2014 Fiscal Year Annual Research Report
減数分裂におけるカルシニューリンシグナル経路の役割と普遍性の解明
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25840083
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
武尾 里美 筑波大学, 生命領域学際研究センター, 助教 (10642100)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | カルシニューリン / GSK-3 / 受精 / 卵活性化 / 減数分裂 / マウス / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（A）マウス卵でのCN、GSK-3の発現・機能解析：本研究では、減数分裂など生殖細胞ではたらく特別なプロセスの普遍性や多様性を生み出す分子機構を解明することを目的とし、リン酸化反応を触媒するカルシニューリン（CN）とGSK-3に注目してきた。前年度の体外受精実験により、CN阻害剤が卵子と精子の融合をブロックすることが分かったため、その表現型の詳細な解析をおこなった。卵子と精子の接着や、CD9やIzumo1など融合に関連する分子の局在はCN阻害剤によって影響を受けないことから、卵子と精子が膜融合するための最後のステップが阻害されていることが考えられた。
一方、GSK-3阻害剤は多精受精を引き起こすことが明らかとなった。そこで、融合実験や精子のみの阻害剤処理をおこない、卵子、精子への影響をそれぞれ検証した。その結果、精子の超活性化運動能や先体反応の活性化が亢進されることで多精となることを示唆する結果を得た。さらに、GSK-alphaノックアウトマウスの表現型解析により、雄不妊となること、体外受精での精子の受精率が低下することが明らかとなった。これらの結果は、GSK-3シグナル経路の正確な制御が精子機能に重要であることを示したものである。
（B）CNシグナル伝達経路の機能と調節機構の解析：これまでの研究で、Ca2+依存性脱リン酸化酵素であるCNとGSK-3betaによるその制御が、ショウジョウバエの卵活性化に伴う減数分裂の再開・完了に必須であることを示した。そこで、GCaMPやGFP-aequorinを用いてCa2+イメージングをおこなったところ、排卵された成熟卵においてCa2+濃度の一過的な上昇が確認できた。これは、他の多くの生物で共通して知られる卵活性化時のCa2+の上昇がショウジョウバエでも保存されていることを示した初めての証拠である。
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