| Project/Area Number |
23K23190
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| Project/Area Number (Other) |
22H01922 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28040:Nanobioscience-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
西山 雅祥 近畿大学, 理工学部, 准教授 (10346075)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 俊樹 県立広島大学, 生物資源科学部, 教授 (40292833)
佐藤 裕公 群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (40545571)
今井 洋 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (60391869)
松浦 宏治 岡山理科大学, 生命科学部, 教授 (70443223)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
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| Keywords | 鞭毛 / 高圧力顕微鏡 / 運動マシナリ / 分子操作 / ナノバイオ |
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| Outline of Research at the Start |
精子は鞭毛と呼ばれる長い繊維を振動させることで、卵子へと遊泳している。鞭毛は数百種類ものタンパク質からなる複雑な構造をもち、部品の一部を欠失すると動かなくなる。研究代表者らは、こうした構造欠陥をもつ鞭毛が高圧力下で運動再開する現象を発見してきた。本研究課題では、高圧力下で活性化される鞭毛運動の動作原理を調べる事で、どのようにすれば鞭毛運動を活性化できるのかを明らかにする研究に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核生物は鞭毛と呼ばれる長い繊維状の運動器官をもち、波打ち運動を発生させることで遊泳運動を行う。本研究課題では、高圧力下で鞭毛運動がどのように活性化されるのかその作用機序を明らかにする研究に取り組む。令和5年度は、1) 高圧力下にある精子鞭毛の構造と振動運動を可視化する装置開発、2) 鞭毛運動の解析を行った。1)では、画素数の多いCMOSカメラを選定し（設備備品）、精子の鞭毛運動を長時間追跡可能にした。高圧力観測装置と組み合わせることで、活性化された鞭毛運動を長時間にわたり観測し解析できる実験系として活用できる。また、高圧力下で心筋細胞を観察し、細胞内のCa2+濃度が上昇することなく収縮することを確認した。2) 高圧力下でヒト精子の鞭毛運動を活性させる技術を開発した。真核生物鞭毛は細胞内Ca2+濃度に依存しての波打ち運動を変化させる。Ca2+をキレートした水溶液でヒト精子を希釈した後、高圧力をかけた。常圧力に戻した後、精子の遊泳運動を確認したところ、遊泳速度は加圧前よりも上昇することが判明した（国内特許出願）。高圧力を負荷したことで細胞内Ca2+濃度が変化したと推察される。この知見は過去の結果（単細胞緑藻クラミドモナス, マウスの心筋細胞）とは異なり、生物種による応答の違いが明らかになった。本研究で開発した手法は、誰でも扱える簡便な装置で実施可能であり、特殊な化学物質や遺伝子組換え体を必要としない。そのため、精液採取所や生殖補助クリニックの臨地にて使用できるため臨床応用できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまで開発してきた高圧力技術を活用し、ヒト精子の鞭毛運動を活性化できた（国内特許出願）。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト精子の活性化を生みだした作用機序を明らかにする研究を通じて、臨床応用に適した条件を探索する。
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