精子活性化・走化性時における卵と精子の遠隔分子認証システムの解明

• Project Area: Elucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
• Project/Area Number: 22112507
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 学 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60301785)
• Project Period (FY): 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2011: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2010: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 生体分子 / 生理活性物質 / 受精 / 精子走化性 / 鞭毛運動 / カタユウレイボヤ

Research Abstract

動植物を問わず多くの生物の受精時において、精子（雄性配偶子）は卵（雌性配偶子）から分泌される物質によって活性化され、走化性運動を示す。この卵に対する精子活性化・走化性現象は、体外受精をする多くの動物門において種特異的な反応であることが知られており、精子が最初に同種の卵を認識する遠隔分子認証システムである。我々は、これまでこの精子活性化・走化性機構の解明に取り組み、尾索動物カタユウレイボヤの精子活性化・誘引物質が新奇の硫酸化ステロイドSAAFであることを明らかにし、さらにSAAF受容体の候補として、原形質膜型Ca2+/ATPase(PMCA3)をみいだしている。本研究では、精子活性化・誘引物質が同定され、その受容体の解明も進んでいるカタユウレイボヤでの成果を土台として、精子がどのように同種の卵由来の物質を認証し、卵の位置を特定し、精子運動制御をしているかを解明することを目的とする。今年度は同定された受容体候補分子であるカタユウレイボヤPMCA(CiPMCA)を培養細胞に発現し、カルシウムイメージングを行った。このうち精子で高発現しているvariantを同定した。さらに、CiPMCAは精子ではVariant Bしか発現していないが、variant A, B共にSAAFと相互作用することがわかった。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Role of Mos/MEK/ERK cascade and Cdk1 in Ca2+ oscillations in fertilized ascidian eggs. (2012)
  • Author(s): Sensui, Noburu
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 367 Issue: 2 Pages: 208-215
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2012.05.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spermchemotaxis and regulation of flagellarmovement by Ca^<2+> (2011)
  • Author(s): Yoshida M., & Yoshida K.
  • Journal Title: Mol. Hum. Reprod Volume: 17 Issue: 8 Pages: 457-465
  • DOI: 10.1093/molehr/gar041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lipid Rafts : Keys to Sperm Maturation, Fertilization, and Early Embryogenesis. (2011)
  • Author(s): Kawano, N.
  • Journal Title: Journal of Lipids
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanism regulating Ca^<2+>-dependent mechanosensory behaviour in sea urchin spermatozoa (2011)
  • Author(s): Kambara, Y.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 36 Pages: 69-82
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of the MAPK pathway has an essential role in the acrosome reaction in miniature pig sperm. (2010)
  • Author(s): Kawano, N.
  • Journal Title: Reproduction in Domestic Animals Volume: 45 Pages: 263-268
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Role of Ca^<2+> in chemotactic behavior of ascidian sperm (2011)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: 6^<th> Asian-Pacific Organization for Cell Biology Congress
  • Place of Presentation: EDSA Shangri-La (Manila, Philippines)
  • Year and Date: 2011-02-26
• [Presentation] スジキレボヤ精子活性化誘引物質の構造決定を目指した合成研究 (2011)
  • Author(s): 柴田 一、土川博史、松森信明、村田道雄、大石 徹、平館裕希、吉田 学、森澤正昭
  • Organizer: 第99回有機合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 慶應大薬学部（東京）
• [Presentation] 精嚢分泌タンパクSVS2のマウス体内受精における役割について (2011)
  • Author(s): 河野菜摘子、 荒木直也、吉田 薫、吉田 学、宮戸健二
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子走化性における細胞膜型Ca2+/ATPaseの役割 (2011)
  • Author(s): 中島 章、吉田 薫、吉田 学
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [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: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [Presentation] Sperm Chemotaxis in the Ascidian Ciona Intestinalis. (2011)
  • Author(s): Yoshida, Manabu
  • Organizer: BIT's 1st Annual World Congress of Marine Biotechnology
  • Place of Presentation: Dalian World Expo Center, Dailian, China
  • Invited
• [Presentation] Plasma membrane Ca2+/ATPase acts as a SAAF receptor and regulates chemotactic response in the ascidian spermatozoa. (2011)
  • Author(s): Yoshida, K., Nakashima, A., Inaba, K., and Yoshida, M.
  • Organizer: Gordon Research Conference: Fertilization and the Activation of Development
  • Place of Presentation: Holderness School, Plymouth, NH, USA
• [Presentation] マウス精子の受精能獲得抑制に対する精嚢分泌タンパク質SVS2の作用 (2010)
  • Author(s): 荒木直也
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質受容機構 (2010)
  • Author(s): 吉田薫
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質受容機構 (2010)
  • Author(s): 吉田学
  • Organizer: 日本動物学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学教養学部(東京都目黒区)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質の受容体探索 (2010)
  • Author(s): 吉田薫
  • Organizer: 日本プロテオーム学会2010年会
  • Place of Presentation: 東京ベイホテル東急(千葉県浦安市)
  • Year and Date: 2010-07-26
• [Presentation] Mechanism of ascidian sperm chemotaxis. (2010)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: 11th International Symposium on Spermatology
  • Place of Presentation: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • Year and Date: 2010-06-27
• [Presentation] Function of seminal vesicle secretion proteins (SVSs) in capacitation of mouse sperm. (2010)
  • Author(s): Araki, N.
  • Organizer: 11th International Symposium on Spermatology
  • Place of Presentation: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • Year and Date: 2010-06-25
• [Presentation] A plasma membrane Ca^<2+> ATPase is a potential candidate for the SAAF receptor (2010)
  • Author(s): Yoshida, K.
  • Organizer: 11th International Symposium on Spermatology
  • Place of Presentation: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • Year and Date: 2010-06-25
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子誘引物質SAAF受容体の探索 (2010)
  • Author(s): 吉田学
  • Organizer: 第24回海洋生物活性談話会
  • Place of Presentation: 休暇村大久野島(広島県竹原市)
  • Year and Date: 2010-06-05
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子走化性における細胞膜型Ca2+/ATPase の役割
  • Author(s): 中島 章，松永 茂，吉田 薫，吉田 学
  • Organizer: 第6回鞭毛・ダイニン機能研究会
  • Place of Presentation: 東京大学理学部２号館講堂（東京都文京区）
• [Presentation] Sperm Chemotaxis in the Ascidian Ciona intestinalis
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: 3rd JAMBIO forum
  • Place of Presentation: School of Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan
  • Invited
• [Book] Regulation of sperm chemotaxis in the ascidian, Ciona intestinalis. in "Sperm Cell Research in the 21st Century: Historical Discoveries to New Horizons." (2012)
  • Author(s): Yoshida, Manabu
  • Total Pages: 239
  • Publisher: Adthree Publishing Co.
• [Book] Effects of the Seminal Plasma Proteins Semenogelin (SEMG)/Seminal Vesicle Secretion 2 (SVS2) on Sperm Fertility. "Human Spermatozoa : Maturation, Capacitation and Abnormalities" Ed : Lejeune T and Delvaux Pascal pp205-220. (2010)
  • Author(s): Yoshida K
  • Total Pages: 545
  • Publisher: Nova Science Publishers
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科附属臨海実験所
  • URL: http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/
• [Remarks] 東大三崎臨海実験所吉田グループFaceBookページ
  • URL: http://www.facebook.com/MMBS.YoshidaLab
• [Remarks]
  • URL: http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/research/Yoshida/figs/index.html