2002 Fiscal Year Annual Research Report

機能ドメイン構造をつくりだすヘパラン硫酸-O-硫酸転移酵素群の生物学的機能の解明

Research Project

Project/Area Number	13680696
Research Institution	INSTITUTE FOR MOLECULAR SCIENCE OF MEDICINE, AICHI MEDICAL UNIVERSITY
Principal Investigator	羽渕弘子愛知医科大学, 分子医科学研究所, 講師 (90329821)
Keywords	グリコサミノグリカン / ヘパラン硫酸 / ヘパラン硫酸-O-硫酸転移酵素 / プロテオグリカン / 細胞増殖因子 / ノックアウトマウス / 生化学 / 分子生物学
Research Abstract	平成13,14年度の本研究課題の成果と経過について報告する。 1.個体レベルでのヘパラン硫酸-O-硫酸転移酵素(HS-O-ST)の機能解析:マウス、ショウジョウバエ、ゼブラフィシュで変異体の作製、解析を行った。ショウジョウバエHS6STの発現をdsRNAでノックダウンすると気管形成が異常になり胚は致死となった。この結果はHS6STがFGFのシグナル伝達に重要であることを示した(論文発表)。ゼブラフィシュHS6STの発現をモルフォリ(アンチセンスオリゴヌクレオチドの改良法)を受精卵に投与してノックダウンするとヒレの欠損、脳白質層の異常、筋細胞の分化異常などを示した。これらに関与するシグナル分子の解析からヘパラン硫酸の6-O-硫酸化はWntのシグナリングにも関与していることが示唆された(投稿中)。マウスHS6ST-1とHS6ST-2のノックアウトマウスを得ることができた。HS6ST-1ノックアウトマウスの大部分が出生時前後で致死であり、生まれてきても小さい。今後ショウジョウバエ、ゼブラフィシュの結果をふまえて解析を進めたい。マウスHS2STについてはキメラ率の高いマウス(cre-loxP法)が得られたので生殖細胞に変異遺伝子が導入されたか解析中である。マウスHS6ST-3に関してはターゲティングベクターができたので早急にスクリーニングを始める予定である。マウスHS2 ST, HS6ST-1,-2,-3の基質特異性について詳細に検討した(論文発表)。さらにこれらのリコンビナント酵素を用いて硫酸基の位置、硫酸化度の異なるオリゴ糖がin vitroで合成可能になったので今後種々のヘパリン結合性細胞増殖因子との結合構造の解析を計画している。 2.組織レベノレでの本酵素の機能:ニワトリ胚肢芽におけるHS2ST, HS6ST-1,-2遺伝子の発現部位はそれぞれ特異的でヘパラン硫酸の構造に反映されていた(投稿準備中)。ニワトリ胚肢芽にこれら遺伝子を挿入したレトロウイルスを局所的に感染させる様々な方法を試したがさらに検討が必要である。 3.ヘパラン硫酸-O-硫酸転移酵素とヒト疾患との関連:ヒトHS6ST-2遺伝子を解析中にオルタナティブスプライシングフォーム(HS6ST-2S)が存在し、両者の発現組織が非常に異なること、基質特異性の違いを明らかにした(論文発表)。クラミジアのホスト細胞への感染にヘパラン硫酸が関与し、6-O-硫酸基が重要であることを明らかにした(論文発表)。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] Smeds E, Habuchi H, Kimata K, Lindahl U, Kusche-Gullberg M: "Substrate specificities of mouse heparan sulphate glucosaminyl 6-O-sulphotransferases"Biochem. J.. (in press). (2003)
[Publications] Habuchi H, Miyake G, Nogami K, Kuroiwa A, Kimata K. et al.: "Biosynthesis of heparan sulphate with diverse structures and functions"Biochem. J.. 371・1. 131-142 (2002)
[Publications] Ford-Perriss M, Guimond SE, Habuchi H, Turnbull JE. et al.: "Variant heparan sulfates synthesized in developing mouse brain differentially regulate FGF signaling"Glycobiology. 12・11. 721-727 (2002)
[Publications] Habuchi H, Nogami K, Kimata K: "Heparan sulfate : Structure, Biosynthesis, and functions"Connective Tissue. 34・3. 249-259 (2002)
[Publications] Yabushita H, Noguchi Y, Habuchi H, Noguchi M, Kimata K. et al.: "Effects of chemically modified heparin on Chlamydia trachomatis serovar L2 infection of eukaryotic cells in culture"Glycobiology. 12・5. 345-351 (2002)
[Publications] 羽渕弘子, 木全弘治: "ヘパラン硫酸鎖の多様性と機能"生化学. 73・10. 1246-1256 (2001)
[Publications] Rong J, Habuchi H, Kimata K, Lindahl U, Kusche-Gullberg M: "Substrate specificity of the heparan sulfate hexuronic acid 2-O-sulfotransferase"Biochemistry. 40・18. 5548-5555 (2001)
[Publications] Kamimura K, Fujise M, Izuumi S, Habuchi H, Kimata K, Nakato H: "Drosophila heparan sulfate 6-O-sulfotransferase (dHS6ST) gene. Structure, expression, and function in the formation the tracheal system"J. Biol. Chem.. 276・20. 17014-17021 (2001)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

機能ドメイン構造をつくりだすヘパラン硫酸-O-硫酸転移酵素群の生物学的機能の解明

Principal Investigator

羽渕 弘子 愛知医科大学, 分子医科学研究所, 講師 (90329821)

Research Products

[Publications] Smeds E, Habuchi H, Kimata K, Lindahl U, Kusche-Gullberg M: "Substrate specificities of mouse heparan sulphate glucosaminyl 6-O-sulphotransferases"Biochem. J.. (in press). (2003)

[Publications] Habuchi H, Miyake G, Nogami K, Kuroiwa A, Kimata K. et al.: "Biosynthesis of heparan sulphate with diverse structures and functions"Biochem. J.. 371・1. 131-142 (2002)

[Publications] Ford-Perriss M, Guimond SE, Habuchi H, Turnbull JE. et al.: "Variant heparan sulfates synthesized in developing mouse brain differentially regulate FGF signaling"Glycobiology. 12・11. 721-727 (2002)

[Publications] Habuchi H, Nogami K, Kimata K: "Heparan sulfate : Structure, Biosynthesis, and functions"Connective Tissue. 34・3. 249-259 (2002)

[Publications] Yabushita H, Noguchi Y, Habuchi H, Noguchi M, Kimata K. et al.: "Effects of chemically modified heparin on Chlamydia trachomatis serovar L2 infection of eukaryotic cells in culture"Glycobiology. 12・5. 345-351 (2002)

[Publications] 羽渕弘子, 木全弘治: "ヘパラン硫酸鎖の多様性と機能"生化学. 73・10. 1246-1256 (2001)

[Publications] Rong J, Habuchi H, Kimata K, Lindahl U, Kusche-Gullberg M: "Substrate specificity of the heparan sulfate hexuronic acid 2-O-sulfotransferase"Biochemistry. 40・18. 5548-5555 (2001)

[Publications] Kamimura K, Fujise M, Izuumi S, Habuchi H, Kimata K, Nakato H: "Drosophila heparan sulfate 6-O-sulfotransferase (dHS6ST) gene. Structure, expression, and function in the formation the tracheal system"J. Biol. Chem.. 276・20. 17014-17021 (2001)

羽渕弘子愛知医科大学, 分子医科学研究所, 講師 (90329821)