Development of the system for obtaining a single-chain antibody using goldfish immunity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02524
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: Tamaru Yutaka 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (50324554)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 一本鎖抗体 / キンギョ / ゼブラフィッシュ / ファージディスプレイ

Outline of Final Research Achievements

A tandem repeat of plasmid carrying three hLGR5 genes was injected into zebrafish fertilized eggs. As a result, Expression of the recombinant hLGR5 in zebrafish embryos was succeeded. (Patent application #1)
Next, the immunoglobulin genes in goldfish genome were investigated in comparison with the genomic information on zebrafish, carp, and rainbow trout. As a result, the genes encoding IgZ, IgZ2, and IgZ3 in goldfish genome was found in addition to IgM. Furthermore, the gene expression pattern among those Igs was observed before or after exposing Escherichia coli. As a result, although expression of IgZ and IgZ2 in Wakin type goldfish was increased, expression pattern of IgM in Wakin type goldfish was not similar to that of zebrafish IgM.

Free Research Field

生物工学、生化学・分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゼブラフィッシュでは標的遺伝子をタンデムに配列したプラスミドをインジェクションすることで、hLGR5のような発現困難な膜タンパク質を発現させることができた。このことは、創薬標的となる膜タンパク質の発現系としてゼブラフィッシュが有益なホストであることが判明した。一方、キンギョ（水泡眼、和金）はIgMに加えて、ヒトIgAに相当するIgZ遺伝子がゲノム上に存在することが明らかになった。また、大腸菌の暴露によってIg遺伝子の発現が誘導されるため、今後はこのメカニズムを活用することで、これまで取得困難であった抗体およびその配列情報から一本鎖抗体（scFv）を構築して、CAR-T細胞治療などに活用できる。