精子活性化・走化性時における卵と精子の遠隔分子認証システムの解明

• 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: 22112507
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 吉田 学 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60301785)
• 研究期間 (年度): 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2011年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2010年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• キーワード: シグナル伝達 / 生体分子 / 生理活性物質 / 受精 / 精子走化性 / 鞭毛運動 / カタユウレイボヤ

研究概要

動植物を問わず多くの生物の受精時において、精子（雄性配偶子）は卵（雌性配偶子）から分泌される物質によって活性化され、走化性運動を示す。この卵に対する精子活性化・走化性現象は、体外受精をする多くの動物門において種特異的な反応であることが知られており、精子が最初に同種の卵を認識する遠隔分子認証システムである。我々は、これまでこの精子活性化・走化性機構の解明に取り組み、尾索動物カタユウレイボヤの精子活性化・誘引物質が新奇の硫酸化ステロイドSAAFであることを明らかにし、さらにSAAF受容体の候補として、原形質膜型Ca2+/ATPase(PMCA3)をみいだしている。本研究では、精子活性化・誘引物質が同定され、その受容体の解明も進んでいるカタユウレイボヤでの成果を土台として、精子がどのように同種の卵由来の物質を認証し、卵の位置を特定し、精子運動制御をしているかを解明することを目的とする。今年度は同定された受容体候補分子であるカタユウレイボヤPMCA(CiPMCA)を培養細胞に発現し、カルシウムイメージングを行った。このうち精子で高発現しているvariantを同定した。さらに、CiPMCAは精子ではVariant Bしか発現していないが、variant A, B共にSAAFと相互作用することがわかった。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Role of Mos/MEK/ERK cascade and Cdk1 in Ca2+ oscillations in fertilized ascidian eggs. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sensui, Noburu
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 367 号: 2 ページ: 208-215
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2012.05.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spermchemotaxis and regulation of flagellarmovement by Ca^<2+> (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida M., & Yoshida K.
  • 雑誌名: Mol. Hum. Reprod 巻: 17 号: 8 ページ: 457-465
  • DOI: 10.1093/molehr/gar041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipid Rafts : Keys to Sperm Maturation, Fertilization, and Early Embryogenesis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawano, N.
  • 雑誌名: Journal of Lipids
  • 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.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 36 ページ: 69-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of the MAPK pathway has an essential role in the acrosome reaction in miniature pig sperm. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawano, N.
  • 雑誌名: Reproduction in Domestic Animals 巻: 45 ページ: 263-268
  • 査読あり
• [学会発表] Role of Ca^<2+> in chemotactic behavior of ascidian sperm (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: 6^<th> Asian-Pacific Organization for Cell Biology Congress
  • 発表場所: EDSA Shangri-La (Manila, Philippines)
  • 年月日: 2011-02-26
• [学会発表] スジキレボヤ精子活性化誘引物質の構造決定を目指した合成研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴田 一、土川博史、松森信明、村田道雄、大石 徹、平館裕希、吉田 学、森澤正昭
  • 学会等名: 第99回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 慶應大薬学部（東京）
• [学会発表] 精嚢分泌タンパクSVS2のマウス体内受精における役割について (2011)
  • 著者名/発表者名: 河野菜摘子、 荒木直也、吉田 薫、吉田 学、宮戸健二
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子走化性における細胞膜型Ca2+/ATPaseの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島 章、吉田 薫、吉田 学
  • 学会等名: 日本動物学会第82回大会
  • 発表場所: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [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: 旭川市神楽地区公共施設群（大雪クリスタルホール、大雪アリーナ、神楽公民館、地場産業振興センター）（北海道）
• [学会発表] Sperm Chemotaxis in the Ascidian Ciona Intestinalis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Manabu
  • 学会等名: BIT's 1st Annual World Congress of Marine Biotechnology
  • 発表場所: Dalian World Expo Center, Dailian, China
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma membrane Ca2+/ATPase acts as a SAAF receptor and regulates chemotactic response in the ascidian spermatozoa. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Nakashima, A., Inaba, K., and Yoshida, M.
  • 学会等名: Gordon Research Conference: Fertilization and the Activation of Development
  • 発表場所: Holderness School, Plymouth, NH, USA
• [学会発表] マウス精子の受精能獲得抑制に対する精嚢分泌タンパク質SVS2の作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒木直也
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質受容機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田薫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質受容機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田学
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学教養学部(東京都目黒区)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子走化性における誘引物質の受容体探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田薫
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2010年会
  • 発表場所: 東京ベイホテル東急(千葉県浦安市)
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] Mechanism of ascidian sperm chemotaxis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: 11th International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • 年月日: 2010-06-27
• [学会発表] Function of seminal vesicle secretion proteins (SVSs) in capacitation of mouse sperm. (2010)
  • 著者名/発表者名: Araki, N.
  • 学会等名: 11th International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] A plasma membrane Ca^<2+> ATPase is a potential candidate for the SAAF receptor (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K.
  • 学会等名: 11th International Symposium on Spermatology
  • 発表場所: Okinawa Convention Center (Okinawa, Japan)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子誘引物質SAAF受容体の探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田学
  • 学会等名: 第24回海洋生物活性談話会
  • 発表場所: 休暇村大久野島(広島県竹原市)
  • 年月日: 2010-06-05
• [学会発表] カタユウレイボヤ精子走化性における細胞膜型Ca2+/ATPase の役割
  • 著者名/発表者名: 中島 章，松永 茂，吉田 薫，吉田 学
  • 学会等名: 第6回鞭毛・ダイニン機能研究会
  • 発表場所: 東京大学理学部２号館講堂（東京都文京区）
• [学会発表] Sperm Chemotaxis in the Ascidian Ciona intestinalis
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: 3rd JAMBIO forum
  • 発表場所: School of Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [図書] Regulation of sperm chemotaxis in the ascidian, Ciona intestinalis. in "Sperm Cell Research in the 21st Century: Historical Discoveries to New Horizons." (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Manabu
  • 総ページ数: 239
  • 出版者: Adthree Publishing Co.
• [図書] Effects of the Seminal Plasma Proteins Semenogelin (SEMG)/Seminal Vesicle Secretion 2 (SVS2) on Sperm Fertility. "Human Spermatozoa : Maturation, Capacitation and Abnormalities" Ed : Lejeune T and Delvaux Pascal pp205-220. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K
  • 総ページ数: 545
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科附属臨海実験所
  • URL: http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 東大三崎臨海実験所吉田グループFaceBookページ
  • URL: http://www.facebook.com/MMBS.YoshidaLab
• [備考]
  • URL: http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/research/Yoshida/figs/index.html