2022 Fiscal Year Research-status Report
How hydrogen peroxide regulate fertilization?: The elucidation of the target protein of hydrogen peroxide during fertilization.
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21K09378
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
竹井 元 獨協医科大学, 医学部, 助教 (00708183)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 精子 / 受精能獲得 / 活性酸素種 / 受精 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
卵と受精するために必須なプロセスである受精能獲得中に、哺乳類精子は自発的に活性酸素種を産生する。マウスを用いた我々の先行研究より、受精に過酸化水素が必要であることが強く示唆された。しかし、過酸化水素がどの様な分子メカニズムで受精を制御するのかは不明である。そこで本研究計画では、過酸化水素がどの様に受精を制御するのかを明らかにするために、受精能獲得時に過酸化水素により修飾される分子を網羅的に解析し、受精能獲得・受精を制御する過酸化水素の標的分子を同定することを目的とし研究を行っている。具体的には１．過酸化水素が受精能獲得のどのプロセスに必要なのかを明らかにする。２．過酸化水素により修飾を受けるタンパク質を、チオール基に結合する蛍光色素であるMonobromobimane (mBBr)を用いて網羅的に解析する。３．過酸化水により修飾を受けるタンパク質の機能解析を行う。の3点について検討を行っている。
今年度は過酸化水素が精子と卵の膜融合に必要かどうかを調べるため、透明帯を除去した卵を用いた体外受精を試みたが、実験系の確立には至らなかった。
ところで、予備研究によりマウス精子が活性酸素種を産生する酵素が明らかになった。さらに、その酵素を強力に阻害する阻害剤も発見した。そこで次年度の研究では、この阻害剤が受精能獲得に与える影響を明らかにし、また精子/卵タンパク質のチオール基の修飾へ与える影響を明らかにしていくことを検討している。さらにカタラーゼを作用させた際の精子/卵タンパク質のチオール基の修飾との共通点や相違点を明らかにすることで、真に受精に必要な、過酸化水素による受精能獲得制御機構を明らかにしていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度より担当する講義・授業が急激に増加したため、その対応に時間を割かなければならなかった。さらにコロナ禍の影響がまだ残っており、増加した講義へコロナ対応等の対策まで講じなければならなかったため。
また、卵と精子の融合を評価するFusion assay法を導入しようとしているが、条件の検討に苦戦しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
遅延しているFusion assay法を確立したのち、カタラーゼが精子と卵の膜融合を阻害するかどうかを確認する。その上で、チオール基に結合する蛍光色素であるMonobromobimane (mBBr)を用いて、カタラーゼにより過酸化水素を除去した場合としなかった場合の精子、卵のタンパク質のチオール基の修飾状態を網羅的に比較・解析することを試みる。そうすることで、受精能獲得の過程で過酸化水素により修飾を受けるタンパク質を同定することを目指す。
また前述のように予備研究からマウス精子が活性酸素種を産生する酵素を発見したことから、その特異的な阻害剤がチオール基の修飾に与える影響についても明らかにすることを検討している。そしてカタラーゼを作用させた場合との共通点、相違点を明らかにすることで、真に受精に必須なタンパク質修飾機構は何なのかを明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
担当講義の増加やその講義のコロナ対応などで研究の進捗にやや遅れが生じたため。
残額は、前年度に予定していたタンパク質網羅解析の外部委託解析にかかる費用に充てることを予定している。
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