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受精と胚子発生の制御機構に関する発生工学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12306018
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関筑波大学

研究代表者

馬場 忠  筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (40165056)

研究分担者 西村 仁  筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (80241347)
岡部 勝  大阪大学, 遺伝情報実験センター, 教授 (30089875)
岡村 直道  筑波大学, 基礎医学系, 教授 (30134224)
中西 友子  筑波大学, 応用生物化学系, 助手 (10344863)
小倉 淳郎  理研バイオリソースセンター, 遺伝工学基盤技術室, 室長 (20194524)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
44,120千円 (直接経費: 37,100千円、間接経費: 7,020千円)
2002年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2001年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2000年度: 13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
キーワード精子 / 卵子 / 受精 / 精子成熟 / 卵子活性化 / 細胞融合 / 輸卵管 / ノックアウトマウス / 卵活性化
研究概要

精子成熟から精子の子宮・輸卵管移動,受精,および受精直後の卵子活性化の諸過程での精子機能とその制御機構を発生工学的手法によって解析し,以下の研究成果を得ることができた。
1.精子の受精能獲得前後における精子細胞膜マイクロドメイン(ラフト)の変化について調べ,マウス精巣上体精子では受精能獲得にしたがってスフィンゴ脂質としてのラフトが精子赤道部から先体部へと徐々に移行することが明確となった。
2.精子ヒアルロニダーゼPH20の欠損マウスを作製・解析し,PH20が精子の卵丘細胞間マトリックス通過に必須でないことを明らかにした。また,ほかの精子ヒアルロニダーゼの探索を行い,精子アクロソーム反応で大量に放出される新規ヒアルロニダーゼを同定することができた。
3.マウス精子に存在する42キロダルトンプロテアーゼTESP5は,アクロソームマトリックスと膜に局在しており,トリプシン様プロテアーゼによって活性化されることが明らかとなった。また,TESP5は細胞膜マイクロドメインに濃縮されており,アクロソーム反応直後にアクロシンなどによって膜から活性化・放出されて,精子の卵子透明帯への接着・結合と脱着,あるいは精子と卵子の融合で機能していることが示唆された。
4.ADAM1aとADAM1bの局在と前駆体のプロセシング,および機能について調べ,ADAM1a前駆体は精細胞の粗面小胞体だけに存在しており,ADAM2やADAM3の分泌に関与している可能性が見いだされた。ADAM1b前駆体はゴルジ装置を経由して細胞膜に移行し,精子形成・成熟に伴って成熟型へと変化することが明らかとなった。また,ADAM1a欠損マウスの解析を行い,ADAM1a欠損オスマウスの不妊の原因は子宮と輸卵管のジャンクションでの精子滞留であることが明らかとなった。ADAM1aは精巣上体精子には存在しないため,子宮からの精子離脱に関与する分子群の機能制御を精子形成または成熟過程で行っている可能性が見いだされた。
5.ポリA鎖を付加したフォスフォリパーゼCゼータmRNAを未受精卵にインジェクションすることによって,前核が形成されることを確認した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] Atsuo Inoue: "The transcript for a novel protein with a zinc finger motif is expressed at specific stages of mouse spermatogenesis"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 273. 398-403 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuneatsu Mori: "Molecular and immunological approaches to mammalian fertilization"J. Reprod. Immunol.. 47. 139-158 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichi Kashiwabara: "Identification of a novel isoform of poly(A) polymerase, TPAP, specifically present in the cytoplasm of spermatogenic cells"Dev. Biol.. 228. 106-115 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eri Kodama: "CDNA cloning and functional analysis of ascidian sperm proacrosin"J. Biol. Chem.. 276. 24594-24600 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Nishimura: "The ADAM1a and ADAM1b genes, instead of the ADAM1 (fertilin α) gene, are localized on mouse chromosome 5"Gene. 291. 67-76 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eri Kodama: "Spermosin, a trypsin-like protease from ascidian sperm : cDNA cloning, protein structures and functional analysis"Eur. J. Biochem.. 269. 657-663 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arata Honda: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein"J. Biol. Chem.. 277. 16976-16984 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jindawan Siruntawineti: "Occurrence of small, round vesicles in the acrosome of elongating spermatids from a mouse mutant line with a partial deletion of the Y chromosome"J. Reprod. Dev.. 48. 513-521 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arata Honda: "Role of acrosomal matrix proteases in sperm-zona pellucida interactions"Hum. Reprod. Update. 8. 405-412 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daichi Baba: "Mouse sperm lacking cell surface hyaluronidase PH-20 can pass through the layer of cumulus cells and fertilize the egg"J. Biol. Chem.. 277. 30310-30314 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichi Kashiwabara: "Regulation of spermatogenesis by testis-specific, cytoplasmic poly(A) polymerase TPAP"Science. 298. 1999-2002 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin Sugiura: "Expression of a testis-specific form of TBP-related factor 2 (TRF2) mRNA during mouse spermatogenesis"J. Reprod. Dev.. 49. 107-111 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ekyune Kim: "Differential localization of ADAM1a and ADAM1b in the endoplasmic reticulum of testicular germ cells and on the surface of epididymal sperm"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 304. 313-319 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue, A., et al.: "The transcript for a novel protein with a zinc finger motif is expressed at specific stages of mouse spermatogenesis."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 273. 398-403 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mori, T., et al.: "Molecular and immunological approaches to mammalian fertilization"J. Reprod. Immunol.. 47. 139-158 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kashiwabara, S., et al.: "Identification of a novel isoform of poly(A) polymerase, TPAP, specifically present in the cytoplasm of spermatogenic cells"Dev. Biol.. 228. 106-115 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama, E., et al.: "cDNA cloning and functional analysis of ascidian sperm proacrosin"J. Biol. Chem.. 276. 24594-24600 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishimura. H., et al.: "The ADAMla and ADAMlb genes, instead of the ADAM1 (fertilin α) gene, are localized on mouse chromosome 5"Gene.. 291. 67-76 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama, E., et al.: "Spermosin, a trypsin-like protease from ascidian sperm : cDNA cloning, protein structures and functional analysis"Eur. J. Biochem.. 269. 657-663 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda, A., et al.: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein"J. Biol. Chem.. 277. 16976-16984 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Siruntawineti, J., et al.: "Occurrence of small, round vesicles in the acrosome of elongating spermatids from a mouse mutant line with a partial deletion of the Y chromosome"J. Reprod. Dev.. 48. 513-521 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda, A., et al.: "Role of acrosomal matrix proteases in sperm-zona pellucida interactions"Hum. Reprod. Update. 8. 405-412 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Baba, D., et al.: "Mouse sperm lacking cell surface hyaluronidase PH-20 can pass through the layer of cumulus cells and fertilize the egg"J. Biol. Chem.. 277. 30310-30314 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kashiwabara, S., et al.: "Regulation of spermatogenesis by testis-specific, cytoplasmic poly(A) polymerase TPAP"Science. 298. 1999-2002

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugiura, S., et al.: "Expression of a testis-specific form of TBP-related factor 2 (TRF2) mRNA during mouse spermatogenesis"J. Reprod. Dev.. 49. 107-111 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kim, E., et al.: "Differential localization of ADAMla and ADAMlb in the endoplasmic reticulum of testicular germ cells and on the surface of epididymal sperm"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 304. 313-319 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Nishimura: "The ADAM1a and ADAM1b genes, instead of the ADAM1(fertilin α) gene, are localized on mouse choromosome 5"Gene. 291. 67-76 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Araa Honda: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein"Journal of Biological Chemistry. 277. 16976-16984 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Jindawan Siruntawineti: "Occurrence of small, round vesicles in the acrosome of elongating spermatids from a mouse mutant line with a partial deletion of the Y chromosome"Journal Reproduction and Development. 48. 513-521 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Daichi Baba: "Mouse sperm lacking cell surface hyaluronidase PH-20 can pass through the layer of cumulus cells and fertilize the egg"Journal of biological Chemistry. 277. 30310-30314 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichi Kashiwabara: "Regulation of spermatogenesis by testis-specific, cytoplasmic poly(A) plymerase TPAP"Science. 298. 1999-2002 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shin Sugiura: "Expression of a testis-specific form of TBP-related factor 2 (TRF2) mRNA during mouse spermatogenesis"Journal Reproduction and Development. 49. 107-111 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Arata Honda: "A mouse serine protease TESP5 is selectively included into lipid rafts of sperm membrane presumably as a GPI-anchored protein."Journal of Biological Chemistry. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichi Kashiwabara: "Role of acrosomal matrix proteases in sperm-zona pellucida interactions."Human Reproduction Update. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Eri Kodama: "Spermosin,a trypsin-like protease from ascidian sperm:cDNA cloning,protein structures and functional analysis."European Journal of Biochemistry. 269. 657-663 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Nishimura: "The ADAM1a and ADAM1b genes,instead of the ADAM1(fertilin α)gene,are localized on mouse chromosome 5."Gene. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Eri Kodama: "cDNA cloning and functional analysis of ascidian sperm proacrosin."Journal of Biological Chemistry. 276. 24594-24600 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Nakanishi: "Alkalinization of acrosome measured by GFP as a pH indicator and its relation to sperm capacitation."Developmental Biology. 237. 222-231 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuneatsu Mori: "Molecular and immunological approaches to mammalian fertilization"Journal of Reproductive Immunology. 47. 139-158 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Atsuto Inoue: "The transcript for a novel protein with a zinc finger motif is expressed at specific stages of mouse spermatogenesis"Biochemical and Biophysical Research Communications. 273. 398-403 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichi Kashiwabara: "Identification of a novel isoform of poly (A) polymerase, TPAP, specifically present in the cytoplasm of spermatogenic cells"Developmental Biology. 228. 106-115 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji Miyado: "Requirement of CD9 on the egg plasma membrane for fertilization"Science. 287. 321-324 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yukie Koresawa: "Synthesis of a new Cre recombinase gene based on optimal codon usage for mammalian systems"Journal of Biochemistry. 127. 367-372 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Nishimura: "Analysis of loss of adhesive function in sperm lacking cyritestin and fertilin β"Developmental Biology. (In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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