要旨
精子は卵子と融合する前に、先体反応と呼ばれるエキソサイトーシス（開口放出）を起こす必要がある。先体反応にはカルシウムイオン（Ca2+）が不可欠であるが、その分子メカニズムは未解明である。ファーリン（ferlin）は、複数のCa2+結合性C2ドメインを持つ単回膜貫通型タンパク質であり、哺乳類にはディスファーリン（DYSF）、オトファーリン（OTOF）、マイオファーリン（MYOF）、Fer-1-like 4（FER1L4）、FER1L5、FER1L6の6種類のファーリンが存在する。これまでにDYSF、OTOF、MYOFのノックアウトマウスが作製されており、それぞれ筋ジストロフィー（DYSF）、難聴（OTOF）、筋形成異常（MYOF）といった膜融合に関わる障害を示している。本研究では、Fer1l4、Fer1l5、Fer1l6の変異マウスを作製し、その結果、雄の生殖能にはFer1l5のみが必要であることを明らかにした。Fer1l5変異精子は雌の生殖管内を移動して卵子に到達することはできたが、先体反応は起こらなかった。Ca2+イオノフォアを用いても、Fer1l5変異精子において先体反応を誘起することはできなかった。これらの結果は、FER1L5がCa2+と先体反応とをつなぐ「ミッシングリンク（失われた環）」であることを示唆している。
結果
Fer1l4、Fer1l5、およびFer1l6はマウス精巣で発現している
いくつかのモデル生物におけるファーリン（ferlin）タンパク質の系統解析結果を図1Aに示す。マウスには、DYSF、OTOF、MYOF、FER1L4、FER1L5、FER1L6という6種類のファーリンタンパク質が存在する。DYSF、OTOF、MYOF、FER1L5、FER1L6は保存されているのに対し、FER1L4はヒトには存在しない。我々は、生体内での機能が未解明であるFer1l4、Fer1l5、およびFer1l6に着目した。他のファーリンと同様に、FER1L4、FER1L5、FER1L6は、C末端に単一の膜貫通ドメインを有し、さらにCa2+と結合してCa2+依存的な膜への局在化を制御すると考えられる複数のC2ドメインを有している（図1B）。RT-PCR（逆転写ポリメラーゼ連鎖反応）を用いてマウス組織における発現を調べたところ、Fer1l4、Fer1l5、およびFer1l6は精巣で発現しており、さらにFer1l4は子宮で、Fer1l6は心臓でも発現していることが明らかになった（図1C）。生後の精巣を用いてRT-PCRを行ったところ、Fer1l4とFer1l6は生後1週目から発現しているのに対し、Fer1l5は3週目から発現を開始することがわかった（図1D）。これらの結果は、Fer1l4、Fer1l5、およびFer1l6が雄の生殖において何らかの役割を果たしている可能性を示唆している。
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https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade7607