2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidating the universality and specificity of reproductive mechanisms between species using genetically modified animals
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21H02397
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
藤原 祥高 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (70578848)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 雄性不妊 / 進化 / 遺伝子保存 / 機能補完 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、研究代表者が発見したハエや魚類からヒトまで生物種間で広く保存される遺伝子の解析を通して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにする目的で研究を進めた。
最終年度は、本研究で明らかにしたマウス遺伝子群を対象に異種間での機能補完を検証するために、雄性不妊の表現型回復を指標に遺伝子組換え動物を作出して実施した。その結果、ヒト遺伝子Xのトランスジェニック（TG）マウスにおいて、KO-TG雄マウスの不妊が有意に回復した（未発表データ）。驚くべきことに、このヒトタンパク質XのC末端側に付加した緑色蛍光を発するEGFPがマウスタンパク質Xと同じ精子での局在を示すことを観察した。つまり、X遺伝子はヒトでもマウスと同じ精子受精能力に機能保存されることが示唆された。その他に、線虫からヒトまで広く保存されるFerlinファミリー遺伝子のFer1l5-KOマウスを開発して解析の結果、KOマウス精子は受精に必須なステップである先体反応の異常によって雄性不妊になることが明らかになった（Morohoshi et al. Sci Adv. 2023）。
以上より、本研究では計画した６つの遺伝子（Dcst1/2, Fer1l5, Lcns, Spaca4, Pdcl2）に関する哺乳類での機能を遺伝子組換えマウスを用いて明らかにできた。進化上、哺乳類とかけ離れた異種間でも機能保存される遺伝子を見つけて、今後の解析に有用なマテリアル開発にも成功したことから本課題の発展形を引き続き実施したい。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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