| Project/Area Number |
23K24473
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| Project/Area Number (Other) |
22H03214 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56030:Urology-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮田 治彦 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (50604732)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | 精子 / 鞭毛 / 軸糸 |
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| Outline of Research at the Start |
男性不妊の病態解明や診断・治療法の開発のためには、精子運動性を制御する分子機構を理解することが重要である。精子鞭毛の運動装置は、進化的に保存された「9+2」構造の微小管からなる軸糸である。軸糸を構成するタンパク質の多くは単細胞生物を含めた様々な種で保存されている一方、多細胞生物の精子鞭毛に特有の軸糸タンパク質群も存在する。本研究では、精子特有の鞭毛形成や運動を制御する新たな軸糸タンパク質の同定と機能解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
単細胞生物であるクラミドモナスの鞭毛には存在しないが、多細胞生物の精子鞭毛に存在すると考えられる3つの軸糸タンパク質について、ノックアウト (KO) マウスを作製し、表現型を解析した。KO雄マウスを野生型の雌マウスと交配させたところ、2つのタンパク質については、コードする遺伝子を欠損させても雄マウスの生殖能力は低下しなかった。一方、残り1つのタンパク質については、KO雄マウスの生殖能力が有意に低下した。光学顕微鏡を用いて、生殖能力が低下したKOマウスの精子形態を観察したところ、鞭毛の形態を含め明らかな異常は認められなかった。一方、精子運動解析システム (CASA) を用いて精子の運動性を詳細に調べたところ、運動する精子の割合や運動速度が有意に低下していた。
また、ビオチンリガーゼであるBioIDを融合させた軸糸タンパク質Xを発現するトランスジェニック (TG) マウスの作製・解析を行った。このTG精子をビオチン存在化で培養したあと、ビオチン化されたタンパク質をストレプトアビジンで精製し、質量分析による同定を行った。その結果、軸糸タンパク質Xに近接するタンパク質を複数同定することができた。軸糸タンパク質Xに近接することが知られているタンパク質も同定されており、軸糸タンパク質の解析にこの方法を活用できることが分かった。また、同定したタンパク質の1つはクラミドモナスで保存されていなかったため、このタンパク質も精子特有の鞭毛形成や運動に関与する可能性がある。
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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
クラミドモナスで保存されていない3つの軸糸タンパク質について解析を行ったところ、精子運動性に関与するタンパク質を1つ同定することができた。また、BioIDを融合させた軸糸タンパク質Xを発現するTGマウスを解析することにより、軸糸タンパク質の解析に近接依存性標識法が有用であることが分かった。さらに、軸糸タンパク質Xに近接し、かつクラミドモナスで保存されていないタンパク質を同定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
精子運動性に関与することが分かった軸糸タンパク質に関して、電子顕微鏡を用いてKO精子の鞭毛構造を詳細に解析する。また、抗体による免疫沈降法や近位依存性標識法を用いて、相互作用するタンパク質の探索を行う。さらに、軸糸タンパク質Xに近接することが分かったタンパク質については、KOマウスを作製し、表現型を解析する。
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