精子鞭毛運動調節機構の解明

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63480020
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 森沢 正昭 東京大学, 理学部附属臨海実験所, 教授 (40013594)
• 研究分担者: 林 博司 名古屋大学, 理学部分子生物学科, 助教授 (00022608)
• キーワード: サケ科魚類 / 海産無脊椎動物 / 精子運動開始 / Ca^<2+> / 膜電位 / カルモジュリン / プロテアーゼ / プロテアーゼインヒビター

研究概要

サケ科魚類精子の運動開始機構に関して、従来の^<45>Ca取込みによる測定法に加え、guin2、fura2など蛍光指示薬を用い、精子運動開始時にCa^<2+>の流入の起る事を確認した。又NMR法、9amino acridineによる蛍光法で精子運動開始時に細胞内pHが激しく低下する事が明らかとなった。更に精子運動開始に伴いK^+の流出が起り、それによって膜電位が浅くなる、即ち過分極が起る事がTPP電極法によって明らかとなった。膜電位はCa^<2+>の存在下では、Ca^<2+>が流入するため若干脱分極側へ向く事も合わせて明らかとなった。カルモジュリン拮抗試薬によって、精子運動開始時にカルモジュリンが重要な役割を荷っていると考えられていたが、今回、電気泳動法により、又フォスフ.オジエステラーゼ活性の測定から、ニジマス精子には実際にカルモジュリンが存在する事を確かめた。CAMP-プロテインキナーゼ-15Kタンパク質の過程がCa^<2+>以後の精子運動開始の引き金を引く事が明らかになっているが、それ以後の過程については全く未解明である。最近、トリプシンがCAMPの有無にかかわりなく精子の運動開始を引き起す事が明らかとなった。トリプシン以外にもキモトリプシン、パパインが有効であり、エラステース、キモパパインは無効であった。更にプロテアーゼインヒビターであるダイズ豆トリプシンインヒビター、ロイペプチン、キモスタチン、ペプスタチンAは精子運動開始を阻害し、アンチパイン、E-64は阻害しないなどの結果から、ロイシンの様な無極性のアミノ酸を認識するプロテアーゼが精子運動開始に関与している可能性が強い。海産無脊椎動物、ホヤ、ウニ、ヒトデの精子運動開始に関しては、ホヤでK^+チャンネル、Ca^<2+>チャンネル阻害剤が精子運動を阻害する事から、サケ科魚類の場合と同様にイオンチャンネルの関与が考えられる。又、ウニにも精子運動開始の引き金タンパク質と考えられる15Kタンパク質が存在する事が確かめられた。

研究成果

• [文献書誌] Hayashi,H.;Morisawa,M.: Posttranslational modification of protein and ageing.(Pleruim publishing Co.,New York). 459-466 (1988)
• [文献書誌] Tanimoto,S.;Morisawa,M.: Develop.Growth ＆ Differ.30. 117-124 (1988)
• [文献書誌] Inoda,T.;Ohtake,H.: Zool.Sci.5. 939-945 (1988)
• [文献書誌] Morisawa,S.;Morisawa,M.: J.Exp.Biol.136. 13-22 (1988)
• [文献書誌] Okuno,M.;Morisawa,M.: Cell Molil Cytoskelt.
• [文献書誌] Morisawa,M.;Mohri,H.: International Review of Cytology.