卵因子が制御する精子細胞内シグナルの可視化

• 研究領域: 動植物に共通するアロ認証機構の解明
• 研究課題/領域番号: 22112503
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 柴 小菊 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70533561)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 細胞・組織 / 生理学 / 動物 / 鞭毛・繊毛 / 生殖 / 受精

研究概要

本研究では、蛍光イメージングを用いた細胞内シグナルの可視化技術により受精における卵側からの精子機能調節機構を明らかにすることを目的とし、カタユウレイボヤ精子運動活性化、走化性遊泳、卵到達時に精子細胞内で起こるシグナル変化に着目して研究を推進した。平成23年度は、22年度に引き続きカタユウレイボヤ精子運動活性化シグナル伝達経路の解明を目指した。カルシウムイメージングと運動解析を行うことにより、卵由来因子SAAFと細胞内cAMP上昇、過分極はいずれも精子運動活性化を引き起こすが、卵由来因子SAAFのみが可溶型アデニル酸シクラーゼによって制御されるカルシウムの振動を引き起こすことを明らかにした。これらの成果については日本動物学会第82回大会および領域会議において報告した。また領域内外の共同研究を活発に行い、ホヤ、ウズラ、イモリ、アサリ精子の運動制御機構を明らかにし、日本動物学会第82回大会、平成24年度日本水産学会春季大会で成果報告を行った。名古屋大学との共同研究により、カタユウレイボヤ自家不和合性において精子が卵側の因子を認識する際のカルシウムイメージングを行い、精子の自己非自己認識にカルシウムが関与していることを明らかにし、この成果は米国科学アカデミー紀要(PNAS誌)に掲載された。

研究成果

• [雑誌論文] Self-incompatibility response induced by calcium increase in sperm of the ascidian Ciona intestinalis (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Shiba K, Inaba K, Yamada L, Sawada H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 109(11) ページ: 4158-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Why small males have big sperm : dimorphic squid sperm linked to alternative mating behaviours (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwata Y, Shaw P, Fujiwara E, Shiba K, Kakiuchi Y, Hirohashi N
  • 雑誌名: BMC Evol Biol 巻: 11(236) ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism regulating Ca(2+)-dependent mechanosensory behaviour in sea urchin spermatozoa (2011)
  • 著者名/発表者名: Kambara, Y., Shiba, K., Yoshida, M., Sato, C., Kitajima, K., Shingyoji, C.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 巻: 36(1) ページ: 69-82
  • NAID: 130004137565
  • 査読あり
• [雑誌論文] ankAT-1 is a novel gene mediating the apical tuft formation in the seaurchin embryo (2010)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, S., Yaguchi, J., Wei, Z., Shiba, K., Angerer, L.M., Inaba, K.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 348(1) ページ: 67-75
  • NAID: 120007137750
  • 査読あり
• [学会発表] ホヤ精子運動活性化におけるカルシウムシグナリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴小菊
  • 学会等名: 新学術領域研究「動植物アロ認証」第4回領域会議
  • 発表場所: 筑波大学(茨城)
• [学会発表] ウニ胚繊毛運動におけるカラクシンの機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野克俊、谷口順子、柴小菊、谷口俊介、稲葉一男
  • 学会等名: 2012年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学(茨城)
• [学会発表] マガキガイ異型精子の形成と正型精子の運動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴田大輔、柴小菊、稲葉一男
  • 学会等名: 2012年生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学(茨城)
• [学会発表] ホタテガイ由来卵成熟休止因子OMAFの精子運動抑制調節へのCa2+の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松村夏希・Hadi Alavi・伊藤直樹・高橋計介・尾定誠・加藤元一・寺井しま・稲葉一男・柴小菊
  • 学会等名: 平成24年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京)
• [学会発表] 海の中のミクロの世界～鞭毛と繊毛 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴小菊
  • 学会等名: 動物学会(関東支部)企画ビデオ講演会:-動画で見る海の生物の世界-
  • 発表場所: 東京大学(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] 海産無脊椎動物精子を用いた鞭毛運動制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴小菊・稲葉一男
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会サテライトシンポジウム「繊毛研究のニューフロンティア-構造から機能そして病態へ-」
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] ホヤ精子運動活性化におけるカルシウムシグナリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴小菊・稲葉一男
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] 精子運動性の制御によるホヤ自家不和合性の成立 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤貴子、柴小菊、稲葉一男、山田力志、澤田均
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] ウニ幼生繊毛運動におけるCa2+結合タンパク質カラクシンの機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野克俊、谷口順子、柴小菊、谷口俊介、稲葉一男
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] ウズラの輸卵管の抽出物が精子の運動に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松崎芽衣・柴小菊・稲葉一男・水島秀成・笹浪知宏
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] SMIS抗原をコードする遺伝子の同定とこれを介して誘起されるイモリ精子の超活性化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 沓澤恵、高山-渡辺絵理子、中内祐二、柴小菊、稲葉一男、渡辺明彦
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] 精子集合の仕組みと意味 (2011)
  • 著者名/発表者名: 広橋教貴, 柴小菊, 毛利達磨, 馬場昭次
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] カタユウレイボヤ卵に於ける細胞外pH上昇による精子誘引物質の放出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉水奏, 柴小菊, 馬場昭次、稲葉一男、吉田学
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール他
• [学会発表] Characterization of adenylylcyclase involved in sperm motility activation in Ciona intestinalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kogiku Shiba, Akiko Hozumi, Kazuo Inaba
  • 学会等名: 11^<th> International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [学会発表] Function of NCS family protein calaxin in the regulation of sperm flagellar waveform (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • 学会等名: 11^<th> International Symposium on Spematology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [学会発表] Ca2+-dependent Regulation of Sea Urchin Sperm Swimming Before and After Mechanical Stimulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuka Kambara, Kogiku Shiba, Chihiro Sato, Ken Kitajima, Chikako Shingyoji
  • 学会等名: 11^<th> International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄
• [学会発表] Characterization of adenylylcyclase involved in flagellar motility activation in Ciona sperm (2010)
  • 著者名/発表者名: Kogiku Shiba, Akiko Hozumi, Kazuo Inaba
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences : The Biology of Cilia and Flagella
  • 発表場所: Saxtons River, VT, USA
• [学会発表] NCS family protein calaxin is a calcium dependent dynein modulator responsible for sperm chemotaxis (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences : The Biology of Cilia and Flagella
  • 発表場所: Saxtons River, VT, USA
• [学会発表] NCSファミリータンパク質カラクシンのホヤ精子走化性における機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野克俊, 柴小菊, 稲葉一男
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [学会発表] ヤリイカ精子の受精戦略1 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩田容子, 藤原英史, 垣内康孝, 柴小菊, 馬場昭次, ショウポール, 広橋教貴
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [学会発表] ヤリイカ精子の受精戦略2 (2010)
  • 著者名/発表者名: 広橋教貴, 藤原英史, 垣内康孝, 柴小菊, 馬場昭次, 岩田容子
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス、東京
• [学会発表] カタユウレイボヤにおける自己非自己識別分子とそれを介するカルシウムシグナルの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤貴子、柴小菊、稲葉一男、原田淑人、山田力志、澤田均
  • 学会等名: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド,神戸
• [図書] Sperm Cell Research in the 21st Century : Historical Discoveries to New Horizons, 'Molecular comparison of the axonemal components between sperm flagella and Chlamydomonas flagella.' (2012)
  • 著者名/発表者名: Kogiku Shiba, Katsutoshi Mizuno, Kazuo Inaba
  • 出版者: Adthree Publishing Co., Ltd.(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/ronbun.html
• [備考]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~inaba/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/ronbun.html