Deciphering the cellular and molecular mechanisms underlying mammalian sperm-egg fusion

破译哺乳动物精卵融合的细胞和分子机制

基本信息

  • 批准号:
    22K15103
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In the fiscal year of 2022, I published three research articles and one review article as the first author.In Tang, Lu et al. 2022 PNAS, we resolved the crystal structure of human TMEM95 by X-ray crystallography and generated monoclonal antibodies against human TMEM95 and IZUMO1. To investigate the molecular function of TMEM95, we exploited the nature that human sperm can fertilize zona-free golden hamster eggs. Using Fab fragments of the antibodies, we found that IZUMO1 Fabs ablate sperm-egg binding, in corroboration with our recent finding in mice and rats (Matsumura et al. 2022 Front Cell Dev Biol). In contrast, TMEM95 Fabs do not affect sperm-egg binding, but reduce sperm-egg fusion, suggesting that TMEM95 plays a role distinct to IZUMO1. Further, we engineered TMEM95-Fc fusion protein and discovered that the recombinant protein binds the hamster egg plasma membrane, indicating that TMEM95 has an egg receptor.In Lu et al. 2023 PNAS, we discovered that 1700029I15Rik, a type II transmembrane protein localized to the ER, regulates the biosynthesis of acrosomal membrane glycoproteins required for sperm-egg interaction. This pathway is independent from Calmegin-mediated biosynthesis of sperm plasma membrane proteins, suggesting that acrosomal and plasma membrane proteins are processed in a spatiotemporal manner.Additionally, in Lu et al. (2023) Andrology, we reported that ADAD2, in association with other RNA-binding proteins (e.g., MIWI, RNF17), regulates piRNA biogenesis in testis. Moreover, ADAD2 forms novel granules with and stabilizes RNF17 in pachytene spermatocytes.
在2022财年,我以第一作者身份发表了3篇研究论文和1篇综述文章。在Tang, Lu et al. 2022 PNAS中,我们通过x射线晶体学解析了人TMEM95的晶体结构,并生成了针对人TMEM95和IZUMO1的单克隆抗体。为了研究TMEM95的分子功能,我们利用了人类精子可以使无带金仓鼠卵受精的特性。利用抗体的Fab片段,我们发现IZUMO1 Fab片段可以破坏精子与卵子的结合,这与我们最近在小鼠和大鼠身上的发现相吻合(Matsumura et al. 2022 Front Cell Dev Biol)。相比之下,TMEM95 fab不影响精子与卵子的结合,但会减少精子与卵子的融合,这表明TMEM95的作用与IZUMO1不同。进一步,我们设计了TMEM95- fc融合蛋白,发现重组蛋白与仓鼠卵质膜结合,表明TMEM95具有卵受体。在Lu et al. 2023 PNAS中,我们发现1700029I15Rik,一种定位于内质网的II型跨膜蛋白,调节精卵相互作用所需的顶体膜糖蛋白的生物合成。该途径独立于calmegin介导的精子质膜蛋白的生物合成,表明顶体和质膜蛋白是在时空中加工的。此外,在Lu et al. (2023) Andrology中,我们报道了ADAD2与其他rna结合蛋白(如MIWI, RNF17)联合调节睾丸中piRNA的生物发生。此外,ADAD2在粗线精母细胞中与RNF17形成新的颗粒并稳定RNF17。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ADAD2 functions in spermiogenesis and piRNA biogenesis in mice
  • DOI:
    10.1111/andr.13400
  • 发表时间:
    2023-02-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Lu,Yonggang;Nagamori,Ippei;Ikawa,Masahito
  • 通讯作者:
    Ikawa,Masahito
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  • DOI:
    10.1242/jcs.260296
  • 发表时间:
    2022-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Lu,Yonggang;Ikawa,Masahito
  • 通讯作者:
    Ikawa,Masahito
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