インビトロで形成させた人工精子レセプターを用いた受精メカニズムの解明

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家禽の卵黄膜は哺乳類の透明帯に相当する細胞外マトリクスで,受精の際に,種特異的な配偶子間の結合に重要な役割を果たしている。鳥類では卵黄膜の主要な構成タンパクであるZP1とZPCが,それぞれ肝臓と卵巣という離れた組織で合成され,卵子細胞膜上で会合し繊維を形成するという特色を持っている。本研究では,この鳥類特有の現象に着目し,人工的に精子受容体形成させる実験系を確立するとともに,これを用いて鳥類の受精を制御している仕組みを明らかにすることを目標とし,以下の成果を得た。1.ウズラの血清からZP1を精製し,これを別個体の静脈内に投与すると,卵黄膜に取り込まれ,不溶化することが判明した。この現象の普遍性を確認するために,各種家禽(ニワトリ,ホロホロ鳥,七面鳥,アヒル)からZP1遺伝子のクローニングを行うとともに,各種家禽血清からZP1を精製し,ウズラへの投与実験を行った。その結果,各種家禽ZP1をウズラに投与してもウズラと同等に卵黄膜に取り込まれることが判明し,ZP1の卵黄膜への取り込みは種を越えて起こることが分かった。2.卵黄膜を構成する微量成分としてZPAおよびZPDタンパクを同定した。遺伝子のクローニング,特異的抗体の作製を行い,発現様式を解析した。その結果,ZPAは未成熟な卵胞の顆粒層細胞に発現し,卵胞の成熟とともに発現が減少することがわかった。ZPDも卵胞の顆粒層細胞で発現するが,これは卵胞の成熟とともに発現が増加することが分かった。3.未成熟な卵胞のミクロソーム画分にZPCと特異的に相互作用する新規ZPC受容体を発見した。遺伝子のクローニングには至っていないが,このZPC受容体はZPAと同様に未成熟な卵胞に多く存在することが判明した。以上の結果から,卵黄膜の形成機構は当初予想していたよりも複雑な仕組みであることが判明し,その全貌の解明を目指した研究を遂行中である。