線虫の精子特異的なタンパク質のアルギニンメチル化による制御機構の解析

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タンパク質アルギニン残基（Arg）のメチル化は、PRMTファミリー呼ばれるメチル基転移酵素により触媒され、モノメチルアルギニン化（MMA化）を経て、非対称性ジメチルアルギニン化（ADMA化）または対称性ジメチルアルギニン化（SDMA化）される。これまでのin vitroメチル化実験から、ADMA化酵素であるPRMT-1は精子特異的かつ哺乳類プロタミン代替タンパク質されているSPCH-2およびSPCH-3の43位Argをメチル化することを明らかにした。また、遺伝学的なアプローチより、SPCH-2は線虫の生殖機能に大きく寄与しており、精細胞形成と精子形成の偽足（哺乳類精子のべん毛に相当）の伸長に関与している可能性を見出した。令和4年度は、昨年度の推進方策に記載したSPCH-2は線虫の精細胞形成や精子の偽足の伸長に必要であることから、その原因の解析ついて、精子ミトコンドリアに異常がないか、あるいは精子の運動能について検証した。SPCH-2とSPCH-3の43位Arg のメチル化が線虫の生殖に必要であるかどうかを検証するために、CRISPR/Cas9システムを用いてspch-2/spch-3 R43K 線虫の作製を再度行った。しかし、ポジティブな成果が得られなかった。最近、MMA化酵素である線虫のPRMT-9は生殖に大きく寄与しており、その原因は精子側にあることが分かった。さらに詳細な解析をしたところprmt-9遺伝子変異体の精子は野生型精子の偽足より短くなり運動能が低下していた。この表現系はspch-2変異体と類似しており、PRMT-9とSPCHタンパク質の関係性を検証している。