15

낭배기때 소할구 쪽의 세포들이 이입되어 중배엽을 형성 하고 남은 식물극 밑 부분의 세포들의 MF가 조여지면서 함입이 있어나 내배엽이 될 세포들이 안쪽으로 밀려 들어간다.성게는 후구동물이기 때문에 이 부분에 원장이 형성된다.

Front 16

성게의 난할과정 중 할구들의 운명을 결정하는데 있어 소할구의 역할이 중요한것 같다. 그 이유는 무엇일까? (morphogen 종류들 포함해서 설명)

Back 16

소할구가 중요한 이유는 wnt signaling에 의해 dishevelled (dvl)의 존재에 의해 beta-catenin이 많이 축적되었기 때문이다.

먼저 dvl이 식물반구에 축적되어 분열과정 중 GSK 3 beta에 의한 beta-catenin의 억제를 막아 소할구가 만들어진다. 소할구엔 otx라는 전사인자가 있어서 beta-catenin과 상호작용 하면 하위 유전자들을 발현해 소할구가 골격형성 간충직 세포가 되도록 예정화 한다. 또한 beta-catenin이 축적되지 않은 쪽은 외배엽이 된다.

Front 17

낭배 형성 시 세포들의 이동을 정의하고 5종류로 나눠 보시오. 또한 각 예를 2가지씩 적으시오.

Back 17

포배의 각 세포들이 새로운 위치로 이동해 외,중,내배엽을 형성하는 시기를 낭배기라고 한다.
1.함입 (invagination): 세포층이 안으로 접히는 현상. 예) 성게의 내배엽
2. 회절 (involution): 바깥층 세포층이 확장해 안쪽으로 밀려들어가는 현상. 예) 양서류의 중배엽
3. 이입 (ingression): 표면의 개별 세포들이 떨어져 나와 안쪽으로 이동해 간충직을 형성하는 현상. 예) 성게의 중배엽, 초파이의 신경 모세포
4. 분층 (delamination): 이입과 유사하게 세포들이 안쪽으로 이동해 두 개의 세포층을 형성. 예) 포유류과 조류의 하배엽 형성
5. 외적 (epiboly): 세포들이 안쪽 부위를 감싸면 이동해 외배엽 드의 세포층을 형성. 예) 양서류 성게, 피낭류의 외배엽 형성

Front 18

성게와 양성류의 식물극 크기를 비교하고 크기 차이의 원인을 쓰시오.

Back 18

양서류는 난황이 있어 성게보다 식물극이 크다.

Front 19

양서류의 난할과정이다. 배아의 D/V축은 초기에 어떻게 나뉘고 포배기땐 어떻게 확립되나?

Back 19

회색 신월환이 생겨 식물극 소낭이 있던 Dsh, wnt11 mRNA가 정자 침입 지점의 반대편으로 이동하게 된다. 결과 Dsh는 GSK-3가 beta-catenin을 분해하지 못하도록 막아 beta-catenin의 불균등하 농도 기울기를 만든다. 회색 신원판쪽이 등, 정자침입지점이 배가 된다.
포배기땐 BMP4신호가 있는 쪽이 배, 없는쪽이 등이 된다.

Front 20

성게와 양서류의 낭배기를 비교하고 어떤 morphogen이 배엽들고 나누는지 쓰시오.

Back 20

성게의 경우 beta-catenin의 농도 기울기에 따라 이미 상실기때 배엽들이 예정화 외어 있었다. 낭배기 때엔 소할구쪽 세포들의 분리로 인해 중배엽이 이입되어 간충세포를 이루고 내배엽은 함입된다.

양서류의 경우 포배기때 TGF-beta의 농도 기울이게 따라 대충 결정된다.

Front 21

양서류와 성게 할구들의 운명을 결정할 때 beta-catenin의 역할은 무엇인가?

Back 21

성게의 경우 beta-catenin이 morphogen으로 작용해 낭배기때 중,내,외배엽으로 나눈다. 양서류의 경우 beta-catenin의 높은 농도가 유지되는 곳을 뉴쿱센터라고 하는데 결국 뉴쿱센터는 윗 세포층을 형성체 (등쪽 중배엽)으로 유도한다.

Front 22

양서류의 난할과정이다. 표피 외배엽과 신경 외배엽은 어떻게 나뉠까?

Back 22

xnr은 뉴쿱센터의 beta-catenin과 상호작용해 더 안정화 되기 때문에 그 부분에서 높은 농도를 보여 슈페만 형성체로 발달한다. xnr의 농도가 낮은 쪽은 BMP4신호를 활성화해서 배쪽으로 발달된다. 따라서 배쪽과 등쪽은 xnr과 BMP4의 농도 기울기에 의해 나뉘고, 배쪽 side의 동물극(윗부분)은 표피 외배엽이 되고 등쪽 side의 동물극은 신경 외배엽으로 유도될 것이다.

Front 23

원구 상순부 (dorsal lip of blastopore)은 어떻게 형성되나?

Back 23

양서류의 경우 형성체에서 원구가 형성되어 병세포로 인해 함입되기 시작하면 원구 상순부는 동물극과 식물극이 접하는 위치에 생긴다. cf. dorsal = 등쪽, 따라서 형성체 부분

Front 24

양서류의 난할과정이다. 원구 상순부 세포들은 함입되어 _______을 형성하며 이 구조로부터 외배엽에서 신경관을 유도한다. 이때 _______은 무엇의 신호에 따라 머리와 꼬리 부분으로 나뉠까?

Back 24

척삭, wnt 의 농도기울기가 적으면 머리, 많으면 꼬리로 유도된다.

Front 25

어류에서 다량의 beta-catenin을 저장해 마치 뉴쿱 센터와 유사한 역할을 하는것은 무엇이며 여기서 발생하는 이것는 마치 양서류의 무엇과 유사한가?

Back 25

난황 다핵층, 배방패, 원구 상순부.

Front 26

배방패 부위에서 함입된 ______ 세포들은 __________으로 발달해 D/V축을 형성한다.

Back 26

중배엽,척삭 중배엽

Front 27

어류의 난할과정 중 발현되는 morphogen들은 무엇이 있으며 그들의 기능은 무엇인가? 또한 성게, 양서류와 공통되는 morphogen들이 있다면 각각 그들의 기능을 비교하시오.

Back 27

otx유전자는 발현되어 앞쪽 구조를 유도하고 뒤쪽이 될 부위에서는 wnt, FGF가 cyp26의 발현을 억제해 retinoic acid이 축적되고 otx의 발현도 억제한다. 축적된 RA 농도 기울기에 따라 차례로 뒤쪽 구조 유전자들의 발현이 유도된다.

wnt는 성게, 양서류, 어류에서 공통적으로 꼬리쪽에 농도가 높다. otx 또한 성게에서 발견되는데 성게에서도 소할구에 존재해 세포 성격을 나눈것처럼 어류에서도 농도 기울기에 따라 cyp26과 함께 배아 앞쪽에서 발현되어 앞쪽 구조를 유도한다.

Front 28

척추동물의 형성체 부위에 존재하는 섬모 구조의 기능은 무엇인가?

Back 28

섬모의 시계 방향 회전 운동에 의해 좌우 축이 결정된다. 따라서 디네인 합성을 방해하면 정상적인 좌우 축의 형성 일어나지 못한다. cf. Kartagener's syndrome
예) 양서류에서 좌우 축은 형성체 부근의 세포들이 지닌 섬모가 시계 방향 회전을 하면서 xnr1을 좌측으로 치웇게 해 비대칭적인 내장의 배치가 일어나게 한다. (p. 75)

Front 29

유정란을 먹다보면 가끔 빨간 점이 보인다. 그것은 무엇인가?

Back 29

배반

Front 30

조류의 난할과정 중 헨센 결절은 어떻게 형성되는가?

Back 30

세포들이 포배강 내로 이입 되면서 원조의 앞쪽 끝에 두터운 세포층이 형성된다.

Front 31

포유류의 수정란의 특징을 4가지 쓰시오.

Back 31

1. 난할 속도가 아주 느리고 2. 회전형 난할을 수행하며 3. 할구들이 동시에 분열하지 않고 4. 초기 난할 시부터 배아 유전자가 발현되는 특징이 있다.

Front 32

양서류는 척삭을 3가지 section으로 분리할 때 (인두 내배엽, 머리 중배엽, 등쪽 중배엽) wnt의 농도 기울기에 따라 구분되었는데 그렇다면 조류의 경우는 어떻게 나뉠까?

Back 32

헨센결정을 통해 최초로 이입되는 세포가 인두 내배엽이 되고 다름으로 이입된 세포들은 머리 간충직과 초기 적삭 중배엽을 이루고 뒤따라 척삭 중배엽이 들어간다.

Front 33

포유류의 배외막 종류를 4가지 적고 어류, 조류, 성게의 배외막 형성과 공통점과 차이점이 있다면 서술하시오.

Back 33

.융모막, 난황막, 양막, 요막
1. 융모막: ES cell에서 유래한 배외 중배엽이 영양막의돌출부아 합류해 탯줄의 혈관을 형성하고, 혈관까지 발생이 끝나면 융모막이 되고 나중에 자국벽과 합쳐 태반을 구성한다. 포유류에서 발견.
2. 난황막: ES cell로부터 분충된 하배엽 세포들이 포배강 면을 따라 이동해여 배외 내배엽이 된 후 나중에 난황막을 이룬다. 조류에서도 내배엽 형성에 의해 밀려난 하배엽이 아래로 내려가 난황을 감싼다. 조류는 진짜 난황을 감싸서 난황막이지만 (단황란) 포유류의 경우는 등황란이기 때문에 난황이 없다. 그러나 우린 난황액을 지니고 있어 발생 초기에 혈구 세포를 생성하기 때문에 중요하다.
3. 양막: 상배엽에서 일부 세포들이 쪼개져 양막을 이루며, 포유류의 경우 내부는 양수로 채워지게 된다. 조류의 경우 중배엽이 두갈래고 나눠지면서 아래 세포 layer은 난황을 감싸고 위 세포 layer은 올라가 만나면서 양막을 형성한다.
4. 요막: 원조의 꼬리 끝에서 기원하며, 배외 중배엽에 의해 둘러싸인다. 태반이 잘 발달한 동물은 거의 퇴화도어 있으며 탯줄 혈관으로 편입된다. 조류의 경우는 엄마를 통해 노폐물 배출이 되지 않기 때문에 요막이 발달한다.

Front 34

활발히 연구중인 iPSC은 어떤 방식으로 줄기세포를 얻을 수 있을까? 기존으 배아 줄기세포과 성체 줄기세포의 어떠한 단점을 극복할 수 있을까?

Back 34

DNA chip을 이용해 배아 줄기세포에서 발현량이 높은 유전자를 찾아낸 뒤, 그 유전자를 성체 줄기세포인 섬유 아세포에서 과량 발현 유도해 배아 줄기세포를 얻는다.배아 줄기세포의 윤리적 문제를 해결하고 조직거부반응이 없는 성체줄기세포를 배아 줄기세포로 발달시켜 둘의 장점을 다 갖는다. 최근 iPSC를 다시 근아세포로 바꾸는데도 성공했다고 한다.

Front 35

초파리의 정자는 _____(location) 으로만 난자와 수정할 수 있다.

Back 35

알문

Front 36

수업시간에 배운 morphogen중 영어가 아닌 다른 외국어로 명명된 morphogen 3가지를 쓰고 그들의 기능을 서술하시오.

Back 36

Derriére: 양서류의 난할과정에서 veg T에 의해 번역된 단백질 중 하나다. (사실은 activin이랑 nodal=xnr 이 더 중요함:p)
spätzle: 초파리의 난할과정에서 배쪽 난포세포들이 난황막 주위 공간의 여러 단백질들을 연쇄적으로 활성화시켜 spz이 수정란 세포막의 Toll 수용체와 결합한다.
fushi taruzu: 초파리 앞뒤축 결정에 중요한 5가지 유전자들을 배우면서 쌍지배 유전자의 예로 짝수에서만 발현되는 유전자. 홀수에서만 발현되는 유전자는 even-skipped, hairy, runt 등이 있다.

Front 37

초파리의 앞뒤축을 결정하는 morphogen들 (bicoid,nanos,caudal,hunchback,torso,groucho)의 관계를 mRNA와 단백질 수준의 그래프로 각각 나타내시오.

Back 37

Front 38

앞뒤축 결정에 관여하는 유전자들을 5가지 카테고리로 나누고 각각 어떤 morphogen들이 작용하는지 서술하세요.

Back 38

모계 유전자, 간극 유전자, 쌍지배 유전자, 체절 극성 유전자, 호메오틱 유전자.
1. Maternal gene: bicoid, nanos, hunchback, caudal, torso
2. Gap gene: Giant, Hunchback, Kruppel, knirps
3. Pair-rule gene: even#: fushi taruzu, paired/ odd#: even-skipped, hairy, runt
4. Segment polarity gene
5. Homeotic selectore gene

Front 39

체절 생성 과정에서 BMP의 농도 기울기는 어떤 배엽을 몇가지로 나눌까?

Back 39

측엽 중배엽, 중간 중배엽, 측판 중배엽

Front 40

꼬마선충의 축삭 돌기 성장에 관여하는 morphogen 3가지는? netrin의 대해 attractant로 작용하는 morphogen과 repellent로 작용하는 morphogen을 쓰고 그들이 어던 신경으로 발달되는지 쓰시오.

Back 40

.Netrin (unc-6)는 꼬마선충의 배쪽 체벽 (바닥판에 해당)에서 발현, 확산되어 신경세포가 자라도록 유도한다. netrin을 attractant로 인식하는 unc-40은 감각신경으로 toward netrin으로 발달하고, netrin repellent인 unc-5는 운동신경을 away from netrin으로 발달시킨다.

Front 41

"수초가 신경세포에서 유도된다"는 맞는 문장인가? 수초의 종류는 위치에 따라 어떻게 나뉠까?

Back 41

수초는 신경세포에서 유도되는 것이 아니라 따로 슈반세포가 축삭을 감싸면서 형성한다.
중추신경계의 수포는 희소돌기 아세포로 이루어지고, 말초신경계의 수초는 슈반세포에서 이루어진다.

Front 42

시신경의 발달은 ________과 ________의 농도 기울기에 따라 이루어져 각 축삭의 결합 위치를 결정한다.

Back 42

ephrine, ephrine 수용체

Front 43

분류 p.39에서 무체강, 의체강, 진체강 동물들은 무엇인가?

Back 43

무체강: 편형동물 (플라나리아, 디스토마, 촌충)
원체강: 선형동물 (회충, 요충) 윤형동물 (윤충)
진체강: 연체동물, 환형동물 (지렁이), 절지동물 (곤거갑다)
극피동물 (성게, 물가사리), 척색동물

Front 44

사지의 발생중 다리골격 간충직 세포는 어떻게 형성되며 앞다리과 윗다리의 구분은 무엇을 통해 이루어 지는가? 또한 어떤 mophogen에 돌연변이가 일어나면 다지증이 생길까?

Back 44

측판 중배엽에 간충직 세포들이 떨어져 나오면, 외배엽 아래에 응집되어 사지싹을 형성하게 된다. 간충직 세포는 이곳에서 Fgf10을 분비해 바로 위해 외배엽층을 AER (apical ectodermal ridge)로 유도한다. 그 결과 AER은 Fgf8을 발현해 다시 간충직 세포의 분열을 자극해 사지의 성장이 일어난다. 앞쪽 측판 중배엽과 뒤쪽 측판 중배옆에서 각각 발현되는 Tbx5 와 Tbx4는 앞다리와 뒤다리를 결정한다.

Front 45

다세포의 발생에서 유도과정 (induction)은 자동적 예정화인가 조건부 예정화인가?

Back 45

조건부 예정화

Front 46

E-cadherine과 N-cadherine 세포를 각각 파쇄해 하나의 plate에 믹스 시켰음에도 물구하고 시간 경과 후 E/N-cadherin이 분리 되었다. 그 이유는 무엇인가?

Back 46

친화성 (affinity)

Front 47

닭에서 Tbx5와 Tbx4의 발현은 각각 몸의 어느부위를 결정할까?

Back 47

Tbx5- 날개, Tbx4-다리

Front 48

.

Back 48

.

Front 49

.

Back 49

.

Front 50

.

Back 50

.

Front 51

.

Back 51

.