2019 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。そこで本年度は、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。
＜研究計画１：AMORの新たな機能の探索＞ AMOR生合成系に関して、トレニアにおいて見出したグルクロン酸転移酵素や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について、ゲノム編集による遺伝子破壊の作業を進めている。さらに、今年度、有機化学合成により準備したAMOR抗原を用いて、モノクローナル抗体の作製を進めた。その結果、AMOR活性に重要な末端のメチル基があるAMOR糖鎖構造を認識し、メチル基のない糖鎖構造は認識しない抗体を算出する6種のハイブリドーマを得た。植物糖鎖を用いて調べた反応性も良好であり、今後、さまざまな器官における局在を調べる。
＜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を合成し、活性を調べた。少なくとも分子数あたりの活性は向上することが明らかとなった。また、トレニアデータベースから見出したレクチンドメイン（糖鎖結合ドメイン）をもつ受容体キナーゼをAMOR受容体の候補と考え、ノックアウトラインの作出を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
AMOR糖鎖構造を認識するモノクローナル抗体の作出に成功した。抗原には有機化学合成の技術を用い（理研・萩原研究室との共同研究）、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た。植物糖鎖、特にアラビノガラクタン糖鎖に対するモノクローナル抗体は世界中で多数作製されているが、AMOR糖鎖構造を特異的に認識するものは存在しない。今後、植物組織における反応特異性が確認できれば、本研究の推進のみならず、波及効果の高い抗体となる。販売も視野に入れる。
また、上記の抗原を作出する有機合成化学の技術により、多量体AMORを作出し、その活性を判定できたことも、大きな進展である。天然のAMORは極めて高活性と推定されているが、多量体AMORも10 nMレベルで十分な活性が得られるほど高活性である。分岐構造が、天然AMORの活性に重要な可能性が示唆される。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製に成功したAMORモノクローナル抗体について、植物組織を用いた反応特異性を調べた上で、植物組織内におけるAMOR糖鎖構造の分布を明らかにする。特異性の確認においては、トレニアのみならず、野生型および合成系遺伝子の一部がノックアウトされたシロイヌナズナも用いる。
有機化学合成された多量体AMORや蛍光AMORを用いて、AMORの受容メカニズムや、AMOR受容体について、解析を進める。
トレニアで作出中のノックアウトラインを用いたAMORアッセイを行い、ノックアウトされた遺伝子群の機能を探る。
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[Book] 糖鎖生物学2020
Author(s)
北島 健、佐藤 ちひろ、門松 健治、加藤 晃一
Total Pages
306
Publisher
名古屋大学出版会
ISBN
9784815809812
