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配偶子受精能の相互補完的な共役機構とその制御メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K08530
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
研究機関埼玉医科大学 (2017-2018)
東邦大学 (2016)

研究代表者

三輪 尚史  埼玉医科大学, 医学部, 教授 (40255427)

研究協力者 高松 研  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード受精 / 卵保護膜 / 生殖生理学 / 配偶子
研究成果の概要

受精の成立には、卵を取り囲む構造物(卵保護膜と呼ばれる)と精子が適切に作用することが必要である。アフリカツメガエル卵保護膜に存在するタンパク質(ダイカルシンと呼ばれる)は、保護膜を形づくる別のタンパク質(gp41と呼ばれる)に結合し保護膜の性質を制御することにより受精を調節する。本研究では、ダイカルシン作用が過剰な場合(低受精能保護膜)または欠失した場合(高受精能保護膜)における保護膜超微細構造の相違を電子顕微鏡により詳細に解析し、保護膜の構造変化の動的メカニズムを考察した。また、マウスダイカルシン配列に基づき作製した合成ペプチドを利用し受精阻害作用領域を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

受精成立には、卵を取り囲む構造物(卵保護膜と呼ばれる)と精子が適切に作用することが必要である。本研究では、アフリカツメガエル卵保護膜に存在するタンパク質(ダイカルシンと呼ばれる)の作用を応用することにより、受精「しやすい」または「しにくい」未受精卵を人為的に作製し、電子顕微鏡等による解析を行った。その結果、ダイカルシンが保護膜を作る構成タンパク質に結合し、卵保護膜の超微細構造および粘弾性を制御することにより、精子と卵保護膜の相互作用およびそれに引き続く受精を調節することを明らかにした。本研究成果を応用することで体外受精用培地または避妊薬の開発に進歩を促す可能性が考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Structural and rheological properties conferring fertilization competence to Xenopus egg-coating envelope2017

    • 著者名/発表者名
      Hanaue M, Miwa N
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 5651-5658

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06093-3

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural plasticity of the mature egg-coating envelope induced by extrinsic manipulation of the interaction between dicalcin and gp412017

    • 著者名/発表者名
      三輪尚史、花上まゆ、高松研
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of the counterpart of <I>Xenopus</I> dicalcin in the mouse reproductive tract2017

    • 著者名/発表者名
      三輪尚史、花上まゆ、高松研
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Remodeling of the ZP-filament meshwork in the mature frog egg-coating envelope2017

    • 著者名/発表者名
      三輪尚史、花上まゆ、高松研
    • 学会等名
      第90回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of the counterpart of Xenopus dicalcin in the mouse cumulus-oocyte complex2016

    • 著者名/発表者名
      三輪尚史、花上まゆ、高松研
    • 学会等名
      第89回日本生化学大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural basis of the mature egg-coating envelope meshwork accompanied by dicalcin-dependent control of fertilization efficiency in Xenopus laevis.2016

    • 著者名/発表者名
      Miwa N, Hanaue M, Takamatsu K
    • 学会等名
      49th Society for the Study of Reproduction
    • 発表場所
      San Diego(USA)
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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