이전 재생 정지 다음

닫기

지식 FAQ

  • 동물별
  • 분야별
  • 1. 제브라피쉬 사육 조건

     

    제브라피쉬는 인도가 원산지인 열대 담수 어종입니다. 일반적으로 관상어로도 많이 키우고 있을 정도로 특별히 어려운 사육 환경을 조성하지 않아도 쉽게 키울 수 있습니다. 따라서 생수를 사용하거나 수돗물의 경우도 하루 정도 염소 성분을 제거(de-chlorination)한 후 사용해도 사육에는 큰 문제가 없습니다. 그러나 실험실 환경에서는 일정한 조건을 유지하기 위하여 다음과 같은 사육 환경을 유지하는 것이 좋습니다.

     

     

    관리의 편의를 위해서는 자동으로 환경을 조절할 수 있는 장치를 구비하는 것이 좋습니다. 수중 히터는 설정 온도 범위를 유지할 수 있는 제품을 사용하고, 광주기도 타이머를 장착하여 자동으로 빛을 켜고 끌 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 사육 수조가 있는 공간의 실내 온도 역시 수온과 비슷한 수준을 유지할 수 있도록 냉난방 장치를 함께 운용하는 것이 좋습니다.

     

     

     

    2. 수질 조절

     

    수돗물의 수질이 일정하지 않은 경우에는 역삼투(reverse osmosis, RO) 필터를 통과한 물에 전기전도도와 염도를 유지할 수 있는 소금을 녹여 사용할 수 있습니다. pH는 제브라피쉬의 배설물이나 먹이 등에 의해 산성화되기 쉬우므로 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate)을 희석한 물을 조금씩 주입하여 적정 pH 범위를 유지하는 것이 좋습니다. 시중에 판매하는 수질 진단 키트 등을 활용하여 주기적으로 체크하는 것이 좋습니다.

     

    3. 제브라피쉬 사육환경의 적절한 사육 개체수

     

    수조의 크기를 고려하여 제브라피쉬의 개체수를 과도하게 많이 키우지 않는 것이 좋습니다. 이는 제브라피쉬의 성장 속도와 관련이 있습니다. 일반적으로 3.5 리터 수조를 기준으로 20마리 이하의 개체수를 권장하고 있습니다.

     

    4. 사육시설의 구성

     

    국내외 어류 사육시설 서비스 업체들은 사육장치의 자동화와 더불어, 물리적인 여과나 U/V 램프를 이용한 살균 장치를 함께 사용하기 때문에 사육 환경 유지가 편리합니다. 그러나 경우에 따라서는 이러한 장비를 마련하는 것이 비효율적일 수 있기 때문에 지수식 수조를 이용한 소규모 또는 대규모 사육시설을 구성할 수 있습니다. 이러한 경우에도 일정한 주기로 관리를 하되, 사육 환경이 급격히 변하지 않도록 부분 환수를 통해 수질을 유지하는 것이 좋습니다. 또한 수조 외부에서 수중 부유물 등의 오염물을 물리적으로 걸러낼 수 있는 여과장치를 설치하면 훨씬 수월하게 관리할 수 있습니다.

     


     

     

    • 제브라피쉬를 키우면서 주의해야 할 점은 무엇이 있나요?
    • 제브라피쉬를 생수나 수돗물에서도 키울 수 있나요?
    • 1. Avdesh A, Chen M, Martin-Iverson MT, et al. Regular care and maintenance of a zebrafish (Danio rerio) laboratory: an introduction. J Vis Exp. 2012;(69):e4196.
    • 2. Tsang B, Zahid H, Ansari R, Lee RC, Partap A, Gerlai R. Breeding Zebrafish: A Review of Different Methods and a Discussion on Standardization. Zebrafish. 2017;14(6):561-573.
    Print
  • [사육 시스템 구성 및 장치]
     

     1) RO(역삼투법 Reverse Osmosis) 시스템

       - 역삼투법은 압력에너지를 이용한 방법으로 물은 통과시키지만 용질(이온성 물질)은 거의 투과하지 않는 장치입니다. 역삼투막을 거친    생산수는 이온성 물질은 거의 배제되고 순수한 물만 통과시켜, 제브라피쉬 사육통에 일정한 수질을 제공합니다.
     

     2) 수조

       -제브라피쉬가 사육되는 공간으로 1.5L당 최대 성어 10마리를 권장하며, 수조에 개체수가 적을 수록 성장이 촉진됩니다. 제브라피쉬를 치어통에서 사육 시스템 수조로 옮기는 것은 산란 후 한달 뒤 대략 몸길이가 10mm가 되었을 때 진행합니다. 이때, 수조의 망은 배수 시 치어가 빠져나가지 않도록 촘촘한 망으로 교체해 줍니다.  

     

     3) 자동 약품 주입(dosing) 시스템

       - 제브라피쉬가 사육되는 수조관리를 위해 약품을 자동으로 주입해주는 시스템으로 2가지 장치가 있습니다. 먼저, 제브라피쉬의 생존에 맞는 적정 pH를 유지해주는 장치입니다. 제브라피쉬가 사육되는 수조는 제브라피쉬의 먹이 및 배설물에서 발생하는 유독한 암모니아에 의해 pH가 낮아지는데, 이 pH를 높이기 위해 알칼리성 물질인 NaHCO₃(탄산수소나트륨)를 자동으로 넣어주는 장치입니다. 두 번째는 Conductivity(전기 전도도)장치 입니다. 이 장치는 RO시스템을 거쳐 나온 순수한 물에 NaCl를 넣어 제브라피쉬가 생존할 수 있는 삼투압으로 만들어줍니다.

     

     4) 전기제어장치

       - 제브라피쉬 사육에 맞는 적정 온도 설정, 배수 시간 설정 등을 사육자가 직접 조절 가능한 장치입니다. 

     

      5) 필터

      - 제브라피쉬 사육 시설로 유입되는 물은 fine mechanical filter, carbon filtration 와 UV 살균을 거쳐 사용합니다. 

     

     6) 사육공간 환경

       - 온도: 28.5℃ (수온 및 사육실 실내온도) 

       - 낮/밤 주기 (Day/Night cycle) : 낮 14시간, 밤10시간 

       - 바닥 방수 및 물넘지방지턱 필요

     

     

    • 제브라피쉬를 사육하기 위해 별도의 설비가 필요한가요?
    • 제브라피쉬를 사육 시스템에서 키울 시 주의 사항이 있나요?
    Print
  • 1. 산란 후 배아는 수정 후 5일째까지 petri-dish에서 키우며, 매일 발생에 이상이 있는 개체 및 죽은 개체를 제거하고 물을 갈아줍니다. 

     

      - 죽은 알을 제거하지 않으면 죽은 알들이 배지를 부패하게 만들고 생존한 배아의 상태를 악화시키기 때문에 배지의 교체와 사체, 부유물 제거를 권장합니다. 

      - 하나의 petri-dish에 많은 배아가 존재하면 배아에서 나오는 대사산물로 인하여 발생이 저해되는 개체가 많이 발생함으로, 한 개의 petri-dish당 100~130개 이하로 개체 수를 유지하고, 개체수가 많은 경우 여러개의 petri-dish로 나누어 줍니다.

      - 배지 종류 중 하나인 Blue water 성분에 포함된 Methylene blue는 항균류효과 (anti-fungal effect)를 가지고 있기에 실험 조건이 허락하는 한 최소 1 dpf 까지 Blue water에서 키우는게 개체의 건강에 도움이 됩니다.

      - 온도가 24℃ 이하, 31℃ 이상 일 경우 제브라피쉬 발생 지연, 이상 및 생존이 어려우므로 온도 유지가 중요합니다.

     


     그림 1. 제브라피쉬 배아 및 사체 (출처: https://youtu.be/dIY9zKQJNk0)

     

    2. 수정 후 5일째 이후의 유생(larvae)는 식이를 위해 유생용 제브라피쉬 수조(50~70마리/수조) 로 옮겨주고 가루 사료(feed powder, 200mm 이하)를 이용하여 일 2~3회 먹이를 줍니다. 먹다 남긴 먹이 중 떠다니는 것은 스펀지로 제거하고, 가라앉은 것은 스포이드로 제거합니다. 

     

      - 유생용 제브라피쉬 수조로 옮길 때 부레(swim bladder)가 발생하지 않았다면 수면의 사료를 먹지 못할 가능성이 크고 이는 개체 생존에 직결되기에 부레의 형성 유무를 확인하는 것이 좋습니다.

      - 너무 많은 개체를 한 수조에 넣으면 개체 당 먹이의 양이 줄게 되므로 생존율에 악영향을 끼칠수 있기에 적정 마리 수를 지킬 것을 권장합니다.

     

    그림 2. 제브라피쉬 먹이 잔여물 제거방법

     

    3. 14일이 지난 이후부터 알테미어 (Artemia) 식이 시작을 권장하며, 2~3일에 한번씩 전체 물의 약 20~25% 씩 교체해 주는 것을 권장합니다. 알테미어 섭식이 시작되면 물이 상대적으로 빨리 부패하여 관리가 어렵기 때문에 1개월 이상 된 개체는 사육 시스템으로 옮겨 키우는 것이 좋습니다.
     

    • 제브라피쉬 치어는 어떻게 키우나요?
    • 제브라피쉬 치어 사육 시 수조물갈이 및 청소는 어떻게 하나요?
    • 1. Westerfield M. The zebrafish book. 5th ed. University of Oregon Press; 2007.
    Print
  • 성체 제브라피쉬 암수 쌍에서 얻은 수정란은 일정한 사육환경에서 키우는 것이 좋습니다. 배양에 필요한 물은 제브라피쉬를 사육하고 있는 사육수를 사용해도 무방하나, 해수염(sea salts)을 기반으로 만드는 egg water를 주로 사용합니다. 또한 culture chamber를 이용하여 온도, 광주기를 일정하게 유지해 줍니다.

     

      - Egg water 제조 방법: 증류수 1L에 sea salt (Sigma, Cat.# S9883) 6g 을 완전히 녹여 stock solution을 제조하고, 최종 농도가 60ug/mL이 되도록 증류수로 희석하고 멸균과정을 거친 후 사용

     

         예시) 990mL 증류수 + 10mL stock solution

         배양수는 주기적으로 갈아주고, 미수정란 또는 폐사 배아는 시간이 지나면 수질을 오염시켜 다른 개체의 발생과 성장에 영향을 미치므로 즉시 제거하여 배양 환경이 오염되지 않도록 합니다.
     

     

    [제브라피쉬 치어 사육환경]
     

    제브라피쉬 치어 단계에서는 성체 단계에 비해 환경 변화에 훨씬 취약하기 때문에 먹이 공급이나 사체에 의한 환경 변화를 관찰해야 합니다. 가라앉은 먹이와 사체는 부패하지 않도록 제거해주고, 2~3일 간격으로 전체 부피의 ~20% 내외의 부분 환수를 하는 것이 좋습니다. 치어의 경우에도 과도하게 많은 개체를 한 공간에 키우는 것은 좋지 않습니다. 
     

     

    [제브라피쉬 먹이와 공급]

     

    제브라피쉬 유생 또는 치어를 사육할 때에는 먹이 공급에 주의해야 합니다. 일반적으로 제브라피쉬는 수정 후 7일째까지 먹이를 공급하지 않아도 생존할 수 있지만, 생존율을 높이기 위해 자유 유영 및 먹이 탐색을 시작하는 수정 후 5일째부터 먹이를 공급하는 것이 좋습니다. Rotifer를 배양하여 공급하거나, 시중에 판매하고 있는 어류용 먹이를 사용할 수 있습니다. 아래는 제브라피쉬 사육에 주로 사용하고 있는 먹이를 나타내고 있습니다. 제브라피쉬 먹이준비와 관련된 자세한 방법은 지식 FAQ "제브라피쉬 연구를 시작하려면 뭘 해야하나요?"의 내용을 참고하시기 바랍니다.

     

     

    먹이는 하루에 3회 정도 공급하면 적당하고 먹이를 공급할 때에는 치어가 먹이를 인식하고 먹을 수 있는 크기인 것을 공급하는 것이 좋으며, 바닥에 가라앉은 먹이는 쉽게 먹지 못하기 때문에 먹이가 수중에 떠 있을 수 있도록 하면 훨씬 좋습니다. 사육 10일째 이후의 제브라피쉬 치어가 자주 죽는다면, 먹이를 제대로 먹지 못하고 있을 가능성이 높으므로 먹이를 잘 먹을 수 있도록 지속적인 관심을 통해 먹이를 원활하게 섭취할 수 있도록 하시기 바랍니다.
     

     

     

    • 제브라피쉬는 무엇을 먹고 사나요?
    • 제브라피쉬 치어 먹이는 무엇을 주나요?
    • 1. Kimmel CB, Ballard WW, Kimmel SR, Ullmann B, Schilling TF. Stages of embryonic development of the zebrafish. Dev Dyn. 1995;203(3):253-310. 
    • 2. Tsang B, Zahid H, Ansari R, Lee RC, Partap A, Gerlai R. Breeding Zebrafish: A Review of Different Methods and a Discussion on Standardization. Zebrafish. 2017;14(6):561-573.
       
    Print
  • [주요 웹사이트]

     

    1. ZFIN (https://zfin.org): 가장 중요한 웹사이트이며 제브라피쉬에 관한 다양한 정보를 얻을 수 있습니다.

    2. IZFS (https://www.izfs.org): 국제 제브라피쉬 연구자가 모여 있는 곳입니다.

    3. ZIR (https://zebrafish.org/home/guide.php): 제브라피쉬 연구를 위한 연구소재 센터입니다.

    4. ZDMS (https://www.zdmsociety.org): 사람 질환을 모사할 수 있는 제브라피쉬 모델 구축을 위한 곳입니다.

    5. 한국제브라피쉬연구회 (http://kzfs.co.kr): 한국 제브라피쉬 연구회의 홈페이지입니다.

    6. 한국제브라피쉬소재은행 (https://cc.aris.re.kr/zcdm/app/main/mainView.do): 한국제브라피쉬 소재은행입니다. 물고기 분양을 받을 수 있습니다.

     

     

    [제브라피쉬 해부학적 구조]

     

    1. ZFIN (https://zfin.org): 기본적인 anatomy  파악이 가능합니다.

    2. Bryson-Richardson R, Berger S, Currie P. Atlas of zebrafish development. Academic Press; 2011.: Day1 부터 제브라피쉬 발생과정 전반에 대한 모든 anatomy를 다루고 있는 교재입니다.

    3. Bryson-Richardson RJ, Berger S, Schilling TF, et al. FishNet: an online database of zebrafish anatomy. BMC Biol. 2007;5:34.: 교재 Atlas of zebrafish development와 연동되어 있는 논문입니다. 

    4. Mueller T, Wullimann MF. Anatomy of neurogenesis in the early zebrafish brain. Brain Res Dev Brain Res. 2003;140(1):137-155.: 제브라피쉬 brain 구조파악에 좋습니다.

    5. Menke AL, Spitsbergen JM, Wolterbeek AP, Woutersen RA. Normal anatomy and histology of the adult zebrafish. Toxicol Pathol. 2011;39(5):759-775.: 제브라피쉬 성체의 구조를 파악하는데 큰 도움이 됩니다.

    • 제브라피쉬 해부학적 구조를 파악할 수 있는 교재가 있나요?
    Print
  • 동물모델로서 제브라피쉬의 장단점은 아래와 같습니다.

     

    1) 제브라피쉬 장점

     

    제브라피쉬는 척추동물로 작은 어항에 여러 개체를 사육할 수 있어서 마우스보다 비용을 절감할 수 있는 장점이 있습니다 . 한 쌍의 교배로 100마리 이상의 수정란을 매 주 생산할 수 있는데 배아가 투명하여 발생과정의 관찰이 용이하고, 초기 발생이 매우 빠르게 진행되어 수정 후 48시간 이내 대부분의 장기(organs and tissues)를 형성합니다. 이들 장기는 기능적으로 형태적으로 사람의 장기와 매우 유사하고 장기의 재생력이 뛰어나 관련 연구에도 활용되고 있습니다. 또 다른 장점으로 유전체 서열이 완성되었고 유전자 변이를 유도하는 것이 용이하여 현재까지 수많은 유전자 돌연변이 개체들과 형질전환개체들이 존재하기 때문에 여러 질병 모델 혹은 생물학적 질문에 대한 모델로 활용되고 있습니다. 또한, 사람과 70% 이상의 유전자가 보존되어 있고 약 사람의 질병과 연관되어 있는 유전자의 80% 이상이 존재하는 것으로 보고되었습니다. 

     

     

    2) 제브라피쉬 단점

     

    유전체의 중복성(duplication)이 존재하기 때문에 경우에 따라 관심있는 질병모델의 생산이 용이하지 않을 수도 있습니다. 또한, 포유류가 아니기 때문에 마우스보다는 사람의 생리 혹은 병리병태와 좀 더 다를 수 있어 사람에서 나타나는 질병이 제브라피쉬에서 정확하게 표현되지 않을 수 있는 단점이 있습니다. 사육적인 측면에서는 수생동물로 사육시설의 물의 질 관리상태에 따라 제브라피쉬의 건강상태가 급변할 수 있어 주의를 기울어야 합니다. 이러한 단점이 존재하지만 모든 동물모델들이 완벽하지 않고 각각의 장점을 잘 활용할 수 있는 연구를 통해 타 동물모델들과 상호보완적인 역할을 해 오고 있습니다.  


     

    3) 주 연구분야

     

    발생학, 유전학, 면역학, 재생학, 행동학, 정신건강학, 독성학, 생리학, 종양학, 대사학, 영양학 등 실로 많은 연구 분야에 활용되고 있습니다.   

    • 제브라피쉬가 인간 질병 연구를 위한 새로운 실험 동물 모델로 사용가능한 이유는 무엇인가요?
    • 다른 실험동물에 비해 제브라피쉬의 장점은 무엇인가요?
    • 1. Choi TY, Choi TI, Lee YR, Choe SK, Kim CH. Zebrafish as an animal model for biomedical research. Exp Mol Med. 2021;53(3):310-317. 
    • 2. Teame T, Zhang Z, Ran C, et al. The use of zebrafish (Danio rerio) as biomedical models. Anim Front. 2019;9(3):68-77.
    • 3. Lieschke GJ, Currie PD. Animal models of human disease: zebrafish swim into view. Nat Rev Genet. 2007;8(5):353-367.
    Print
  • 제브라피쉬 연구를 시작하기 위해서는 우선 필수 기자재를 갖춰야 합니다. 장비의 규모와 종류에 따라 가격은 천차만별입니다만 초반에는 상당한 비용이 소비됩니다. 

     

    [제브라피쉬 사육시설]

     

    제브라피쉬는 열대성 어류이기 때문에 28.5°C로 온도를 맞춰줄 수 있는 사육시설이 꼭 필요합니다. 또한 일정수준의 산소포화도가 유지되어야 하기때문에 물을 지속적으로 순환시켜줘야 합니다. 물의 pH도 중요합니다. 이 모든 것을 갖춘 사육시설을 반드시 가지고 있어야 합니다. 현재 다양한 국내외 회사에서 꼭 필요한 모든 시스템을 갖춘 아파트형 사육시설을 판매하고 있습니다.   

     

     

    그림 1. 국산 제브라피쉬 사육시설 (회사명: S&F)

     

     

    [제브라피쉬 급여장치]

     

    제브라피쉬 급여장치는 치어용 로티퍼 배양장치와 성어용 brine shrimp(artemia) 배양장치로 나눌 수 있습니다. 치어와 성어 모두 건조 먹이를 통해 급여할 수도 있지만 생존율과 영양상태를 고려한다면 하루에 최소 1 ~ 2회는 로티퍼 또는 brine shrimp를 급여하는 것이 좋습니다.

     

     

    [로티퍼 생육 프로토콜]

     

    1. Rotifer는 1% 천일염 / 28~29℃ 조건에서 생육한다. 치어는 salt shock를 방지하기 위해 0.1% 해수염(sea salt)에서 생육한다.

    2. 이때 온도는 항온기를 이용한 중탕방식으로 정확하게 맞춰준다. 

    3. 공기펌프를 이용하여 약한 강도로 에어레이션(aeration)을 해준다(산소공급).

       (강한 에어레이션은 오히려 rotifer에게 좋지 않다.)  

    4. Rotifer는 클로렐라를 먹이로 하며 급여는 스포이트 또는 혈청분리관을 이용하여 일정량 분주한다.

      (너무 많은 잉여 클로렐라는 해로운 생육 환경을 조성하므로 배양액이 연두색 정도가 될 정도만 주는 것이 좋다.)

    5. 대사산물과 잉여 클로렐라는 바닥에 가라앉게 되어 생육에 안좋은 영향을 미치므로 제거한다. 

    6. 수득은 수요에 따라 다르지만 일반적으로 전체 배양액의 10%~30% 정도를 알맞은 거름망을 통해 분리하는 방식으로 진행한다.

       (이때 바닥에 대사산물을 함께 제거하는 것이 좋다.)

    7. 사용한 배양액만큼 신선한한 배양액을 다시 넣어주어 생육한다.

    8. 대사산물을 제거하는데 한계가 있으므로 2주에 한번은 새로운 배양 용기에 접종하는 것이 좋다. 

       생육환경이 좋으면 rotifer는 알을 2개~5개 가지고 다니지만, 환경이 좋지 않을 경우 알을 가지고 다니지 않는 개체가 많아진다.

     

     

    그림 2. Rotifer: 아래 동그란 것은 로티퍼 알입니다. (그림출처: https://www.intrafish.com/aquaculture/zooplankton-week-part-debunking-the-myths-about-rotifers/1-1-1221092)

     

    그림 3. 로티퍼 생육장치 (사진출처: 노현주)

     

     

    [Brine Shrimp 생육 프로토콜]
     

    Brine shrim는 적절한 온도, 소금 농도 그리고 강한 에어레이션이 주어지면 부화하게 됩니다 (18시간 정도 소요). 이 부화된 개체를 급여합니다.

     

    1. 20L Hatchery에 정수된 물 18L를 채운다.

    2. Hatchery에 에어펌프와 히터를 연결한다. (온도 28℃ 유지)

    3. 물 1L당 일반 굵은 소금(천일염) 20~25g을 넣은 후 소금을 녹인다.

    4. 소금을 다 녹인 후 brine shrimp를 물 1L당 2~2.5g을 넣는다.

    5. Brine shrimp를 넣은 후 백열등을 켜준다.

    6. 정상적으로 18시간 내에 부화가 시작되며, 24∼30시간이 되면 거의 (80%~90%) 부화한다.

    7. 24시간이 지나서 부화가 완성되었다고 판단될 때, 에어펌프와 히터를 분리한 후 백열등을 끈다.

    8. 부화된 후 공기공급을 멈추면 부화된 유생은 밑으로 가라앉고 껍질은 수면에 뜨게 된다.

    9. 가라앉은 유생을 껍질과 섞이지 않게 빼내어 소금물을 제거시킨 후 스포이드로 적당량을 급여 한다.

    10. 2~3일 정도 냉장고에 유지 보관이 가능하다.


    (더욱 자세한 내용은 지노믹디지인 홈페이지 참고: http://zebrafish.co.kr/)

     

    그림 4. Brine Shrimp (그림출처: Brinannica. https://www.britannica.com/animal/brine-shrimp)

     

     

     

    그림 5. 대형 배양장치 (사진: 노현주)

     

     

    [배양기]

     

    배아 배양을 위해서는 28.5°C 를 유지할 수 있는 배양기(인큐베이터)가 필요합니다. 더운 여름에는 일반 인큐베이터를 사용하면 온도 조절이 어려울 수 있기때문에 저온 인큐베이터를 구매하여 사용하는 것이 좋습니다. 또한 광주기(약 14시간)와 암주기(약 10시간)을 지켜주는 것이 좋기 때문에 배양기 내부에 타이머를 설치하여 빛(형광등, LED)을 공급해 주는 것을 추천합니다. 백열전구처럼 강한 열을 낼 수 있는 광원은 피하기 바랍니다.

     

    그림 6. 저온 인큐베이터 (사진출처: 노현주)

     

     

    [물고기 교배장치]

     

    제브라피쉬는 교배장치에 전날 저녁시간에 넣어둡니다. 암수는 동수로 넣어주고 중간에 칸막이를 설치하여 상호 접촉을 막아 놓습니다. 다음날 불이 켜지면 칸막이를 제거하여 자연교배를 유도합니다. 제브라피쉬 egg는 아래로 가라앉게 되고 이 egg를 수거하여 실험에 이용합니다.  

     

     

    그림 7. 물고기 교배장치 (출처: Techniplast. https://www.tecniplast.it/uk/product/07l-tank.html)

     

     

    [미세조작도구]

     

    제브라피쉬 배아 미세조작을 위해서는 우선 micropipette puller를 이용하여 매우 가느다란 주사바늘을 직접 만들어야 합니다. (주로 WPI제품 미세유리관을 사용) 

     

    그림 8. Micropipeete Puller 와 유리관

     

    Egg의 미세조작을 위해서는 1. Micromanipulator, 2. Injector, 3. 해부현미경이 필요합니다. 

     

      

    그림 9.  미세조작도구

     

     

     

     

     

     

     

     

    • 제브라피쉬 연구를 위해 기본적으로 갖춰야할 기자재는 무엇이 있나요?
    Print
  • 볼바키아(Wolbachia)는 Wolbachia pipentis라는 단일 종을 이루고 있으며 alpha-proteobacteria에 속하는 그람 음성균입니다. 볼바키아는 모계로부터 유전되며 자연계의 절지동물(arthropods)의 60% 이상이 볼바키아와 공생하고 있다고 알려져 있습니다.

     

    볼바키아는 공생하는 숙주동물의 세포질 불합치(cytoplasmic incompatibility)를 유도하여 숙주동물이 암컷인 자손을 많이 낳도록 성비를 교란 시킵니다. 그러나 Drosophila melanogaster는 볼바키아에 감염되더라도 성비교란작용이 약하거나 거의 나타나지 않는다고 알려져 있습니다. 최근에는 초파리가 볼바키아에 감염되었을 때, 초파리의 항바이러스 능력이 향상된다는 연구도 보고되었습니다. 

     

    초파리가 볼바키아에 감염되더라도 눈에 띄는 표현형은 없기 때문에, 초파리 체내에 볼바키아가 있는지는 볼바키아 특이적인 프라이머를 이용한 PCR을 통해 확인합니다. 볼바키아를 제거하는 방법으로는 초파리에게 테트라사이클린 항생제를 먹이는 방법이 주로 사용됩니다. 

     

     

    그림. 볼바키아에 감염된 곤충 세포 (그림출처: https://www.labroots.com/trending/microbiology/3037/bacteria-aid-fight-zika)

     

     

    • 초파리를 감염시키는 Mite의 종류에는 어떤 것들이 있나요? Mite 감염을 예방하는 방법이 있나요? 만약 감염이 된다면 어떻게 하면 좋을까요?
    • 초파리에 공생하는 미생물(Gut Microbiome)은 무엇이 있나요?
    • 1. Hedges LM, Brownlie JC, O'Neill SL, Johnson KN. Wolbachia and virus protection in insects. Science. 2008;322(5902):702.
    • 2. Glaser RL, Meola MA. The native Wolbachia endosymbionts of Drosophila melanogaster and Culex quinquefasciatus increase host resistance to West Nile virus infection. PLoS One. 2010;5(8):e11977.
    • 3. Xu J, Cherry S. Viruses and antiviral immunity in Drosophila. Dev Comp Immunol. 2014;42(1):67-84.
    • 4. Miller WJ, Ehrman L, Schneider D. Infectious speciation revisited: impact of symbiont-depletion on female fitness and mating behavior of Drosophila paulistorum. PLoS Pathog. 2010;6(12):e1001214. 
    • 5. Cogni R, Ding SD, Pimentel AC, Day JP, Jiggins FM. Wolbachia reduces virus infection in a natural population of Drosophila. Commun Biol. 2021;4(1):1327.
    •  
    Print
  • 초파리 동물 모델을 가지고 실험하는 실험실에 가장 위협이 되는 것이 바로 mite 감염(mite infestation) 입니다. 초파리를 감염 시키는 mite는 mite의 속(genus) 중 Gamasodes가 가장 흔하게 발견된다고 보고되고 있습니다. Gamasodes mites 감염은 초파리의 생식력, 수명 및 유전자 발현에도 영향을 끼치기 때문에 mite에 감염되지 않도록 주의해야 합니다.
     

     

    Gamasodes deutonymph (사진 출처: https://idtools.org/id/mites/invasive_mite/Invasive_Mite_Identification/key/Mesostigmata/Media/Html/Gamasodes.htm)

     

     

    [Mite 감염 예방법]

     

    1. 외부에서 유입되는 초파리 스톡은 2세대 정도 격리시킵니다.

      - Mite가 없는 것이 확인되기 전에는 스톡 뚜껑을 열지 않습니다.

     

    2. 초파리 스톡을 주기적으로 transfer 합니다.

      - Mite의 life cycle은 일반적으로 초파리보다 길다고 알려져 있습니다. 성체 초파리가 태어난 후 바로 새로운 배지로 옮겨준다면 mite 감염을 방지하는데 도움이 됩니다.

     

    3. 실험실을 깨끗하게 유지하기

      - Mite는 죽은 유기물의 사체 등을 먹으며 살아갑니다. 또한 mite와 mite 알은 에탄올에 취약하다고 합니다. 그러므로 초파리를 관찰하는 현미경, 벤치, CO2 패드 등을 실험 전에 항상 에탄올로 소독하고 하시기를 권합니다. 벤질 벤조에이트가 처리된 천 (10% benzyl benzoate in 95% ethanol)을 초파리를 유지하는 곳에 깔고 주기적으로 교체 하는 것도 mite 감염 예방에 도움이 될 수 있습니다.

     

     

    [Mite에 감염 되었다면?]

     

    Mite에 감염된 스톡은 바로 폐기처분합니다. 폐기처분할 때는 mite가 다른 실험실 공간에 노출되지 않도록 주의하고 고압멸균과정을 거쳐 mite가 살아있지 않도록 합니다. Mite에 감염된 스톡이 폐기처분 할 수 없는 중요한 라인이라면 성체 초파리를 매일 새로운 바이알에 1주일 동안 transfer합니다. Transfer 한 바이알에서 mite가 사라졌다면 이 라인을 3세대 정도까지 관찰 후 mite-free 한 상태임을 확인하고 실험에 사용하면 됩니다. 
     


     

    • 초파리는 Wolbachia에 감염된다고도 하던데, 무엇이며 어떻게 확인하며, 예방법 및 대처 법에는 어떤 것들이 있나요?
    • 초파리가 Mite에 감염되면 어떻게 되나요?
    • Mite 감염이 무엇인가요?
    Print
  • Germ-free (GF) 초파리는 장내미생물이 없는 무균 초파리를 뜻합니다. 무균 초파리는 장내미생물의 역할과 기능을 규명하기위해 만들어집니다. 장내미생물은 숙주 동물의 장 속에 공생하고 있는 미생물로 장내미생물이 지니는 유전자 집합체를 장내 마이크로바이옴(gut microbiome)이라고 합니다. 장내 마이크로바이옴은 숙주 동물의 영양분 흡수, 면역 시스템 조절, 뇌 발달 및 행동 조절 등에 중요한 역할을 하는 것이 증명되었고 현재도 많은 연구가 진행 중 입니다. 

     

    초파리는 다른 모델 동물에 비해 상대적으로 쉽게 무균초파리나 특정 미생물만을 가지고 있는 초파리(gnotobiotic fly)를 만들 수 있어, 장내미생물과 숙주의 상호작용을 규명하는 모델 시스템으로 활발히 활용되고 있습니다. 무균 초파리를 만들 때는 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite)을 이용해 초파리 알의 chorion을 벗겨내는 방법(dechorionation)이 주로 사용됩니다. 제작 방법은 아래 그림을 참고하시기 바랍니다. 
     

     

     

    [무균 초파리 만드는 법]

     

    ① 이스트가 도포된 플레이트를 이용해 초파리 알을 모은다.

    ② 모아진 알을 망으로 옮겨 담고 초파리 알 겉에 묻은 이스트를 씻어낸다.

    ③ 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite)을 이용해 알의 chorion을 벗겨낸다. (dechorionation)

    ④ 남아있는 차아염소산나트륨을 씻어낸다.

    ⑤ 무균화 된 알을 멸균된 배지가 들어있는 바이알에 뿌린다.

     

    * ② 단계부터 클린 벤치 안에서 진행함.

     

    • 초파리는 Wolbachia에 감염된다고도 하던데, 무엇이며 어떻게 확인하며 예방법 및 대처법에는 어떤 것들이 있나요?
    • 초파리도 장내미생물이 있나요?
    • 1. Douglas AE. The Drosophila model for microbiome research. Lab Anim (NY). 2018;47(6):157-164. 
    • 2. Trinder M, Daisley BA, Dube JS, Reid G. Drosophila melanogaster as a High-Throughput Model for Host-Microbiota Interactions. Front Microbiol. 2017;8:751. 
    • 3. Nagpal J, Cryan JF. Microbiota-brain interactions: Moving toward mechanisms in model organisms. Neuron. 2021;109(24):3930-3953.
    • 4. Shin SC, Kim SH, You H, et al. Drosophila microbiome modulates host developmental and metabolic homeostasis via insulin signaling. Science. 2011;334(6056):670-674.
    •  
    Print