| 研究課題/領域番号 |
20K06715
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉田 学 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60301785)
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| 研究分担者 |
吉田 薫 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授 (70398973)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 受精 / 精子運動 / カルシウム |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、精子走化性をはじめとした精子運動調節機構に着目し、Ca2+シグナル系を比較解析して共通性と多様性を理解し、最終的には多様性・種特異性を含めた受精時における精子運動調節の分子機構の全容解明を目標とする。今年度は下記の研究を行った。
(1) 精子運動調節に関わるCa2+シグナル系の解析: PMCAとSAAFの相互作用および立体構造解析を行うための組換えタンパク質発現系として、哺乳類細胞でのPMCA発現系構築を引き続き行っている。
(2) 硬骨魚類精子の運動開始を担うCa2+シグナル系の同定: CatSperの存在しない真骨魚類精子の運動開始機構に関与する分子の同定を目指している。今年度は、2020年度に引き続きクサフグの精子形成期の精巣のサンプリングを行った。その材料を元にRNAseqを行い、現在データ解析を進めている。
(3) 脊索動物精子の運動調節におけるCa2+シグナル系の調節機構: ホヤのPMCA比較について、2020年に行った4種に加えて、Ascidia ahodori, Ascidia zaraについても配列を同定し，全てのホヤには精巣特異的なPMCAのバリアントがあること，細胞外ループ中に種特異的なアミノ酸配列があることが明確になった。
(４)近縁種における精子運動調節の種特異性: 紐型動物であるタカクラヒモムシKulikovia alborostrataとされていた同所的に生息する色違いの集団（紫グループ、黄グループ）について、明確に生殖隔離があることが明らかとなり、紫グループをK. alborostrataとして引き継ぐ一方、黄グループを同属別種K. fulvaとして記載した。この２種の生殖隔離は卵と精子の相互作用によるもので、精子運動調節には明確な種特異性がないことが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
今年も昨年に引き続きコロナ禍が続いたことがあり、20年度の遅れを取り戻す状況になかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も引き続き下記の3テーマに分けて研究を推進する。
(1) 精子運動調節に関わるCa2+シグナル系の解析: カタユウレイボヤのゲノム編集により、PMCA並びに他のCa2+シグナリング系に関わる遺伝子の遺伝子改変ホヤの作出を試みる。そのホヤを用いて精子運動の解析を進める。また、PMCAの立体構造解析を試みる。
(2) 硬骨魚類精子の運動開始を担うCa2+シグナル系の同定: クサフグ及びマコガレイを用い，引き続きAquaporinの精子運動調節への関与を解析する。また， RNAseqの結果をもとにCa2+チャネル及び浸透圧感知分子の候補分子の絞り込みを進め、分子機能の解析を進める。
(3) 脊索動物精子の運動調節におけるCa2+シグナル系の調節機構: カタユウレイボヤにおいて詳細に解析を行うため，(1)で記したようにPMCAの立体構造解析の準備を行う。また、(2)の魚類の結果も整いつつあるので、知見が得られたものから他の動物との比較解析を進める。得られた結果をもとに、哺乳類やホヤ、ウニの知見と比較しながら、可能であれば責任分子の同定も行い、共通性を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍により2020年度に生じた魚類精子の研究に関する研究遅延がそのまま繰り越しており，その分だけ次年度使用額が生じている。2022年度は最終年度であり，遅れをとりもどすべく研究計画を立てており，2022年度には使用できる見込みである。
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