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Development of the system for obtaining a single-chain antibody using goldfish immunity

Research Project

Project/Area Number 19H02524
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Tamaru Yutaka  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (50324554)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords一本鎖抗体 / キンギョ / ゼブラフィッシュ / ファージディスプレイ / scFv
Outline of Research at the Start

近年、分子標的薬である抗体医薬に加えて、CAR-T細胞治療に利用される一本鎖抗体が注目されている。高性能な一本鎖抗体を低コストで生産・供給するための技術開発に期待が寄せられており、本研究ではキンギョ(スイホウガン)を免疫動物として活用することで短期間に抗体を取得するとともに、水泡液中のB細胞から次世代シークエンサーを用いてIgMの配列情報を網羅的に解析することで、免疫後のscFvをファージライブラリ化してスクリーニングし、抗原特異的で親和性の高いscFvを取得する一貫システムの構築を目指す。

Outline of Final Research Achievements

A tandem repeat of plasmid carrying three hLGR5 genes was injected into zebrafish fertilized eggs. As a result, Expression of the recombinant hLGR5 in zebrafish embryos was succeeded. (Patent application #1)
Next, the immunoglobulin genes in goldfish genome were investigated in comparison with the genomic information on zebrafish, carp, and rainbow trout. As a result, the genes encoding IgZ, IgZ2, and IgZ3 in goldfish genome was found in addition to IgM. Furthermore, the gene expression pattern among those Igs was observed before or after exposing Escherichia coli. As a result, although expression of IgZ and IgZ2 in Wakin type goldfish was increased, expression pattern of IgM in Wakin type goldfish was not similar to that of zebrafish IgM.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゼブラフィッシュでは標的遺伝子をタンデムに配列したプラスミドをインジェクションすることで、hLGR5のような発現困難な膜タンパク質を発現させることができた。このことは、創薬標的となる膜タンパク質の発現系としてゼブラフィッシュが有益なホストであることが判明した。一方、キンギョ(水泡眼、和金)はIgMに加えて、ヒトIgAに相当するIgZ遺伝子がゲノム上に存在することが明らかになった。また、大腸菌の暴露によってIg遺伝子の発現が誘導されるため、今後はこのメカニズムを活用することで、これまで取得困難であった抗体およびその配列情報から一本鎖抗体(scFv)を構築して、CAR-T細胞治療などに活用できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 魚類免疫系を活用した一本鎖抗体取得システムの開発2021

    • Author(s)
      田丸浩、小幡宏志郎、山田紗理奈
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 53 Pages: 38-41

    • NAID

      40022633109

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  • [Presentation] Acquisition of new antibody genes using goldfish2021

    • Author(s)
      〇Koshiro Obata, Sarina Yamada, Yutaka Tamaru
    • Organizer
      Sakura-bio Meeting, The Society for Biotechnology, Japan
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キンギョを利用した新規抗体遺伝子の取得2021

    • Author(s)
      〇小幡宏志郎,山田紗理奈,田丸浩
    • Organizer
      第73回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 魚類養殖におけるプロバイオティクス飼料の開発2021

    • Author(s)
      〇山田紗里奈, 岡﨑文美, 中谷肇, 堀克敏, 田丸浩
    • Organizer
      第73回日本生物工学会大会
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  • [Presentation] 飼育環境によるニジマス表皮細菌叢の変遷2021

    • Author(s)
      中谷肇, 山田尚毅, 荒川友子, 橋本直樹, 小幡宏志郎, 岡﨑文美, 田丸浩, 堀克敏
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
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  • [Presentation] 未来社会の食料増産を目指したナマズ養殖の取組み2020

    • Author(s)
      田丸 浩,岡崎文美
    • Organizer
      生物工学Webシンポジウム2020
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    • Author(s)
      田丸 浩
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      第20回バイオマス部会・研究会 合同交流会
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    • Invited
  • [Presentation] Comparison of recombinant protein quantities with mRNA and plasmid under zebrafish expression system2020

    • Author(s)
      Koshiro OBATA, Fumiyoshi OKAZAKI, Yutaka TAMARU
    • Organizer
      Sakura-Bio 2020
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  • [Presentation] キンギョ由来抗体遺伝子の多様性解析と抗原特異的scFvの取得2019

    • Author(s)
      岡崎文美,額田夏生, 百瀬直樹, 田丸 浩
    • Organizer
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      岡﨑文美, 栗山風貴子,安達優華,田丸 浩
    • Organizer
      第71回日本生物工学会大会
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  • [Presentation] キンギョゲノムを基にした水泡液中の遺伝子発現と抗体遺伝子の多様性解析2019

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      岡崎文美, 田丸 浩
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      第42回日本生化学会大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of scFv antibody library in the lymph fluids of goldfish, bubble Eye2019

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      Yutaka TAMARU
    • Organizer
      Marine Biotechnology Conference 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] 細胞表層工学の進展2020

    • Author(s)
      田丸浩,岡﨑文美,家戸敬太郎
    • Total Pages
      246
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314969
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      田丸 浩
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      181
    • Publisher
      株式会社 情報機構
    • ISBN
      9784865021844
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規フラボバクテリウム科細菌および魚類の保護2020

    • Inventor(s)
      岡崎文美、田丸浩、堀克敏、中谷肇
    • Industrial Property Rights Holder
      岡崎文美、田丸浩、堀克敏、中谷肇
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-202121
    • Filing Date
      2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発現ベクター及び目的タンパク質の製造方法2019

    • Inventor(s)
      都築祥子、田丸浩
    • Industrial Property Rights Holder
      シンフォニアテクノロジー株式会社、三重大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-163719
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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