精子機能を調節する時空間的な細胞内カルシウムシグナルの可視化

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26840061
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 柴 小菊 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70533561)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 鞭毛運動 / 精子 / カルシウム

Outline of Annual Research Achievements

本研究では精子の受精におけるシグナル受容・応答の全容を明らかにすることを最終目標とし、本申請課題の研究期間においては、主に「受精における時空間的な精子機能調節におけるカルシウムシグナルの役割」に焦点を当てて研究を進めた。カタユウレイボヤ精子を主な材料として、ケージド化合物による局所的なカルシウム導入と蛍光イメージングを組み合わせることで精子機能調節におけるカルシウムシグナルの作用機序の解明を目指した。平成27年度はカルシウムイメージングと運動解析を行うことにより可溶型アデニル酸シクラーゼの役割について解析を行った。またケージド化合物を用いて精子機能を時空間的に制御し、細胞内カルシウムシグナルと鞭毛波形を同時に捉えることができるシステムを構築した。ケージドATPを用いた実験により、除膜したカタユウレイボヤ精子のカルシウム濃度依存的な鞭毛非対称波形成を高速度カメラで捉えることに成功した。これらの成果については第8回国際被嚢会議（The 8th International Tunicate Meeting）、生体運動研究合同班会議において報告した。

Research Products

• [Journal Article] Flagellar waveforms of gametes in the brown alga Ectocarpus siliculosus. (2016)
  • Author(s): Kinoshita N, Shiba K, Inaba K, Fu G, Nagasato C, Motomura T.
  • Journal Title: Eur J Phycol Volume: 51(2) Pages: 139-148
  • DOI: 10.1080/09670262.2015.1109144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Branchial cilia and sperm flagella recruit distinct axonemal components. (2015)
  • Author(s): Konno A, Shiba K, Cai C, Inaba K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10(5) Pages: e0126005
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sperm calcineurin inhibition prevents mouse fertility with implications for male contraceptive. (2015)
  • Author(s): Miyata H, Satouh Y, Mashiko D, Muto M, Nozawa K, Shiba K, Fujihara Y, Isotani A, Inaba K, Ikawa M.
  • Journal Title: Science Volume: 350(6259) Pages: 442-5
  • DOI: 10.1126/science.aad0836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lactic acid is a sperm motility inactivation factor in the sperm storage tubules. (2015)
  • Author(s): Matsuzaki M, Mizushima S, Hiyama G, Hirohashi N, Shiba K, Inaba K, Suzuki T, Dohra H, Ohnishi T, Sato Y, Kohsaka T, Ichikawa Y, Atsumi Y, Yoshimura T, Sasanami T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 5 Pages: 17643
  • DOI: 10.1038/srep17643
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Sperm calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility (2016)
  • Author(s): Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • Organizer: Biophysical Society 60th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Los Angeles Convention Center, Los Angeles, CA, USA.
  • Year and Date: 2016-02-27 – 2016-03-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sperm-specific calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility (2016)
  • Author(s): Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • Organizer: 国際シンポジウム "生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御"
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館, 京都府、京都市
  • Year and Date: 2016-02-17 – 2016-02-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 鞭毛非対称波の伝播におけるカラクシンの役割 (2016)
  • Author(s): 柴小菊, 馬場昭次, 藤原英史, 稲葉一男
  • Organizer: 生体運動研究合同班会議
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都, 京都府、京都市
  • Year and Date: 2016-01-08 – 2016-01-10
• [Presentation] 炭酸脱水酵素/CO2 を介したカレイ類系統特異的な精子運動阻害 (2015)
  • Author(s): 佐野 マリコ，柴 小菊，稲葉 一男
  • Organizer: 日本動物学会第86回大会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ, 新潟県、新潟市
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [Presentation] RNAseq データを用いたプロテオミクスによる海産無脊椎動物繊毛の多様性機構に関する研究 (2015)
  • Author(s): 稲葉 一男，柴 小菊，柴田 大輔，Wenjie Zuo，城倉 圭，牧野 由美子，山口 勝司，重信 秀治
  • Organizer: 日本動物学会第86回大会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ, 新潟県、新潟市
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [Presentation] 紅茶高分子ポリフェノールMAF によるムラサキウニ精子の運動活性化 (2015)
  • Author(s): 菊池 絢子，柴 小菊，中野 賢太郎，小澤 哲夫，稲葉 一男，沼田 治
  • Organizer: 日本動物学会第86回大会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ, 新潟県、新潟市
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [Presentation] 低酸素状態は乳酸産生および精子の運動停止に関与する (2015)
  • Author(s): 松崎 芽衣，柴 小菊，稲葉 一男，道羅 英夫，笹浪 知宏
  • Organizer: 日本動物学会第86回大会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ, 新潟県、新潟市
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-19
• [Presentation] カタユウレイボヤ精子鞭毛における内腕ダイニンのキャラクタリゼーション (2015)
  • Author(s): Osamu Kutomi, Katsutoshi Mizuno, Keiko Hirose, Lixy Yamada, Hitoshi Sawada, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学角間キャンパス, 石川県、金沢市
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [Presentation] Inhibition of sperm-specific calcineurin for male contraception (2015)
  • Author(s): Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
  • Organizer: Gordon Research Conference: Fertilization and the Activation of Development
  • Place of Presentation: Holderness, NH, USA.
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The role of soluble adenylyl cyclase in the regulation of flagellar motility in Ciona sperm (2015)
  • Author(s): Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • Organizer: The 8th International Tunicate Meeting
  • Place of Presentation: Aomori City Cultural Hall, Aomori, Japan.
  • Year and Date: 2015-07-13 – 2015-07-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Two novel subunits of axonemal dyneins from Ciona intestinalis, as potentially key regulators for ciliary motility (2015)
  • Author(s): Kazuo Inaba, Osamu Kutomi, Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Keiko Hirose
  • Organizer: The 8th International Tunicate Meeting
  • Place of Presentation: Aomori City Cultural Hall, Aomori, Japan.
  • Year and Date: 2015-07-13 – 2015-07-17
  • Int'l Joint Research
• [Book] Flagellar Mechanics and Sperm Guidance (Cosson J, Ed) (2015)
  • Author(s): Inaba K, Kutomi O, Shiba K, Cosson J.
  • Total Pages: 432
  • Publisher: Bentham Science Publishers
• [Remarks] 筑波大学下田臨海実験センター発表論文
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/ronbun.html
• [Remarks] マリンバイオ共同推進機構（JAMBIO）研究業績
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~jambio/kenkyu.html
• [Remarks] 筑波大学下田臨海実験センター稲葉研究室発表論文
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~inaba/publish.html