家庭用豚（SUSSCROFA）における父性ミトコンドリアの早期分解は、選択的プロテアソーム阻害剤LactacystinおよびMg132によって防止されます。

ユビキチン依存性タンパク質分解は、哺乳類の受精後、父性ミトコンドリアおよびミトコンドリアDNA（mtDNA）の認識と選択的除去に関与しています。初期の証拠は、このプロセスがユビキチン化された精子ミトコンドリア膜タンパク質のリソソーム分解によって寄与されることを示唆しています。本研究では、肥料後の精子ミトコンドリア除去の調節におけるユビキチン化タンパク質のリソソームタンパク質分解とは対照的に、ユビキチン系のプロテアソーム依存性タンパク質分解経路の役割を調べました。重要な蛍光ミトコンドリアプローブで前飾られたイノシシの精子は、ミトトラッカーを使用して、ブタ卵母細胞のin vitro受精（IVF）後の父親のミトコンドリアの分解を追跡しました。受精卵母細胞の細胞質における精子ミトコンドリアの分解は非常に急速に始まりました。つまり、授精後12〜20時間以内に始まりました。無傷のミトコンドリア鞘（タイプ1）から完全な分解（タイプ4）に至るまで、父親のミトコンドリア分解の4つの段階が区別されました。発光後27〜30時間で、接合体の96％には部分的に（タイプ3）または完全に（タイプ4）劣化した精子ミトコンドリアが含まれていました。ユビキチン - プロテアソーム経路であるラクタシスチン（10および100 microM）およびMg132（10 microM）の非常に特異的なペプチド阻害剤は、沈殿後6時間後に受精卵内の精子ミトコンドリアの分解を効率的にブロックしました。10ミクロムMg132を使用して、IVFが3型精子ミトコンドリアを示してから27〜30時間後にスクリーニングされた受精卵細胞の13.6％のみを使用し、4型、完全に分解されたミトコンドリアの発生率はありませんでした。ラクタシースチンは可逆薬ではありませんが、Mg132の効果は完全に可逆的でした。10ミクロムMg132が発達を再開し、次の細胞周期内で精子ミトコンドリアを分解した培養の24時間後に通常の培養培地に移動した接合体。驚くべきことに、Zona Pellucida（ZP）の浸透も、阻害時に阻害剤を添加したときにMG-132およびラクタサイスチンによって阻害されました。全体として、これらのデータは、哺乳類のミトコンドリア遺伝の制御にプロテアソームの関与の最初の証拠を提供し、哺乳類の受精におけるユビキチン - プロテアソーム経路の新しい役割を示唆しています。

Ubiquitin-dependent proteolysis has been implicated in the recognition and selective elimination of paternal mitochondria and mitochondrial DNA (mtDNA) after fertilization in mammals. Initial evidence suggests that this process is contributed to by lysosomal degradation of the ubiquitinated sperm mitochondrial membrane proteins. The present study examined the role of the proteasome-dependent protein degradation pathway of the ubiquitin system, as opposed to lysosomal proteolysis of the ubiquitinated proteins, in the regulation of sperm mitochondrion elimination after fertilization. Boar spermatozoa prelabeled with vital fluorescent mitochondrial probes MitoTracker were used to trace the degradation of paternal mitochondria after in vitro fertilization (IVF) of porcine oocytes. The degradation of sperm mitochondria in the cytoplasm of fertilized oocytes started very rapidly, i.e., within 12-20 h after insemination. Four stages of paternal mitochondrial degradation were distinguished, ranging from an intact mitochondrial sheath (type 1) to complete degradation (type 4). At 27-30 h postinsemination, 96% of zygotes contained the partially (type 3) or completely (type 4) degraded sperm mitochondria. Highly specific peptide inhibitors of the ubiquitin-proteasome pathway, lactacystin (10 and 100 microM) and MG132 (10 microM), efficiently blocked the degradation of the sperm mitochondria inside the fertilized egg when applied 6 h after insemination. Using 10 microM MG132, only 13.6% of fertilized oocytes screened 27-30 h after IVF displayed type 3 sperm mitochondria, and there was no incidence of type 4, completely degraded mitochondria. Although lactacystin is not a reversible agent, the effect of MG132 was fully reversible: zygotes transferred to regular culture medium after 24 h of culture with 10 microM MG132 resumed development and degraded sperm mitochondria within the next cell cycle. Surprisingly, penetration of the zona pellucida (ZP) was also inhibited by MG-132 and lactacystin when the inhibitors were added at insemination. Altogether, these data provide the first evidence of the participation of proteasomes in the control of mammalian mitochondrial inheritance and suggest a new role of the ubiquitin-proteasome pathway in mammalian fertilization.