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  • 508 병원체에 감염된 랙을 어떻게 관리해야 하나요?자동세척기(Rack washer)로 감염된 랙을 처리해도 되나요? 마우스/랫드 사육관리 MOV
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  • 507 아픈 실험동물을 치료해도 되는 걸까요? 마우스/랫드 질병 MOV
    유사질문
    • 아픈 실험동물의 치료가 연구 결과에 영향을 주지 않을까요?
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  • 506 실험동물을 이용해서 Single cell RNA-Seq 실험을 수행하면 무엇을 확인하고 해석할 수 있을까요? 마우스/랫드 실험방법 MOV
    유사질문
    • 마우스 Brain을 이용해서 single cell RNA-Seq 실험을 한 결과가 논문에 어떻게 실리게 되나요?
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  • 505 마우스에게 인공호흡기를 연결해야 하는데 기관 내 삽관은 어떻게 하나요? 마우스/랫드 실험방법 MOV
    유사질문
    • 마우스에게 기관 내 삽관을 시행할 때 어떤 점을 유의해야 하나요?
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  • 504 마우스와 랫드를 같은 사육실에서 검역해도 되나요? 마우스/랫드 사육관리 MOV
    유사질문
    • 마우스와 랫드를 검역 목적으로만 같은 공간에 일시적으로 수용해도 되나요?
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  • 503 대사질환 초파리 질병 모델에는 어떤 것들이 있고 어떤 형질전환체를 사용하나요? 초파리 형질전환
    - 초파리는 비만·당뇨 등 대사질환 연구의 강력한 유전 모델로 활용되고 있음.
     
    - brummer, Akh, Dilp, chico 돌연변이체는 비만·인슐린 저항성·당뇨를 모사하며, TRPγ, TRPA1 등 감각채널은 대사 조절과 행동적 항상성의 연결고리로 작용함.
     
    1) 비만(Obesity) 및 지질대사 질환: brummer(지방분해효소), adipokinetic hormone (Akh) → 돌연변이체 비만 유발

     

    2) 당뇨병(Diabetes) 및 인슐린 저항성: Dilp2, Dilp3, Dilp5 돌연변이체 → 혈당 상승, 성장 지연 → 당뇨 모델. chico 돌연변이체 인슐린 수용체 기질 단백질 (IRS homolog) → 인슐린 신호 저하, 수명 연장, 고혈당.

     

    3) 대사-수면-섭식 연계 질환: neuropeptide F, sNPF 돌연변이체 → 섭식 과잉, 대사 불균형. Leucokinin, Ion transport peptide 돌연변이체 → 대사-수분 균형 관련 대사 질환 모델.

     

    4) 미토콘드리아/에너지 대사 질환: pink1, parkin 돌연변이체 → 미토콘드리아 기능 저하, 근육 퇴행, 에너지 대사 장애. ATP6 돌연변이체 → 미토콘드리아성 대사질환 모델.

     

    5) TRP 돌연변이체: TRPA1 돌연변이체 → 감각–섭식–대사 연결 → 비만/당뇨 모델의 행동적 대사 이상 연구에 사용. trpγ 돌연변이체 → 직접적으로 혈당 항상성과 연결 → 당뇨병/대사질환 모델로 활용 가능.

     

     

     

     

     

     

    유사질문
    • 초파리도 비만이 있나요?
    • 초파리 당뇨병 모델이 있나요?
    References
      - Grönke, S., Beller, M., Fellert, S., Ramakrishnan, H., Jäckle, H., & Kühnlein, R. P. (2003). Control of fat storage by a Drosophila PAT domain protein. Current biology, 13(7), 603-606.
       
      - Bharucha, K. N., Tarr, P., & Zipursky, S. (2008). A glucagon-like endocrine pathway in Drosophila modulates both lipid and carbohydrate homeostasis. Journal of Experimental Biology, 211(19), 3103-3110.
       
      - Broughton, S. J., Piper, M. D., Ikeya, T., Bass, T. M., Jacobson, J., Driege, Y., ... & Partridge, L. (2005). Longer lifespan, altered metabolism, and stress resistance in Drosophila from ablation of cells making insulin-like ligands. Proceedings of the
      National Academy of Sciences, 102(8), 3105-3110.
       
      - Clancy, D. J., Gems, D., Harshman, L. G., Oldham, S., Stocker, H., Hafen, E., ... & Partridge, L. (2001). Extension of life-span by loss of CHICO, a Drosophila insulin receptor substrate protein. Science, 292(5514), 104-106.
       
      - Krashes, M. J., DasGupta, S., Vreede, A., White, B., Armstrong, J. D., & Waddell, S. (2009). A neural circuit mechanism integrating motivational state with memory expression in Drosophila. Cell, 139(2), 416-427.
       
      - Sakai, T., Shiraishi, A., Kawada, T., Matsubara, S., Aoyama, M., & Satake, H. (2017). Invertebrate gonadotropin-releasing hormone-related peptides and their receptors: an update. Frontiers in endocrinology, 8, 217.
       
      - Nath, D. K., Dhakal, S., & Lee, Y. (2025). TRPγ regulates lipid metabolism through Dh44 neuroendocrine cells. ELife, 13, RP99258.
    비만 당뇨 인슐린 대사 상동성
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  • 502 근골격계 초파리 질병 모델에는 어떤 것들이 있고 어떤 형질전환체를 사용하나요? 초파리 형질전환
    - 초파리 근골격계 질병 모델은 인간의 근육 관련 질환을 유전학적으로 재현하기 위해 다양하게 발전됨.
     
    - 대표적으로 Dystrophin 또는 Sarcoglycan 결손에 의한 근이영양증 모델, Smn 결손을 통한 척수성 근위축증(SMA) 모델, TDP-43, FUS, SOD1 등의 과발현으로 유도한 근위축성 측삭경화증(ALS) 모델 등이 있음.
     
    - 이들 형질전환체는 근섬유 퇴화, 운동능 저하, 신경근접합 이상 등을 모사하며, 신경근 질환 연구의 핵심 도구로 활용됨.

     

    1) 근이영양증 (Muscular dystrophy): Dystrophin, Dystroglycan, Sarcoglycan, Laminin 등 유전자 변이 → Duchenne/Becker 근이영양증(DMD/BMD) 모델.

     

    2) 구심성 근위축증 (Centronuclear myopathy): 인간 MTM1, BIN1, DNM2 관련 → 초파리에서는 amphiphysin, shibire 돌연변이체 모델.

     

    3) Emery-Dreifuss muscular dystrophy (EDMD): 인간 Emerin, Lamin A/C 관련 → 초파리에서는 Lamin C 돌연변이체 모델.

     

    4) 척수성 근위축증 (Spinal muscular atrophy, SMA): 인간 SMN1 결손 → 초파리 Smn 돌연변이체

     

    5) 근위축성 측삭경화증 (ALS): 인간 TDP-43, FUS, SOD1, C9orf72 관련 → 초파리에서는 대응하는 TDP-43, FUS, SOD1G85R을 과발현한 돌연변이체 사용.

     

     

    그림1. DGC(Dystrophin Glycoprotein Complex)

     

     

    그림2. 구심성 근위축증

     

     

    그림3. EDMD와 관련된 단백질

     

     

    그림4. SMN1 유무로 구별된 정상인과 척수성 근위축증 환자

     

     

    그림5. ALS 발병 관련 유전자

     

     

     

    유사질문
    • 초파리로 근육 질환을 연구할 수 있나요?
    • 초파리 애벌레는 왜 사육병의 벽을 기어 올라가나요? 초파리 성체는 왜 위로 올라가나요?
    References
      - Shcherbata, H. R., Yatsenko, A. S., Patterson, L., Sood, V. D., Nudel, U., Yaffe, D., ... & Ruohola‐Baker, H. (2007). Dissecting muscle and neuronal disorders in a Drosophila model of muscular dystrophy. The EMBO journal, 26(2), 481-493.
       
      - Musselman, L. P., & Kühnlein, R. P. (2018). Drosophila as a model to study obesity and metabolic disease. Journal of Experimental Biology, 221(Suppl_1), jeb163881.
       
      - Gáliková, M., & Klepsatel, P. (2018). Obesity and aging in the Drosophila model. International journal of molecular sciences, 19(7), 1896.
       
      - Diop, S. B., & Bodmer, R. (2012). Drosophila as a model to study the genetic mechanisms of obesity‐associated heart dysfunction. Journal of cellular and molecular medicine, 16(5), 966-971.
       
      - Cossu, G. (2004). Fusion of bone marrow–derived stem cells with striated muscle may not be sufficient to activate muscle genes. The Journal of clinical investigation, 114(11), 1540-1543.
    근육 근이영양증 SMA ALS 상동성
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  • 501 수컷 초파리에서는 왜 재조합(recombination)이 일어나지 않나요? 초파리 형질전환
    - 수컷 초파리에서 재조합이 일어나지 않으며, 이 현상을 ‘Achiasmy(achiasmate meiosis)’라 칭함.
     
    - 재조합은 일반적으로 감수분열 제1분열 전기(prophase I)에서 상동염색체가 짝을 이루고, 시넵토넵탈 복합체(SC; synaptonemal complex)가 형성되면서 일어남.
     
    - 이 과정에서 염색체가 교차(cross-over)하여 새로운 대립유전자 조합이 생기게 되는데, 수컷 초파리에서는 SC가 형성되지 않음.
     
    - 상동염색체가 쌍을 이루긴 하지만, 포유동물이나 암컷 초파리처럼 SC를 통해 긴밀히 붙지 않기 때문에 재조합이 발생하지 않음.
     
    - 따라서 유전적 재조합이 억제된 채로 감수분열이 진행됨.
     
    - 이는 구성단백질 (C(3)G, C(2)M, 등)이 발현되지 않으며, (DSB; DNA double-strand break) 유도 효소인 Spo11에 의한 절단이 거의 일어나지 않기 때문임.
     
    - 즉, 재조합을 시작할 분자적 신호 자체가 차단되어 있음.
     
    - 대신 수컷에서는 염색체 인식 및 pairing이 주로 염색체 말단·반복서열(heterochromatin-rich region)을 통해 이루어지고, 재조합 없이도 정확히 분리됨.
     
     

    그림1. 암컷 초파리에서 보이는 전형적인 감수분열 경로

     

      - 암컷 초파리는 시넵토넵탈 복합체(SC)의 형성, 교차현상(cross-over)가 나타남.

     

      - 수컷 초파리는 SC가 형성되지 않기 때문에, recombination이 일어나지 않음.

    유사질문
    • 초파리 수컷의 감수분열은 암컷과 어떻게 다른가요?
    • 서로 다른 염색체 상의 형질전환 유전자를 합치는 방법에 대해 알려주세요
    • 같은 염색체 상의 형질전환 유전자를 합치는 방법에 대해 알려주세요
    References
      - Morgan, T. H. (1910). Sex limited inheritance in Drosophila. Science, 32(812), 120-122.
       
      - Haldane, J. B. (2022). Sex ratio and unisexual sterility in hybrid animals. In Selected Genetic Papers of JBS Haldane (Routledge Revivals) (pp. 495-503). Routledge.
       
      - Roeder, G. S. (1997). Meiotic chromosomes: it takes two to tango. Genes & development, 11(20), 2600-2621.
       
      - Kabakci, Z., Reichle, H. E., Lemke, B., Rousova, D., Gupta, S., Weber, J., ... & Lehner, C. F. (2022). Homologous chromosomes are stably conjoined for Drosophila male meiosis I by SUM, a multimerized protein assembly with modules for DNA-binding
      and for separase-mediated dissociation co-opted from cohesin. PLoS Genetics, 18(12), e1010547.
    재조합 성별 감수분열 발생 밸런서
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  • 500 초파리의 수면 행동을 관찰하는 실험에는 어떤 것들이 있고 어떤 형질전환체를 사용하나요? 초파리 형질전환

    1) 수면 행동 관찰 시험

     

    ① DAM (Drosophila Activity Monitor) system

     

    - DAM 시스템은 초파리의 움직임을 측정하는 기반의 장비를 사용함.

     
    -초파리는 눈꺼풀이 없어, 시각적으로 수면에 들었는지 확인이 어렵기 때문에 DAM 시스템을 사용함.
     
    - 초파리는 개별적인 유리관에 보관되며, 한 방향은 먹이(1% 자당 등), 다른 한 방향은 탈출을 방지하기 위해 솜으로 막혀 있음.
     
    - 초파리가 적외선(infrared)를 감지하지 못하는 것을 이용하여, 튜브 중앙에 적외선을 쏘아주고 다른 방향에서는 적외선을 감지함.
     
    - 초파리가 중앙을 통과하게 된다면, 쏘아진 적외선은 초파리에게 막히게 되며, 적외선 감지기는 적외선을 받지 못함.
     
    - 이렇게 초파리가 중앙을 통과하는 것은 소프트웨어 상, 초파리가 1회 움직였다고 카운트함.
     
    - DAM은 컴퓨터와 연결되어 수치화 된 움직임을 시간대별로 저장하고, 5분간 초파리가 카운팅 되지 않는 경우, 수면에 들었다고 가정함.
     
    - 활동성(Activity)과 수면(sleep time)뿐만 아니라 불이 꺼진 후 잠에 들기까지 걸린 시간(latency time), 1회 수면의 길이(bout time), 깨고 자는 횟수(bout number) 등과 같은 여러 파라미터의 측정이 가능함.
     
    - DAM 시스템은 온도 및 습도, 빛 조절이 가능한 인큐베이터 내에서 진행되는 경우가 많으며, 빛의 조절로 밤/낮을 설정이 가능함.
     
    - 수면 시험과 비슷하게 일주기(circadian) 시험도 DAM 시스템을 활용할 수 있음.
     
    - 또한 160-320마리의 초파리의 수면을 동시에 측정이 가능함.
     
     

    ② 비디오 추적법(video tracking)

     
    - 비디오 추적법도 마찬가지로 초파리의 움직임을 측정하여 수면을 측정함.
     
    - DAM 시스템은 어느 정도 정형화가 되어 있지만, 비디오 추적법은 다양한 시험법이 존재함.
     
    - DAM 시스템의 경우 원통형의 유리관에 한 마리의 초파리를 넣어 관찰하지만, 비디오 추적법의 경우 바(bar), 플레이트(plate) 등과 같이 제약이 적음.
     
    - DAM 시스템과 같이 대부분 한 마리의 초파리를 관찰하지만, 비디오 추적법은 적외선이 아닌 카메라로 영상을 녹화하여 녹화된 영상을 분석하며, 초파리가 X, Y축으로의 움직임, 더 자세히는 다리와 날개의 움직임도 포착이 가능함.
     
    - 이러한 장점을 갖는 비디오 추적법은 더 정밀한 수면의 정의를 내려야 하며, 코딩을 활용하여 행동 패턴 분석이 가능합니다.
     
     
     
     

    2) 형질전환체

     

    ① 수면과 관련된 유전자 돌연변이체

     

    - Shaker, Sleepless, Hyperkinetic, Quiver 등의 돌연변이체

     

     

    ② 생체시계 관련 유전자 돌연변이체

     
    - Period, timeless, clock, cycle 등의 돌연변이체

     

     

    ③ 신경퇴행성 질환 모델 초파리: 대표적인 3대 신경퇴행성 질환

     
    - 파킨슨 모델: DJ-1β 돌연변이체
     
    - 알츠하이머 모델: Appl 돌연변이체

     

    - 헌팅턴 모델: 신경세포에 HTT를 발현시킨 모델(UAS-HTT with elav-GAL4)

     

     

    ④ 신경전달물질 및 수용체 관련 돌연변이체

     
    - Amnesiac: amn 돌연변이체
     
    - Dopamine transporter: DAT 돌연변이체
     
    - Dopamine 1-like receptor: 1Dop1R2 돌연변이체
     
    - Serotonin receptor 1B: 5-HT1B 돌연변이체
     
    - Serotonin receptor 2A: 5-HT2A 돌연변이체 
    유사질문
    • 초파리도 잠을 자나요?
    • 초파리의 수면은 어떻게 정의되나요?
    References
      - Sang, J., Dhakal, S., & Lee, Y. (2021). Cucurbitacin B suppresses hyperglycemia associated with a high sugar diet and promotes sleep in Drosophila melanogaster. Molecules and cells, 44(2), 68-78.
       
      - Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., & Tononi, G. (2000). Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science, 287(5459), 1834-1837.
       
      - Gilestro, G. F. (2012). Video tracking and analysis of sleep in Drosophila melanogaster. Nature protocols, 7(5), 995-1007.
       
      - Tomita, J., Ueno, T., Mitsuyoshi, M., Kume, S., & Kume, K. (2015). The NMDA receptor promotes sleep in the fruit fly, Drosophila melanogaster. PloS one, 10(5), e0128101.
       
      - Keleman, K., Vrontou, E., Krüttner, S., Yu, J. Y., Kurtovic-Kozaric, A., & Dickson, B. J. (2012). Dopamine neurons modulate pheromone responses in Drosophila courtship learning. Nature, 489(7414), 145-149.
    수면 행동 DAM 시스템 비디오 추적 상동성
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  • 499 초파리의 기억력 행동을 관찰하는 실험에는 어떤 것들이 있고 어떤 형질전환체를 사용하나요? 초파리 형질전환

    1) 기억력 행동 관찰 시험법 (파블로프의 개)

     

    -초파리의 기억력 행동은 보통 ‘고전적 조건형성(classical conditioning)’을 기반으로 시작됩니다. 파블로프의 개(Pavlovian)가 좋은 예시임.
     
    -인간의 경우, 언어나 숫자, 시각적인 기억 등을 기억하여 직접 질문을 하여 언어로 대답이 가능함.
     
    -하지만, 동물모델의 경우에는 그렇지 않기 때문에, 무조건 반사를 이용하여 조건을 형성을 필요로 함.
     
    -파블로프의 개 이론은 무조건 반사(먹이에 대한 반응)과 중성자극(종 울림)을 엮어 조건을 형성하게 되는데, 조건 형성은 학습 능력에 의해 결정됨.
     
    -학습능력이 빠르다면, 조건 형성이 빨라지게 되며, 조건이 형성되었다면, 기존 중성자극이 조건자극으로 바뀌어 무조건 반사와 같은 행동을 취하게 됨.
     
     

    2) 기억력 행동 관찰 시험법 (초파리)

     

    - 초파리의 대표적인 단기기억(short-term memory) 시험법인 ‘맛-연상 기억력 시험(taste-associative memory assay)’에서는 무조건 자극은 자당(sucrose)이며, 이에 대한 반응은 자당을 먹기 위해 입을 뻗는 행위(PER; Proboscis Extension Response)임.
     
    - 이 시험법은 중성자극이 아니라 초파리가 쓰다고 느끼는 카페인을 혐오자극으로 사용함.
     
    - 무조건 반사(다리에 자당을 제공) 후에 혐오자극(카페인 입에 제공)하고, 이를 수차례 반복한다면, 초파리는 입을 뻗을 시, 카페인이 입에 닿아 처벌을 받을 것으로 기억됨.
     
    - 이렇게 조건이 형성된다면, 다리에 자당을 주어도, 입을 뻗지 않음.
     

    - 조건 형성 후, 조건 자극만을 시간대별로 제공하여 반사행동이 되는 시간을 측정하여 단기기억능력 측정이 가능함.

     

    3) 형질전환체

     

    ① 신경퇴행성 질환 모델 초파리: 대표적인 3대 신경퇴행성 질환

     

    - 파킨슨 모델: DJ-1β 돌연변이체
     
    - 알츠하이머 모델: Appl 돌연변이체
     
    - 헌팅턴 모델: 신경세포에 HTT를 발현시킨 모델(UAS-HTT with elav-GAL4)
     

    ② Rutabaga & Dunce 돌연변이체: cAMP 합성 혹은 분해 저해

     

    - rut 혹은 dnc 돌연변이체

     

    ③ 신경전달물질 및 수용체 관련 돌연변이체

     
    - Amnesiac: amn 돌연변이체
     
    - Dopamine transporter: DAT 돌연변이체
     
    - Dopamine 1-like receptor: 1Dop1R2 돌연변이체
     
    - Serotonin receptor 1B: 5-HT1B 돌연변이체
     

    - Serotonin receptor 2A: 5-HT2A 돌연변이체

     

    유사질문
    • 초파리의 학습능력을 어떻게 측정하나요?
    • 초파리의 기억 관련 유전자가 있나요?
    References
      - Préat, T. (1998). Decreased Odor Avoidance after Electric Shock in Drosophila Mutants Biases Learning and Memory Tests. Journal of Neuroscience, 18(20), 8534-8538.
       
      - Poudel, S., & Lee, Y. (2018). Impaired taste associative memory and memory enhancement by feeding Omija in Parkinson’s disease fly model. Molecules and cells, 41(7), 646-652.
       
      - Sang, J., Poudel, S., & Lee, Y. (2024). In vivo effects of Salicornia herbacea and Calystegia soldanella extracts for memory improvement. Journal of Microbiology and Biotechnology, 34(5), 1092.
       
      - Goguel, V., Belair, A. L., Ayaz, D., Lampin-Saint-Amaux, A., Scaplehorn, N., Hassan, B. A., & Preat, T. (2011). Drosophila amyloid precursor protein-like is required for long-term memory. Journal of Neuroscience, 31(3), 1032-1037.
       
      - Wang, C. M., Wu, C. Y., Lin, C. E., Hsu, M. C., Lin, J. C., Huang, C. C., ... & Chiang, H. C. (2023). Forgotten memory storage and retrieval in Drosophila. Nature communications, 14(1), 7153.
       
      - Tomita, J., Ueno, T., Mitsuyoshi, M., Kume, S., & Kume, K. (2015). The NMDA receptor promotes sleep in the fruit fly, Drosophila melanogaster. PloS one, 10(5), e0128101.
       
      - Keleman, K., Vrontou, E., Krüttner, S., Yu, J. Y., Kurtovic-Kozaric, A., & Dickson, B. J. (2012). Dopamine neurons modulate pheromone responses in Drosophila courtship learning. Nature, 489(7414), 145-149.
    기억 학습 행동 신경망 상동성
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