2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis for the adaptive evolution of the regulation of sperm motility in correlation with the internal fertilization of terrestrial animals
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16K07459
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
渡邉 明彦 山形大学, 理学部, 教授 (30250913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 絵理子 山形大学, 学士課程基盤教育機構, 准教授 (20337405)
野口 立彦 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 進学課程, 助教 (30443005)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 体内受精 / 精子運動 / カルシウムチャネル / タンパク質リン酸化 / 細胞内信号伝達 / 精子貯蔵 / 機能分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は陸上環境に適応した両生類とショウジョウバエを用い、体内受精の進化に関わる精子運動調節の環境適応の分子基盤を解明する。今年度は前年度に策定したアフリカツメガエル精子運動の評価系を用い、アカハライモリを始め有尾・無尾両生類において広く精子機能の調節への関与すること、ツメガエル精子に存在することが示唆されている、T型及びL型電位依存性Ca2+チャネル、TRPV４チャネル、NMDA型グルタミン酸受容体、CNGチャネルのアフリカツメガエルとネッタイツメガエルの精子運動調節への関与を薬理学的に調べた。2種のツメガエルの精子は運動開始の引き金となる細胞外の低浸透圧環境に対して異なる範囲で応答を示し、予想外の結果ではあるが、浸透圧の程度により細胞外Ca2+に依存する場合と依存しない場合が見られた。細胞外Ca2+に依存する精子運動開始が起こる50％スタインバーグ氏塩類溶液(ST)(アフリカツメガエル)、及び１０％ST (ネッタイツメガエル)の条件では、上述の５種のチャネルに対するブロッカーは精子運動の開始を阻害しなかった。また、アカハライモリ精子で運動調節に関わるアデニル酸シクラーゼについて、細胞膜結合性と可溶性の酵素それぞれに対する阻害剤は、ツメガエル精子の運動に有意な阻害作用を示さなかった。さらに、細胞内ストア中のCa2+を枯渇させるタプシガルギンも、精子運動に変化を与えることはなかった。以上の結果は、これまでに調べてきた無尾両生類の体内受精種の精子の性質と全く異なっており、ツメガエル精子の運動調節は未知のメカニズムによって調節されることが示唆された。一方、ショウジョウバエにおいて発見した交尾後の管状受精嚢内での精子再活性化に関わる遺伝子候補であるPKA(CG12069)について、抗体作成用のリコンビナントタンパク質作成を進め、ペプチド抗体を現在作成中である。
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