融合因子SOFの機能解析を通した精子－卵子の細胞膜融合機構の解明
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20H03172
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
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| Research Institution | Kumamoto University (2021-2023)
Osaka University (2020) |
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Principal Investigator |
野田 大地 熊本大学, 大学院先導機構, 准教授 (50712551)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原山 洋 神戸大学, 農学研究科, 教授 (30281140)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 実験動物学 / 生殖生物学 / 発生工学 / 受精 / 精子 |
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| Outline of Research at the Start |
哺乳類の受精は、精子が卵子細胞膜と融合して雄性染色体を卵子へ送り込むと同時に、卵子を活性化することで完了する。精子と卵子の融合に注目すると、精子側ではIZUMO1、卵子側ではCD9とJUNOが精子-卵子の融合に必須な因子として同定されているが、融合メカニズムの解明には至っていない。本課題では、配偶子融合に関わるSOF1～3の生理学的機能の解析を通して、融合における分子メカニズムの解明を試みる。本研究で得られた成果は、雄性繁殖能力を予想するための新規分子マーカー開発などに応用できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、申請者はSOF2や3と相互作用する因子候補を免疫沈降（IP）/質量分析（MS）により明らかにした。そこで今年度は、これらの因子の中でまだ個体レベルでの機能解析が行われていない2つの因子に注目して、CRSPR/Cas9を用いてノックアウト（knockout; KO）マウスを作製した。なお、作製したKOマウスでは標的遺伝子の翻訳領域が全欠損していた。得られたKO雄マウスの精巣や精巣上体の組織学的異常は認められず、精巣上体尾部に蓄えられている精子の形態や運動性も正常だった。また、これらのKO雄マウスを野生型（WT）雌マウスと同居させて交配当たりの産仔数を調べたが、コントロール雄マウスと同居した雌マウスと差はなかった。以上から、解析した2因子は雄の妊孕性には必須でないことが明らかになった。また、SOF2や3と相互作用する因子を同定するための別アプローチとして、これらの因子とビオチン化酵素を結合させた融合タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを作製している。
融合に必須な精子タンパク質SOF1と相互作用する因子を見つけるために、マウスSOF1を特異的に認識する抗体を作製して、この抗体を使って精子において免疫沈降物を得ることに成功した。現在、このサンプルを用いて相互作用する候補因子の同定をMS解析により試みている。
さらに昨年度に引き続き、マウス既知融合関連遺伝子の機能が種を超えて保存されているかを調べる目的で、他動物種の融合関連遺伝子を発現するトランスジェニックマウスの作製を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記入した研究計画通りに研究を遂行できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製しているSOF2や3にビオチン化酵素を結合させた融合タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを使って、SOFと近接するまたは結合する因子の同定をpull-down assayやMS解析により試みる。さらに同定因子の生理学的機能を調べるために、ゲノム編集技術を使ってKOマウスなどを作製する。マウス融合関連因子の機能が他の動物種でも保存されているのかを、上記で既述した作製中のトランスジェニックマウスを使って解析する。さらに、Sof2や3をKOしたラットを申請者は作製しているので、KO雄ラットの表現型解析を引き続き行う。また申請者は、ウシ精子における受精関連因子の存在量が個体レベルで変化することを突き止めているので、その存在量の差と受胎成績との相関を調べたい。
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Report
(3 results)
Research Products
(23 results)
