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Elucidating the molecular mechanisms of fertilization common to vertebrate animal models

Research Project

Project/Area Number 20KK0155
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

藤原 祥高  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70578848)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊川 正人  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20304066)
江森 千紘  大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (10868136)
櫻井 伸行  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特別研究員 (10808281)
Project Period (FY) 2020-10-27 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords受精膜融合 / 精子膜タンパク質 / 種特異性 / 進化
Outline of Research at the Start

本研究では、受精膜融合と異種間受精を制御する精子膜タンパク質の探索と機能解析を目的に、実験動物の小型魚類とマウスを用いて取り組む。国際共同研究先のウィーンバイオセンターへ出向き、研究代表者らと共同研究者が小型魚類を用いた解析を行う。研究代表者らはその成果をマウス解析へと還元することで、魚類から哺乳類までの脊椎動物間で広く保存される受精の分子メカニズムの解明に挑む。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、受精膜融合と異種間受精を制御する精子膜タンパク質の探索と機能解析を目的に、実験動物の小型魚類とマウスを用いて取り組む。研究代表者と若手研究者がチームを組み、国際共同研究先のウィーンバイオセンターへ出向いて小型魚類を用いた解析を行う。研究代表者らはその成果をマウス解析へと還元することで、魚類から哺乳類までの脊椎動物間で広く保存される受精の分子メカニズムの解明に挑む。

初年度に計画していた国際共同研究先での訪問研究は、今般の新型コロナウイルス感染症の影響で延期を余儀なくされた。しかし、国内で計画していたマウス実験は順調に進み、解析を行った2種類の精子膜タンパク質(未発表のため非公開)についてはすでに論文投稿段階までこぎ着けた。その他には、脊椎動物間で保存される遺伝子の種を越えた機能補完を検証するため、ヒト遺伝子を持つトランスジェニック(Tg)マウスの開発に成功し現在ノックアウト(KO)マウスとの交配を進めている。さらに、計画していた配偶子特異的GPIアンカー様タンパク質のKOマウスをゲノム編集を用いて開発したところ、雄性不妊であることを発見したので今後その原因を明らかにしていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度計画していた国際共同研究先(ウィーンバイオセンター)への訪問は新型コロナウイルス感染症の影響で延期になってしまったが、メールやウェブ会議により研究計画のひとつが論文投稿段階まで届いたことを考慮して、現在までの進捗状況は概ね順調と評価した。

Strategy for Future Research Activity

計画2年目の2021年度も新型コロナウイルス感染症の影響で国際共同研究先へ訪問の目途が立たないのが現状である。日本およびヨーロッパでの収束とワクチン接種の状況を鑑みて安全に研究を実施できる環境を確保してから渡航を計画したい。しかし、こちらで行うマウス解析は順調に進んでいることから、引き続き異種の遺伝子を導入したトランスジェニックマウスの開発と機能解析を実施する。本課題の目的である、脊椎動物間で広く保存される遺伝子が種を越えて機能補完できるのか?という疑問に挑みたい。

Report

(1 results)
  • 2020 Research-status Report

Research Products

(11 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] ウィーンバイオセンター(オーストリア)

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  • [Int'l Joint Research] ベイラー医科大学(米国)

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  • [Journal Article] ゲノム編集技術を応用した精子受精能力の制御メカニズムの解明2021

    • Author(s)
      藤原祥高
    • Journal Title

      ゲノム編集技術を応用した製品開発とその実用化

      Volume: 1 Pages: 489-495

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  • [Journal Article] Large-scale discovery of male reproductive tract-specific genes through analysis of RNA-seq datasets2020

    • Author(s)
      Robertson MJ, Kent K, Tharp N, Nozawa K, Dean L, Mathew M, Grimm SL, Yu Z, Legare C, Fujihara Y, Ikawa M, Sullivan R, Coarfa C, Matzuk MM, Garcia TX.
    • Journal Title

      BMC Biology

      Volume: 18 Pages: 103-103

    • DOI

      10.1186/s12915-020-00826-z

    • NAID

      120006957462

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tmprss12 is required for sperm motility and uterotubal junction migration in mice2020

    • Author(s)
      §Larasati T., §Noda T., Fujihara Y., Shimada K., Tobita T., Yu Z., Matzuk M.M., Ikawa M.
    • Journal Title

      Biol Reprod.

      Volume: - Pages: 254-263

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa060

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated genome-edited mice reveal 10 testis-enriched genes are dispensable for male fecundity2020

    • Author(s)
      Park Soojin、Shimada Keisuke、Fujihara Yoshitaka、Xu Zoulan、Shimada Kentaro、Larasati Tamara、Pratiwi Putri、Matzuk Ryan M、Devlin Darius J、Yu Zhifeng、Garcia Thomas X、Matzuk Martin M、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Biol Reprod.

      Volume: 103 Pages: 195-204

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa084

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 遺伝子改変技術を用いた疾患モデル動物開発法の進歩と循環器病研究への貢献2020

    • Author(s)
      藤原祥高
    • Journal Title

      循環器病研究の進歩

      Volume: 41 Pages: 67-74

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遺伝子改変マウスを用いた精子膜タンパク質FIMPの機能解析2020

    • Author(s)
      藤原祥高、Yonggang Lu、野田大地、大字亜沙美、Tamara Larasati、北加奈子、Zhifeng Yu、Ryan M. Matzuk、Martin M. Matzuk、伊川正人
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会
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  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Yoshitaka_Fujihara/?lang=japanese

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  • [Remarks] 国立研究開発法人国立循環器病研究センター分子生物学部HP

    • URL

      http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/bioscience/index.html

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  • [Remarks] 大阪大学微生物病研究所遺伝子機能解析分野HP

    • URL

      https://egr.biken.osaka-u.ac.jp/

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Published: 2020-10-29   Modified: 2021-12-27  

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