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2016 年度 実績報告書

配偶子膜融合活性化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26291052
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) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード受精 / 精子 / 卵子 / 膜融合 / IZUMO1 / JUNO
研究実績の概要

受精を成立させる精子と卵子の膜融合は、正に生命の誕生という極めて重要な現象であるにも関わらず、その仕組みは十分には解明されていない。我々は世界に先駆けて精子と卵子の膜融合に必要とされる精子側の因子IZUMO1を同定し (Inoue N et al., Nature 2005)、IZUMO1のコア領域を起点とした、2量体化がIZUMO1の活性化の制御に重要なことを見出した (Inoue N et al., Nat Commun 2015)。しかしIZUMO1発現細胞は、卵子細胞膜に接着能を有し、その接着面で2量体化するものの、双方の膜の融合は成立しない (Inoue N et al., Development 2013)。
本年度は、IZUMO1とその卵子側のパートナーレセプターであるJUNOの結合様式を原子レベルで解明した (Ohto U et al., Nature 2016)。この結果から、IZUMO1-JUNOの認識機構の詳細が明らかになったが、IZUMO1には卵子上のセカンドレセプターの存在が示唆されることから、IZUMO1-JUNOは、ごく初期に起こる配偶子間の「認識」に機能していると考えられ、実際の膜融合には、その後に起こる更なる制御系が存在すると考えられた。

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、2016年に査読付き国際学術論文に掲載された (Ohto U et al., Nature 2016)。この成果は新聞社に取り上げて頂き、先駆的な発見として紙面に掲載された。次年度以降も積極的に研究成果を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レセプターの同定やその精密立体構造解析、遺伝子改変マウスをベースとした生理的解析、さらに他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。

次年度使用額が生じた理由

次年度に消耗品等の物品を高額購入予定であるため。

次年度使用額の使用計画

次年度は、研究計画に沿って適正に予算を執行する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Novel insights into the molecular mechanism of sperm-egg fusion via IZUMO1.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue N.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 130 ページ: 475-478

    • DOI

      10.1007/s10265-016-0895-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muscle-specific deletion of BDK amplifies loss of myofibrillar protein during protein undernutrition.2017

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T, Kitaura Y, Kadota Y, Morishita Y, Ota M, Yamanaka F, Xu M, Ikawa M, Inoue N, Kawano F, Nakai N, Murakami T, Miura S, Hatazawa Y, Kamei Y, Shimomura Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 39825

    • DOI

      10.1038/srep39825

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of IZUMO1-JUNO reveals sperm-oocyte recognition during mammalian fertilization.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohto U, Ishida H, Krayukhina E, Uchiyama S, Inoue N, Shimizu T.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 534 ページ: 566-569

    • DOI

      10.1038/nature18596

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 受精の膜融合因子IZUMO1の活性化機構2016

    • 著者名/発表者名
      井上直和
    • 学会等名
      日本アンドロロジー学会 第35回学術大会
    • 発表場所
      前橋テルサ
    • 年月日
      2016-06-24 – 2016-06-25
    • 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: 2018-01-16  

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