精子運動調節機構の分子生物学的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03404004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 森沢 正昭 東京大学, 理学部, 教授 (40013594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大竹 英樹 獨協医科大学, 医学部, 助教授 (00049214) ; 稲葉 一男 東京大学, 理学部, 助手 (80221779) ; 雨宮 昭南 東京大学, 理学部, 助教授 (30011670)
• Keywords: 精子運動開始 / 精子運動活性化 / 精子走化性 / モノクローナル抗体 / プロテアソーム / cDNAクローニング / 細胞内Ca^<2+> / 膜電位変化

Research Abstract

今年度は、サケ科魚類の精子運動開始の引金を引く分子量15,000のタンパク質(15Kタンパク)は分子量1000,000のタンパク質(1Mタンパク)の構成成分であることを明らかにした。更に、1Mタンパク質のモノクローン抗体の作成を行い、64種の抗体を得、各々のニジマス精子除膜モデルの運動に対する影響について調べた。その結果、13種について阻害活性が認められた。現在、活性の強い数種類について1Ggを精製中である。また、15Kタンパク質単体についてもモノクローン抗体作成を行っている。今年度は新たに、精子運動調節における多機能型高分子量プロテアーゼ(プロテアソーム)の役割について調べ、まず、ウニ精子からキモトリプシン様活性を持つ分子量650KDa,950KDaのプロテアーゼを精製し、そのうち650KDaプロテアーゼがプロテアソームであることを明らかにした。更に、シロサケにおいても同様のプロテアーゼおよびプロテアソームが存在し、それらがATP濃度依存的に精子運動を調節していることを明らかにした。海産魚の精子運動開始については、昨年度のCa^<2+>,pHの研究に加え、K^+の影響、膜電位の変化についてイオノフォア,蛍光指示薬を用いて調べ、細胞内Ca^<2+>およびK^+が精子運動開始に最も重要であり、細胞内pH上昇が補足的な役割を果たしていること、膜電位変化はイオン,pHの変動の結果として生じる可能性が強いことが明らかとなった。ニシン精子の運動活性化については、卵由来の活性化物質の精製が完了し、そのモノクローナル抗体を作成した。現在、その精子運動活性化に与える影響について検定中である。また、cDNAクローニングについても研究を続行中である。シロサケでは、卵の卵門付近に精子を誘引する作用のあることが水浸レンズを用いた観察で明らかとなった。ホヤ卵由来の精子走化性物質に関しては、その性質が昨年度様々に調べられたが、今年はその精製がほぼ完了の域まで達した。

Research Products

• [Publications] M.Morisawa: "Characterization and partial purification of sperm-activating substance from egg of the herring Chepea palassi" J.Exp.Zool.
• [Publications] S.Morisawa: "The role of extracellular pH on the aquisition of sperm motility in chum salmon" Comparative Spermatology 20 Years After. 75. 503-506 (1992)
• [Publications] 森沢 正昭: "精子研究の最前線特集を終えるに当たり" Cell Science. 8. 1-5 (1993)
• [Publications] M.Morisawa: "Regulatory mechanisms of sperm motility" Biology of Germ Lines-in Animals and Man. (1993)
• [Publications] M.Yoshida,: "Sperm chemotaxis during the process of fertilization in the ascidians Ciona savigni and Ciona intestimalis" Dev.Biol.(1993)
• [Publications] S.Morisawa: "Aquisition of sperm motility during the anadromois of chum salmon,Onchorynchus keta" J.Mol.Cell Reprod.(1993)
• [Publications] Birenheide,R.: "Penetration and storage of sponge spicules in tissues and coelom of spongivorous echinoids." Marine Biology,in press.
• [Publications] Amemiya,S.: "First electron microscopical study on the sperm morphology of the sea lily(Crinoidea,Echinodermata)." Zoological Science. 9. 897-900 (1992)
• [Publications] Amemiya.S.: "Regeneration in sea lilies." Nature. 357. 546-547 (1992)
• [Publications] Tsuchiya,T.: "Non-catch contraction in paramyosin-containing muscle in echinothuriid sea urchin,Asthenosomaijimai." J.Experimental Biology. 162. 361-365 (1992)
• [Publications] Amemiya,S.: "The development and larval form of an echinothurioid echinoid,Asthenosoma ijimai,revisited." Biological Bulletin. 182. 15-30 (1992)
• [Publications] 雨宮 昭南: "原始的深海性棘皮動物ウミユリ類の再生能力" 遺伝. 46. 6-7 (1992)
• [Publications] K.Inaba: "Two high molecular mass proteases from sea urchin sperm" Biochem.Biophys.Res.Commun.182. 667-674 (1992)
• [Publications] K.Inaba: "Interactions among the heterogenous components of dynein" Comparative Spermatology 20 Yeras After. 75. 385-386 (1992)
• [Publications] 稲葉 一男: "精子のプロテアソーム" Cell Science. 8. 750-758 (1992)
• [Publications] K.Inaba: "Purfication of proteasomes from salmonid fish sperm and their localization along sperm flagella" J.Cell Sci.104. (1993)
• [Publications] K.Inaba: "Chymotrypsin-like protease activity associated with demembranated chum salmon sperm" Biol.Cell. 76. (1993)
• [Publications] K.Watanabe: "Inhibition of DNA synthesis by EDTA and its cancellation by zinc in primary culture of adult rat hepatocytes" Biomed.Res.14. (1993)
• [Publications] 雨宮 昭南: "「生物の実験-基礎と応用」(動物の受精・発生-ウニの発生)" 裳華房, 7 (1992)