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2020 年度 実施状況報告書

脊椎動物モデルに共通する受精の分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0155
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

藤原 祥高  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70578848)

研究分担者 伊川 正人  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20304066)
江森 千紘  大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (10868136)
櫻井 伸行  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特別研究員 (10808281)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
キーワード受精膜融合 / 精子膜タンパク質 / 種特異性 / 進化
研究実績の概要

本研究では、受精膜融合と異種間受精を制御する精子膜タンパク質の探索と機能解析を目的に、実験動物の小型魚類とマウスを用いて取り組む。研究代表者と若手研究者がチームを組み、国際共同研究先のウィーンバイオセンターへ出向いて小型魚類を用いた解析を行う。研究代表者らはその成果をマウス解析へと還元することで、魚類から哺乳類までの脊椎動物間で広く保存される受精の分子メカニズムの解明に挑む。

初年度に計画していた国際共同研究先での訪問研究は、今般の新型コロナウイルス感染症の影響で延期を余儀なくされた。しかし、国内で計画していたマウス実験は順調に進み、解析を行った2種類の精子膜タンパク質(未発表のため非公開)についてはすでに論文投稿段階までこぎ着けた。その他には、脊椎動物間で保存される遺伝子の種を越えた機能補完を検証するため、ヒト遺伝子を持つトランスジェニック(Tg)マウスの開発に成功し現在ノックアウト(KO)マウスとの交配を進めている。さらに、計画していた配偶子特異的GPIアンカー様タンパク質のKOマウスをゲノム編集を用いて開発したところ、雄性不妊であることを発見したので今後その原因を明らかにしていく。

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

初年度計画していた国際共同研究先(ウィーンバイオセンター)への訪問は新型コロナウイルス感染症の影響で延期になってしまったが、メールやウェブ会議により研究計画のひとつが論文投稿段階まで届いたことを考慮して、現在までの進捗状況は概ね順調と評価した。

今後の研究の推進方策

計画2年目の2021年度も新型コロナウイルス感染症の影響で国際共同研究先へ訪問の目途が立たないのが現状である。日本およびヨーロッパでの収束とワクチン接種の状況を鑑みて安全に研究を実施できる環境を確保してから渡航を計画したい。しかし、こちらで行うマウス解析は順調に進んでいることから、引き続き異種の遺伝子を導入したトランスジェニックマウスの開発と機能解析を実施する。本課題の目的である、脊椎動物間で広く保存される遺伝子が種を越えて機能補完できるのか?という疑問に挑みたい。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の影響で申請期限が延長され、内定通知が2020年10月末となり12月上旬に交付されたため、初年度の研究実施期間は実質3.5ヶ月だった。そのため、当初6ヶ月間で雇用を予定していた研究補助員の採用を見送った。さらに、初年度末に計画していた国際共同研究先への渡航も中止になった結果、次年度に使用額が生じてしまった。
しかし、2021年度より採用予定の研究補助員が決定したことから、当初の支出計画の遅れを取り戻すように軌道修正し、当該研究計画を最大限遂行できるように努めたい。次年度の渡航計画についても、日本およびヨーロッパの感染状況とワクチン接種状況を慎重に見極めて計画する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ウィーンバイオセンター(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーンバイオセンター
  • [国際共同研究] ベイラー医科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ベイラー医科大学
  • [雑誌論文] ゲノム編集技術を応用した精子受精能力の制御メカニズムの解明2021

    • 著者名/発表者名
      藤原祥高
    • 雑誌名

      ゲノム編集技術を応用した製品開発とその実用化

      巻: 1 ページ: 489-495

  • [雑誌論文] Large-scale discovery of male reproductive tract-specific genes through analysis of RNA-seq datasets2020

    • 著者名/発表者名
      Robertson MJ, Kent K, Tharp N, Nozawa K, Dean L, Mathew M, Grimm SL, Yu Z, Legare C, Fujihara Y, Ikawa M, Sullivan R, Coarfa C, Matzuk MM, Garcia TX.
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 18 ページ: 103

    • DOI

      10.1186/s12915-020-00826-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tmprss12 is required for sperm motility and uterotubal junction migration in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Larasati T, Noda T, Fujihara Y, Shimada K, Tobita T, Yu Z, Matzuk MM, Ikawa M.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 103 ページ: 254-263

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa060

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated genome-edited mice reveal 10 testis-enriched genes are dispensable for male fecundity2020

    • 著者名/発表者名
      Park S, Shimada K, Fujihara Y, Xu Z, Shimada K, Larasati T, Pratiwi P, Matzuk RM, Devlin DJ, Yu Z, Garcia TX, Matzuk MM, Ikawa M.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 103 ページ: 195-204

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa084

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 遺伝子改変技術を用いた疾患モデル動物開発法の進歩と循環器病研究への貢献2020

    • 著者名/発表者名
      藤原祥高
    • 雑誌名

      循環器病研究の進歩

      巻: 41 ページ: 67-74

    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた精子膜タンパク質FIMPの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      藤原祥高、Yonggang Lu、野田大地、大字亜沙美、Tamara Larasati、北加奈子、Zhifeng Yu、Ryan M. Matzuk、Martin M. Matzuk、伊川正人
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Yoshitaka_Fujihara/?lang=japanese

  • [備考] 大阪大学微生物病研究所遺伝子機能解析分野HP

    • URL

      https://egr.biken.osaka-u.ac.jp/

  • [備考] 国立研究開発法人国立循環器病研究センター分子生物学部HP

    • URL

      http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/bioscience/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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