ニュース｜ハワイ大学の研究で判明：重要なY染色体遺伝子の欠失が雄マウスの不妊を引き起こし、数百の遺伝子の発現に影響

ニュース｜ハワイ大学の研究：Y染色体の重要遺伝子の欠失が雄マウスの不妊を引き起こし、数百の遺伝子発現に影響

新たな研究で、ハワイ大学マノア校のJohn A. Burns School of Medicine（JABSOM）の研究者らは、Y染色体上の重要な遺伝子が欠失すると、雄マウスが完全に不妊となるだけでなく、数百に及ぶ重要遺伝子の発現異常も生じることを発見しました。

この研究は、解剖学・生化学・生理学部門およびYanagimachi Institute for Biogenesis Research（YIBR）の教授であるMonika Ward博士が主導しました。研究チームは、Y染色体にコードされるジンクフィンガーYコード遺伝子Zfyに着目しました。この遺伝子はヒトとマウスの両方に存在し、雄性生殖の重要な調節因子と考えられています。マウスでは、ZfyにはZfy1とZfy2の二つのコピーがあります。

研究者らはCRISPR-Cas9技術を用い、Zfy1のみ、Zfy2のみ、ならびに両方を同時に欠失させたトランスジェニックマウスモデル（Zfy DKO、すなわちZfy二重ノックアウト）を順次作製しました。その結果、Zfy DKO雄マウスは完全に不妊で、精子に重度の異常があり、最も重篤な場合には精子をまったく産生できませんでした。この研究は、Biology of Reproduction誌に2022年に初めて掲載されました。

Zfy欠失の分子メカニズムをさらに調べるため、チームはYIBR創設者の柳町隆造が開発した生殖補助医療技術を用い、顕微授精（ICSI）および円形精子細胞注入法（ROSI）を含む手法により、さらに多くのZfy DKO不妊雄マウスの作製に成功しました。最近の知見は、国際誌Cell Death and Differentiationに2025/8/27に掲載されました。

この研究は、Zfy遺伝子がないマウスでは数百の遺伝子の発現調節が異常となり、一部は過剰に活性化され、他は抑制されることを示しました。これらには、精子形成、DNAのパッケージングと構造、アポトーシスを調節する重要遺伝子が含まれます。チームはさらに、精巣内の精子前駆細胞が早期にアポトーシスを起こし、時折精子が作られた場合でもDNA構造が十分に凝縮できず、損傷を受けやすいことを発見しました。

「この研究は、Zfy遺伝子の機能に対する理解を大きく前進させました。私たちは、その影響を受けるシグナル伝達経路と関連遺伝子を特定しており、今後はZfyがこれらの重要な過程をどのように調節するかをさらに探究します」とWard博士は述べました。

Ward博士はまた、この研究はハワイ大学の学部生・大学院生が科学研究で果たす中心的役割を示すものだと特に指摘しました。実験作業の大半を担った論文の筆頭著者Hayden Holmlund氏は、発生・生殖生物学（DRB）大学院プログラムの博士課程を最近修了し、現在はカリフォルニアでポストドクトラル研究を始めています。加えて、一部の実験は学部生INBREプログラムの学生であるBenazir Yarbabaeva氏が実施し、同氏は現在、Zfy DKO精子のメカニズムの研究を続けるため、DRBプログラムの新たな修士課程学生として参加しています。

「この研究は、生殖・発生生物学分野における国際協力を促進するというYIBRの中核的使命も反映しています」とWard博士は付け加え、この研究はフランスと英国の研究者からも支援を受けたと述べました。

本研究は、男性の妊孕性を調節するメカニズムの理解における重要な前進であり、精子形成におけるZfyの調節的役割に関する将来の研究の基盤となります。マウスモデルを用いた基礎研究から得られた知見は、男性不妊のメカニズムに基づく管理に重要であるだけでなく、治療戦略の可能性を探るトランスレーショナル研究に新たな方向性をもたらします。

情報源：

インターネットから収集