受精胚における細胞分裂装置の活性化と発生分化プログラム駆動の分子メカニズム

驱动受精胚胎细胞分裂机制激活和发育分化程序的分子机制

• 批准号: 16026224
• 负责人: 佐藤 賢一
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16026224/
• 关键词: 受精; 初期発生; 細胞膜受容体; シグナル伝達; チロシンリン酸化; Src; 細胞周期スイッチ; 卵細胞機能

アフリカツメガエル(以下、ゼノパス)およびマウスの卵細胞をモデル実験系として、受精に伴う発生プログラムの活性化に関わる分子メカニズムの解析を行い、以下の知見を得た。ゼノパスにおいては、卵細胞膜マイクロドメイン(以下、卵ラフト)の構造と機能について解析を行い、単一細胞膜貫通型蛋白質uroplakin III(以下、UPIII)が、その細胞外ドメインによって、精子との相互作用(接着あるいは融合、あるいはその両方)、そして、細胞内ドメインが受精成立の卵細胞内シグナル伝達に、それぞれ関与する可能性を示唆する結果を得た。UPIII細胞外ドメインの具体的な機能については、精子に由来するプロテアーゼ活性によって部分的に切断されること、この切断反応を阻害する薬剤が受精阻害を引き起こすこと、といった、受精成立に必要な精子プロテアーゼ活性の卵細胞膜ターゲットとしての理解が深まった。細胞内ドメインの機能については、前年度までに既に明らかにしていたチロシンキナーゼSrcによる受精依存的なリン酸化に加え、テトラスパニン型相互作用因子であるuroplakin Ib(以下、UPIb)との協調作用によるシグナル伝達への関与が示された。すなわち、UPIIIはUPIbと共に発現されることで複合体を形成することによって、卵細胞膜および卵ラフトへの局在が可能になること、そして、UPIII/UPIb複合体はチロシンキナーゼSrcの不活性化を誘導すること、等が明らかになった。これらの結果を総合すると、ゼノパス卵の受精時に精子がプロテアーゼ活性により卵ラフトのUPIII/UPIb複合体に相互作用し、UPIIIの部分的な切断が何らかのメカニズムによって細胞内のチロシンキナーゼSrcの活性化に翻訳され、チロシンリン酸化のシグナル伝達が点火され、カルシウム経路の活性化へ導かれていく、という流れが想定される。マウスにおいては、精子に特異的に発現するリン脂質分解酵素phospholipase Cζの、受精に伴うカルシウムオシレーションという現象への関与について、特異的抗体や変異蛋白質の作成により解析した。その結果、phospholipase Cζが、受精時に卵細胞内へ導入される可能性が高いことや、もともと単一ポリペプチドである本分子の部分的な切断と断片化されたフラグメントが再会合が活性調節に関わる可能性等が示された。

The analysis of molecular mechanisms associated with the activation and development of fertilization in oocytes was carried out. The following findings were obtained. The structure and function of egg cell membrane protein uroplakin III (UPIII below). The results of the interaction between sperm and extracellular environment (followed by fusion and fertilization), intracellular environment, and the possibility of fertilization were obtained. The specific function of UPIII extracellular membrane is to cut off the sperm origin and activity, and to cut off the inhibition of fertilization, which is necessary for the establishment of fertilization. The function of the intracellular receptor is related to the coordination between the receptor and the receptor in the previous year, which is characterized by fertilization dependent receptor acidification and uroplakin Ib(hereinafter, UPIb). UPII-UPIB complex formation, egg cell membrane and egg cell structure may be induced by UPII-UPIB complex inactivation. These results are summarized as follows: 1. During fertilization of sperm, sperm activation, interaction of sperm with UPIII/UPIb complex, partial cleavage of UPIII, and activation of intracellular cytokinin, cytokinin and cytokinin. The sperm specific expression of phospholipase C, fertilization, and related phenomena, specific antibodies, and heteroprotein production analysis The results showed that the possibility of introducing phospholipase C into oocytes during fertilization was high, and the possibility of reassembly was high.

项目成果

Phylogeny of vertebrate Src tyrosine kinase as revealed by the epitope region for mAb327.

mAb327 的表位区域揭示了脊椎动物 Src 酪氨酸激酶的系统发育。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Biochem. 139
• 作者: Iwasaki;T.;Sato.K.;Yoshino;K.;Itakura;S.;Kosuge;K.;Tokmakov;A.A.;Owada;K.;Yonezawa;K.;Fukami;Y.
• 通讯作者: Y.

Molecular dissection of egg fertilization signaling with the aid of tyrosine kinase-specific inhibitor and activator strategies

• DOI: 10.1016/j.bbapap.2003.11.017
• 发表时间: 2004-03-11
• 期刊: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS
• 影响因子: 3.2
• 作者: Sato, K;Iwasaki, T;Fukami, Y
• 通讯作者: Fukami, Y

Molecular identification and characterization of Xenopus egg uroplakin III, a raft-associated protein that is tyrosine-phosphorylated upon egg fertilization

非洲爪蟾卵尿斑蛋白 III 的分子鉴定和表征，这是一种卵子受精时酪氨酸磷酸化的筏相关蛋白

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biol.Chem. (In press)
• 作者: Miyazaki;T.;Takahashi K;Fukuhara A;Hamazaki T;Tomoda K;Murakami M;Sato K.et al.;Tokmakov A.A.et al.;Sakakibara K.et al.;Sakakibara K.et al.
• 通讯作者: Sakakibara K.et al.

Activation of Arabidopsis MAPK kinase kinase (AtMEKK1) and induction of AtMEKK1-AtMEK1 pathway by wounding

• DOI: 10.1007/s00425-005-0126-7
• 发表时间: 2006-03-01
• 期刊: PLANTA
• 影响因子: 4.3
• 作者: Hadiarto, T;Nanmori, T;Yasuda, T
• 通讯作者: Yasuda, T

Generation of an antibody specific to Xenopus fertilized eggs by subtractive immunization

• DOI: 10.1111/j.1365-2443.2005.00838.x
• 发表时间: 2005-04-01
• 期刊: GENES TO CELLS
• 影响因子: 2.1
• 作者: Sakakibara, K;Sato, K;Fukami, Y
• 通讯作者: Fukami, Y