2018 Fiscal Year Research-status Report
精子中片部におけるミトコンドリア局在メカニズムの解明
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17K17852
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
嶋田 圭祐 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (60779601)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 精子ミトコンドリア / 精子形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
KOすると精子ミトコンドリアの局在異常を引き起こす遺伝子をSmdr1と名付けてその機能を調べることで精子ミトコンドリアの中片部局在メカニズムを引き続き解析している。
今年度はまず培養細胞を用いたin vitroの解析をおこなうことでSMDR1タンパク質の機能を調べた。SMDR1を過剰発現した培養細胞ではミトコンドリアが凝集していることが分かっていたが，電子顕微鏡による観察をおこなったところミトコンドリア外膜同士がタイトに接着しており，クラスターを形成していることがわかった。さらに免疫電顕で観察をしたところSMDR1はミトコンドリア外膜に局在していた。
前年度作製したSMDR1-FLAG KIマウスで免疫電顕をおこなってもStep 10以降の精子細胞で培養細胞と同様にミトコンドリア外膜上にSMDR1は局在しており，SMDR1がミトコンドリア鞘を形成する過程でミトコンドリア同士を接着・繋留することで正常なミトコンドリア同士のかみ合わせ（mitochondria interlocking）に関わっていることが明らかになった。これらの内容は論文としてまとめて現在科学誌に投稿中である。
それとは別に同様にKOすると精子ミトコンドリアの局在異常を引き起こすGk2についても研究内容をまとめJournal of Reproduction and Developmentに投稿し，掲載された（J Reprod Dev. 2019 Apr 12;65(2):155-162.）。
これらの研究を通じて精子中片部におけるミトコンドリアの局在に関わる分子を明らかにし，そのメカニズムの解析をおこなっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的であったSmdr1の精子形成期における役割はかなりの部分が明らかになった。あとは相互作用する因子の解明が残っているが，現在までにIP-MSによる方法では相互作用する因子を明らかにすることはできていない。しかし後述する新たな方法を用いることで克服できると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Smdr1自身についてはこれ以上掘り下げる必要はないと考えており，相互作用するタンパク質を明らかにすることが今後の目的となってくる。具体的にはBioID2を用いてSMDR1にビオチン化酵素を付加したプラスミドベクターを作製し，このベクターを用いてSMDR1発現部位周辺タンパク質をビオチン化させる。このタンパク質をストレプトアビジンでプルダウンすることでSMDR1周辺に存在するタンパク質を明らかにしてIP-WB等で相互作用を明らかにし，精子形成期にミトコンドリア鞘形成に関わる因子をさらに同定していく。
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