ところが、さらに細かく調べてみると、受精にはIZUMO1とJUNO以外にも必須の膜タンパク質が何種類も存在することが分かりました。

たとえば卵子側には「CD9」、精子側には「SPACA6」「TMEM95」「FIMP」「TMEM81」「DCST1」「DCST2」といった面々が並び、いずれも配偶子(精子と卵子)どうしの融合に欠かせない要素です。

しかし、名前が分かったところで、それぞれがいつ、どのタイミングで、どのように働いているのかが長らく謎でした。受精はわずかな時間で完了してしまい、しかも卵子は不透明な大きな細胞ですから、中で何が起こっているのかをリアルタイムで見るのは至難の業だったのです。

いわば“ブラックボックス”の中で、どうやって精子と卵子が協力し合い、細胞膜を融合させているのか――多くの研究者がその謎に挑戦してきたものの、細部まで解明するのは極めて難しいテーマでした。

そこで今回研究者たちは多数の遺伝子改変マウス(ノックアウトマウス)を用いて精子・卵子の融合過程を詳細に解析し、受精直前の卵子で何が起きているのかを調べました

卵子は「捕食者」のような動きがあった

卵子は「捕食者」としての動きがある
卵子は「捕食者」としての動きがある / 卵子に精子が付着した直後の電子顕微鏡画像。 卵子表面には無数の微絨毛(青緑色で着色)が存在し、精子頭部(クリーム色)に取り付いて束のように集合、「オーサイト・テンタクル(卵母細胞の触手)」と呼ばれる平べったい突起状の構造を形成している。 この後、卵子が精子を取り込む現象「SEAL」へと移行し、最終的に精子は卵子内部に飲み込まれる形で融合します。/Credit:卵子は精子を食べて受精を成立させる -食作用に類似する受精様式を発見-

研究グループはまず高精度の観察装置を用いて、卵子と精子が“出会った瞬間”の細胞表面を詳しく調べました。

すると、精子が卵子に触れた直後、卵子の表面に林立する無数の細かい突起(微絨毛)が、まるで「触手」のように精子の頭部へと向かって集まり始める映像が捉えられたのです。