2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18H02453
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
井上 直和 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (50379096)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 受精 / 精子 / 卵子 / 膜融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
受精のクライマックスである精子と卵子の融合機構は、我々が同定した精子側のIZUMO1 (Inoue N et al., Nature 2005) と、そのレセプターである卵子側のJUNOの発見 (Bianchi E et al., Nature 2014)、さらにそれら複合体の細密立体構造の決定 (Ohto U et al., Nature 2016) により、一応の決着が付いたように思えた。しかしIZUMO1のセカンドレセプターを示唆するデータ (Inoue N et al., Nat Commun 2015) や、IZUMO1-JUNOの制御系とは異なる卵子のCD9、精子のSPACA6ノックアウト配偶子が融合不全であることから、配偶子融合には、一瞬の反応のために複数のステップで、より確実で精巧な分子メカニズムが存在すると考えられる。
本年度は、活性化型IZUMO1に見られる2量体化が実際の生きた精子上で、いつ、いかにして惹起されるのかを解明するために、BiFC (Biomolecular Fluorescence Complementation) 法と非侵襲性な顕微鏡観察を用いて、精子の先体反応前後での2量体IZUMO1の挙動を観察した。この結果、興味深いことに2量体IZUMO1は先体反応前からすでに先体部に存在し、先体反応後、透明帯を通過し終える間に融合を引き起こす場所である精子頭部のエカトリアルセグメントに集合し、来たる卵子との膜融合に備えていることが分かった (Inoue N et al., Cell Cycle 2018)。
また選択的スプライシングにより生ずる、IZUMO1のアイソフォームを新たに発見し (IZUMO1_v2)、それが受精のフェイルセーフシステムとして機能していることを見出した (Saito T et al., Sci Rep 2019)。
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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
本研究課題によって推進された研究成果が、2018年、2019年に査読付き国際学術論文に掲載された (Inoue N et al., Cell Cycle 2018; Saito T et al., Sci Rep 2019)。この研究成果は新聞各社に取り上げられ、先駆的な発見として紙面に掲載された。次年度以降も積極的に研究成果を国際サイエンスコミュニティーや国民に向けて発信するとともに、研究計画に沿って新たな発見ができるように尽力したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画は順調に進展しているため、特段の計画変更はない。次年度以降は、第二のIZUMO1レセプターやSPACA6レセプターの同定やそれらの精密立体構造解析、SPACA6-GFPノックインマウスや卵子CD9ノックアウトマウスなどの遺伝子改変マウスをベースとした生理的解析、さらに新規の融合因子との関連性を含めて包括的に研究を推進したい。
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