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Role of CRISP2 in the functional evolution of the sperm storage in vas deferens

Research Project

Project/Area Number 20K06763
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

WATANABE Eriko  山形大学, 学士課程基盤教育機構, 准教授 (20337405)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡邉 明彦  山形大学, 理学部, 教授 (30250913)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsCrisp / sperm storage / newt / Crisp2 / アカハライモリ / 貯精 / CRISP2 / CRISP / 輸精管 / 両生類 / ゲノム編集
Outline of Research at the Start

アカハライモリ等の有尾両生類では、精子は形成されてから雌に受け渡されるまでの数カ月間にわたって、雄の輸精管内で受精能を維持した状態のまま貯蔵が可能であることから、貯精後に受精能獲得を必要とする哺乳類等とは異なる貯精機構の存在が示唆される。本研究では、Ca2+透過性チャネルを抑制的に制御するCysteine-rich secretory protein 2 (CRISP2)遺伝子をゲノム編集により欠損させた動物の精子の受精に関わる表現型の変化の解析と、抗体を用いたCRISP2の発現様式を解析することにより、有尾両生類の輸精管の機能進化に果たしたCRISP2の役割を検証する。

Outline of Final Research Achievements

We identified Crisp2v and Crisp2vs as newly CRISP proteins which suppress the gating of Ca2+channels. Crisp2v and Crisp2vs were suggested to be expressed in the vas deferens of newt. Crisp2vs is a splicing variant lacking ICR domain that suppress the gating of Ca2+channels. In sperm of the newt, intracellular Ca2+ is localized to the midpiece to keep fertilizability. We showed that as for the individual which was higher in the relative expression of Crisp2vs to Crisp2v in the vas deferens, higher was the rate of sperm in which intracellular Ca2+ is localized to the midpiece, in the reproductive season. We also found that Crisp2v and Crisp2vs gene was included in the RNAseq data of tissues containing pelvic or ventral glands which synthesized component proteins of the spermatophore. It was suggested that Crisp2v and Crisp2vs maintain the sperm quality in the vas deferens and spermatophore of newt.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

異なる受精様式を持つ動物種においては貯精部位、期間がそれぞれ異なり、独自の貯精機構を持つと考えられる。本研究により、体内受精を行う有尾両生類では、輸精管を含む雄性生殖管におけるCRISP2vとCRISP2vsを用いた独自の精子のクオリティー維持機構を獲得したことにより、その受精様式を成立させるために必要な長期の貯精が可能となったことが示された。CRISP2vとCRISP2vsは細胞外タンパク質であることから、生殖補助医療や家畜生産における精子のクオリティー維持技術の開発に貢献することも期待できる。

Report

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

    (7 results)

All 2023 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Identification and characterization of sperm motility‐initiating substance‐2 gene in internally fertilizing <scp> <i>Cynops</i> </scp> species2023

    • Author(s)
      Furukawa Haruka、Mito Shinya、Nishio Jun、Sato Nozomi、Ando Yoshihiro、Tominaga Atsushi、Toyama Fubito、Nakauchi Yuni、Takayama‐Watanabe Eriko、Watanabe Akihiko
    • Journal Title

      Development, Growth &amp; Differentiation

      Volume: 65 Issue: 3 Pages: 144-152

    • DOI

      10.1111/dgd.12846

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differences of extracellular cues and Ca2+ permeable channels in the signaling pathways for inducing amphibian sperm motility.2021

    • Author(s)
      T. Sato, T. Arimura, K. Murata, M. Kawamura, W. Obama, M.Suzuki, Y. Nakauchi, A.Tominaga, M. Morita, K. Hiraoka, E. Takayama-Watanabe, A.Watanabe .
    • Journal Title

      Zool. Sci.

      Volume: 38 Issue: 4 Pages: 343-351

    • DOI

      10.2108/zs200159

    • NAID

      40022654854

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アカハライモリの精子機能調節における細胞内pH の関与に関する研究2021

    • Author(s)
      後藤小百合、高山ー渡辺絵理子、渡邉明彦
    • Organizer
      日本動物学会2021年度東北支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SMIS遺伝子の重複はイモリ科において起こった2021

    • Author(s)
      古川春佳、富永篤、高山-渡辺絵理子、渡邉明彦
    • Organizer
      日本動物学会第92大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アカハライモリ卵ジェリー層のpHは精子運動を活性化する2021

    • Author(s)
      後藤小百合、高山ー渡辺絵理子、渡邉明彦
    • Organizer
      日本動物学会第92大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アカハライモリ精子の貯蔵機能に関与する新たなCrisp2 の発見2020

    • Author(s)
      佐藤のぞみ、高山-渡辺絵理子、渡邉明彦
    • Organizer
      2020年度動物学会東北支部大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] アカハライモリの精包精子における自発的な先体反応の抑制2020

    • Author(s)
      井上拓、渡辺絵理子、渡邉明彦
    • Organizer
      2020年度動物学会東北支部大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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