小胞体品質管理の破綻と受精障害

• 研究課題/領域番号: 20059020
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊川 正人 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (20304066)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2009年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2008年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: シャペロン / 遺伝子組換え / ノックアウト / calreticulin / calnexin

研究概要

カルネキシンおよびカルレティキュリンは細胞の小胞体に局在し、膜・分泌蛋白質が成熟する過程でその品質管理に重要なレクチンシャペロンとして機能する。しかしいずれも体細胞に普遍的に発現するために、ノックアウトマウスを作製すると胚性致死もしくは生まれても発育不全となる。そのため成熟個体での機能解析を行うことは不可能もしくは非常に困難であった。そこで我々はcre/loxPシステムを用いることにより、これらのシャペロンを任意の組織や細胞・時期特異的(コンディショナル)に欠損するマウスを作製し、成熟個体でその機能解析を行った。
全身でカルネキシンを欠損させると、離乳時までにホモ欠損個体の約半数が死亡、もしくは生存したとしても体重が約半分程度まで低下する成長不全となることを確認した。体が小さいためにホモ欠損雄マウスは交尾回数が少ないものの、交尾した場合には野生型と同様の子孫が得られた。つまりカルネキシンは精子の受精能力に必須でないことが証明された。次に卵細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するマウスと交配させて、卵子特異的にカルネキシンを欠損させたが、交配実験・体外受精実験により、カルネキシン欠損卵子は野生型卵子と同等の受精能力を有していることを確認した。このことからカルネキシンは精子や卵子の受精能力に必須でないことが明らかとなった。
全身でカルレティキュリンを欠損させた場合には、胚性致死となる。そこで精細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するngn3-cre,nanos3-creマウスと交配させたが、これらの系統では完全に欠損させることができないことが判明した。次に卵細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現するマウスと交配させて、卵子特異的にカルレティキュリンを欠損させたが、交配実験で産子を得ることができなかった。このことからカルレティキュリンは雌の妊孕性に必須であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Disruption of ADAM3 impairs the migration of sperm into oviduct in mouse. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi R, Muro Y, Isotani A, Tokuhiro K, Takumi K, Adham I, Ikawa M, Okabe M.
  • 雑誌名: Biol Reprod. 81(1) ページ: 142-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of endoplasmic reticulum stress response by a BBF2H7-mediated Sec23a pathway is essential for chondrogenesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito A, Hino S, Murakami T, Kanemoto S, Kondo S, Saitoh M, Nishimura R, Yoneda T, Furuichi T, Ikegawa S, Ikawa M, Okabe M, Imaizumi K.
  • 雑誌名: Nat Cell Biol. 11(10) ページ: 1197-1204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signalling mediated by the endoplasmic reticulum stress transducer OASIS is involved in bone formation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Murakami T, Saito A, Hino S, Kondo S, Kanemoto S, Chihara K, Sekiya H, Tsumagari K, Ochiai K, Yoshinaga K, Saitoh M, Nishimura R, Yoneda T, Kou I, Furuichi T, Ikegawa S, Ikawa M, Okabe M, Wanaka A, Imaizumi K.
  • 雑誌名: Nat Cell Biol. 11(10) ページ: 1205-1211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted gene modification in mouse ES cells using integrase-defective lentiviral vectors (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada, Y. et.al.
  • 雑誌名: Genesis (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Putative sperm fusion protein IZUMO and the role of N-glycosylation (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue, N. et.al.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 377 ページ: 910-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cd52, known as a major maturation-associated sperm membrane antigen secreted from the epididymis, is not required for fertilization in the mouse (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, R. et.al.
  • 雑誌名: Genes Cells 13 ページ: 335-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of sperm-egg interactions emerging from gene-manipul ated animals (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikawa, M. et.al.
  • 雑誌名: Int J Dev Biol 52 ページ: 657-64
  • 査読あり
• [備考]
  • URL: http://kumikae01.gen-info.osaka-u.ac.jp/members/ikawa/index.htm