Elucidating the universality and specificity of reproductive mechanisms between species using genetically modified animals

使用转基因动物阐明物种间生殖机制的普遍性和特异性

• 批准号: 21H02397
• 负责人: 藤原 祥高
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02397/
• 关键词: 生物種間保存; 遺伝子組換え動物; 雄性不妊; 精子受精能力; 進化; 遺伝子保存; 機能補完

本課題では、研究代表者が発見したハエや魚類からヒトまで生物種間で広く保存される遺伝子の解析を通して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにする目的で研究を進めている。今年度は、ハエや線虫からヒトまで広く保存されている遺伝子Dcst1/2とPdcl2とLcnsの解析を中心に行った。KOマウス解析の結果、精子膜タンパク質であるDCST1/2は卵子膜との融合に必須で、PDCL2は精子細胞のゴルジ体に局在し精子の先体形成に機能し、精巣上体内腔へ分泌されるLCNファミリータンパク質は精子受精能力の制御に関与していることを当初の研究計画通りに論文発表することができた。（Noda et al. Commun Biol. 2022; Fujihara et al. Andrology. 2022; Sakurai et al. Andrology. 2022）。興味深いことに、受精膜融合に機能するDCST1/2は研究代表者らが同定した必須因子（FIMP, SOF1, SPACA6, TMEM95）と同様に、ぞれぞれのKOマウス精子から共通してSPACA6が消失していることが分かった。つまり、各因子がSPACA6を介したタンパク質複合体として膜融合に機能することが示唆された。LCNsについては、KOマウス精子から精子膜タンパク質CMTM2A/BとADAM3の消失が原因で雄性不妊であることを見つけた。つまり、精子が精巣上体移行中に精子上のADAM3が精巣型から精子型へと変化する際にLCNsが特異的に切断することが精子受精能力の獲得に必要であることが示唆された。今後は、開発したKOマウスを活用したヒト等の異種遺伝子をマウスへ導入して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにしたい。

See this topic で は representatives, research が 発 し た ハ エ や fish か ら ヒ ト ま で biological species で hiroo く save さ れ る posthumous son 伝 の parsing を tong し て, reproductive メ カ ニ ズ ム に お け る heritage 伝 sub function の universality と specificity を Ming ら か に す る purpose を で research into め て い る. Our は, ハ エ や nematodes か ら ヒ ト ま で hiroo く save さ れ て い る heritage 伝 son Dcst1/2 と Pdcl2 と Lcns の parsing を center line に っ た. The KO マ ウ ス parsing の, sperm membrane タ ン パ ク qualitative で あ る DCST1/2 は egg membrane と の fusion に must で, PDCL2 は sperm cells の ゴ ル ジ body に bureau before し sperm の body form pure 巣 し に function, the body cavity へ secretion さ れ る LCN フ ァ ミ リ ー タ ン パ ク は fertilization ability of sperm quality の suppression に masato and し て い る こ と を at the beginning The research plan will be published in the form of する に papers する とがで た た. (Noda et al. Commun Biol. 2022; Fujihara et al. Andrology. 2022; Sakurai et al. Andrology. 2022) Interest as deep い こ と に, fertilization membrane fusion に functional す る DCST1/2 は research representatives ら が be し た must factor (FIMP SOF1, SPACA6, TMEM95) と with others に, ぞ れ ぞ れ の KO マ ウ ス sperm か ら common し て SPACA6 が disappear し て い る こ と が points か っ た. つ ま り, each factor が SPACA6 を interface し た タ ン パ ク qualitative complex と し て function of membrane fusion に す る こ と が in stopping さ れ た. LCNs に つ い て は, KO マ ウ ス sperm か ら sperm membrane タ ン パ ク qualitative CMTM2A/B と ADAM3 の disappearance が で males don't stretch marks で あ る こ と を see つ け た. つ ま り, sperm が 巣 upper に sperm in transitional の ADAM3 が type fine 巣 か ら sperm type へ と variations change す る interstate に LCNs が specific に cut す る こ と が fertilization ability of sperm の get に necessary で あ る こ と が in stopping さ れ た. Future は, open 発 し た KO マ ウ ス を use し た ヒ ト の such as heterogeneous legacy 伝 son を マ ウ ス へ import し て, reproductive メ カ ニ ズ ム に お け る heritage 伝 sub function の universality と specificity を Ming ら か に し た い.

项目成果

オウル大学(ノルウェー)

奥卢大学（挪威）

大阪大学微生物病研究所 遺伝子機能解析分野HP

大阪大学微生物疾病研究所基因功能分析部HP

ウィーンバイオセンター(オーストリア)

维也纳生物中心（奥地利）

PDCL2 is essential for sperm acrosome formation and male fertility in mice

PDCL2 对于小鼠精子顶体形成和雄性生育能力至关重要

• DOI: 10.1111/andr.13329
• 发表时间: 2022
• 期刊: Andrology
• 影响因子: 4.5
• 作者: Fujihara Y;Kobayashi K;Abbasi F;Endo T;Yu Z;Ikawa M;Matzuk MM.
• 通讯作者: Matzuk MM.

ベイラー医科大学(米国)

贝勒医学院（美国）