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2014 Fiscal Year Annual Research Report

配偶子膜融合活性化メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 26291052
Research InstitutionFukushima Medical University

Principal Investigator

井上 直和  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (50379096)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords受精 / 精子 / 卵子 / 膜融合 / IZUMO1 / JUNO
Outline of Annual Research Achievements

受精を成立させる精子と卵子の膜融合は、正に生命の誕生という極めて重要な現象であるにも関わらず、その仕組みは解明されていない。我々は世界に先駆けて精子と卵子の膜融合に必要とされる因子IZUMO1を同定し (Inoue N et al, Nature 2005) 、その融合活性に不可欠なコア領域を見出した (Inoue N et al, Development 2013)。この領域はα-ヘリックス含量が高く、2量体化を引き起こす。さらに我々はIZUMO1を発現することで培養細胞を卵子細胞膜に接着させることに成功し、これには融合コア領域が必須なことを見出した。
本年度は、IZUMO1による配偶子膜融合の制御メカニズムを解明するために、①IZUMO1発現細胞-卵子の接着面で起こるIZUMO1の構造変化、特に多量体化に着目し、 Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) 法によりその解析を行った。 ②またPhoton Counting Histogram (PCH) 法により、精子上でのIZUMO1の重合数を測定し、IZUMO1レセプターJUNOによるIZUMO1の重合数による分子認識の特異性を検討した。③さらに、IZUMO1発現細胞-卵子の接着面でのJUNOの局在変化を検討した。
これらの解析から推測された分子モデルは、精子上で、はじめ単量体であるIZUMO1が、JUNOに認識され、配偶子間接着が開始する。その後、接着面で速やかにIZUMO1 は2量体化し、融合の引き金を引くための強固な接着が生じる。この反応には未同定の卵子側IZUMO1レセプターが関与していることが考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までに、この研究計画をもとにした査読付き国際学術論文の掲載はされていないが、このような学術雑誌に投稿できる段階までデータが蓄積してきている。次年度以降は、積極的に研究成果を国際サイエンスコミュニティーや国民に向けて発信するとともに、研究計画に沿って新たな発見ができるよう、尽力したい。

Strategy for Future Research Activity

研究計画は、概ね順調に進展しているため、特段の計画変更はない。次年度以降は、新規IZUMO1レセプターの同定や接着面で起こるIZUMO1の詳細な構造変化の解析、さらに他の融合因子との関連性を含めいて包括的に研究を推進したい。

Causes of Carryover

次年度以降に消耗品等の物品を高額購入予定があるため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度以降、研究計画に沿って適正に予算を執行し、学術研究助成基金助成金分により高額物品を適宜購入予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Genetic dissection of pheromone processing reveals main olfactory system-mediated social behaviors in mice2015

    • Author(s)
      Matsuo, T., Hattori, T., Asaba, A., Inoue, N., Kanomata, N., Kikusui, T., Kobayakawa, R., Kobayakawa, K.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 112 Pages: 311-320

    • DOI

      10.1073/pnas.1416723112

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 精子と卵子の膜融合2014

    • Author(s)
      井上直和、宮戸健二
    • Journal Title

      細胞工学

      Volume: 33 Pages: 386-392

  • [Book] 動植物の受精学2014

    • Author(s)
      伊藤千鶴、伊藤昌彦、井上直和、年森清隆、宮戸健二
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] Sexual Reproduction in Animals and Plants2014

    • Author(s)
      Naokazu Inoue
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 研究内容に関するWebページ

    • URL

      http://www.fmu.ac.jp/home/cellsci/kenkyu.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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