Elucidating the universality and specificity of reproductive mechanisms between species using genetically modified animals

使用转基因动物阐明物种间生殖机制的普遍性和特异性

基本信息

批准号：
21H02397
负责人：
藤原祥高
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Cardiovascular Center Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、研究代表者が発見したハエや魚類からヒトまで生物種間で広く保存される遺伝子の解析を通して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにする目的で研究を進めている。今年度は、ハエや線虫からヒトまで広く保存されている遺伝子Dcst1/2とPdcl2とLcnsの解析を中心に行った。KOマウス解析の結果、精子膜タンパク質であるDCST1/2は卵子膜との融合に必須で、PDCL2は精子細胞のゴルジ体に局在し精子の先体形成に機能し、精巣上体内腔へ分泌されるLCNファミリータンパク質は精子受精能力の制御に関与していることを当初の研究計画通りに論文発表することができた。（Noda et al. Commun Biol. 2022; Fujihara et al. Andrology. 2022; Sakurai et al. Andrology. 2022）。興味深いことに、受精膜融合に機能するDCST1/2は研究代表者らが同定した必須因子（FIMP, SOF1, SPACA6, TMEM95）と同様に、ぞれぞれのKOマウス精子から共通してSPACA6が消失していることが分かった。つまり、各因子がSPACA6を介したタンパク質複合体として膜融合に機能することが示唆された。LCNsについては、KOマウス精子から精子膜タンパク質CMTM2A/BとADAM3の消失が原因で雄性不妊であることを見つけた。つまり、精子が精巣上体移行中に精子上のADAM3が精巣型から精子型へと変化する際にLCNsが特異的に切断することが精子受精能力の獲得に必要であることが示唆された。今後は、開発したKOマウスを活用したヒト等の異種遺伝子をマウスへ導入して、生殖メカニズムにおける遺伝子機能の普遍性と特異性を明らかにしたい。

该主题是为了阐明基因功能在生殖机制中的普遍性和特异性，通过分析从苍蝇，鱼类，人类到人类和其他生物体中广泛保守的基因的普遍性和特异性。今年，我们专注于分析DCST1/2，PDCL2和LCN基因，这些基因从苍蝇和线虫到人类广泛保守。 As a result of KO mice analysis, we were able to present the paper as per the original research plan that DCST1/2, a sperm membrane protein, is essential for fusion with the egg membrane, and PDCL2 is localized to the Golgi body of sperm cells and functions in the formation of the acrosome of sperm, and that LCN family proteins secreted into the epididymal cavity are involved in controlling sperm fertilization 能力。（Noda等人CommunBiol。2022; Fujihara等人的雄科。2022; Sakurai等人雄科学。2022）。有趣的是，发现在受精膜融合中起作用的DCST1/2在每个KO小鼠精子中都具有SPACA6的共同消失，类似于研究人员（FIMP，SOF1，SPACA6，TMEM95）所确定的基本因素。换句话说，有人建议每个因子在膜融合中通过SPACA6起作用。关于LCN，我们发现雄性不育症是由精子膜蛋白CMTM2A/B的消失引起的，而KO小鼠精子中的ADAM3则引起。换句话说，有人提出，当ADAM3上的精子从睾丸类型变为附子过渡期间，这是lcns特异性裂解的，这对于获得精子受精能力是必要的。将来，我们希望使用发达的KO小鼠将异源的人类基因（例如人类）引入小鼠，以阐明基因功能在生殖机制中的普遍性和特异性。