2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of orphan glycosyltransferases involved in mucin-type O-glycosylation in the brain
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15K07015
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| Research Institution | Kyoto Sangyo University |
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Principal Investigator |
黒坂 光 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (90186536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 喜明 神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (40512455)
加藤 啓子 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (90252684)
中村 直介 京都産業大学, 総合生命科学部, 研究助教 (30424964)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 糖転移酵素 / ムチン型糖鎖 / 神経 / ゼブラフィッシュ / 初期発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ムチン型糖鎖の付加は，主要な翻訳後修飾の一つであり，その合成開始反応は，ポリペプチド Nーアセチルガラクトサミン転移酵素（以後，GalNAc-T）により触媒される．GalNAc-Tはヒトにおいては20種類のアイソザイムからなる大きな遺伝子ファミリーを形成しており，それぞれのアイソザイムが互いに重複しながら，特有の発現分布と基質特異性を示すことから，ムチン型糖鎖は組織特異的な機能を有すると考えられている．本研究は，GalNAc-Tのなかで，脊椎生物以降でのみ発現するが，いまだにin vitroでの酵素活性が検出されていないY-subfamilyに属する４つのアイソザイムに注目して，その機能を解明しようとするものである．
研究代表者は，ゼブラフィッシュの初期発生に注目してY-subfamilyの機能解析を行った．まず，このファミリーに属するゼブラフィッシュGalNAc-T8, -T9, -T17, -T18遺伝子をすべてクローニングし，それぞれが組織特異的な発現をしていることを見出した．これらの中でも，GalNAc-T9と-T17が脳特異的に発現していることに注目して，CRISPR/Cas9を用いてGalNAc-T17欠失ゼブラフィッシュを作製したが，変異体は異常を示さず正常に発生した．この変異体に，GalNAc-T9を標的としてゲノム編集を行い，GalNAc-T9モザイク/T17ホモ欠失変異体を作製したところ，半分ほどの胚が発生初期に致死となった．さらに，T9ヘテロ/T17ホモ欠失変異体に，脳で高い発現を示すGalNAc-T8のゲノム編集を行い，T8モザイク/T9ヘテロ/T17ホモ変異体を得た．この変異体がさらに高い致死率を示したことから，神経特異的なGalNAc-Tは互いに機能補完しており，それらの機能解析には多重変異体の作製が必要であることが分かった．
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