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卵子を取り囲んでいる透明帯は単なる物理的バリアーとしての細胞外マトリックスであるだけでなく、同種の精子のみを選別して通過させることで、生物学的バリアーとしても機能している。また受精後にはその性質を変化させることで、2つ以上の精子が受精する多精子受精を防御する役目も担っている。本研究では、我々の作製した種々の遺伝子組換えマウスを活用することで、透明帯による受精制御メカニズムの解明を目指す。
我々が作製したカルメジンのノックアウトマウスの精子は透明帯に結合できないために雄性不妊となる。そこで野生型の精子とカルメジンのノックアウトマウスの精子から、tritoriX114抽出により膜タンパク質を濃縮して抽出し、2次元電気泳動により比較した。その結果、カルメジン欠損ヤウスで特異的に消失する新規タンパク質をいくつか同定した(spot 1〜3)。その1つspot3は2つの疎水性領域を持つことから、抗体を作製して解析を行ったところ、精子特異的に発現する18kDaのタンパク質であることが判明し、我々はPZIPと名付けた。19年度はPZIPのノックアウトマウスを作製して解析を進めたところ、PZIPノックアウトマウスの精子はカルメジンノックアウトマウスの精子と同様に透明帯に結合できず、雄性不妊を示すことを明かにした。
これまでカルメジンを欠損すると精子上から膜タンパク質であるADAM3が失われること、またADAM3のノックアウトマウスも透明帯に結合できないことが知られている。今回の結果から精子と透明帯結合にADAM3だけでなくPZIPが重要な役割を担っていることが示された。
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