2019 Fiscal Year Annual Research Report
Functions of glycosylation in integrin-mediated outside-in and inside-out signaling
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19H03184
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
顧 建国 東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (40260369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 友彦 東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (40433510)
伊左治 知弥 東北医科薬科大学, 薬学部, 講師 (80433514)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インテグリン / 糖鎖 / シグナル / 細胞接着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
N-型糖鎖のα2,3シアリル化を触媒するシアル酸転移酵素はST3GAL3、ST3GAL4およびST3GAL6の3種の酵素が存在している。インテグリンのα2,3シアリル化においては、どのシアル酸転移酵素によって修飾されるかに関してはあまり知られていない。我々は、CRISPER/Cas9システムを用いて、それぞれ酵素欠損（KO）細胞株を作成し、インテグリンβ1やEGFRをモデル標的分子として詳細に検討した。興味深いことに、β1インテグリンのα2,3シアリル化はST3GAL4-KO細胞で低下するのに対して、EGFRのα2,3シアリル化はST3GAL6-KO細胞で低下した 。さらに、ST3GAL6-KO細胞に3つの遺伝子をそれぞれ過剰発現したところ、ST3GAL6の過剰発現のみがEGFRのα2,3シアリル化と細胞形態を回復させることができた。同様に、ST3GAL4-KO細胞にST3GAL4を過剰発現させた時のみ β1のシアリル化が回復した。即ち、異なるα2,3シアル酸転移酵素が同じ細胞内に存在していても、相補していないことを示している。これらの結果は、3種のα2,3シアル酸転移酵素がそれぞれ固有の役割をもち、異なる標的タンパク質を修飾していることを明確に示している。哺乳類の複雑な生体システム制御のために、多様なシアル酸転移酵素が必要な理由の解明に繋がる可能性がある。
また、インテグリンの下流分子FAKのO-GlcNAc付加部位の同定に成功し、その糖鎖変異体を構築し、作成したFAK-KO細胞を用いて糖鎖の機能を調べている。
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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
概ね予定の通りに研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、特に細胞外と細胞内の両方に発現する糖鎖を注目し、統合的に理解・解析する必要がある。そのため、時間的、空間的にN-型糖鎖とO-GlcNAc発現量やパターン変化を調べ、互いに影響する法則を見出す。また、細胞質内のUDP-GlcNAc量とゴルジ体内のUDP-GlcNAcの濃度を調べ、その調節機構を解析する。
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