鳥類の精子貯蔵管をモデルとした精子選択メカニズムの解明

以禽类精子储存管为模型阐明精子选择机制

基本信息

批准号：
20K15648
负责人：
松崎芽衣
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、最後に交尾した雄の精子が受精に有利となるlast male sperm precedence (LMSP)の分子メカニズムを、ウズラを用いた研究により明らかにすることを目的としている。当初の予定では、ゲノム編集を利用して精子特異的タンパクの遺伝子へ蛍光タンパク遺伝子を挿入することにより精子を蛍光標識し、得られた蛍光標識精子を用いて精子を個体ごとに識別する予定であったが、ウズラでのゲノム編集が難航しているため、蛍光色素による標識でこれを代替することとした。一方、本研究課題を遂行する過程で中片部長が長いウズラ精子が受精に有利になることを明らかにしたため、2022年度はウズラ精子中片部長を決定する量的形質遺伝子座（QTL）を同定するための実験を実施した。短い中片部長をもつウズラ系統と長い中片部長をもつウズラ系統を交配してF2集団を作出し、F2集団のうち短中片部精子を産生する個体および長中片部精子を産生する個体のゲノム DNAについて、whole-genome sequence(WGS)により塩基配列のリードデータを取得した。リードデータを用いたQTL-Seq解析によりウズラ精子中片部長に関わるQTL領域を同定し、これらのQTL上に位置する遺伝子のうちアミノ酸翻訳領域に多型が存在する候補遺伝子を102個決定した。候補遺伝子のうち6遺伝子（RNF17, IFT81, PDE8B, TBCA, JMY, PAIP1）は、マウス等において精子形成への関与が既に報告されている遺伝子であった。精子中片部の長さは構造的な観点から精子の運動特性に関与する可能性があり、運動性の高い精子を産生する雄ではより明確なLMSPが観察されるという先行研究から、今後は精子中片部長と運動性およびLMSPとの関連を調査する予定である。

这项研究旨在阐明最后一个雄性精子优先（LMSP）的分子机制，这对于鹌鹑研究有利。最初的计划是通过将荧光蛋白基因插入精子的基因中，将基因组编辑用于荧光标记精子，然后使用所获得的荧光标记的精子来识别每个个体的精子，但是作为Quail中的基因组编辑的精子，很难通过将其用荧光染料标记为Quail。同时，在执行该研究主题的过程中，据透露，具有长鹌鹑精子的鹌鹑精子对受精是有利的，因此在2022年，我们进行了一项实验，以识别确定鹌鹑精子长度的定量性状基因座（QTL）。使用整个基因组序列（WGS）获得了一条短长度和长度长的鹌鹑线以创建F2群体的鹌鹑线以创建F2种群，并产生短长度的F2种群的基因组DNA，并产生了长度长度的精子。通过使用读取数据通过QTL-seq分析来鉴定与鹌鹑精子长度相关的QTL区域，并确定了位于这些QTL上的基因的氨基酸翻译区域中的102个候选基因。 Of the candidate genes, six genes (RNF17, IFT81, PDE8B, TBCA, JMY, PAIP1) were genes that have been reported to be involved in spermatogenesis in mice, etc. From a previous study, in which the length of the medium sperm may be involved in the motility characteristics of sperm from a structural perspective, and more distinct LMSPs are observed in males that produce highly motile sperm, we plan to investigate中等精子长度，运动和LMSP之间的关系。