無力精子症様を示す遺伝子改変マウスの機能解析

本研究は生殖不全機構を解明するために、精細胞に特異的に発現する極めて特徴的なDNA結合タンパク質Protaminel(Prm1)に着目した。ヒトではPrmの発現低下が不妊に関係しているという知見が報告されており、ES細胞を用いた遺伝子相同組換え技術によりPrm1遺伝子を破壊し疾患モデル動物を用いて解析をおこなった。その結果、Prm1 KOマウスの♂は、染色体の一方を破壊したヘテロの状態で不妊であり、その主因はミトコンドリアの膜電位低下と鞭毛微小管構造の欠陥による精子運動能の喪失による事を明らかにした。FACS解析からPrm1 KOマウスの精子ではProtamineの量に反比例するとされるChromomycinA3のDNA結合量の増加が認められ、さらにウェスタンの結果からPrm1のみならずPrm2の発現量をも低下している事が明らかになった。精子形成過程後期では蓄積されたmRNAからの翻訳レベルで発現調節がされることが特徴的とされているが、電子顕微鏡の結果からもPrm1 KOマウスでは精子核におけるクロマチン凝縮が充分にされていない事が明からになっている。これらの事からPrm1の発現低下はクロマチン構造を変化させ、Prm2の発現低下や本来抑制されるべき遺伝子が転写されるなどして結果的に運動能の喪失に至る可能性が予想される。本研究によりPrm1の発現低下は生殖不全を来すことが明らかとなり、またクロマチンの凝縮が精子の機能上重要であることが示唆された。

本研究は生殖不全機構を解明するために、精細胞に特異的に発現する極めて特徴的なDNA結合タンパク質Protaminel(Prm1)に着目した。ヒトではPrmの発現低下が不妊に関係しているという知見が報告されており、ES細胞を用いた遺伝子相同組換え技術によりPrm1遺伝子を破壊し疾患モデル動物を用いて解析をおこなった。その結果、Prm1 KOマウスの♂は、染色体の一方を破壊したヘテロの状態で不妊であり、その主因はミトコンドリアの膜電位低下と鞭毛微小管構造の欠陥による精子運動能の喪失による事を明らかにした。FACS解析からPrm1 KOマウスの精子ではProtamineの量に反比例するとされるChromomycinA3のDNA結合量の増加が認められ、さらにウェスタンの結果からPrm1のみならずPrm2の発現量をも低下している事が明らかになった。精子形成過程後期では蓄積されたmRNAからの翻訳レベルで発現調節がされることが特徴的とされているが、電子顕微鏡の結果からもPrm1 KOマウスでは精子核におけるクロマチン凝縮が充分にされていない事が明からになっている。これらの事からPrm1の発現低下はクロマチン構造を変化させ、Prm2の発現低下や本来抑制されるべき遺伝子が転写されるなどして結果的に運動能の喪失に至る可能性が予想される。本研究によりPrm1の発現低下は生殖不全を来すことが明らかとなり、またクロマチンの凝縮が精子の機能上重要であることが示唆された。