哺乳類における配偶子融合の分子認証機構の解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Elucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
• Project/Area Number: 21112006
• Research Institution: National Research Institute for Child Health and Development
• Principal Investigator: 宮戸 健二 独立行政法人国立成育医療研究センター, 生殖・細胞医療研究部, 室長 (60324844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 直和 大阪大学, 微生物研究所, 助教 (50379096)
• Keywords: 膜融合 / CD9 / Izumo1 / エキソソーム / ACE3

Research Abstract

雌雄の生殖細胞による精緻な相互認識機構(アロ認証)は、基本的には雌雄同体の植物や海産動物で、同種異個体間での融合を促進し、自家和合を排除する仕組みである。一方、哺乳動物は雌雄異体であるため、当然、アロの関係にある個体由来の配偶子間相互作用の結果として、配偶子融合が起こる。雌雄同体である植物と、雌雄異体である哺乳動物の配偶子融合機構の研究を組み合わせることで、"配偶子融合に関わる分子認証の仕組み"の解明に取り組んでいる。
現在まで、哺乳類の配偶子に必須である2つの膜融合関連因子(卵子側融合制御因子CD9、精子側融合因子Izumo1)を中心として解析を行った。免疫沈降法によりIzumo1に相互作用する精子膜上のタンパク質として、精巣特異的なACE3を同定した。機能は不明であったため、ACE3欠損マウスを作製すると、Izumo1の局在に影響を及す因子であることがわかった。CD9変異体を用いた機能領域の解析からは、C末端がCD9の膜融合における機能に必須であることがわかった。更に解析を進めたところ、CD9およびIzumo1を介した膜融合のメカニズムには、他の膜融合とは異なるメカニズムが関わっていることが示唆された。また、CD9を含んだエキソソームの成分分析を主に脂質について行っており、特徴的な脂質構成を有していることを明らかにした。動植物研究者による共同研究は、成果という形では実っていないものの、個別の研究から一定の成果を出すことができ、新しい概念も提示することができた。

Research Products

• [Journal Article] CD9 is critical for cutaneous wound healing through JNK signaling (2012)
  • Author(s): Zhang J, Dong J, Gu H, Yu S, Zhang X, Gou Y, Xu W, Burd A, Huang L, Miyado K, Huang Y, Chan HC
  • Journal Title: Journal of Investigative Dermatology Volume: 132 Pages: 226-236
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acrosome-reacted mouse spermatozoa recovered from the perivitelline spacecan fertilize other eggs (2011)
  • Author(s): Inoue N, Satouh Y, Ikawa M, Okabe M, Yanagimachi R
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 108 Pages: 20008-20011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GSTT1 is upregulated by oxidative stress through p38-MK2 signaling pathway in human granulosa cells : possible association with mitochondrial activity (2011)
  • Author(s): Ito M, Imai M, Muraki M, Miyado K, Qin J, Kyuwa S, Yoshikawa Y, Hosoi Y, Saito H, Takahashi Y
  • Journal Title: Aging Volume: 3 Pages: 1213-1223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β-catenin is a molecular switch that regulates transition of cell-cell adhesion to fusion (2011)
  • Author(s): Takezawa Y, Yoshida K, Miyado K, Sato M, Nakamura A, Kawano N, Sakakibara K, Kondo T, Harada Y, Ohnami N, Kanai S, Miyado M, Saito H, Takahashi Y, Akutsu H, Umezawa A
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 1 Pages: Article 68
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CD81 and CD9 work independently as extracellular components upon fusion of sperm and oocyte
  • Author(s): Ohnami N, Nakamura A, Miyado M, Sato M, Kawano N, Yoshida K, Harada Y, Takezawa Y, Kanai S, Ono C, Takahashi Y, Kimura K, Shida T, Miyado K, Umezawa A
  • Journal Title: Biology Open Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The Mechanism of Sperm-Egg Fusion in Mouse and the Involvement of IZUMO1 and a Novel Facto (2011)
  • Author(s): Inoue N
  • Organizer: Gordon Research Conferences
  • Place of Presentation: University of New England, Biddeford, ME, USA
  • Year and Date: 2011-08-09
• [Presentation] 精子と卵子の融合メカニズム:感染症と生殖をつなぐ構造体 (2011)
  • Author(s): 宮戸健二
  • Organizer: 第52回日本哺乳動物卵子学会
  • Place of Presentation: 国際医療福祉大学本校大田原
  • Year and Date: 2011-05-11
• [Book] In Embryology-Updates and Highlights on Classic Topics (2012)
  • Author(s): Imai M, Qin J, Yamakawa N, Miyado K, Umezawa A, Takahashi Y
  • Total Pages: 20
  • Publisher: InTech Open Publisher