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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Isolation and functional analysis of genes controlling totipotency

Planned Research

Project AreaProgram of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number 19H05750
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

伊川 正人  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20304066)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 篠原 隆司  京都大学, 医学研究科, 教授 (30322770)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywordsゲノム編集 / 精子成熟 / 受精 / 卵活性化 / 全能性 / 不妊
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、①生命起動メカニズムの解明、②卵活性化機構の解明をメインテーマとし、さらに③精子エピゲノム獲得機構の解明をサブテーマ として研究を進めている。
①生命起動メカニズムの解明:2023年度も引き続き、卵・卵巣特異的に発現する遺伝子について、CRISPR/Cas9 によりKOマウスを作製し、交配テストを実施した。15遺伝子のKOマウス系統を作って解析したところ、妊孕性試験を終えた8遺伝子のうち、雌の妊孕性が低下した遺伝子が2つ、低下が認められなかった遺伝子が6つであった。また、これまでに解析を終えた、卵・卵巣特異的に発現しても雌の妊孕性に影響しない12遺伝子をまとめて論文投稿した。
②卵活性化機構の解明:卵減数分裂期停止によるヒト不妊症の原因遺伝子と考えられており、卵特異的に発現するWee2 (Wee1 like protein kinase 2)を欠損したマウスを作製して解析を行ったが、Wee2欠損マウスの妊孕性はほぼ正常であり、卵形成にも異常は認められなかった。このほか、国際共同研究により、ZP2微細変異マウスを作製し受精時のZP2切断による多精子受精防止メカニズムについて知見をまとめ論文報告した。
③精子エピゲノム獲得機構の解明:Tex46をKOすると精子頭部奇形を引き起こし、雄性不妊となることを見出し論文報告した。精巣上体の成熟を制御するOVCH2のドメイン機能探索を実施、CUBドメインが不要であることを明らかにした。なお、分担者の篠原らは、精巣精子を用いた顕微授精や体外受精を繰り返すことで、奇形や行動異常が子孫で増加することを見出し論文報告した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ベイラー医科大学/イエール大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ベイラー医科大学/イエール大学
  • [Int'l Joint Research] ワイツマン研究所(イスラエル)

    • Country Name
      ISRAEL
    • Counterpart Institution
      ワイツマン研究所
  • [Journal Article] <i>Tex46</i> knockout male mice are sterile secondary to sperm head malformations and failure to penetrate through the zona pellucida2024

    • Author(s)
      Fujihara Yoshitaka、Miyata Haruhiko、Abbasi Ferheen、Larasati Tamara、Nozawa Kaori、Yu Zhifeng、Ikawa Masahito、Matzuk Martin M
    • Journal Title

      PNAS Nexus

      Volume: 3 Pages: pgae108

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgae108

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Disruption of testis-enriched cytochrome c oxidase subunit COX6B2 but not COX8C leads to subfertility2024

    • Author(s)
      Shimada Keisuke、Lu Yonggang、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Experimental Animals

      Volume: 73 Pages: 1~10

    • DOI

      10.1538/expanim.23-0055

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PABPN1L is required for maternal mRNA degradation after meiosis resumption2024

    • Author(s)
      EMORI Chihiro、KODANI Mayo、ABBASI Ferheen、MORI Masashi、IKAWA Masahito
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 70 Pages: 10~17

    • DOI

      10.1262/jrd.2023-077

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multiple ageing effects on testicular/epididymal germ cells lead to decreased male fertility in mice2024

    • Author(s)
      Endo Tsutomu、Kobayashi Kiyonori、Matsumura Takafumi、Emori Chihiro、Ozawa Manabu、Kawamoto Shimpei、Okuzaki Daisuke、Shimada Keisuke、Miyata Haruhiko、Shimada Kentaro、Kodani Mayo、Ishikawa-Yamauchi Yu、Motooka Daisuke、Hara Eiji、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 7 Pages: 16

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05685-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A CUG-initiated CATSPERθ functions in the CatSper channel assembly and serves as a checkpoint for flagellar trafficking2023

    • Author(s)
      Huang Xiaofang、Miyata Haruhiko、Wang Huafeng、Mori Giulia、Iida-Norita Rie、Ikawa Masahito、Percudani Riccardo、Chung Jean-Ju
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Pages: e2304409120

    • DOI

      10.1073/pnas.2304409120

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A small secreted protein NICOL regulates lumicrine-mediated sperm maturation and male fertility2023

    • Author(s)
      Kiyozumi Daiji、Shimada Kentaro、Chalick Michael、Emori Chihiro、Kodani Mayo、Oura Seiya、Noda Taichi、Endo Tsutomu、Matzuk Martin M.、Wreschner Daniel H.、Ikawa Masahito
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 2354

    • DOI

      10.1038/s41467-023-37984-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 雌雄不妊原因遺伝子の探索と機能解析2023

    • Author(s)
      伊川 正人
    • Organizer
      全能性:公開シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Testis-enriched genes and their functions during spermatogenesis and sperm function2023

    • Author(s)
      Masahito Ikawa
    • Organizer
      Spermatogenesis Conference (Fusion)1st Spermatogenesis Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゲノム編集マウスを通してみる精子成熟と受精2023

    • Author(s)
      伊川 正人
    • Organizer
      第116回日本繁殖生物学会大会
    • Invited
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 mediated-KO screening identified essential genes for fertilization and oocyte activation2023

    • Author(s)
      Masahito Ikawa
    • Organizer
      ASPIRE (Asia Pacific Initiative on Reproduction)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gene Manipulated Animals and the Study of Reproduction2023

    • Author(s)
      Masahito Ikawa
    • Organizer
      第2回非ゲノム情報複製国際シンポジウム
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゲノム編集マウスを通して見る受精2023

    • Author(s)
      伊川 正人
    • Organizer
      第64回日本卵子学会
    • Invited
  • [Presentation] ルミクリン因子と精巣上体での精子成熟2023

    • Author(s)
      伊川 正人
    • Organizer
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • Invited
  • [Presentation] Testis-enriched genes and their functions2023

    • Author(s)
      Masahito Ikawa
    • Organizer
      30 years of (Re) Productive Biology - A Symposium Honoring Professor Martin M. MATZUK at BCM(Baylor College of Medicine)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Testis-enriched genes and their functions for spermatogenesis and fertilization2023

    • Author(s)
      Masahito Ikawa
    • Organizer
      The first Asian Congress for Reproductive Immunology (ACRI 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      https://egr.biken.osaka-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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