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精子中片部におけるミトコンドリア局在メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K17852
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 解剖学一般(含組織学・発生学)
統合動物科学
研究機関大阪大学

研究代表者

嶋田 圭祐  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (60779601)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードミトコンドリア鞘形成 / 精子形成 / 精子ミトコンドリア / ゲノム編集
研究成果の概要

我々はSMDR1の欠損が精子ミトコンドリア鞘形成に異常を引き起こし,精子運動性の低下及び雄性不妊を引き起こすことを明らかにした。生殖細胞ではSMDR1はミトコンドリア外膜上に存在し,さらに既知のミトコンドリア外膜タンパク質であるVDAC2及びVDAC3と相互作用していることを明らかにした。これらのことはSMDR1が精子ミトコンドリア鞘形成に必須の存在であり,SMDR1がミトコンドリア同士を繋げてミトコンドリアダイナミクスを制御することでミトコンドリア鞘形成を可能にしていることを示すものであり,世界で初めてミトコンドリア鞘形成の分子メカニズムを明らかにすることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

精子の中片部にはミトコンドリア鞘と呼ばれる特徴的な構造を有しており,ミトコンドリア鞘の形成不全は精子の運動性低下を引き起こし,雄性不妊の原因となる。現在までにこのミトコンドリア鞘形成に関わる分子メカニズムについては全く明らかになっておらず,これを解明することは将来的に雄性不妊の治療法や男性避妊薬の開発に繋がる可能性がある。さらにこのミトコンドリア鞘はミトコンドリアの様々な形態の変化が複合的に生じた結果形成されるものであり,このメカニズム解析は一般的なミトコンドリアダイナミクス研究へ応用される可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Testis‐enriched kinesin KIF9 is important for progressive motility in mouse spermatozoa2020

    • 著者名/発表者名
      Miyata Haruhiko、Shimada Keisuke、Morohoshi Akane、Oura Seiya、Matsumura Takafumi、Xu Zoulan、Oyama Yuki、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 34 号: 4 ページ: 5389-5400

    • DOI

      10.1096/fj.201902755r

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nexin-Dynein regulatory complex component DRC7 but not FBXL13 is required for sperm flagellum formation and male fertility in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Morohoshi Akane、Miyata Haruhiko、Shimada Keisuke、Nozawa Kaori、Matsumura Takafumi、Yanase Ryuji、Shiba Kogiku、Inaba Kazuo、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 1 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008585

    • NAID

      120007159540

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated genome editing reveals 30 testis-enriched genes dispensable for male fertility in mice†2019

    • 著者名/発表者名
      Yonggang Lu, Oura Seiya, Matsumura Takafumi, et al.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 101 号: 2 ページ: 501-511

    • DOI

      10.1093/biolre/ioz103

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glycerol kinase 2 is essential for proper arrangement of crescent-like mitochondria to form the mitochondrial sheath during mouse spermatogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada K, Kato H, Miyata H, Ikawa M.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 65 号: 2 ページ: 155-162

    • DOI

      10.1262/jrd.2018-136

    • NAID

      130007630929

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chimeric analysis with newly established EGFP/DsRed2-tagged ES cells identify HYDIN as essential for spermiogenesis in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Oura Seiya、Miyata Haruhiko、Noda Taichi、Shimada Keisuke、Matsumura Takafumi、Morohoshi Akane、Isotani Ayako、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 68 号: 1 ページ: 25-34

    • DOI

      10.1538/expanim.18-0071

    • NAID

      130007604401

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RSPH6A is required for sperm flagellum formation and male fertility in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Abbasi Ferheen、Miyata Haruhiko、Shimada Keisuke、Morohoshi Akane、Nozawa Kaori、Matsumura Takafumi、Xu Zoulan、Pratiwi Putri、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 131 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1242/jcs.221648

    • NAID

      120006957445

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Molecular mechanism of mitochondrial sheath formation revealed through gene-edited mice2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田圭祐
    • 学会等名
      第14回研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SMDR1は精子形成期においてミトコンドリア間を繋ぎ止めて精子中片部にミトコンドリア鞘を形成するのに必須のタンパク質である2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田圭祐
    • 学会等名
      第162回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Glycerol kinase 2 is important for proper arrangement of crescent-like mitochondria to form the mitochondrial sheath2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shimada
    • 学会等名
      SSR 52nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SMDR1は精子ミトコンドリアの鞭毛への巻き付きに必須である2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田圭祐
    • 学会等名
      第33回日本生殖免疫学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SMDR1は精子形成期における精子ミトコンドリアの鞭毛への巻き付きに関わることでミトコンドリア鞘の形成に必須となるタンパク質である2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田圭祐
    • 学会等名
      第161回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Smdr1 is required for sperm mitochondrial alignment during spermatogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田圭祐
    • 学会等名
      The 1st International Mitochondria Meeting for Young Scientists
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Smdr1 is required for sperm mitochondrial alignment during spermatogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shimada
    • 学会等名
      The 1st International YoungMito 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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