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哺乳類卵子活性化に伴う表在タンパク質動態のプロテオミクス解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06686
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

佐藤 裕公  群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (40545571)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード受精 / プロテオミクス / イメージング / タンパク質分解 / 卵子活性化 / 初期発生
研究開始時の研究の概要

近年、哺乳類の卵の質・胚の質に関する理解はいつになく強く求められている。本研究では、非侵襲的な胚の質判別法の開発も視野に、基礎生物学的な胚の質の理解を進めるために受精直後の胚表面タンパク質の動態を明らかにする。受精直後は、卵子活性化と呼ばれる多様な諸過程が短時間で進行するため、卵子活性化の時間制御や低侵襲性イメージングなどの新規技術を駆使して、受精卵の状態を正確に捉え、かつ卵子活性化の一部過程を欠く受精卵を意図的に作出する工夫により、解析効率を飛躍的に深める。本研究の成果は、基礎生物学的貢献だけでなく胚の質評価という重要課題に関わる因子の発見も十分期待できる。

研究成果の概要

現在、高齢化等による卵の質の低下が注目される。本研究では、未受精卵や受精後の卵のマウス卵が持つタンパク質について網羅的に解明するプロテオミクス解析を推進し、それらタンパク質の動態と動作原理、そしてその意義について解析した。
この研究により、マウス卵が呈するタンパク質構成の動態を体系的に明らかにした。また、低侵襲性観察法を駆使して受精後に胚表面から失われる細胞膜上タンパク質群の分解機構を初めて明らかにし、この分解が胚の健康な発生に必須だと証明した。これは比較的アクセスしやすい胚の表面の因子と胚の質に関する初めての決定的な因果関係であり、今後の基礎応用両面への発展が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、マウス未受精卵や受精後卵といった活性化前後の卵について定量プロテオミクス解析を行った。存在量が高く受精能を決定づけるタンパク質の詳細な機能解析を推進しつつ、胚の質の理解にむけ、胚の表面タンパク質の胚発生中の動態について動態解析を行った。この結果、受精必須因子であるCD9が細胞膜に曲率をもたらしていることを発見した。また、胚表面の胚発生に関与するタンパク質群がPKC酵素活性とタンパク質のユビキチン化依存的に胚表面から細胞内の分解機構に輸送され、これが胚発生にとって重要であることを発見した。これは、受精の直後に胚の質を検定する新たな手法の概念に通じる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Sperm IZUMO1 Is Required for Binding Preceding Fusion With Oolemma in Mice and Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Takafumi、Noda Taichi、Satouh Yuhkoh、Morohoshi Akane、Yuri Shunsuke、Ogawa Masaki、Lu Yonggang、Isotani Ayako、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.810118

    • 関連する報告書
      2021 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] The phenotype of PLCζ1-deficient mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Satouh Yuhkoh
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: - 号: 1 ページ: F21-F28

    • DOI

      10.1530/rep-21-0438

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of cellular protrusions in gamete interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Satouh Yuhkoh, Inoue Naokazu
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] IZUMO family member 3, IZUMO3, is involved in male fertility through the acrosome formation.2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue N, Satouh Y, Wada I
    • 雑誌名

      Molecular reproduction and development

      巻: 88 号: 7 ページ: 479-481

    • DOI

      10.1002/mrd.23520

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FAM209 associates with DPY19L2, and is required for sperm acrosome biogenesis and fertility in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Castaneda Julio M.、Shimada Keisuke、Satouh Yuhkoh、Yu Zhifeng、Devlin Darius J.、Ikawa Masahito、Matzuk Martin M.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 134 号: 21 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1242/jcs.259206

    • 関連する報告書
      2021 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] Clathrin-mediated endocytosis is essential for the selective degradation of maternal membrane proteins and preimplantation development2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Akihito、Satouh Yuhkoh、Kosako Hidetaka、Kobayashi Hisae、Iwase Akira、Sato Ken
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 号: 14

    • DOI

      10.1242/dev.199461

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into tetraspanin CD9 function2020

    • 著者名/発表者名
      Umeda Rie、Satouh Yuhkoh、Takemoto Mizuki、Nakada-Nakura Yoshiko、Liu Kehong、Yokoyama Takeshi、Shirouzu Mikako、Iwata So、Nomura Norimichi、Sato Ken、Ikawa Masahito、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 643-651

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15459-7

    • NAID

      120006957458

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 初期発生におけるリソソーム分解の生理機能と分子メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 美由紀、佐藤 裕公、佐藤 健
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 91 号: 5 ページ: 643-651

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2019.910643

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2019-10-25
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mouse t-complex protein 11 is important for progressive motility in sperm†2019

    • 著者名/発表者名
      Castaneda Julio M、Miyata Haruhiko、Archambeault Denise R、Satouh Yuhkoh、Yu Zhifeng、Ikawa Masahito、Matzuk Martin M
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 102 号: 4 ページ: 852-862

    • DOI

      10.1093/biolre/ioz226

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 精子-卵の融合に必須な卵細胞膜タンパク質の構造機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕公
    • 学会等名
      第62回日本卵子学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類初期胚におけるアミノ酸トランスポーターGlyt1aの能動的分解機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕公,森田晶人,佐藤健
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Low-invasive fluorescent imaging analysis to visualize mammalian reproductive events.2021

    • 著者名/発表者名
      Satouh Yuhkoh
    • 学会等名
      EMBO-EMBL symposia: Seeing is Believing
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 胚発生異常に対する新規アプローチ法の開発に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      森田晶人,岩瀬明,佐藤裕公,佐藤健
    • 学会等名
      第53回 日本臨床分子形態学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 動物発生における細胞膜分解の分子機構とその生理機能2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤健, 佐藤裕公, 森田晶人, 川崎一郎
    • 学会等名
      第14回オートファジー研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Clathrin-mediated endocytosis is essential for the selective degradation of maternal membrane proteins and preimplantation development2021

    • 著者名/発表者名
      Satouh Yuhkoh
    • 学会等名
      The 16th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences KEY FORUM 2021 International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類初期胚における母性膜タンパク質分解機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕公,森田晶人,佐藤健
    • 学会等名
      第44回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期胚発生におけるリソソーム分解系を介した細胞膜成分リモデリング機構2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤健,佐藤美由紀,佐藤裕公,森田晶人.
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] グリシントランスポーターであるGlyt1aは胚発生に伴いRab5/Rab7陽性エンドソームを介してエンドサイトーシスされ分解される2020

    • 著者名/発表者名
      森田晶人,佐藤裕公,佐藤健.
    • 学会等名
      第38回 日本受精着床学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 受精関連因子CD9の立体構造について2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕公
    • 学会等名
      第7回 生殖若手の会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス卵におけるオルガネラ動態のイメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕公
    • 学会等名
      第 12 回 オートファジー研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Yuhkoh Satouh HP

    • URL

      https://sites.google.com/view/yuhkohsatouh/home

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所細胞構造分野HP

    • URL

      http://traffic.dept.med.gunma-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Satouh Yuhkoh HP

    • URL

      https://sites.google.com/view/yuhkohsatouh/home

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 群馬大学研究者データベース:佐藤裕公

    • URL

      https://rdb.gunma-u.ac.jp/profile/ja.1b015401c3421e8d520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] https://sites.google.com/view/yuhkohsatouh/home

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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