| 研究課題/領域番号 |
16K18581
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| 研究機関 | 公益財団法人サントリー生命科学財団 |
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研究代表者 |
松原 伸 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 研究員 (70710747)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 排卵 / カタユウレイボヤ / MAPKシグナリング / プロテアーゼ / 神経ペプチド |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、脊椎動物の原型を有していると考えられるカタユウレイボヤを用いて、MAPKシグナリングを起点とした排卵メカニズムを解明することである。平成28年度は計画に従い、① MAPK下流遺伝子の同定と、②排卵に関わるプロテアーゼ遺伝子の絞り込みを行った。
①ではMAPK阻害剤処理によって排卵を阻害したホヤ卵胞を用いてRNA-seq解析を行った。その結果、排卵を実行すると予想されるプロテアーゼ遺伝子や、脊椎動物の卵巣における機能が未知な神経ペプチドやそれらの受容体遺伝子の発現が変動していることがわかり、これらの遺伝子発現変動をqRT-PCRによって再現することができた。
また、②では、単離したホヤの卵巣を様々なプロテアーゼ阻害剤で処理し、排卵率の変化を解析した。その結果、セリン、システイン、アスパラギン酸プロテアーゼの阻害剤処理ではホヤ排卵は阻害されなかったのに対し、メタロプロテアーゼ阻害剤処理によって排卵率が劇的に減少した。
これらの結果から、ホヤの排卵を実行する酵素はメタロプロテアーゼであることが強く示唆され、最終的な排卵の引き金の機構はホヤと脊椎動物で保存されていることが示唆された。一方で、このプロテアーゼの制御は、脊椎動物では下垂体ホルモンが主要な役割を担っているのに対し、ホヤには下垂体に相当する器官および下垂体ホルモンは存在しない事実と、①で神経ペプチドや受容体遺伝子の発現が変動していた結果は、「下垂体を持たないホヤにおいては、排卵を制御する主要な因子は神経ペプチドである」という仮説を支持する。
したがって、次年度は脊椎動物の卵巣では機能が未知な神経ペプチドによるメタロプロテアーゼ制御に焦点を当てて研究を進める。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成28年度の研究計画に従い、①ではMAPKシグナリングの下流遺伝子を同定した。②では阻害剤を用いた実験によってメタロプロテアーゼがホヤの排卵に関わることを明らかにした。当初計画した研究項目を実施することができ、概ね期待した結果が得られたので(2)の評価とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度の結果を受け、次年度は計画通り③排卵に必須な遺伝子を同定する。まず、①でMAPK阻害によって排卵を阻害したホヤ卵胞で発現変動が見られた遺伝子群のうち、神経ペプチドに着目して研究を進める。すなわち、合成した神経ペプチドをホヤのin vitro排卵評価系に添加・培養し、排卵率の変化を測定することで、神経ペプチドが排卵を促進させるのか、または抑制させるのかを明らかにする。また、②ではホヤの排卵を実行する酵素はメタロプロテアーゼであることが明らかになったので、①の排卵阻害卵胞を用いたRNA-seq解析結果で発現が変動していたメタロプロテアーゼに注目し、特異的な阻害剤を用いた実験や、特異的抗体を作製し、機能阻害実験を行うことによって排卵に必須な遺伝子を同定する。
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