| 研究課題/領域番号 |
19K06690
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
岩尾 康宏 山口大学, その他部局等, 名誉教授 (10144916)
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| 研究分担者 |
上野 秀一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80363092)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 多精拒否 / 多精防止 / 受精 / 発生開始 / 両生類 / 二倍体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
受精は有性生殖に必須の機構であり、卵と精子の特異的な膜接着・融合が必要である。本研究では、脊椎動物での雌雄の２倍体ゲノムによる単精発生を保証するしくみ：多精拒否の分子機構を明らかにする。単精受精における電気的な膜接着・融合の制御機構の分子メカニズムを精子上で膜電位センサーのMatrix metalloproteinase-2 (MMP-2)を欠失した精子を用いて解明する。MMP-2と結合する卵側リセプター分子および卵と精子の膜融合活性分子を明らかにする。これらにより、脊椎動物の受精成立に必要な普遍的な分子を明らかにし、受精機構の進化を解明する。
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| 研究成果の概要 |
受精は有性生殖に必須であり、ほとんどの脊椎動物卵は一つの精子のみを受け入れて余分な精子は卵細胞外で排除する多精受精を拒否するしくみをもち、単精での発生を保証する。受精の実験が容易な両生類を用いて、正の受精電位よる受精制御の機構を解明した。最初の精子が受精すると卵の膜電位が正になる（受精電位）。正の受精電位は２番目以降の精子との膜融合を阻止するため、複数の精子の侵入を防ぐ（早い電気的多精拒否）。精子膜上には正に荷電したマトリクスメタロプロテアーゼ‐２(MMP-2)が分布している。MMP-2欠失精子を用いて、MMP-2 が正の受精電位を検知するセンサーであり、多精拒否に必須であることを証明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
受精はすべての動物の有性生殖に必須であり、次世代個体の維持とともに進化における種分化に重要な役割をもっている。今回の研究では、脊椎動物での受精機構のモデルである両生類を用いて早い電気的多精拒否の分子メカニズムを明らかにした。これは動物界全般に共通な受精における普遍的な機能分子の解明に繋がると考えられる。さらに今後、ヒトを含む哺乳類における受精機構の解明や不妊治療の開発等での基盤研究に貢献することが期待される。
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