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鳥類のユニークな受精の仕組みを解明

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鳥類のユニークな受精の仕組みを解明 -精漿中に受精効率を高める物質が存在- ポイント ○鳥類(ウズラ)の精漿中に受精効率を高める物質が存在 ○受精効率を高める物質としてプロスタグランジン F2αを同定 ○鳥類の人工授精効率の向上や絶滅危惧鳥種を人工増殖させるための技術開発
につながる <要旨> 静岡大学の笹浪知宏准教授および早稲田大学の筒井和義教授らは、鳥類、ウ
ズラの精漿中に受精効率を高める物質が含まれることを発見しました。この物
質の実態解明を行ったところ、プロスタグランジンF2αであることが判明しまし
た。プロスタグランジンF2αには、膣の平滑筋を収縮させ、輸卵管で一時的に精
子を貯蔵する特殊な器官、
「貯精嚢」の入り口を開口させる活性があることがわ
かりました。この成果は、今後ニワトリやウズラといった家禽の人工授精技術
の改良や絶滅危惧鳥種の人工増殖のための技術開発といった方面での応用が期
待されます。 本研究は、静岡大学、広島大学、名古屋大学および早稲田大学の研究者で構
成する共同研究チームによる成果で、英国科学雑誌、Scientific Reports (Nature姉妹紙)にて発表される予定です。 <研究の背景と経緯> 動物の受精は精子と卵子が結合することから始まり、精子は卵子と出会うた
めに、輸卵管と呼ばれる管を登っていきます。交尾の際、精子は精漿と呼ばれ
る液体とともに雌の体内に輸送されます。以前から精漿中に受精を補助する成
分が含まれることは知られていましたが、その実体および分子メカニズムはほ
とんど不明でした。鳥類の場合、交尾後の精子は卵に向かって泳いで行かず、
まず輸卵管に存在する貯精嚢と呼ばれる特殊な構造に侵入し、受精までの間、
一時的に貯蔵されます。その後、精子は貯精嚢から少しずつ放出され、受精に
至ります。しかし、射出された精子が如何にして貯精嚢に侵入するのか、その
仕組みも不明でした。 <研究の内容> 本研究では、精子とともに雌の膣内に射出される精漿中に受精を補助する成
分が含まれると予測し、ウズラの精漿の一種、クロアカ腺分泌物に注目しまし
た。その結果、クロアカ腺分泌物には膣の平滑筋を収縮させ、貯精嚢の入り口
を開口させる活性があることを見出しました。組織の抽出物からこの生理活性
物質を精製し、構造を決定したところ、その実体がプロスタグランジン F2αであ
ることがわかりました。 精漿を洗い落とした精子を人工授精によって膣内に注入しても、精子は貯精
嚢に侵入することができず、ほとんど受精することが出来ませんでした。しか
し、事前に雌の膣内にプロスタグランジン F2αを注入しておくと、精漿を洗い落
とした精子でも、貯精嚢に侵入することができ、受精することができました。 以上のことから、精漿に含まれるプロスタグランジン F2αは、貯精嚢の入り口
を開口させ、貯精嚢への精子の侵入を助ける活性を持ち、これが鳥類の受精効
率を高めることが明らかとなりました。 <今後の展望> 本研究成果が、受精の基礎研究として重要であることは言うまでもありませ
んが、本研究は基礎研究に留まらず、応用面においても重要な技術であると言
えます。哺乳類とは異なり、鳥類では人工授精技術は開発途上にあります。精
子を凍結保存すると極端に精子の受精能力が落ちてしまうからです。本研究成
果により、人工授精時に、プロスタグランジン F2αを含めた精漿成分を添加する
などの工夫をすることで、凍結保存精子の受精率を向上できる可能性がありま
す。また絶滅危惧鳥種の人工増殖への応用も期待されます。 原著論文情報
著者:Tomohiro Sasanami, Shunsuke Izumi,Naoki Sakurai, Toshifumi
Hirata, Shusei Mizushima, Mei Matsuzaki, Gen Hiyama, Eriko Yorinaga,
Takashi Yoshimura, Kazuyoshi Ukena, Kazuyoshi Tsutsui*(*責任著者)
題名:A unique mechanism of successful fertilization in a domestic bird
(鳥類の受精を成功させるためのユニークな仕組み)
雑誌名:Scientific Reports
共同研究チーム 静岡大学:笹浪知宏、水島秀成、松崎芽衣、檜山源 広島大学:泉俊輔、櫻井直樹、平田敏文、浮穴和義 名古屋大学:吉村崇、頼永恵理子 早稲田大学:筒井和義 
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