恒温脊椎動物の精子形成の温度感受性の比較

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哺乳類の精巣は腹腔（３８度）より低温の陰嚢(３４度)にあり、精子形成は低温が必須だとされてきた。しかし温度のみの影響を検証する実験系がないため、精子形成と温度の関係は不明であった。本研究ではマウス精巣器官培養系を用いてそれを実現した。昨年度までに、温度のみの影響で精子形成障害が引き起こされること、今まで漠然と高温障害と言われてきた現象が、分化段階ごとに異なる温度閾値が存在する複合現象であることを明らかにした。さらに３７度や３８度環境では相同染色体の対合不全が起こることを発見した。本年度では特に染色体対合不全に注目した。減数分裂では細胞自律的にDNA損傷を起こし、その修復過程を経て、染色体対合が起こる。そこで高温培養下でこの過程への影響を調べた。その結果、高温下では細胞自律的なDNA損傷を引き起こすものの、DNA修復過程において障害を引き起こすことを示唆する結果を得た。DNA修復に障害を持つ変異マウスにおいて染色体対合不全が知られていることから、高温下ではDNA損傷の修復過程が障害を受けることにより染色体対合不全が引き起こされると考えている。興味深いことに、鳥類の精巣は体腔にあり、精子形成は深部体温（４２度）で進行するとされている。しかし呼吸器によって冷却されているという説もあり、この定説は再検討の余地を残していた。本年度までに、ワイヤレス温度センサを精巣と体深部に埋め込み、通常活動下での温度を測定した。その結果、精巣温（４１.９度）は、深部体温（４２.２度）より０.３度低かった。さらに精巣を囲う呼吸器の気流のみを阻害した結果、この温度差はなくなった。またこの個体の精巣形成は正常であった。これらの結果から鳥類の精巣は呼吸器により僅かに冷却されているものの、精子形成は深部体温で進行すると結論付けた。これらの成果は、恒温脊椎動物の精子形成との解明に寄与すると考えている。