• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Elucidation of calcium signaling mechanism in thermotaxis of bovine sperm and its application to improvement of conception rate

Research Project

Project/Area Number 20K06362
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42010:Animal production science-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Hamano Koh-ichi  信州大学, 農学部, 特任教授 (70303443)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高木 優二  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (20226757)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsウシ精子 / 走温性 / 温度勾配 / 制御因子 / 発現機構 / 運動解析 / 精子 / ウシ / カルシウム / 受胎率
Outline of Research at the Start

現在、畜産現場ではウシの受胎率が低下し、改善が急務とされている。泌乳量や肉の霜降りの高度化など様々な要因が指摘されているが、その原因は不明である。解決に向けた取組みとして精子や卵子の生理機能に着目した研究が進められている。申請者は受胎率の改善には温度変化に応じた精子の運動性の評価が必要と考えている。精子は雌生殖道内の温度勾配を認識し、低温域の子宮から高温域の卵管に移動する走温性を発現する。そこで、温度依存的カルシウムチャネルを起点とした精子の走温性に関わるカルシウムシグナル伝達機構を解明し、受精能獲得率を高めることで、効率的なウシの増産を可能にする突破口にする。

Outline of Final Research Achievements

This study is basic research for applying a sperm evaluation method using thermotaxis to livestock production sites. Thermotactic sperm in the low temperature area of the temperature gradient decreased their curvilinear velocity and increased shear angle as they moved to the high temperature area. We confirmed thermotaxis in goat sperm. Sperm calcium ion levels in the temperature gradient area and constant temperature area were different; sperm in the temperature gradient area increased their calcium concentration after 5 seconds and maintained it until 30 seconds later. We confirmed the involvement of TRPV3, 4 channels, and potassium channels in changes in the motility of thermotactic sperm. We confirmed the expression of thermotaxis in spermatozoa in a viscous medium, and found that sperm expressing thermotaxis at high temperatures tended to have a high capacitation rate. It was suggested that hyperactivated motile sperm may adapt to the viscous medium and change their motility.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は精子の走温性における運動調節とカルシウム作用機構を調べた。走温性発現精子の運動性の変化、ヤギ精子の走温性が明らかになり、走温性発現、運動調節機構の一部が解明され、カルシウム作用機構の解析から、温度勾配における精子のカルシウムイオンレベル、走温性発現精子の運動性におけるTRPV、カリウムチャネルの関与が明らかになり、走温性発現経路、伝達機構の一部が解明される。走温性発現精子の受精能の解析から、粘性培地における走温性の発現、CTC染色精子の受精能が解明される。走温性を指標にした精子の受精能の解析、雄ウシの繁殖能力の評価が可能になり、効率的なウシの増産が可能になり、畜産分野に貢献できる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Evidence for existence of insulin-like factor 3 (INSL3) hormone-receptor system in the ovarian corpus luteum and extra-ovarian reproductive organs during pregnancy in goats2021

    • Author(s)
      Pitia A.M., Minagawa I., Abe Y., Kizaki K.,Hamano K., Sasada H., Hashizume K., Kohsaka T.
    • Journal Title

      Cell Tissue Res

      Volume: 385 Pages: 173-189

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] OptiPrep密度勾配遠心によるブタ精子保存液からの卵黄顆粒の除去2023

    • Author(s)
      菅原千愛,高月 颯,田野井優太朗,濱野光市,高木優二
    • Organizer
      第131回日本畜産学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 幼若ブタ精巣細胞の短期冷蔵保存2023

    • Author(s)
      保坂 謙,濱野光市,高木優二
    • Organizer
      第117回日本繁殖生物学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] トリプシン処理したブタ精巣細胞のタイムラプス観察2022

    • Author(s)
      保坂謙、諸白家奈子、濱野光市、高木優二
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ精子への100MPs加圧における卵黄の保護効果2022

    • Author(s)
      高月颯、小林吉倫、濱野光市、古屋元宏、藤田智之、高木優二
    • Organizer
      日本畜産学会第130回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi