精子in vivoスクリーニングによる精子の尾部形成機構解明と男性避妊薬開発への挑戦
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22K20972
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
野口 勇貴 京都大学, 高等研究院, 研究員 (30965562)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | CRISPR-Cas9 / in vivoスクリーニング / 精子形成 / Hub-Explorer / リバイバルスクリーニング / sgRNAライブラリースクリーニング / Genome-wide screening / In vivo screening / sgRNA library / Spermatogenesis / Ciliogenesis / ゲノムワイドスクリーニング / 精子 / 受精能獲得 / 精子尾部形成 |
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| Outline of Research at the Start |
精子の「形態形成」や「機能」を理解するためのアプローチは、個々の遺伝子を欠損させたマウスの精子を解析するリバースジェネティクスが主流であり、「精子の機能」に着目して遺伝子を網羅的に探索するフォーワードジェティクスは実現できていない。申請者は、この課題の解決のため「精子in vivoゲノムワイドスクリーニング法」を樹立し、精子の尾部形成に関与する可能性のある遺伝子を同定した。本研究では、その遺伝子の機能的解析を行い、精子の尾部形成機構の解明、将来的な男性避妊薬のターゲットの提案を目指したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
CRISPR/sgRNAライブラリーを用いたゲノムワイドスクリーニング法は、細胞の増殖や生存を対象にした研究には有効であるが、それ以外の生化学反応を標的とする場合には適用が困難である。これは、増殖とは関わらない生化学現象を対象とするスクリーニングでは、標的の現象を正確に捕捉するための実験系の構築とsgRNAの濃縮方法の開発が必要だからである。この問題に対処するため、申請者の所属研究室では細胞の生化学反応を捕捉する新しいスクリーニング手法、「リバイバルスクリーニング法」を開発した。この方法では、フローサイトメトリーを使用して選別された細胞からライブラリーを再構築することで、特定の生化学反応に関与する因子を同定できる。しかしながら、本手法をマウス個体で実施することは未だできていなかった。そこで、本研究では、このスクリーニング手法をマウスの精巣に適用し、精子形成の完成度を決定する分子機構を網羅的に調べることを試みた。具体的には、①雄生殖細胞特異的なsgRNAライブラリーの導入方法、②精子の生化学的な機能に基づいた精子形成能の評価法、③精子に組み込まれたsgRNAを読み出しライブラリーを再構成する方法を樹立し、精巣を標的としたin vivoスクリーニング法を樹立した。このin vivoスクリーニングにより、レーバー先天性黒内症の原因遺伝子として知られるRetinal Degeneration 3 (RD3)を同定し、この遺伝子が精巣の円形精子で高発現していることを確認した。その後のプロテオミクス解析および、申請者が開発した細胞種特異的なシグナル経路同定ツール「Hub-Explorer」を用いて、RD3がミトコンドリアと相互作用しており、特に繊毛形成誘導時に活性酸素の蓄積を緩和することで酸化ストレスによる細胞損傷を軽減する機能を持つことが示された。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
