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精子ナビゲーション戦略の分子機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaElucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
Project/Area Number 24112709
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

広橋 教貴  島根大学, 生物資源科学部, 准教授 (90376997)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2013: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2012: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords精子走化性 / 体内受精 / スニーカー / RNA-seq / 網羅的トランスクリプトーム / プロテオーム / 精子解糖系 / 精子 / 走化性 / キャパシテーション / 卵管
Research Abstract

ほ乳類など体内受精システムの走化性研究は、非生理的化合物に対する精子受容体の解析が行われている反面、生体内において走化性の存在を示す証拠はほとんどなく、たとえ走化性があるとしても、どのような仕組みで鞭毛運動に方向性を与えているかその理論さえ存在しないのが現状である。生体内の観察では、受精の場に誘引される精子はごく少数であり、しかも確実に受精できる精子を(走化性によるかは不明だが)誘引していると思われる。したがってほ乳類体内で実際に起きている精子の卵への誘導はシンプルな走化性研究ではなく、受精能獲得、超活性化、精子選択など、ほ乳類生殖研究で今後さらに重要となる課題を含んでいる。一方、海産無脊椎動物の精子走化性研究において、走化性物質とその受容体の同定、一連の細胞内情報伝達、非対称性鞭毛打を生じるメかニズム、精子3次元遊泳の測定と理論など哺乳類に比較し、研究全体が進んでいる。哺乳類と海産動物の明確な違いは、受精成立の場であり、精子が射出され、卵へ到達するときの環境、すなわち体内か体外か、が異なる。
そこで、同種でありながら、2つの受精システム(体外受精と体内受精)を有するヤリイカを用いて2タイプの精子の比較を行った。スニーカー雄、ペア雄の精巣からRNAを抽出後、RNA-seqによる網羅的トランスクリプトーム解析、スニーカー精子とペア精子のプロテオーム解析を行い、2タイプの雄のつくるそれぞれの精子に特異的に発現する遺伝子を検索した。その結果、体外受精タイプのスニーカー精子では、ダイニンやチューブリンなどの鞭毛軸糸を構成する構造タンパク質がペア精子に比べ過剰に発現すること、反対にペア精子は、解糖系やミトコンドリアATP産生に関連する酵素がより多く発現することを見出した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Integrative omics analysis reveals differentially distributed proteins in dimorphic euspermatozoa of the squid, Loligo bleekeri2014

    • Author(s)
      Yoshida MA, Yamada L, Ochi H, Iwata Y, Tamura-Nakano M, Sawada H, Sauer WH, Ogura A, Hirohashi N.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 450 Issue: 3 Pages: 1218-1224

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.04.076

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two types of sperm morphology and behaviour within a single species - why do sperm of squid sneaker males form a cluster?2013

    • Author(s)
      Hirohashi N, Iwata Y
    • Journal Title

      Communicative & Integrative Biology

      Volume: 6(6) Issue: 6 Pages: e26729-e26729

    • DOI

      10.4161/cib.26729

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sperm from sneaker male squids exhibit chemotactic swarming to CO22013

    • Author(s)
      Hirohashi et al
    • Journal Title

      Curr Biol.

      Volume: 23 Pages: 775-781

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sperm from Sneaker Male Squids Exhibit Chemotactic Swarming to CO2.2013

    • Author(s)
      Noritaka Hirohashi
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 23 Pages: 1-7

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CO2-taxis in Loliginidae spermatozoa.2012

    • Author(s)
      Noritaka Hirohashi
    • Organizer
      International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants (Joint Meeting of the 2nd Allo-authenticaion Meeting and the 5th Egg-coat Meeting (MCBEEC))
    • Place of Presentation
      Nagoya Garden Palace, Nagoya
    • Year and Date
      2012-11-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A smart cell: spermatozoon of the squids.2012

    • Author(s)
      Noritaka Hirohashi
    • Organizer
      1st. International Workshop of Cephalopods and Other Marine Organisms.
    • Place of Presentation
      JAMSTEC Tokyo office, Tokyo
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CO2に応答する精子鞭毛について2012

    • Author(s)
      広橋教貴
    • Organizer
      第3回 繊毛研究会
    • Place of Presentation
      東大・本郷
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] In Sperm cell Research in the 21st Century: Historical Discoveries to New Horizons.2012

    • Author(s)
      Jin M, Fujiwara E, Hirohashi N.
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      Real-time observations of the mouse sperm acrosome reaction during in vitro fertilization.
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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