2018 Fiscal Year Annual Research Report
細胞間情報を担う糖鎖AMORの発見に基づく植物糖鎖シグナリングの解明
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18H03997
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東山 哲也 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00313205)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / 植物 / 細胞間シグナリング / 受容体 / 有機化学合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AMOR活性を担う2糖構造は、トレニアの雌しべに限らず、広く様々な植物、そして様々な器官のAG糖鎖に見られる末端構造である。しかし、雌しべの中でもその分布は一様ではないように（Mizukami et al., Curr. Biol. 2016）、特定の発生ステージや、植物体の特定の位置で、様々な細胞間コミュニケーションを担っている可能性がある。糖鎖構造の分布は、糖鎖の生合成系の酵素の組織特異的な発現が担っていると考えられる。初年度である本年度は、計画に関する諸条件から繰越申請を行い、計画通りにAMORの糖鎖構造（メチルグルクロノシルガラクトース）を特異的に認識するモノクローナル抗体の作製などに向けて、研究を進めた。以下の2つのアプローチから、植物糖鎖シグナリングの解明を目指した。糖鎖の有機化学合成については理研の萩原博士のグループに協力を仰いだ。
＜研究計画１：AMORの新たな機能の探索＞ AMOR生合成系に関して、トレニアを用いて、合成系に関与する遺伝子を、独自のデータベースから探索した。グルクロン酸転移酵素、メチル基転移酵素の候補、糖鎖が付加されるアラビノガラクタンタンパク質の候補を見出した。ゲノム編集による遺伝子破壊の作業を進める。さらに、有機化学合成によりAMOR抗原を準備することができた。これを用いて、モノクローナル抗体の作製を進めた。
＜研究計画２：AMORの受容メカニズムの解析＞ AMORが発見されたトレニアの系を用いて、花粉管におけるAMORの受容メカニズムを探る。有機化学合成により枝分かれ構造を導入した多量体AMORを得ることに成功し、活性を確認できた。また、トレニアデータベースから、レクチンドメイン（糖鎖結合ドメイン）をもつ受容体キナーゼを、AMOR受容体の候補の一種として見出した。ゲノム編集によるノックアウトを進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
AMOR抗原を準備することに成功し、AMOR糖鎖構造を認識するモノクローナル抗体の作出を進めることができた。抗体作製には日本の特許を利用したベンチャー企業の技術を用いる。本研究の推進において重要な進展である。また本研究のみならず、植物科学における重要なモノクローナル抗体になる可能性がある。
上記の抗原を作出する有機合成化学の方法を共同研究により確立することができ、抗原の調製だけでなく、多量体AMORを作出でき、その活性を確認できた点も順調な進展と評価できる。
ゲノム編集による、AMOR糖鎖シグナリングに関わる遺伝子群のノックアウトも、計画通りに着手した。
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| Strategy for Future Research Activity |
AMORモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞を複数作製し、評価を進める。特に、AMOR活性に必要不可欠な末端のメチル基について、その有無の差を検出できる抗体を産出する細胞を得る。また、評価にあたっては、植物由来の糖鎖も用いて、メチルグルクロノシルガラクトースに富む組織から抽出した糖鎖に強く反応し、メチルグルクロノキシランなど、類似する他の糖鎖に富む組織から抽出した糖鎖には反応しない、もしくは反応性が低い抗体を産生する細胞を選抜する。
作製に成功した多量体AMORと、AMORアッセイ系を用いて、単量体AMORの活性と比較する。
データベースから見出した、AMORの生成と受容に関連する可能性があるトレニア遺伝子について、ゲノム編集により、ノックアウトを進める。
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