2013 Fiscal Year Annual Research Report
精子の遊泳制御におけるカルシウム調節機構の解明－アクチンの役割
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25291072
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
真行寺 千佳子 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80125997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北島 健 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (80192558)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体分子 / 生理学 / 細胞 / アクチン / カルシウム / 膜ラフト |
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| Research Abstract |
精子は、卵からの誘因物質に引き寄せられるように、遊泳方向を巧みにコントロールし受精に至る。ホヤやウニなどの走化性を示す精子に見られる遊泳方向の制御は、カルシウム濃度に依存した鞭毛運動の変化によって引き起こされる。しかし、膜タンパク質を介する細胞内カルシウム濃度の調節、およびカルシウムによる鞭毛運動の制御の機構はほとんど解明されていない。本研究では、カルシウム反応を「機械刺激により誘導」するという技術的ブレークスルーにより、遊泳する精子の挙動からカルシウム動態の高精度の推定を実現し、カルシウム流入と排出の機構について膜直下のアクチン繊維を介した新しい制御モデルを提案し、その検証実験を行い、カルシウムによる鞭毛運動制御の解明の方向性を示すことを目指している。具体的には、アクチン繊維の関わる新しいカルシウム制御機構を明らかにし、機械刺激反応時に精子内で起こるカルシウム濃度の動的調節の過程を解明するために、カルシウム反応の生理機能からの解析（機械刺激反応実験系の改良、カルシウム反応における膜タンパク質及びアクチン重合阻害剤の効果の解析）に重点をおいて実験を進めた。アクチン繊維の重合状態を変化させると機械刺激反応に変化が誘導されること、精子遊泳開始からの時間経過と共に反応性が高まることから、遊泳前後で膜の流動性の変化を捉えることを試みたが成功しなかった。実験の進展とともに、精子細胞内カルシウム貯蔵部位の寄与が大きいことが判明し、ストアの役割を考慮する必要が出てきた。機械刺激反応時に起こる細胞内カルシウム濃度の一過的上昇とその後の濃度回復の初期過程でストアが重要な役割を果たすらしい。そこで、細胞内外のカルシウム濃度制御下でアクチン繊維の関わると推測される過程における膜の流動性の変化を捉える条件を絞り込むことが今後の研究の進展に不可欠である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
機械刺激による反応誘導時のカルシウム濃度について、当初、細胞外の条件のみを考えていたが、細胞内のストアの役割を無視できないことが明らかとなり、条件を見直す必要が出てきた。このため、全体の計画の流れは問題ないが、予定より生理実験の条件設定に時間がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
全体の計画の流れは概ね予定通りで問題ないが、生理実験に十分時間をかけ、基礎的データを得て、カルシウムによる鞭毛運動制御にアクチン繊維が関わるかどうかを明確にすることを目指したい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究の展開が一部遅れた影響で研究打ち合わせ旅費と物品費の支出が予定より少なくおさえられた。
次年度は、アクチン動態を可視化する手がかりを得るために物品費を十分使用する必要があるので、これに充当する。
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