2023 Fiscal Year Research-status Report
The role of allorecognition between egg and sperm
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23K05779
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
齋藤 貴子 静岡大学, 農学部, 助教 (10778038)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 受精 / 卵子 / 精子 / 自家不和合性 / ホヤ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
雌雄同体であるカタユウレイボヤは、自家受精を防ぐための自家不和合性を有している。精子と卵子は自他認識を行うことで自己の精子を拒絶するが、この自他認識は精子に発現する遺伝子s -Themis-A/B/B2と卵黄膜に発現するv-Themis-A/B/B2によって制御されている。これらの遺伝子は多型に富んでおり、多型領域によって自他認識が可能となる。自己と認識した精子は、細胞外からのCa2+流入によって自己認識シグナルを誘導し、運動性及び受精能を失う。本研究では、分子多型による鍵と鍵穴の仕組みと自己認識シグナルの伝達機構を生化学・分子生物学的に検討し、構造生物学で証明することで、配偶子間認識機構を発達させたホヤの受精機構の全貌解明を目標としている。最終的には、ホヤの自家不和合性をモデルとして、生物に普遍的に備わる配偶子間の細胞認識機構の新たな概念の確立を目指している。
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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
様々な条件の人工海水に卵子と自己または非自己の精子を加え、卵割より受精率を算出した。その結果、低濃度のMg2＋、K+条件でも自家不和合性が機能していたことから、自己認識シグナルは主に細胞外のCa2+に依存すると示唆された。また、受精卵の卵割開始時間について調査した結果、自家受精卵は他家よりも卵割開始が遅れる傾向にあった。自家不和合性にMg2＋、K+濃度、精子濃度は影響しないことが示されたが、低Ca2+濃度条件下での精子は自他認識を突破しても自己認識シグナルが低レベルで働き、卵黄膜通過に時間を要している可能性が挙げられた。このように自家不和合性の機構解明に向けて前進している。
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| Strategy for Future Research Activity |
精子運動の高速撮影とカルシウムイメージングを行い、自家不和合性分子Themisが自己認識した際のシグナル伝達経路の解析を精力的に行う。また、Themisの分子多型による鍵と鍵穴の仕組みと自己認識シグナルの関連性を示す。
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| Causes of Carryover |
今年度はゲノム編集ホヤの作製段階であったため、飼育費が抑えられた結果、次年度使用額が生じた。生殖に関わるゲノム編集ホヤの表現型解析には、個体が性成熟するまでの長期飼育と配偶子の調達が不可欠であるため、ゲノム編集ホヤの作製や維持費に前年度の残額を活用し研究全体の更なる円滑な進行に務める。
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