2020 Fiscal Year Research-status Report
A study of mechanisms of monospermy by electrical block to polyspermy
| Project/Area Number |
19K06690
|
|---|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
岩尾 康宏 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10144916)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 秀一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80363092)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 受精 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
受精は有性生殖に必須の機構であり、卵と精子の特異的な膜接着・融合が必要である。本研究では、脊椎動物での雌雄の２倍体ゲノムによる単精発生を保証するしくみ：多精拒否の分子機構を明らかにすることを目的とした。単精受精における電気的な膜接着・融合の制御機構の分子メカニズムを精子上での膜電位センサーと考えられているMatrix metalloproteinase-2 (MMP-2)を欠失した精子を用いて解明し、MMP-2と結合する卵側リセプター分子および卵と精子の膜融合活性分子を明らかにすることを計画した。これらにより、脊椎動物の受精成立に必要な普遍的な分子を明らかにし、受精機構の進化を解明できると考えられる。とくに受精の実験が容易な両生類を「脊椎動物での受精機構のモデル」として用いて、単精受精での卵・精子の膜接着・融合の制御による早い電気的多精拒否の分子機構を詳細に解明することを目的としている。精子膜上に正に荷電したMMP-2が分布し、電気的多精拒否に重要である。我々は、MMP-2 HXP遺伝子を欠失し、MMP-2をもたないネッタイツメガエルをゲノム編集により作成した。今回、受精時の精子の電位感受性について、とくに精子の卵への侵入すなわち卵細胞膜と精子膜と膜融合がMMP-2 の欠失によりどのように変化するかを膜電位固定法により未受精卵の膜電位を変化させることでその詳細を明らかにした。また、MMP-2の生化学的、分子生物学的性質を詳細に検討し、精子膜上で共局在している分子の電位感受性の調節における役割を明らかにすることを試みた。MMP-2の精子での分布を明らかにした。さらに、精子膜と卵細胞膜の融合においてMMP-2が誘導する卵内Ca2+イオン濃度の上昇が必要であるかを検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ、計画どおりにMMP-2遺伝子を欠失した精子の電位依存性の解析を進めることができているが、一方、新型コロナウィルスの感染防止対策が必要なため、研究室での実験の実施に一部遅れが生じているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでに少し遅れている部分の研究を鋭意進めるとともに、計画に沿って電気的多精拒否の分子メカニズムを明らかにすることを目指す。
|
| Causes of Carryover |
ネッタイツメガエル精子でのMMP-2分子の分布を明らかにする計画であったが、実験の進行が遅れたため。また、新型コロナウィルスの感染防止対策が必要なため、発表予定の学会等が延期やオンラインでおこなわれたため。これから鋭意実験を遂行するともに、オンサイトでの学会等に参加する予定である。
|
