Regulation of IZUMO1-JUNO in mammalian gamete fusion

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K15128
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 齋藤 貴子 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (10778038)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 受精 / 膜融合 / 遺伝子改変マウス / 精子 / 卵子

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類の受精では、精子細胞膜上のIZUMO1と卵子細胞膜上のJUNOの相互作用が足がかりとなって精子と卵子の膜融合が開始される。本研究ではIZUMO1-JUNO制御系における配偶子間融合に注目し、その作用機構の解析、そして新たに想定されている卵子上のレセプターの同定を通して、どのように配偶子が正しく融合するのかを分子レベルで解き明かすことを目的にしている。
IZUMO1-JUNO制御系の機構解明に向けて、IZUMO1-JUNO複合体の立体構造から明らかになった“相互作用に必須なアミノ酸残基”に変異を挿入した、変異型IZUMO1と変異型JUNOのリコンビナントタンパク質を、哺乳類細胞発現系を用いて作製した。予想通り、変異型IZUMO1と変異型JUNOはそれぞれの相手となる配偶子への結合能を消失した。そこで、実際に配偶子上で発現する変異体の挙動解析を行うために、変異型IZUMO1トランスジェニックマウスと変異型JUNOノックインマウスを作製した。現在、これらの遺伝子改変マウスの表現型解析に取り組んでいる。
次いで、配偶子融合に機能する新規卵子受容体を同定するために、未受精卵のcDNAライブラリーを用いたスクリーニング法を立ち上げた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り変異型IZUMO1トランスジェニックマウスと変異型JUNOノックインマウスを作製し、その表現型解析が順調に進んでいる。一方、新規レセプターの探索は、リガンドとなるリコンビナントタンパク質の発現量が少ないため困難を極めているが、それを解決するために検出法の改良にも取り組んでいるので、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

遺伝子改変マウスの表現型解析と卵子に存在する新規レセプターの探索を引き続き行う。新規レセプターの候補遺伝子が同定された場合は、その機能解析を精力的に行う予定である。

Causes of Carryover

今年度の前半は遺伝子改変マウスの作製段階であったため、マウスの使用数及び飼育費が抑えられた結果、次年度使用額が生じた。
生殖に関わる遺伝子改変マウスの表現型解析には、マウスが性成熟するまでの長期飼育と配偶子の調達が不可欠であるため、マウスの維持費と購入費に前年度の残額を活用し研究全体の更なる円滑な進行に務める。