精子の運動を担うたんぱく質を発見~男性不妊の理解に新たな知見~

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2025-09-10 大阪大学,科学技術振興機構

大阪大学およびJSTの研究グループは、男性不妊の原因の一つである鞭毛(べんもう)形成不全に関して、新たに重要なタンパク質を発見した。これまで変異が報告されていた精子鞭毛タンパク質 CFAP91 が鞭毛の形成に必須であることは知られていたが、CFAP91に近接する未知のタンパク質として EFCAB5 を、近接標識技術(biotin labeling)を用いて同定した。EFCAB5 は CFAP91 と相互作用し、精子の運動性を制御する役割を持つことが実験で明らかになった。この発見により、精子鞭毛の構造・運動異常における病因の理解が深まり、男性不妊の原因診断および将来的な治療法の開発への道が開けた。研究成果は国際誌 Nature Communications に掲載されている。研究は、「雌の生殖路における精子機能調節機構」「次世代生殖補助医療に資する国際共同研究」など複数の公的助成を受けて行われた。

精子の運動を担うたんぱく質を発見~男性不妊の理解に新たな知見~
図 1. 精子鞭毛の断面
ラジアルスポークは車輪のスポークのように鞭毛の中心と外側を繋ぐ構造である。

<関連情報>

アクソネマタンパク質CFAP91の近接標識により、精子運動性を調節するEFCAB5が同定される Proximity labeling of axonemal protein CFAP91 identifies EFCAB5 that regulates sperm motility

Haoting Wang,Keisuke Shimada,Anh Hoang Pham,Yuki Oyama,Maki Kamoshita,Hiroko Kobayashi,Seiya Oura,Norikazu Yabuta,Masahito Ikawa & Haruhiko Miyata
Nature Communications  Published:10 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-63705-7

Abstract

Radial spokes (RSs) are conserved multimolecular structures attached to the axonemal microtubule doublets and are essential for the motility control of both cilia and sperm flagella. CFAP91, an RS3 protein, is implicated in human male infertility, yet its molecular function remains poorly understood. Here, we demonstrate that Cfap91 knockout (KO) mice exhibit impaired sperm flagellum formation and male infertility. Using a transgenic rescue model expressing FLAG- and BioID2-tagged CFAP91, we reveal that CFAP91 immunoprecipitates with RS3 proteins CFAP251 and LRRC23, whose localization is disrupted in Cfap91 KO sperm flagella. In addition, proximity labeling in mature spermatozoa identifies EFCAB5 as a sperm-specific CFAP91-proximal component. We show that Efcab5 KO males exhibit reduced sperm motility and fertility. Our findings establish CFAP91 as an essential scaffolder of RS3 assembly and EFCAB5 as a sperm-specialized movement regulator, advancing understanding of axonemal specialization in mammalian spermatozoa and its relevance to male infertility.

医療・健康
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