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2019 年度 実績報告書

受精の配偶子融合マシナリーの包括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02453
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

井上 直和  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (50379096)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード受精 / 精子 / 卵子 / 膜融合
研究実績の概要

受精のクライマックスである精子と卵子の融合メカニズムは、我々が同定した精子側のIZUMO1 (Inoue N et al., Nature 2005) と、そのレセプターである卵子側のJUNOの発見 (Bianchi E et al., Nature 2014)、さらにそれら複合体の細密立体構造の決定 (Ohto U et al., Nature 2016) により、一応の決着が付いたように思えた。しかしIZUMO1のセカンドレセプターを示唆するデータ (Inoue N et al., Nat Commun 2015) や、IZUMO1-JUNO制御系とは異なる卵子のCD9、精子のSPACA6ノックアウト配偶子が融合不全であることから、配偶子融合には、一瞬の反応のために複数のステップで、より確実で精巧な分子メカニズムが存在すると考えられる。
昨年度、我々は本研究の解析過程でマウスIZUMO1の新規選択的スプライシング産物 (IZUMO1_v2) を発見し、何らかの理由でIZUMO1が産生できない非常事態に陥ったとしても、IZUMO1_v2が受精の安全装置のような役割を果たしていることを発見した (Saito T et al., Sci Rep 2019)。本年度はこの解析をさらに発展させ、種々の遺伝子改変マウスを駆使して精子上のIZUMO1タンパク質の量を変動させ、そのタンパク質量と産仔数が相関関係にあることを明らかにした (Saito T et al., Int J Mol Sci 2019)。すなわち、IZUMO1タンパク質の量が減少すると受精の成功率も減少する。以上の結果から、IZUMO1タンパク質を指標として精子の「質」を評価することが可能であり、このことを利用して生殖補助医療の成功率を上昇させる可能性が示唆された。

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

本研究課題によって推進された研究成果が、2019年に査読付き国際学術論文に掲載された (Saito T et al., Int J Mol Sci 2019)。次年度以降も研究成果を積極的に国際サイエンスコミュニティーや国民に向けて発信するとともに、研究計画に沿って新たな発見ができるように尽力したい。

今後の研究の推進方策

研究計画は順調に進展しているため、特段の計画変更はない。次年度以降は、第二のIZUMO1レセプターやSPACA6レセプターの同定、さらにそれらの精密立体構造解析、精子のSPACA6、卵子のCD9やJUNOの蛍光タンパク質ラベル遺伝子改変マウスを用いた、生細胞イメージングなどをベースとした生理的解析、さらに新規の融合因子との関連性を含めて包括的に研究を推進したい。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sperm IZUMO1-Dependent Gamete Fusion Influences Male Fertility in Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Saito Takako、Wada Ikuo、Inoue Naokazu
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 4809~4809

    • DOI

      10.3390/ijms20194809

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 精子と卵子が出会うために必要な 分子メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      井上直和
    • 学会等名
      令和元年度 内分泌・代謝学共同利用・共同研究拠点ワークショップ 受精・発生最前線~受精の仕組みと初期発生を支える代謝メカニズム~
    • 招待講演
  • [備考] 研究内容に関するWebページ

    • URL

      http://www.fmu.ac.jp/home/cellsci/saibou-top.htm

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公開日: 2021-01-27  

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