2021 年度研究成果報告書

精子鞭毛波形制御におけるカルシウムイオンとcAMPの役割の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	19K06592
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分43040:生物物理学関連
研究機関	筑波大学
研究代表者	柴小菊筑波大学, 生命環境系, 助教 (70533561)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	精子運動 / 繊毛 / イオンチャネル
研究成果の概要	ケージド化合物を用いて、cAMPが引き起こす鞭毛波形変化過程および細胞内カルシウム濃度の挙動を詳細に解析した結果、ホヤ精子においてcAMPがカルシウム依存的、カルシウム非依存的の二つの条件下で異なる波形変化をもたらすことを明らかにした。またCNGチャネル阻害剤の精子走化性に対する効果を調べたところ、cAMP、過分極によって活性化されるCNGチャネルの一種HCNチャネルが精子走化性時のカルシウム排出に作用し、適切な波形変化を制御している可能性が示唆された。精子走化性における遊泳方向変換を正しいタイミングで誘導するためのシグナリング経路および鞭毛波制御の分子機構において新たな知見が得られた。
自由記述の分野	細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	真核生物の鞭毛・繊毛は、精子運動・体内の水流制御など細胞運動やシグナル受容において非常に重要な器官であり、その構造・機能は進化を通して高度に保存されている。本申請課題では、材料として扱いやすく反応が顕著に観察できる海産生物精子を用いて、「鞭毛波形制御におけるカルシウムイオンとcAMPの役割」に着目し、研究を実施した。その結果精子鞭毛波形を制御するためのシグナル因子とその役割を明らかにした。本研究成果は、不妊治療や繁殖分野への応用へとつながるものである。