【細胞生物学】精子が卵子を活性化する新しい仕組みを解明　線虫において精子導管仮説を支持する分子実体を同定

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精子が卵子を活性化する新しい仕組みを解明 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160408_1/

要旨

理化学研究所（理研）生命システム研究センター発生動態研究チームの大浪修一チームリーダーと髙山順研究員の研究チームは、線虫C. elegans[1]の受精の際に精子のカルシウム透過性チャネル[2]が卵子の中に「受精カルシウム波[3]」を引き起こすことを明らかにし、精子が卵子を活性化する新しい仕組みを解明しました。

動物の一生は、精子と卵子が受精することから始まります。卵子は物質の合成をほとんど行わない不活発な細胞ですが、精子と受精すると活発に物質を合成し、細胞分裂を始める胚へと状態が大きく転換します。これを「卵子の活性化」と呼びます。この転換のきっかけとなるのが、卵子内のカルシウム濃度変化が伝播していく現象「受精カルシウム波」です。

研究チームは、精子が受精カルシウム波をどのように引き起こしているかを明らかにするため、体が透明かつ遺伝学的実験が容易な線虫C. elegansを用いて、その受精カルシウム波を高速イメージングと画像処理によって捉えました。さらに遺伝学的実験とシミュレーションを組み合わせて解析を行い、精子に存在する「TRP-3」というカルシウム透過性チャネルが、受精直後に精子侵入点付近で急激なカルシウム濃度の上昇を引き起こし、これがきっかけとなって卵子全体に伝播するカルシウム波が発生することを発見しました。受精カルシウム波を引き起こす仕組みは、生物種によって異なると考えられています。今回発見した仕組みは、精子のカルシウム透過性チャネルが細胞外から卵子にカルシウムイオンを流入させる「精子導管仮説」を支持するものです。

本研究によって、受精カルシウム波を定量的かつ遺伝学的に解析できる実験系が確立されました。今後、この実験系を活用することで、受精による卵子の状態転換の仕組みの包括的解明につながると期待できます。

本研究の一部は、日本学術振興会科学研究費補助金の助成によって行われました。また、動画像データの定量化は、科学技術振興機構ライフサイエンスデータベース統合推進事業（統合化推進プログラム）の一環として実施されました。さらには、本成果に関するデータの記述手法や、今後データを掲載するデータベースSSBDは同プログラムの一環として開発されたものです。

成果は、米国の科学雑誌『Cell Reports』（4月19日号）に掲載されるのに先立ち、オンライン版（4月7日付け：日本時間4月8日）に掲載されます。

（以下略）

【細胞生物学】精子が卵子を活性化する新しい仕組みを解明 線虫において精子導管仮説を支持する分子実体を同定

【細胞生物学】精子が卵子を活性化する新しい仕組みを解明　線虫において精子導管仮説を支持する分子実体を同定