2014 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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| 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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| Outline of Annual Research Achievements |
精子は，卵からの誘因物質に引き寄せられるようにして，遊泳方向を巧みに制御し，受精に至る。ウニなどの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解析を実現し，カルシウムの流入と排出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方向性を示すことを目指している。これまでに明らかにした機械刺激に依存した精子の遊泳方向制御過程の解析から，カルシウム動態に関わる膜タンパク質の機能制御の概要がわかってきた。この機械刺激受容反応を指標にして，アクチン重合阻害剤などの効果を検証した結果，カルシウム排出過程の早い時期にアクチン繊維の存在が反応の制御に関与する可能性が，蛍光色素ラウルダンを用いた結果と合わせた解析から明らかとなった。今後，このアクチン繊維の関わるカルシウム濃度の制御系におけるフラジェラシアリンの役割の検討を行うには，カルシウム排出が，ラフト形成を伴った制御によっているのかを明らかにする必要があるので，ラフト関連脂質を可視化することによりこれを実現するという戦略で予備実験を開始した。
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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
カルシウム関連膜タンパク質の機能制御について，当初は生理学的実験と分子生物学的解析からアプローチする計画であったが，後者についてはいくつかの困難がある。一方，ラフトの動態を可視化する道を拓くことが期待できる，新しい蛍光脂質を使用できる見通しがついた。この蛍光色素をつけた脂質の１分子動態を解析することにより，当初計画以上の成果が期待できる。予備実験で良い成果が得られているので，この手法を主に使用する方向で調整している。
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| Strategy for Future Research Activity |
目的に至る全体の計画の流れはおおむね予定通りで問題ないが，生理学実験と平行して行う予定であった分子生物学的手法に代わって，光学的解析を中心に据え，カルシウムによる鞭毛運動制御にアクチン繊維がどのように関わるかを明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
研究の展開が一部変更された影響で，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。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，アクチン繊維の動態を可視化する本格的作業を行うため，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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