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Deciphering the cellular and molecular mechanisms underlying mammalian sperm-egg fusion

研究課題

研究課題/領域番号 22K15103
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

Lu Yonggang  大阪大学, ヒューマン・メタバース疾患研究拠点, 特任准教授(常勤) (00817033)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードFertilization / Sperm-egg fusion / Fusogen / Protein interaction / Spermatology / Spermiogenesis / Male infertility / Genome editing / Male reproduction / piRNA biogenesis / Cell biology / Sperm
研究開始時の研究の概要

The study is subdivided into three major sections: 1) large-scale screening of molecules implicated in the sperm-egg fusion using the CRISPR/Cas9-based knockout strategy in mice; 2) in-depth functional analyses of the gamete fusion-required proteins using genetics, proteomics, and cell biology techniques; 3) detailed investigation of the gamete fusion machinery from different perspectives, such as species-specific recognition at sperm-egg fusion and the plasma membrane block to polyspermy.

研究成果の概要

このプロジェクトにより、哺乳類の受精と生殖のメカニズムの解明が大きく前進しました。2022年4月から2024年3月までに、筆頭著者5本、共著者3本の論文を国際的な査読付き学術誌に発表しました。これらの論文を通じて、哺乳類の精子と卵子の融合に関する詳細なメカニズム解明と、融合に必要な膜タンパク質の分子機能を研究する新しい戦略を提供しました。受精に関与する精子タンパク質の生合成を支える新しいタンパク質生合成経路を発見しました。また、国際的な研究者との共同研究により、多精子化における透明帯ブロックの基盤となる詳細な構造的・分子的メカニズムを解明しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This work has significant relevance to the advancement of our knowledge of human reproduction and origin. It also provides profound implications for diagnosis and treatment of idiopathic male infertility and development of contraceptive measures involving molecular perturbations in fertilization.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 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 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Yale University/University of California, Berkeley/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska Institutet/University of Gothenburg/Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] IMP(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Disruption of testis-enriched cytochrome c oxidase subunit COX6B2 but not COX8C leads to subfertility2024

    • 著者名/発表者名
      Shimada Keisuke、Lu Yonggang、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1538/expanim.23-0055

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat2024

    • 著者名/発表者名
      Nishio S、Emori C、Wiseman B、Fahrenkamp D、Dioguardi E、Zamora-Caballero S、Bokhove M、Han L、Stsiapanava A、Algarra B、Lu Y、Kodani M、Bainbridge RE、Komondor KM、CA、Landreh M、de Sanctis D、Yasumasu S、Ikawa M、Jovine L
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 187 号: 6 ページ: 1440-1459

    • DOI

      10.1016/j.cell.2024.02.013

    • 関連する報告書
      2023 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] 1700029I15Rik orchestrates the biosynthesis of acrosomal membrane proteins required for sperm-egg interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang、Shimada Kentaro、Tang Shaogeng、Zhang Jingjing、Ogawa Yo、Noda Taichi、Shibuya Hiroki、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1073/pnas.2207263120

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] ADAD2 functions in spermiogenesis and piRNA biogenesis in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang、Nagamori Ippei、Kobayashi Hisato、Kojima‐Kita Kanako、Shirane Kenjiro、Chang Hsin‐Yi、Nishimura Toru、Koyano Takayuki、Yu Zhifeng、Castaneda Julio M.、Matsuyama Makoto、Kuramochi‐Miyagawa Satomi、Matzuk Martin M.、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Andrology

      巻: 11 号: 4 ページ: 698-709

    • DOI

      10.1111/andr.13400

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] CRISPR/Cas9‐mediated genome editing reveals seven testis‐enriched transmembrane glycoproteins dispensable for male fertility in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yo、Lu Yonggang、Kiyozumi Daiji、Chang Hsin‐Yi、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Andrology

      巻: - 号: 5 ページ: 1251-1260

    • DOI

      10.1111/andr.13564

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Eukaryotic fertilization and gamete fusion at a glance2022

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 135 号: 22

    • DOI

      10.1242/jcs.260296

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Human sperm TMEM95 binds eggs and facilitates membrane fusion2022

    • 著者名/発表者名
      Tang Shaogeng、Lu Yonggang、Skinner Will M.、Sanyal Mrinmoy、Lishko Polina V.、Ikawa Masahito、Kim Peter S.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 40

    • DOI

      10.1073/pnas.2207805119

    • 関連する報告書
      2022 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] Sperm membrane proteins DCST1 and DCST2 are required for sperm-egg interaction in mice and fish2022

    • 著者名/発表者名
      Noda Taichi、Blaha Andreas、Fujihara Yoshitaka、Gert Krista R.、Emori Chihiro、Deneke Victoria E.、Oura Seiya、Panser Karin、Lu Yonggang、Berent Sara、Kodani Mayo、Cabrera-Quio Luis Enrique、Pauli Andrea、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03289-w

    • 関連する報告書
      2022 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] ADAD2 functions in spermiogenesis and piRNA biogenesis in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang、Nagamori Ippei、Kobayashi Hisato、Kojima‐Kita Kanako、Shirane Kenjiro、Chang Hsin‐Yi、Nishimura Toru、Koyano Takayuki、Yu Zhifeng、Casta?eda Julio M.、Matsuyama Makoto、Kuramochi‐Miyagawa Satomi、Matzuk Martin M.、Ikawa Masahito
    • 学会等名
      The 1st Asian Congress for Reproductive Immunology (ACRI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1700029I15Rik orchestrates the biosynthesis of acrosomal membrane proteins required for sperm?egg interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang、Shimada Kentaro、Tang Shaogeng、Zhang Jingjing、Ogawa Yo、Noda Taichi、Shibuya Hiroki、Ikawa Masahito
    • 学会等名
      Society for the Study of Reproduction (SSR) 56th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of a sperm trimeric complex essential for vertebrate fertilization2023

    • 著者名/発表者名
      Deneke Victoria E.、Lu Yonggang、Phan Clara、Draper Jonne、Vance Tyler、Blaha Andreas、Panser Karin、Stejskal Karel、Schleiffer Alexander、Kamoshita Maki、Lee Jeffrey、Ikawa Masahito、Pauli Andrea
    • 学会等名
      The 24th Gordon Research Conference (GRC) on Fertilization and Activation of Development
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ERP2 is required for sperm motility and male fertility in male mice2023

    • 著者名/発表者名
      Chang Hsin-Yi、Lu Yonggang、Ikawa Masahito
    • 学会等名
      The 1st Asian Congress for Reproductive Immunology (ACRI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ADAD2 functions in spermiogenesis and piRNA biogenesis in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Lu Yonggang
    • 学会等名
      The 1st Asian Congress for Reproductive Immunology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 1700029I15Rikは精子と卵の融合に必要な先体膜タンパク質のプロセシングを制御する

    • URL

      http://www.biken.osaka-u.ac.jp/achievement/research/2023/188

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] ヒト精子TMEM95が卵に結合して受精融合を促進(伊川研がPNASに発表)

    • URL

      http://www.biken.osaka-u.ac.jp/achievement/research/2022/179

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] How the egg controls sperm entry

    • URL

      https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240314122104.htm

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] How does the body avoid polyspermy

    • URL

      https://www.eurekalert.org/news-releases/1037730

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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