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ショウジョウバエを用いた,オミクス解析でみつかるヒト男性不妊候補遺伝子の検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K06780
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45010:遺伝学関連
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

高野 敏行  京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (90202150)

研究分担者 都丸 雅敏  京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 助教 (70324720)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード男性不妊 / オス不妊 / 精子形成 / 精子成熟 / ショウジョウバエ / 生物種間横断研究 / 精子―メスの相互作用 / 精子とメスとの相互作用 / データベース / 父性効果遺伝子 / オス不妊遺伝子 / 生物種横断研究
研究開始時の研究の概要

今、不妊は世界共通の大きな公衆衛生課題となっている.そのうち半数は男性側の障害によるが,原因不明なケースが3割を超える.一方で、データベースには865の遺伝子が男性の不妊候補遺伝子として登録されている.しかし、これらは男性不妊との関連が予想されるということに過ぎず、モデル生物をつかった実験検証が待たれている.実際,候補遺伝子のうちマウス、ショウジョウバエのいずれでもオス不妊遺伝子として同定されていない遺伝子は600を超える.そこで、これらの候補遺伝子が実際にオスの妊性へ関与するのか、ショウジョウバエをモデルに検証する.これによりオス不妊遺伝子リストを充実させ、ヒト男性の不妊の理解を深める.

研究成果の概要

ショウジョウバエのオス不妊遺伝子の同定とヒトーショウジョウバエ間での精子形成の比較を目的に,生殖への機能が未だ実証されていないヒト男性不妊候補遺伝子のオーソログを含む103のショウジョウバエ遺伝子を調査し、新たに63のオス不妊遺伝子を同定した。妊性が低下した個体の表現型は細胞増殖や減数分裂異常など多岐にわたるが、一見、正常にみえる精子にもかかわらず不妊となるものも多数観察された。精子とメスとのコミュニケーションに障害があるものも含まれると推察される。実際、そのうちの一つNep4遺伝子の機能を破壊すると、精子はメス体内で貯精されず、また受精も完了できない。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今、不妊は世界共通の大きな公衆衛生課題となっている。そのうち半数は男性側の障害によるが、原因不明なケースが3割を超える。一方で、データベースには多数の遺伝子が男性の不妊候補遺伝子として登録されている。しかし、これらはオミクス解析によって関連が示唆された過ぎず、モデル生物での実験検証が待たれている。今回、ショウジョウバエをモデルに検証を進め、オス不妊遺伝子リストを充実させることができ、ヒト男性の不妊の理解を深めることにも繋がった。殊に、一見、正常に見える精子でも貯精、受精障害等の異常をもつことも稀ではないことは今後の研究、診断にも役立つと期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Arizona State University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Arizona State University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Arizona State University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The <i>Drosophila Neprilysin 4</i> gene is essential for sperm function following sperm transfer to females2021

    • 著者名/発表者名
      Ohsako Takashi、Shirakami Machi、Oiwa Kazuharu、Ibaraki Kimihide、Karr Timothy L.、Tomaru Masatoshi、Sanuki Rikako、Takano-Shimizu-Kouno Toshiyuki
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 96 号: 4 ページ: 177-186

    • DOI

      10.1266/ggs.21-00024

    • NAID

      130008129948

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A cross-species approach for the identification of Drosophila male sterility genes2021

    • 著者名/発表者名
      Ibaraki Kimihide、Nakatsuka Mihoko、Ohsako Takashi、Watanabe Masahide、Miyazaki Yu、Shirakami Machi、Karr Timothy L、Sanuki Rikako、Tomaru Masatoshi、Takano-Shimizu-Kouno Toshiyuki
    • 雑誌名

      G3 Genes|Genomes|Genetics

      巻: 11 号: 8

    • DOI

      10.1093/g3journal/jkab183

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Offspring production from cryopreserved primordial germ cells in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Asaoka Miho、Sakamaki Yurina、Fukumoto Tatsuya、Nishimura Kaori、Tomaru Masatoshi、Takano-Shimizu Toshiyuki、Tanaka Daisuke、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 1159-1159

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02692-z

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sexual isolation between Drosophila simulans and D. mauritiana: D. simulans females do not discriminate against intact-wing D. mauritiana males.2021

    • 著者名/発表者名
      Tomaru, M., Hattori, E., Yamada, H. & Oguma, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Ethology

      巻: 39 号: 1 ページ: 73-87

    • DOI

      10.1007/s10164-020-00675-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of CR43467 encoding a long non-coding RNA as a novel genetic interactant with dFIG4, a CMT-causing gene.2020

    • 著者名/発表者名
      Shimada, S., Muraoka, Y., Ibaraki, K., Takano-Shimizu-Kouno, T., Yoshida, H., and Yamaguchi, M.
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 386 号: 1 ページ: 111711-111711

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2019.111711

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] De novo NSF mutations cause early infantile epileptic encephalopathy2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hisato、Yoshida Takeshi、Morisada Naoya、Uehara Tomoko、Kosaki Kenjiro、Sato Katsunori、Matsubara Kohei、Takano‐Shimizu Toshiyuki、Takenouchi Toshiki
    • 雑誌名

      Annals of Clinical and Translational Neurology

      巻: 6 号: 11 ページ: 2334-2339

    • DOI

      10.1002/acn3.50917

    • NAID

      120006940294

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cortex glia clear dead young neurons via Drpr/dCed-6/Shark and Crk/Mbc/dCed-12 signaling pathways in the developing Drosophila optic lobe.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano, R., Iwamura, M., Obikawa, A., Togane, Y., Hara, Y., Fukuhara, T., Tomaru, M., Takano, T., and Tsujimura H.
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 68-85

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2019.05.003

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Normal aging hyperactivates innate immunity and reduces the medical efficacy of minocycline in brain injury.2019

    • 著者名/発表者名
      Sanuki, R., Tanaka, T., Suzuki, F., Ibaraki, K., and Takano T.
    • 雑誌名

      Brain, Behavior, and Immunity

      巻: 印刷中 ページ: 427-438

    • DOI

      10.1016/j.bbi.2019.04.023

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of expression patterns of 96 GAL4 drivers in female sperm storage organs in Drosophila melanogaster2022

    • 著者名/発表者名
      大迫 隆史 , 稲井 琴梨 , 高野 敏行
    • 学会等名
      第15回日本ショウジョウバエ研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエメスの精子保存器官で発現するGAL4ドライバー2022

    • 著者名/発表者名
      稲井 琴梨, 大迫 隆史, 都丸 雅敏, 高野 敏行
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエNep4遺伝子は射精後の精子の機能に必要である2021

    • 著者名/発表者名
      大岩航陽、大迫隆史、白神真知、茨木公英、Timothy L. Karr、都丸雅敏、佐貫理佳子、高野敏行
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノムを一括で復元できるショウジョウバエ始原生殖細胞の凍結保存技術2021

    • 著者名/発表者名
      高野敏行
    • 学会等名
      NBRP オンラインワークショップ バイオリソースの先端技術のまるわかり
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress and future perspectives of fly-stock cryopreservation in the National BioResource Project (NBRP)2021

    • 著者名/発表者名
      Takano-Shimizu, T. , K. Nishimura, S. Yamamoto, M. Tomaru, R. Sanuki, M. Asaoka, S. Kobayashi, & D. Tanaka
    • 学会等名
      14th Japan Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] in vivo study of human disease candidate mutations with gain-of-function and loss-of-function effects under the IRUD Beyond.2020

    • 著者名/発表者名
      TAKANO-SHIMIZU, T., SATO, K., MATSUBARA, K., SANUKI, R., YAMAGUCHI, M., KOWADA, R., YOSHIDA, H., KOSAKI, K. , UEHARA, T., and TALENOUCHI, T.
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SNAREシャペロン遺伝子の機能獲得型変異2019

    • 著者名/発表者名
      高野敏行
    • 学会等名
      「未診断疾患イニシアチブ(Initiative on Rare and Undiagnosed Diseases (IRUD)):希少未診断疾患に対する診断プログラムの開発に関する研究」 令和元年度 ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムだけでは解決しないバリアントに対する機能解析のアプローチ “IRUD Beyond”について2019

    • 著者名/発表者名
      高野敏行、佐貫理佳子、松原光平、茨木公英、佐藤克則、大岩航陽
    • 学会等名
      第61回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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