繊毛外腕ダイニンによるカルシウム依存的屈曲制御と生体調節
Publicly Offered Research
| Project Area | Cilium-centrosome system regulating biosignal flows |
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| Project/Area Number |
15H01201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
稲葉 一男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (80221779)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | カラクシン / 繊毛病 / ダイニン / 微小管 / 精子 / 内臓逆位 / 水頭症 / カルシウム / 繊毛 / 鞭毛繊毛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カラクシンはカルシウム依存的に外腕ダイニン重鎖に結合し、微小管の滑り運動を制御する。ホヤ精子では、卵に向かって走化性を示す際の非対称波鞭毛運動に必須であり、ウニ胚の繊毛では屈曲率の上昇と協調的な繊毛運動に関与している。しかしながら、脊椎動物におけるカラクシンの機能については知られていなかった。本研究では、マウス繊毛におけるカラクシンの機能および生体調節との関連を、ノックアウトマウスを用いて解析した。その結果、カラクシン欠損マウスは繊毛病の様相を呈すことがわかった。組織ごとに繊毛の構造や運動を詳細に調べた結果、屈曲の伝播異常が見られるものの、予想に反し精子は受精能を有した。気管繊毛も屈曲異常やフロー速度の低下が見られたが、方向性を持った外液フローを起こすことがわかった。カラクシン欠損によりもっとも顕著に現れたのが、水頭症と内臓逆位であった。水頭症は脳脊髄液フローの異常で起こることが知られているが、上衣細胞繊毛の運動や外液フローは見かけ上正常であった。一方、ノックアウトマウスの約半数に内臓逆位が見られた。nodalやleftyの遺伝子発現を調べた結果、カラクシンノックアウトマウスではこれらの左側特異的発現は乱れ、右側に発現するもの、両方に発現が見られるもの、発現が見られないものが得られた。これらの遺伝子の非対称発現はノードにおける繊毛フローが関与しているため、ノード繊毛の観察を行なった。その結果、ノードの左向きのフローが著しく減少し、ランダムに近い状態になっていることが明らかになった。走査型電子顕微鏡による観察の結果、ノード繊毛の数が著しく減少していることが示され、カラクシンがノード繊毛の形成に関与するという新たな知見が明らかとなった。これらの結果は、中心対微小管がないノード繊毛に特異的な外腕の機能ならびにカラクシンによる調節機構が関与している可能性を示唆している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Doublet 7 shortening, doublet 5-preferential poly-Glu reduction, and beating stall of sperm flagella in Ttll9-/- mice.2016
Author(s)
Konno A, Ikegami K, Konishi Y, Yang HJ, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yao I, Shiba K, Inaba K, Setou M.
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Journal Title
J Cell Sci.
Volume: 129
Issue: 14
Pages: 2757-2766
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Calaxin is critical for the formation of mouse nodal cilia2016
Author(s)
Keita Sasaki, Akihiro Nakamura, Kogiku Shiba, Natsuko Kawano, Daisuke Shibata, Mami Miyado, Yuhkoh Satouh, Hironori Ueno, Shigenori Nonaka, Masahito Ikawa, Tadashi Baba, Kenji Miyado, Kazuo Inaba
Organizer
The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
Place of Presentation
OIST, Onna, Okinawa, Japan
Year and Date
2016-11-14
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sperm-specific calcineurin is necessary for midpiece flexibility and male fertility2016
Author(s)
Haruhiko Miyata, Yuhkoh Satouh, Daisuke Mashiko, Masanaga Muto, Kaori Nozawa, Kogiku Shiba, Yoshitaka Fujihara, Ayako Isotani, Kazuo Inaba, Masahito Ikawa
Organizer
Meeting of the Society for the Study of Reproduction
Place of Presentation
Sheraton San Diego Hotel & Marina San Diego, CA, USA
Year and Date
2016-07-16
Related Report
Int'l Joint Research
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