Genome-wide expression of P. falciparum membrane proteins

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19455
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 高島 英造 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (50366762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 浩司 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (80325092)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: マラリア / 膜タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

マラリアによる死者は全世界で年間４０万人にものぼる。耐性原虫の出現により、新規マラリア薬の開発が急務である。赤血球に感染した熱帯熱マラリア原虫は多重の膜に包まれた特有の寄生環境を作り出す。そのため膜間輸送に関わる膜タンパク質は重要な薬剤標的である。しかし技術障壁のため原虫膜タンパク質の研究は進んでいない。また原虫は独自のタンパク質分子を進化させており、アミノ酸配列から機能を予測することは困難である。そこで本研究はマラリア原虫タンパク質を高い成功率で発現することが可能な、世界で唯一の発現系である「コムギ胚芽無細胞タンパク質合成系」を用いて、マラリア原虫膜タンパク質発現をおこなう。続いて新規薬剤標的の同定を目的に、膜変形・小胞形成タンパク質と、物質輸送に関するチャネル・トランスポーターの同定を行う。
リポソーム共存下でマラリアタンパク質をコムギ無細胞系によって発現させ、その形状を蛍光顕微鏡を用いて観察した。その結果、リポソーム膜上に局在するタンパク質を同定することができた。リポソーム形状変化を起こすタンパク質は、マラリア原虫独自の膜系の形成に深く関与していることが予測されるため、抗マラリア化学療法剤ターゲットとして有用な可能性が高い。また薬剤標的として有用な膜酵素をリポソーム共存下で合成することで、機能分子の発現を試みた。今後は合成に成功した膜タンパク質の機能的な解析をすすめる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Antibodies against a short region of PfRipr inhibit Plasmodium falciparum merozoite invasion and PfRipr interaction with Rh5 and SEMA7A (2020)
  • Author(s): Nagaoka Hikaru、Kanoi Bernard N.、Ntege Edward H.、Aoki Masamitsu、Fukushima Akihisa、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Pages: 1-14
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-63611-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Global Repertoire of Human Antibodies Against Plasmodium falciparum RIFINs, SURFINs, and STEVORs in a Malaria Exposed Population (2020)
  • Author(s): Kanoi Bernard N.、Nagaoka Hikaru、White Michael T.、Morita Masayuki、Palacpac Nirianne M. Q.、Ntege Edward H.、Balikagala Betty、Yeka Adoke、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 11 Pages: 1-12
  • DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00893
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The N-Terminal Region of Plasmodium falciparum MSP10 Is a Target of Protective Antibodies in Malaria and Is Important for PfGAMA/PfMSP10 Interaction (2019)
  • Author(s): Nagaoka Hikaru、Kanoi Bernard N.、Jinoka Kana、Morita Masayuki、Arumugam Thangavelu U.、Palacpac Nirianne M. Q.、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 10 Pages: 1-9
  • DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02669
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PfMSA180 is a novel Plasmodium falciparum vaccine antigen that interacts with human erythrocyte integrin associated protein (CD47) (2019)
  • Author(s): Nagaoka Hikaru、Sasaoka Chisa、Yuguchi Takaaki、Kanoi Bernard N.、Ito Daisuke、Morita Masayuki、Udomsangpetch Rachanee、Sattabongkot Jetsumon、Ishino Tomoko、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 1-11
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-42366-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of PfMSP10 as a PfGAMA associating protein that is important for merozoite invasion (2020)
  • Author(s): Takashima E, Nagaoka H, Kanoi BN, Jinoka K, Morita M, Arumugam TU, Palacpac NMQ, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T
  • Organizer: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), The 50th Joint Conference on Parasitic Diseases, Matsuyama, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Screening for background immunity to P. vivax malaria in volunteers (2019)
  • Author(s): Takashima E, Tsuboi T
  • Organizer: MIST (Malaria Infection Study in Thailand) Kick-off Meeting, Bangkok, Thailand,
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Comprehensive serological profiles of P. falciparum VSA and risk of febrile malaria in Uganda. (2019)
  • Author(s): Kanoi BN, Nagaoka H, Palacpac NMQ, White MT, Morita M, Ntege EH, Balikagala B, Yeka A, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E
  • Organizer: The 17th Protein Island Matsuyama (PIM) International Symposium, Matsuyama, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The N-terminal region of Plasmodium falciparum MSP10 is important for PfGAMA/MSP10 interaction and is a target of protective antibodies (2019)
  • Author(s): Nagaoka H, Kanoi BN, Jinoka K, Morita M, Arumugam TU, Palacpac NMQ, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E
  • Organizer: ASTMH 68th annual meeting, Washington DC, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PfMSA180 is a novel Plasmodium falciparum vaccine candidate that interacts with CD47 on erythrocytes. (2019)
  • Author(s): Takashima E, Nagaoka H, Sasaoka C, Yuguchi T, Kanoi BN, Ito D, Morita M, Udomsangpetch R, Sattabongkot J, Ishino T, Tsuboi T
  • Organizer: ASTMH 68th annual meeting, Washington DC, USA,
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 愛媛大学 プロテオサイエンスセンター マラリア研究部門
  • URL: http://www.pros.ehime-u.ac.jp/malaria/