糖鎖・糖鎖修飾膜タンパク質を「つくる」ことによるタンパク質膜動態の可視化
| Project Area | Regulation of membrane dynamics by glycan chemical knock-in |
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| Project/Area Number |
21H05074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
真鍋 良幸 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (00632093)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥23,140,000 (Direct Cost: ¥17,800,000、Indirect Cost: ¥5,340,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 糖鎖 / 生体適合反応 / 糖鎖合成 / タンパク質動態 / 免疫 / 膜動態 / エクソソーム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，合成生物学的手法により，糖鎖修飾膜タンパク質を「つくり」，糖鎖がタンパク質の膜動態に及ぼす影響を解析する．まず，世界的にも類を見ないN-グリカンライブラリを構築する．さらに，この糖鎖をタグタンパク質を用いてノックインし，均一な合成糖鎖で修飾したモデル膜タンパク質を調製する．この動態を解析することで，糖鎖が膜タンパク質の動態に及ぼす影響を明らかにする．膜タンパク質の機能に直結する細胞での表在性に加え，細胞外小胞（EV）への移行や，そのEVの取り込みといった動態にも着目し，糖鎖が細胞間コミュニケーションに果たす役割も明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，合成化学的手法により，糖鎖修飾膜タンパク質を「つくり」，糖鎖がタンパク質の膜動態に及ぼす影響を解析する．まず，世界的にも有数のN-グリカンライブラリを構築する．さらに，この糖鎖をタグタンパク質や種々の生体適合反応を用いてノックインし，均一な合成糖鎖で修飾したモデル膜タンパク質を調製する．この動態を解析することで，糖鎖が膜タンパク質の動態に及ぼす影響を明らかにする．膜タンパク質の機能に直結する細胞での表在性に加え，細胞外小胞（EV）への移行や，そのEVの取り込みといった動態にも着目し，糖鎖が細胞間コミュニケーションに果たす役割も明らかにする．
i) N-グリカンライブラリを「つくる」：グリコシル化，ワンポット反応，多様性志向合成戦略を検討し，効率的N-グリカン合成の基盤を築く．これまでの糖鎖合成のノウハウの基盤として，複数のN-グリカン，O-グリカンの合成を達成した．本年，グローブボックスを用いる革新的なグリコシル化法の開発し，これまでに合成例のない4分枝シアリル糖鎖を複数合成することに成功した．
ii) 糖鎖修飾膜タンパク質を「つくり」，その動態を「みる」：申請者は，Haloタグを用いて任意の糖鎖で膜タンパク質を修飾する手法を開発した．本システムを用いて，生細胞上，EV上の膜タンパク質に合成糖鎖をノックインし，その動態をイメージングした．具体的には，代謝標識法，生体適合反応などを用いた糖鎖ケミカルノックイン法を開発し，さらに，糖鎖が膜タンパク質の膜上での側方拡散やEVへのローディングに関与することを明らかにした．加えて，がん細胞表層に抗原糖鎖を導入し，免疫反応を誘導する新たながん免疫療法の提案にも成功した．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(106 results)
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[Journal Article] α‐Emitting cancer therapy using 211 At‐AAMT targeting LAT12021
Author(s)
Kaneda‐Nakashima Kazuko、Zhang ZiJian、Manabe Yoshiyuki、Shimoyama Atsushi、Kabayama Kazuya、Watabe Tadashi、Kanai Yoshikatsu、Ooe Kazuhiro、Toyoshima Atsushi、Shirakami Yoshifumi、Yoshimura Takashi、Fukuda Mitsuhiro、Hatazawa Jun、Nakano Takashi、Fukase Koichi、Shinohara Atsushi
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 112
Issue: 3
Pages: 1132-1140
DOI
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[Presentation] Preparation and Immunological Evaluation of Nanoparticulate Self-adjuvanting Peptide Vaccines as a Breast Cancer Vaccine Candidates2023
Author(s)
Keita Ito, Yoshiyuki Manabe, Hiroto Furukawa, Hiroshi Inaba, Kazunori Matsuura, Masatoshi Maeki, Manabu Tokeshi, Shino Ohshima, Yoshie Kametani, Kazuya Kabayama, Koichi Fukase
Organizer
13th International Peptide Symposium
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[Presentation] Study of N-glycan from thermophilic archaeon, Thermocossus kodakarensis: isolation, structural, determination, and synthesis2022
Author(s)
Kohtaro Hirao, Yoshiyuki Manabe, Immacolata Speciale, Anna Notaro, Haruyuki Atomi, Antonio Molinaro, Cristina De Castro, Koichi Fukase
Organizer
30th International Carbohydrate Symposium
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