Lipid Remodeling by Membrane Potential Signaling in Sperm

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20KK0376
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kawai Takafumi 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70614915)
• Project Period (FY): 2021 – 2023
• Keywords: 精子 / 膜電位 / 脂質

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the voltage-gated phosphatase VSP, which senses membrane potential and regulates the amount of inositol phospholipids in spermatozoa, and examined its effects on other lipid distributions. Focusing on TMEM16F, known as a type of scramblase, we tested whether this activity is regulated by inositol phospholipids by heterologously expressing VSP in HEK cells. As a result, we observed that the amount of cation current derived from TMEM16F decreased when VSP was activated by depolarizing stimuli, suggesting the existence of inositol phospholipid sensitivity of TMEM16F.

Free Research Field

生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで我々は、精子において新規の電位感知機構(VSPによる電位感知機構)が存在することを明らかにし、それが成熟精子の運動制御に関わることを報告していた。この際は、VSPによる成熟精子のイオンチャネル活性の制御に焦点を置いていたが、最近の我々の研究により、VSPの活性にはむしろ「未成熟精子」の電気信号が重要であることが分かりつつある。本研究ではさらに、この「未成熟精子の電気信号」が、膜蛋白質の発現や他の脂質分布の制御にも関わりうることを明らかにしている。この様な知見は、将来的には精子を対象とした不妊治療などにおいても、重要な役割を果たすと考えられる。