ニュース｜大阪大学の研究、精子形態に関わる重要なタンパク質複合体を特定—男性不妊症と避妊に新たな知見

ニュース｜大阪大学の研究で精子形態を決める重要なタンパク質複合体を特定、男性不妊と避妊に新たな知見

ヒト生殖器系の発達過程は、いずれの段階も分子メカニズムによって厳密に制御されています。日本の大阪大学が主導する複数機関の研究チームは、二つの重要なタンパク質の相互作用が精子の形態を決める仕組みを初めて明らかにしました。PNASに掲載予定の本研究では、このタンパク質複合体の機能不全が精子頭部を変形させ、男性不妊を引き起こすことが示されました。

「精子の形成は非常に複雑で、核の凝縮、尾部の形成、頭部の再構築が関与することはわかっています。しかし、この過程を決定する分子メカニズムの多くは、いまだ明らかになっていません」と、大阪大学の筆頭著者、Yuki Kaneda氏は述べました。

精子形態の異常の原因を特定するため、研究チームはまず、主に精巣で発現するタンパク質TEX38をマウスでノックアウトしました。これらのマウスが産生した精子は頭部が大きく後方に曲がり、正常に受精できなかったため、不妊となりました。

TEX38が精子形態に不可欠な理由を解明するため、研究者らはその相互作用タンパク質をスクリーニングしました。その結果、TEX38が別のタンパク質酵素であるZDHHC19と密接に連携していることがわかりました。いずれかのタンパク質を欠くマウスは、同じ頭部の屈曲異常を示す精子を産生しました。一方のタンパク質が欠如すると、もう一方の発現も大幅に低下しました。

大阪大学微生物病研究所の教授（上級）で生殖生物学者のMasahito Ikawa氏は、次のように述べています。「TEX38とZDHHC19は非常に相互依存していることがわかりました。両者は発達中の精子に共存し、正常な構造の精子を形成するには協調して働く必要があります」

ZDHHC19は、タンパク質に脂質を付加して機能を調節するS-パルミトイル化に関与する酵素です。研究者らは、ZDHHC19が精子の発達に不可欠なタンパク質ARRDC5を脂質修飾することを確認しました。この過程が妨げられると、精子頭部にはTEX38欠損時と同じ異常が生じます。余分な細胞質を除去できず、発達が停止するのです。

「今回の結果から、TEX38とZDHHC19は、精子形態の形成過程で重要なタンパク質の脂質修飾を調節する安定した複合体を形成することが示されました」とKaneda氏は結論づけました。

精子の構造と形態は運動性や受精能に直接影響するため、本研究は男性不妊の分子原因や、将来的な男性避妊法の可能性について新たな知見をもたらします。例えば、この複合体の脂質修飾機能を標的にすることで、ホルモン値を変化させずに可逆的な避妊を実現できる可能性があります。

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