2020 Fiscal Year Annual Research Report
Systematic mutational analysis of a relationship between a protein's immunogenicity and aggregation tendency using Solubility Conttroling Peptide (SCP) tags
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18H02385
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
黒田 裕 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10312240)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生物物理 / バイオインフォマティクス / バイオテクノロジー / 免疫原性 / ウイルスタンパク質 / デング / 溶解性制御タグ / 免疫増強 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SCPタグの免疫原性への効果が普遍的であることを示すため、研究代表者がタンパク質の折り畳み研究で用いた牛膵臓トリプシン阻害タンパク質(以下BPTI;分子量=6.5kDa)と、アジアの広い地域で公衆衛生上の問題となっているデング熱の病原体であるデングウイルス由来の糖エンベロープタンパク質第3ドメイン (以下ED3;分子量=12kDa)を用いた。ED3は、ウイルスと宿主細胞の膜融合に必須な部位と抗体認識部位の両者を有するため、ウイルス感染において極めて重要なタンパク質である。
初年度は、SCPタグをBPTI及びED3タンパク質の末端に付加することで会合度を制御し、会合度の温度、濃度及びSCPタグ配列種の依存性を検証した。2年目には、5個のIle から成るSCPタグを付加して会合させたBPTI及びED3の免疫原性が飛躍的に向上することを示した。本年度は、Ileから成るSCPタグによるED3の免疫原性向上の効果とメカニズムをELISA法とFACS法を用い詳しく調べた（一部実験はコロナ禍のため令和3年に延期した）。その結果、5個のIleからなるSCPタグを付加すると免疫増強剤（アジュバント）なしでも野生型ED3より免疫原性が200倍以上向上することが明らかとなった。さらに、免疫応答は70日間以上継続することと、エフェクターとメモリT細胞の両者の生成が誘導されていることを解明した。最終年度（令和3年）には、SCPタグが誘導する免疫応答が長期に渡ること（長期免疫記憶）を検証し、ワクチンへの応用の可能性を示す予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルスのため緊急事態となり、変異体の作製、物性測定、抗ED3免疫応答の測定、凝集性と免疫原性の相関調査、ED3の長期免疫記録評価が全体的に遅れ気味になった。しかし、シフト制登校、電子レポートのメール提出、オンライン研究打ち合わせなどの感染症対策を徹底した状態で実験を部分的に継続した。以上の対策によって令和3年度初旬までには、当初計画の通り又はそれ以上に研究が進展できると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年の実験はコロナのため遅れ気味となったが、最終的には凝集による免疫原性向上の分子機構を解明し、長期免疫記録の取得の有無も調査できた。さらに、今後はSCPタグによる免疫原性の向上を、ワクチン開発へ応用する予定であり、令和3年度からはコロナウイルスへ本研究の応用を始める予定である。
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