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細胞外環境を感知してNotchシグナルの強弱を制御しうる翻訳後修飾の解析

Research Project

Project/Area Number 16J00004
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General medical chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

小川 光貴  名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (70727429)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsNotch / O-GlcNAc / EOGT / 血管内皮細胞 / angiogenesis
Outline of Annual Research Achievements

Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾は、細胞外環境を感知して Notch シグナル強弱の調節機構を制御し、血管の発生を司る翻訳後修飾であるという仮説を実証することが本研究の目的である。本研究目的を実証するには、大きく分けて3つの研究課題を実施する必要性がある。課題A: 細胞外 O-GlcNAc 修飾が血管の発生や機能維持を制御しているのかを遺伝子欠損マウスを用いて生物学的に解析する必要性がある。課題B: 細胞外 O-GlcNAc 修飾による Notch シグナルの調節機構を遺伝学的な解析と生化学的な解析で解明する必要性がある。課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルや血管の発生、血管の機能維持機構をどのように制御しているかを生化学・組織学的な解析で明らかにする必要性がある。本年度は課題B及び課題Cについて実施した。下記に本研究で得られた研究成果を示す。
課題B: 昨年度、細胞を用いたリガンド結合実験より、EOGTはDelta-like 1 (DLL1)、もしくはDLL4を介したNotch1との相互作用とNotchシグナルの活性化を制御することを明らかにした。そこで本年度は、O-GlcNAc 修飾がどのようにNotch1受容体とリガンドとの相互作用を制御しているかを明らかにする為に、質量分析装置を用いてNotch1受容体上の O-GlcNAc修飾サイトの同定を試みた。その結果、少なくとも mouse Notch1 EGF1-36には7個の O-GlcNAc修飾サイトが存在することを見出した。また、O-GlcNAc glycanの構造が各EGFドメインにより異なることが分かった。
課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルに与える影響を調べる為に、Notchシグナル プロモーターアッセイとリガンド結合実験を実施した。その結果、グルコサミン投与により Notchシグナルとリガンド結合能が亢進していることを見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度、細胞を用いたリガンド結合実験より、EOGTはDelta-like 1 (DLL1)、もしくはDLL4を介したNotch1との相互作用とNotchシグナルの活性化を制御することを明らかにした。そこで本年度は、O-GlcNAc 修飾がどのようにNotch1受容体とリガンドとの相互作用を制御しているかを明らかにする為に、質量分析装置を用いてNotch1受容体上の O-GlcNAc修飾サイトの同定を試みた。その結果、少なくとも mouse Notch1 EGF1-36には7個の O-GlcNAc修飾サイトが存在することを見出した。また、O-GlcNAc glycanの構造が各EGFドメインにより異なることが分かった。また、グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルに与える影響を調べる為に、Notchシグナル プロモーターアッセイとリガンド結合実験を実施した。その結果、グルコサミン投与により Notchシグナルとリガンド結合能が亢進していることを見出した。
これらの研究成果の一部をeLifeに筆頭共著者として発表した(*Sawaguchi, *Varshney, *Ogawa et al., eLife, 2017 (*equal contribution))。

Strategy for Future Research Activity

当該年度末に応募資格を喪失することにより、終了年度となる為、記載しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Albert Einstein College of Medicine(米国)

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  • [Int'l Joint Research] Albert Einstein College of Medicine(米国)

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  • [Journal Article] O-GlcNAc on NOTCH1 EGF repeats regulates ligand-induced Notch signaling and vascular development in mammals2017

    • Author(s)
      *Shogo Sawaguchi, *Shweta Varshney, *Mitsutaka Ogawa, Yuta Sakaidani, Hirokazu Yagi, Kyosuke Takeshita, Toyoaki Murohara, Koichi Kato, Subha Sundaram , Pamela Stanley and Tetsuya Okajima. (*equal contribution)
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 6

    • DOI

      10.7554/elife.24419

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Protocol for Notch-ligand Binding Assays Using Dynabeads2017

    • Author(s)
      Sawaguchi Shogo、Ogawa Mitsutaka、Okajima Tetsuya
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: - Issue: 20

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.2582

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ganglioside GD3 enhances invasiveness via Yes activation by forming a complex of GD3/PDGFRα/Yes in gliomas2015

    • Author(s)
      Yuki Ohkawa, Hiroyuki Momota, Akira Kato, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Tsuda, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Akio Suzumura, Keiko Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Atsushi Natsume, Toshihiko Wakabayashi and *Furukawa K
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 290 Issue: 32 Pages: 16043-16058

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.708834

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 新しい細胞外O-GlcNAc修飾の分子機能2017

    • Author(s)
      小川光貴, 古川鋼一, 岡島徹也
    • Organizer
      ConBio2017
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    • Invited
  • [Presentation] 新しい細胞外 O-GlcNAc修飾の分子機能2017

    • Author(s)
      小川光貴, 古川鋼一, 岡島徹也
    • Organizer
      糖鎖科学中部 若手の力
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] EpiregulinはEGFドメイン特異的 O-GlcNAc 転移酵素 (EOGT)の基質となる2017

    • Author(s)
      小川光貴, 斎藤千佳, 堺谷祐太, 河合崇生, 古川鋼一, 岡島徹也
    • Organizer
      日本生化学会 中部支部会 シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Vascular development and Dll4-O-GlcNAc-Notch1 axis caused by Adams-Oliver syndrome.2016

    • Author(s)
      Mitsutaka Ogawa, Shogo Sawaguchi, Tetsuya Okajima.
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Extracellular O-GlcNAc is required for retinal vascular development and Dll4-Notch signaling.2016

    • Author(s)
      Mitsutaka Ogawa, Shweta Varshney, Shogo Sawaguchi, Yuta Sakaidani, Hirokazu Yagi, Kyosuke Takeshita, Toyoaki Murohara, Koichi Kato, Pamela Stanley, and Tetsuya Okajima
    • Organizer
      Society for Glycobiology 2016 ANNUAL MEETING
    • Place of Presentation
      アメリカ, ニューオリンズ
    • Year and Date
      2016-11-19
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] O-GlcNAc regulates Dll4-Notch signaling and vascular development in mammals.2016

    • Author(s)
      Mitsutaka Ogawa
    • Organizer
      The 10th Notch meeting.
    • Place of Presentation
      国立遺伝研学研究所(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2016-10-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] Notch シグナルと血管形成に関与する 糖修飾 O-結合型 N-アセチルグルコサミンの発見

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20170411_med_1.pdf

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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