| 研究課題/領域番号 |
21H02397
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分42040:実験動物学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人国立循環器病研究センター |
|---|
研究代表者 |
藤原 祥高 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (70578848)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
|
|---|
| キーワード | 雄性不妊 / 進化 / 遺伝子保存 / 機能補完 / 生物種間保存 / 遺伝子組換え動物 / 精子受精能力 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者はゲノム編集技術CRISPR/Cas9を用いた個体レベルの遺伝子スクリーニングにより、精巣及び精巣上体特異的な必須遺伝子の同定に成功した。本課題では、研究代表者が発見した雄性生殖に必須な3因子群（未発表のため非公開）の精子受精能における役割を解明することを目的とする。今回解析する遺伝子群は、ハエや魚類などの非哺乳類からマウスやヒトまで広く保存されているだけでなく、哺乳類以外でも重要な機能を持つことからあらゆる生物種間で普遍的な役割を担っていると予想される。本研究では、遺伝子組換え動物を開発して、種々のモデル動物間での生殖メカニズムの共通性と特異性に焦点を当てて機能解析する。
|
| 研究実績の概要 |
本課題では、研究代表者が発見したハエや魚類からヒトまで生物種間で広く保存される遺伝子の解析を通して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにする目的で研究を進めた。
最終年度は、本研究で明らかにしたマウス遺伝子群を対象に異種間での機能補完を検証するために、雄性不妊の表現型回復を指標に遺伝子組換え動物を作出して実施した。その結果、ヒト遺伝子Xのトランスジェニック（TG）マウスにおいて、KO-TG雄マウスの不妊が有意に回復した（未発表データ）。驚くべきことに、このヒトタンパク質XのC末端側に付加した緑色蛍光を発するEGFPがマウスタンパク質Xと同じ精子での局在を示すことを観察した。つまり、X遺伝子はヒトでもマウスと同じ精子受精能力に機能保存されることが示唆された。その他に、線虫からヒトまで広く保存されるFerlinファミリー遺伝子のFer1l5-KOマウスを開発して解析の結果、KOマウス精子は受精に必須なステップである先体反応の異常によって雄性不妊になることが明らかになった（Morohoshi et al. Sci Adv. 2023）。
以上より、本研究では計画した６つの遺伝子（Dcst1/2, Fer1l5, Lcns, Spaca4, Pdcl2）に関する哺乳類での機能を遺伝子組換えマウスを用いて明らかにできた。進化上、哺乳類とかけ離れた異種間でも機能保存される遺伝子を見つけて、今後の解析に有用なマテリアル開発にも成功したことから本課題の発展形を引き続き実施したい。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
