発生学：IZUMO1–JUNOの構造から明らかになった哺乳類の受精における精子–卵母細胞間の認識機構

受精は有性生殖における根本的な過程であり、雄性と雌性の配偶子が合わさることで新たな個体を作り出す。精子の膜タンパク質IZUMO1と、その卵母細胞側の受容体JUNOが、精子と卵母細胞間での相互作用と融合に必須の因子として同定されている。しかし、その特異的な認識機構についてはほとんど分かっていない。本研究で我々は、ヒトのIZUMO1とJUNO、およびIZUMO1–JUNO複合体の結晶構造を示し、IZUMO1–JUNOを介した精子と卵母細胞の相互作用の構造的基盤を明らかにした。IZUMO1は細長い棒状の構造をとっており、これはヘリックスが束になったIZUMOドメインと免疫グロブリン様ドメインから構成され、これらがそれぞれ中間のβヘアピン領域に対して、保存されたジスルフィド結合を介して堅くつなぎとめられている。IZUMO1の中央部のβヘアピン領域は、JUNOとの結合における主要なプラットフォームとなっており、JUNOの推定リガンド結合ポケットの裏側の表面がIZUMO1との結合に関わっている。構造情報に基づいた変異導入解析により、IZUMO1とJUNOの相互作用の生物学的重要性を確認した。この構造情報は、受精の必須段階を解明していく上での大きな一歩であり、避妊薬を含め、受精に対する新たな治療的介入の開発にも役立つだろう。

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