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本研究では、原索動物マボヤを用い、受精・発生過程の中で、(1)精子の卵保護層通過、(2)表層粒のエキソサイトーシスに伴う卵膜上昇および(3)卵割の3つの過程に関与する制御因子、主に、プロテアソームとGTP-結合蛋白質に焦点をあわせ、それらの生理機能に関する研究を行った。1.精子の卵保護層通過:精子の卵保護層通過に関与すると推定されるキモトリプシン様酵素(2種類)をマボヤ精子から単離し、特徴付けを行った。ひとつは典型的な20Sプロテアソームで、もうひとつは抗20Sプロテアーゼ抗体と免疫交差するが、20Sプロテアソームと異なるプロテアーゼ阻害剤感受性を示す、より高分子量のプロテアーゼ複合体である。精子を海水より高いpHにして精子反応を誘起するとそれらプロテアソームが精子から遊離されること、遊離されたプロテアソームが卵膜を融解する活性を有することを明らかにした。2.卵膜上昇:ボツリヌス菌体外酵素C3をマボヤ卵内に顕微注入すると卵膜上昇が誘起された。C3酵素による低分子量GTP-結合蛋白質のADP-リボシル化を阻害するモノクローナル抗体(抗GTP-結合蛋白質抗体)調製し、マボヤ卵内に顕微注入すると精子の添加で誘起される卵膜上昇が阻害された。それらの結果から、C3酵素によりADP-リボシル化される低分子量GTP-結分蛋白質が卵膜上昇に関与すると考えられる。3.卵割:マボヤ卵プロテアソームに対するモノクローナル抗体を用いた蛍光抗体法により、プロテアソームに局在性が卵割の分裂周期に依存して変化すること。局在性の変化に伴ってプロテアソームの活性も変動することを明らかにした。それらの結果から、プロテアソームが細胞周期の進行に重要な役割をはたしていると考えられる。
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