小胞体品質管理の破綻と受精障害

• Project/Area Number: 20059020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 伊川 正人 Osaka University, 微生物病研究所, 准教授 (20304066)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2008: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: シャペロン / 遺伝子組換え / ノックアウト / calreticulin / calnexin

Research Abstract

カルネキシンおよびカルレティキュリンは細胞の小胞体に局在し、膜・分泌蛋白質が成熟する過程でその品質管理に重要なレクチンシャペロンとして機能する。しかしいずれも体細胞に普遍的に発現するために、ノックアウトマウスを作製すると胚性致死もしくは生まれても発育不全となる。そのため成熟個体での機能解析を行うことは不可能もしくは非常に困難であった。そこで我々はcre/loxPシステムを用いることにより、これらのシャペロンを任意の組織や細胞・時期特異的(コンディショナル)に欠損するマウスを作製し、成熟個体でその機能解析を行った。
全身でカルネキシンを欠損させると、離乳時までにホモ欠損個体の約半数が死亡、もしくは生存したとしても体重が約半分程度まで低下する成長不全となることを確認した。体が小さいためにホモ欠損雄マウスは交尾回数が少ないものの、交尾した場合には野生型と同様の子孫が得られた。つまりカルネキシンは精子の受精能力に必須でないことが証明された。次に卵細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するマウスと交配させて、卵子特異的にカルネキシンを欠損させたが、交配実験・体外受精実験により、カルネキシン欠損卵子は野生型卵子と同等の受精能力を有していることを確認した。このことからカルネキシンは精子や卵子の受精能力に必須でないことが明らかとなった。
全身でカルレティキュリンを欠損させた場合には、胚性致死となる。そこで精細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するngn3-cre,nanos3-creマウスと交配させたが、これらの系統では完全に欠損させることができないことが判明した。次に卵細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するマウスと交配させて、卵子特異的にカルレティキュリンを欠損させたが、交配実験で産子を得ることができなかった。このことからカルレティキュリンは雌の妊孕性に必須であることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Disruption of ADAM3 impairs the migration of sperm into oviduct in mouse. (2009)
  • Author(s): Yamaguchi R, Muro Y, Isotani A, Tokuhiro K, Takumi K, Adham I, Ikawa M, Okabe M.
  • Journal Title: Biol Reprod. 81(1) Pages: 142-146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of endoplasmic reticulum stress response by a BBF2H7-mediated Sec23a pathway is essential for chondrogenesis. (2009)
  • Author(s): Saito A, Hino S, Murakami T, Kanemoto S, Kondo S, Saitoh M, Nishimura R, Yoneda T, Furuichi T, Ikegawa S, Ikawa M, Okabe M, Imaizumi K.
  • Journal Title: Nat Cell Biol. 11(10) Pages: 1197-1204
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Signalling mediated by the endoplasmic reticulum stress transducer OASIS is involved in bone formation. (2009)
  • Author(s): Murakami T, Saito A, Hino S, Kondo S, Kanemoto S, Chihara K, Sekiya H, Tsumagari K, Ochiai K, Yoshinaga K, Saitoh M, Nishimura R, Yoneda T, Kou I, Furuichi T, Ikegawa S, Ikawa M, Okabe M, Wanaka A, Imaizumi K.
  • Journal Title: Nat Cell Biol. 11(10) Pages: 1205-1211
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted gene modification in mouse ES cells using integrase-defective lentiviral vectors (2009)
  • Author(s): Okada, Y. et.al.
  • Journal Title: Genesis (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Putative sperm fusion protein IZUMO and the role of N-glycosylation (2008)
  • Author(s): Inoue, N. et.al.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 377 Pages: 910-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cd52, known as a major maturation-associated sperm membrane antigen secreted from the epididymis, is not required for fertilization in the mouse (2008)
  • Author(s): Yamaguchi, R. et.al.
  • Journal Title: Genes Cells 13 Pages: 335-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanisms of sperm-egg interactions emerging from gene-manipul ated animals (2008)
  • Author(s): Ikawa, M. et.al.
  • Journal Title: Int J Dev Biol 52 Pages: 657-64
  • Peer Reviewed
• [Remarks]
  • URL: http://kumikae01.gen-info.osaka-u.ac.jp/members/ikawa/index.htm