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Functional analysis of JNK-type MAPKs on C. elegans spermiogenesis

Research Project

Project/Area Number 19K06448
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42030:Animal life science-related
Research InstitutionSetsunan University

Principal Investigator

Nishimura Hitoshi  摂南大学, 理工学部, 教授 (80241347)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsJNK型MAPK / 線虫 / 精子形成 / 精子活性化 / spermiogenesis / 化合物 / 精子形成・活性化
Outline of Research at the Start

精子の形成およびその後の活性化は,次世代の誕生に必須な過程である。最近,我々は,JNK型MAPKが線虫における精子形成・活性化に重要な役割を果たしていることを示唆するデータを得た。そこで,本研究では,(1)線虫ゲノムに存在する4種類のJNK型MAPK遺伝子のうち,どれが精子形成・活性化に関与しているか,(2)そのJNKがどのような基質タンパク質をリン酸化しているのか,という点を明らかにする。本研究成果は,JNK型MAPKの新規機能の発見につながることが期待できる。JNKは幅広い生物種で保存されているため,他の生物種における精子形成・活性化においても,JNKが関与している可能性は高い。

Outline of Final Research Achievements

JNK-type MAPKs are well known to act in stress response and apoptosis. However, it is unclear whether JNKs are involved in reproduction. The C. elegans genome encodes four JNK-type MAPKs (JNK-1, KGB-1, KGB-2, C49C3.10). This study was carried out to identify JNKs that act during C. elegans spermiogenesis and their substrates. It has been so far suggested that C. elegans spermiogenesis is induced via either of the SPE-8 class dependent, the SPE-8 class independent or the DDI-4-triggered pathways. When kgb-1 and kgb-2 genes were examined using mutant worms in which either or both of these two genes are disrupted, I found that these two genes are presumably involved in the DDI-4 pathway. On the other hand, it was suggested that C49C3.10 gene participate in the SPE-8 class-dependent pathway. Currently I am trying to identify substrate proteins for KGB-1/KGB-2 and C49C3.10.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来より,JNK型MAPKがストレス応答やアポトーシスに関与していることは知られているが,本研究では,線虫における精子形成・活性化にもJNK型MAPKが関与していることを初めて示唆した.さらに,線虫精子と哺乳類精子の活性化が互いに類似したプロセスを経ることから,哺乳類精子の活性化にもJNK型MAPKが寄与していることが予想される.現在,JNK型MAPKを活性化する化合物が知られているが,そのような活性を持つ化合物を創製することにより,男性不妊に対する新規治療薬・検査薬のシード(種)化合物となることが期待される.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2021 2020

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 化合物DDI-4は線虫およびマウス精子を活性化する2021

    • Author(s)
      白木梨央奈,島田幸拡,金子眞弓,山中美貴子,大倉光平, 橋場優喜,橋本正陽,軽尾友紀子,表 雅章,西村 仁
    • Organizer
      2021年度 日本動物学会 近畿支部研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] The C. elegans spermiogenesis-inducing compound DDI-4 can trigger the acrosome reaction in mouse spermatozoa2021

    • Author(s)
      Riona Shiraki, Yoshihiro Shimada, Mayumi Kaneko, Mikiko Yamanaka, Kouhei Ohkura, Youki Hashiba, Masaharu Hashimoto, Yukiko Karuo, Masaaki Omote, Hitoshi Nishimura
    • Organizer
      23rd International C. elegans Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DDI-4は線虫精子とマウス精子を活性化する化合物である2020

    • Author(s)
      白木梨央奈, 島田幸拡, 山中美貴子, 金子眞弓, 大倉光平, 橋場優喜, 橋本正陽, 軽尾友紀子, 表雅章, 西村仁
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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