卵因子が制御する精子細胞内シグナルの可視化

• Project Area: Elucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
• Project/Area Number: 22112503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 柴 小菊 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70533561)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2010: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 細胞・組織 / 生理学 / 動物 / 鞭毛・繊毛 / 生殖 / 受精

Research Abstract

本研究では、蛍光イメージングを用いた細胞内シグナルの可視化技術により受精における卵側からの精子機能調節機構を明らかにすることを目的とし、カタユウレイボヤ精子運動活性化、走化性遊泳、卵到達時に精子細胞内で起こるシグナル変化に着目して研究を推進した。平成23年度は、22年度に引き続きカタユウレイボヤ精子運動活性化シグナル伝達経路の解明を目指した。カルシウムイメージングと運動解析を行うことにより、卵由来因子SAAFと細胞内cAMP上昇、過分極はいずれも精子運動活性化を引き起こすが、卵由来因子SAAFのみが可溶型アデニル酸シクラーゼによって制御されるカルシウムの振動を引き起こすことを明らかにした。これらの成果については日本動物学会第82回大会および領域会議において報告した。また領域内外の共同研究を活発に行い、ホヤ、ウズラ、イモリ、アサリ精子の運動制御機構を明らかにし、日本動物学会第82回大会、平成24年度日本水産学会春季大会で成果報告を行った。名古屋大学との共同研究により、カタユウレイボヤ自家不和合性において精子が卵側の因子を認識する際のカルシウムイメージングを行い、精子の自己非自己認識にカルシウムが関与していることを明らかにし、この成果は米国科学アカデミー紀要(PNAS誌)に掲載された。

Research Products

• [Journal Article] Self-incompatibility response induced by calcium increase in sperm of the ascidian Ciona intestinalis (2012)
  • Author(s): Saito T, Shiba K, Inaba K, Yamada L, Sawada H
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 109(11) Pages: 4158-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Why small males have big sperm : dimorphic squid sperm linked to alternative mating behaviours (2011)
  • Author(s): Iwata Y, Shaw P, Fujiwara E, Shiba K, Kakiuchi Y, Hirohashi N
  • Journal Title: BMC Evol Biol Volume: 11(236) Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanism regulating Ca(2+)-dependent mechanosensory behaviour in sea urchin spermatozoa (2011)
  • Author(s): Kambara, Y., Shiba, K., Yoshida, M., Sato, C., Kitajima, K., Shingyoji, C.
  • Journal Title: Cell Struct Funct. Volume: 36(1) Pages: 69-82
  • NAID: 130004137565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ankAT-1 is a novel gene mediating the apical tuft formation in the seaurchin embryo (2010)
  • Author(s): Yaguchi, S., Yaguchi, J., Wei, Z., Shiba, K., Angerer, L.M., Inaba, K.
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 348(1) Pages: 67-75
  • NAID: 120007137750
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ホヤ精子運動活性化におけるカルシウムシグナリング (2012)
  • Author(s): 柴小菊
  • Organizer: 新学術領域研究「動植物アロ認証」第4回領域会議
  • Place of Presentation: 筑波大学(茨城)
• [Presentation] ウニ胚繊毛運動におけるカラクシンの機能 (2012)
  • Author(s): 水野克俊、谷口順子、柴小菊、谷口俊介、稲葉一男
  • Organizer: 2012年生体運動研究合同班会議
  • Place of Presentation: 筑波大学(茨城)
• [Presentation] マガキガイ異型精子の形成と正型精子の運動 (2012)
  • Author(s): 柴田大輔、柴小菊、稲葉一男
  • Organizer: 2012年生体運動研究合同班会議
  • Place of Presentation: 筑波大学(茨城)
• [Presentation] ホタテガイ由来卵成熟休止因子OMAFの精子運動抑制調節へのCa2+の関与 (2012)
  • Author(s): 松村夏希・Hadi Alavi・伊藤直樹・高橋計介・尾定誠・加藤元一・寺井しま・稲葉一男・柴小菊
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京)
• [Presentation] 海の中のミクロの世界～鞭毛と繊毛 (2011)
  • Author(s): 柴小菊
  • Organizer: 動物学会(関東支部)企画ビデオ講演会:-動画で見る海の生物の世界-
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] 海産無脊椎動物精子を用いた鞭毛運動制御機構の解析 (2011)
  • Author(s): 柴小菊・稲葉一男
  • Organizer: 第63回日本細胞生物学会大会サテライトシンポジウム「繊毛研究のニューフロンティア-構造から機能そして病態へ-」
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-29
• [Presentation] ホヤ精子運動活性化におけるカルシウムシグナリング (2011)
  • Author(s): 柴小菊・稲葉一男
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] 精子運動性の制御によるホヤ自家不和合性の成立 (2011)
  • Author(s): 齋藤貴子、柴小菊、稲葉一男、山田力志、澤田均
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] ウニ幼生繊毛運動におけるCa2+結合タンパク質カラクシンの機能 (2011)
  • Author(s): 水野克俊、谷口順子、柴小菊、谷口俊介、稲葉一男
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] ウズラの輸卵管の抽出物が精子の運動に及ぼす影響 (2011)
  • Author(s): 松崎芽衣・柴小菊・稲葉一男・水島秀成・笹浪知宏
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] SMIS抗原をコードする遺伝子の同定とこれを介して誘起されるイモリ精子の超活性化 (2011)
  • Author(s): 沓澤恵、高山-渡辺絵理子、中内祐二、柴小菊、稲葉一男、渡辺明彦
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] 精子集合の仕組みと意味 (2011)
  • Author(s): 広橋教貴, 柴小菊, 毛利達磨, 馬場昭次
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] カタユウレイボヤ卵に於ける細胞外pH上昇による精子誘引物質の放出 (2011)
  • Author(s): 泉水奏, 柴小菊, 馬場昭次、稲葉一男、吉田学
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [Presentation] Characterization of adenylylcyclase involved in sperm motility activation in Ciona intestinalis (2010)
  • Author(s): Kogiku Shiba, Akiko Hozumi, Kazuo Inaba
  • Organizer: 11^<th> International Symposium on Spermatology
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [Presentation] Function of NCS family protein calaxin in the regulation of sperm flagellar waveform (2010)
  • Author(s): Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • Organizer: 11^<th> International Symposium on Spematology
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [Presentation] Ca2+-dependent Regulation of Sea Urchin Sperm Swimming Before and After Mechanical Stimulation (2010)
  • Author(s): Yuka Kambara, Kogiku Shiba, Chihiro Sato, Ken Kitajima, Chikako Shingyoji
  • Organizer: 11^<th> International Symposium on Spermatology
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [Presentation] Characterization of adenylylcyclase involved in flagellar motility activation in Ciona sperm (2010)
  • Author(s): Kogiku Shiba, Akiko Hozumi, Kazuo Inaba
  • Organizer: FASEB Summer Research Conferences : The Biology of Cilia and Flagella
  • Place of Presentation: Saxtons River, VT, USA
• [Presentation] NCS family protein calaxin is a calcium dependent dynein modulator responsible for sperm chemotaxis (2010)
  • Author(s): Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • Organizer: FASEB Summer Research Conferences : The Biology of Cilia and Flagella
  • Place of Presentation: Saxtons River, VT, USA
• [Presentation] NCSファミリータンパク質カラクシンのホヤ精子走化性における機能 (2010)
  • Author(s): 水野克俊, 柴小菊, 稲葉一男
  • Organizer: 日本動物学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [Presentation] ヤリイカ精子の受精戦略1 (2010)
  • Author(s): 岩田容子, 藤原英史, 垣内康孝, 柴小菊, 馬場昭次, ショウポール, 広橋教貴
  • Organizer: 日本動物学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [Presentation] ヤリイカ精子の受精戦略2 (2010)
  • Author(s): 広橋教貴, 藤原英史, 垣内康孝, 柴小菊, 馬場昭次, 岩田容子
  • Organizer: 日本動物学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [Presentation] カタユウレイボヤにおける自己非自己識別分子とそれを介するカルシウムシグナルの解析 (2010)
  • Author(s): 齋藤貴子、柴小菊、稲葉一男、原田淑人、山田力志、澤田均
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド,神戸
• [Book] Sperm Cell Research in the 21st Century : Historical Discoveries to New Horizons, 'Molecular comparison of the axonemal components between sperm flagella and Chlamydomonas flagella.' (2012)
  • Author(s): Kogiku Shiba, Katsutoshi Mizuno, Kazuo Inaba
  • Publisher: Adthree Publishing Co., Ltd.(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/ronbun.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~inaba/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/ronbun.html