Research Abstract
β-カテニンは、細胞接着から細胞融合への移行を調節する分子スイッチである
β-catenin is a molecular switch that regulates transition of cell-cell adhesion to fusion
2011年8月19日 Scientific Reports 1 : 68 doi: 10.1038/srep00068
受精によって精子と卵が合体する際には、細胞膜が接着し、融合するが、精子と卵の細胞接着を調節する因子についてはほとんど知られていない。今回我々は、精子と卵の細胞接着におけるβ-カテニンの役割を詳しく調べた。生化学的解析により、E-カドヘリンとβ-カテニンが卵内で、また精子内でも複合体を形成することが判明した。β-カテニン欠損卵を精子と受精させると、精子と卵の細胞接着がうまく起こらない。さらに、精子と卵の細胞接着が完了した後は、精子頭部や卵の精子付着部位でのβ-カテニンの発現が減少する。ユビキチン活性化酵素の阻害剤であるUBE1-41はβ-カテニンの分解を阻害し、また野生型卵の精子との融合能力を低下させた（一方、β-カテニン欠損卵では精子との融合能力の低下は起こらなかった）。これらの結果は、β-カテニンが細胞膜の接着にかかわるだけでなく、受精に伴う膜融合への移行にもかかわっていることを示している。
- 独立行政法人 国立成育医療研究センター 生殖・細胞医療研究部
- 鹿児島大学 フロンティアサイエンス研究推進センター
- 独立行政法人 国立成育医療研究センター
*These authors equally contributed to this work
When a sperm and an oocyte unite upon fertilization, their cell membranes adhere and fuse, but little is known about the factors regulating sperm-oocyte adhesion. Here we explored the role of β-catenin in sperm-oocyte adhesion. Biochemical analysis revealed that E-cadherin and β-catenin formed a complex in oocytes and also in sperm. Sperm-oocyte adhesion was impaired when β-catenin-deficient oocytes were inseminated with sperm. Furthermore, expression of β-catenin decreased from the sperm head and the site of an oocyte to which a sperm adheres after completion of sperm-oocyte adhesion. UBE1-41, an inhibitor of ubiquitin-activating enzyme 1, inhibited the degradation of β-catenin, and reduced the fusing ability of wild-type (but not β-catenin-deficient) oocytes. These results indicate that β-catenin is not only involved in membrane adhesion, but also in the transition to membrane fusion upon fertilization.
