過剰栄養シグナルが精子運動性低下を招くメカニズムの解明

阐明过度营养信号导致精子活力下降的机制

基本信息

批准号：
22K06334
负责人：
中越英樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ショウジョウバエのオスの妊性を担う附属腺は，約1,000個の主細胞と60個の第二細胞から構成される．転写制御因子Defective proventriculus (Dve) は蛹期では附属腺全体で発現が見られるのに対し，成虫期では第二細胞でのみ見られる．これは成虫期主細胞ではプロテアソーム活性によりDveが常に分解されているためである．しかし，過剰栄養シグナルや小胞体ストレスを受けるとプロテアソーム機能が阻害され，Dveの分解が停止して安定化する「Dve脱抑制」が生じ，オスの妊性が低下する．ストレス期間を変化させた実験により，Dve脱抑制はストレス強度に依存した可逆的な現象であることが分かった．また，Dve脱抑制時には附属腺タンパク質 (Acps) の一つである Sex Peptide (SP) の安定性が顕著に低下することから，分子シャペロンとしての機能をもつ Heat shock proteins (HSPs) が Dve 標的因子の候補となった．RNAi スクリーニングによって同定された HSP83 について詳細な解析を行ったところ，転写活性をモニターできる hsp83-GFP レポーターの発現は，Dve 脱抑制を誘導したモザイク細胞において著しく低下していた．しかしながら，附属腺全体に Dve 脱抑制を誘導した場合は hsp83 mRNA量は上昇していた．つまり，HSP83 は通常時 SP などの附属腺タンパク質の安定化や基底レベルで生じているストレスの緩和などに働いており，ストレスが亢進すると hsp83 発現が上昇して初期ストレス応答を行うが，さらなるストレス亢進によって HSP83 では対処できなくなると Dve 脱抑制を介した緊急時応答に切り替える機構が示唆された．

果蝇负责雄性生育的辅助腺由大约 1,000 个主细胞和 60 个次细胞组成。转录调节因子缺陷性腺胃 (Dve) 在蛹期的整个附属腺中表达，但在成虫期仅在第二个细胞中表达。这是因为 Dve 不断被成体主细胞中的蛋白酶体活性降解。然而，当受到过度的营养信号或内质网应激时，蛋白酶体功能受到抑制，导致“Dve 去抑制”，其中 Dve 降解停止并稳定，导致男性生育能力下降。不同应激期的实验表明，Dve 去抑制是一种可逆现象，取决于应激强度。此外，当Dve被解除抑制时，辅助腺蛋白（Acps）之一的性肽（SP）的稳定性显着降低，因此热休克蛋白（HSP）作为分子伴侣被用作Dve成为候选人的目标因素。通过 RNAi 筛选鉴定出的 HSP83 的详细分析表明，在诱导 Dve 抑制的嵌合细胞中，可监测转录活性的 hsp83-GFP 报告基因的表达显着降低。然而，当整个副腺中诱导 Dve 去抑制时，hsp83 mRNA 水平增加。换句话说，HSP83通常作用于稳定辅助腺蛋白如SP并缓解基础水平上发生的应激，并且当应激增加时，hsp83表达增加并执行初始应激反应，但进一步的应激表明了一种机制，即当HSP83变得由于激活增加而无法响应，它会通过 Dve 去抑制切换到紧急响应。