無細胞膜タンパク質合成技術を基盤とした熱帯熱マラリア原虫の赤血球レセプター探索

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25460517
• 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)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: マラリア原虫 / メロゾイト / 原虫リガンド / 侵入 / 赤血球

Outline of Annual Research Achievements

赤血球表面のタンパク質は膜貫通領域を持つ膜タンパク質である。そのため、赤血球レセプター分子の網羅的な探索技術の開発は「膜タンパク質の合成」という大腸菌等の既存のタンパク質合成法では実施困難な技術的障壁に阻まれていた。最近当センターでは、リポソームを添加した小麦無細胞系を用いてタンパク質を合成するとプロテオリポソームが形成され、様々な膜タンパク質が高い確率で合成される技術を確立した。さらにビオチン化プロテオリポソームを利用したアルファスクリーンによる膜タンパク質相互作用の愛スループットスクリーニング系も確立した。そこで申請者は赤血球表面の膜タンパク質をビオチン化プロテオリポソーム上に合成し、マラリア原虫赤血球レセプター分子の網羅的な探索を行う研究を着想した。
赤血球レセプター分子を網羅したタンパク質ライブラリーの構築が予想以上に時間がかかることが明らかになったため、本研究室にある、約２００種類の原虫・宿主タンパク質に対するポリクローナル抗体を用いて、網羅的に免疫沈降を行った。その結果、ワクチン候補分子として注目されている、GAMAに対する相互作用分子、GAAPタンパク質を見出すことに成功した。続いてGAMA・GAAPタンパク質の相互作用をBiacoreによって解析した結果、Kd ＝2.5 nM という抗原抗体反応に匹敵するほど強い相互作用を有することが明らかになった。研究計画どおり、両タンパク質の結合ドメインの同定を行った結果、GAMA上のN末側１００アミノ酸長からなるドメインとKd = 10nM 程度で相互作用することが明らかになった。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Mahidol University(Thailand)
  • Country Name: Thailand
  • Counterpart Institution: Mahidol University
• [Int'l Joint Research] Kangwon National University(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Kangwon National University
• [Journal Article] An Evolution-Based Screen for Genetic Differentiation between Anopheles Sister Taxa Enriches for Detection of Functional Immune Factors. (2015)
  • Author(s): Mitri C, Bischoff E, Takashima E, Williams M, Eiglmeier K, Pain A, Guelbeogo WM, Gneme A, Brito-Fravallo E, Holm I, Lavazec C, Sagnon N, Baxter RH, Riehle MM, Vernick KD
  • Journal Title: PLoS Pathog Volume: 11 Pages: 1-24
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1005306
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Immunoprofiling of the tryptophan-rich antigen family in Plasmodium vivax. (2015)
  • Author(s): Wang B, Lu F, Cheng Y, Chen JH, Jeon HY, Ha KS, Cao J, Nyunt MH, Han JH, Lee SK, Kyaw MP, Sattabongkot J, Takashima E, Tsuboi T, Han ET.
  • Journal Title: Infect Immun Volume: 83 Pages: 3083-3095
  • DOI: 10.1128/IAI.03067-14
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 赤血球侵入メカニズムの解明に向けた熱帯熱マラリア原虫メロゾイト分子間相互作用 (2016)
  • Author(s): 高島英造、今川瑞希、長岡ひかる、坪井敬文
  • Organizer: 第８５回 日本寄生虫学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎市民プラザ、宮崎県、宮崎市
  • Year and Date: 2016-03-19 – 2016-03-20
• [Presentation] Profiling of antibody responses against Plasmodium falciparum protein array in Ugandan children for identification of novel blood-stage vaccine candidates. (2015)
  • Author(s): Kanoi BN, Takashima E, Morita M, Ntege EH, Balikagala B, Palacpac NMQ, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T.
  • Organizer: ASTMH 64th annual meeting
  • Place of Presentation: Philadelphia Marriott Downtown, Philadelphia, USA
  • Year and Date: 2015-10-25 – 2015-10-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genome-wide immunoscreening of antibodies responsible for Plasmodium falciparum growth inhibitory activity of Malian adult IgG. (2015)
  • Author(s): Morita M, Takashima E, Kanoi BN, Miura K, Long CA, Tsuboi T.
  • Organizer: ASTMH 64th annual meeting
  • Place of Presentation: Philadelphia Marriott Downtown, Philadelphia, USA
  • Year and Date: 2015-10-25 – 2015-10-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Plasmodium falciparum PfMAS170 as novel blood-stage malaria vaccine candidate (2015)
  • Author(s): Takashima E, Sasaoka C, Sakamoto H, Ito D, Takeo S, Sattabongkot J, Tsuboi T.
  • Organizer: 25th Annual Molecular Parasitology/Vector Biology Symposium
  • Place of Presentation: University of Georgia, Athens, USA
  • Year and Date: 2015-04-28 – 2015-04-29
  • 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/