鱗翅目昆虫における二型精子の意義と分化メカニズムの解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15380044
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 酪農学園大学
• 研究代表者: 山舗 直子 酪農学園大学, 環境システム学部, 教授 (40112578)
• 研究分担者: 佐原 健 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (30241368)
• キーワード: 鱗翅目 / 二型精子 / 細胞分化

研究概要

1.人工培養における無核精子の誘起
二型精子のうち有核精子を誘導する方法を確立しているが、無核精子を誘起することはできていない。精巣を取り出す発生時期を変え、培養液成分を変えての種々の実験から、有核精子束のほか、両方の型の特徴をもつキメラ精子の束が誘導される培養系を発見した。その培養系にアクチン繊維機能阻害剤であるサイトカラシンDの非常に薄い溶液を加えた場合、キメラ精子束の数が減じる一方、無核精子束が多く誘起された。以前明らかにしている精子変態開始直後における有核精子特有の形態学的変化に、アクチン繊維の作用が関与していることが示唆された。
2.実験的に誘導した4倍体における精子形成の異常の解析
4倍体オスは不妊であるが、終齢幼虫期に2日間飢餓処理を施すと、受精能力が回復する。
精巣内における有核精子変態過程において、精子核の放出および精子束の解離という異常を起こすものが多い。飢餓処理群と対照群において、異常の質的な差は見られなかった。一方、貯精嚢に移動する有核精子束の数は、飢餓処理群が統計的に有意に対照群よりも多かった。無核精子は、2倍体および4倍体においても精子変態後期に核を放棄し、その後、束から解離し、個々に精巣から貯精嚢、メスの生殖器に移される。有核精子の核は、卵を受精させるために欠くことができないことはもちろん、その有核精子を束の状態でメスに受け渡すことが受精に必要な条件であることが示された。今後、有核精子の束の維持機構を追求していく。
3.その他の実験計画
無核精子に異常が生じる高温処理を培養系で再現することは、1.に示した無核精子を誘導する培養系が確立してからの課題とする。二型精子変態において大きく異なると予想される微小管形成中心機能をもつγチューブリンの分布変化を免疫染色法で明らかにする予定であったが、用いた抗体の特性が思わしくなく、今後の課題として残された。

研究成果

• [文献書誌] Sahara K, Kawamura N: "Roles of actin networks in peristaltic squeezing of sperm bundles in Bombyx mori."Journal of Morphology. 259・1. 1-6 (2004)
• [文献書誌] Sahara K., et al.: "W-derived BAC probes as a new tool for identification of the W chromosome and its aberrations in Bombyx mori."Chromosoma. 112・1. 48-55 (2003)
• [文献書誌] Sahara K, Takemura Y: "Application of artificial insemination technique to separated eupyrene and apyrene sperm in Bombyx mori."Journal of Experimental Zoology. 297A・2. 196-200 (2003)
• [文献書誌] Matsuyama T., et al.: "Function analysis of an immediate early gene, iel, of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus in mammalian cells."J.Insect Biotech.Seric.. 72・2. 87-94 (2003)
• [文献書誌] Sahara K., et al.: "Moth sex chromatin probed by comparative genomic hybridization (CGH)."Genome. 46・2. 339-342 (2003)
• [文献書誌] Kawamura N., et al.: "Glucose and ecdysteroid increase apyrene sperm production in vitro cultivation of spermatocysts of Bombyx mori."Journal of Insect Physiology. 49・1. 25-30 (2003)