• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

脊椎動物におけるシアル酸の結合様式多様性の生物学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J21900
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

大本 敬之  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード糖鎖 / シアル酸 / 発生 / メダカ / 遺伝子編集
研究開始時の研究の概要

シアル酸 (Sia)は糖鎖の非還元末端に通常、1残基のみα2,6またはα2,3結合で存在している酸性9炭糖で、脊椎動物の発生における必須単糖であることが知られている。しかし、脊椎動物の発生において、どのようにSiaが重要なのか、そしてそのSiaの結合様式は重要なのかというSia残基の役割と結合様式多様性の意義については未だ解明されていない。そこで本研究では、Siaの結合様式多様性、すなわちα2,6-及びα2,3-Siaに着目して、発生学のモデル脊椎動物であるメダカを用いて、その初期発生におけるSia残基の生物学的意義と結合様式多様性の意義を解明することを目指す。

研究実績の概要

本年度は、以下の4項目について研究が遂行された。
(1)昨年度までに見出した、重篤な心臓異常を示すST6Gal Iのノックアウトメダカ (ST6Gal I-KO)胚にST6Gal IとII及びα2,3-シアル酸転移酵素ST3Gal I-Vを強制発現させた。その結果、ST6Gal I-KOメダカの心臓異常は ST6Gal Iだけでなく、ST6Gal II及びST3Gal IVの強制発現によりレスキューされることが初めて示された。
(2)昨年度までに心臓におけるα2,6結合シアル酸担体タンパク質としてMannose receptor C type 1 (MRC1)を同定した。本年度はその遺伝子ノックダウン (KD)メダカを作出し、ST6Gal I-KOメダカと同様の心臓の異常を示した。さらに、MRC1-KDメダカにおける全長またはN型糖鎖付加部位欠損MRC1 mRNAによるレスキュー実験を行い、メダカの心臓発生には、MRC1 上の特定部位のN型糖鎖が重要であることが分かった。
(3)遺伝子編集技術 CRISPR/Cas 9法を用いて、ガレクチン-3 (gal3)-KOメダカ及びST6Gal Iとgal3のダブルノックアウト (DKO) メダカを作出した。その結果、gal3-KO メダカ及びDKOメダカにおいては、ST6Gal I-KOメダカで見られた重篤な心臓異常は見られなかった。
(4)リール大学のYann Guerardel博士の指導の下、質量分析を用いた糖鎖構造解析を行い、受精後14日後の野生型とST6Gal II-KOメダカにおけるN型糖鎖構造を網羅的に同定することができた。また、レクチンマイクロアレイを用いて、孵化直後のST6Gal-KOメダカにおける糖鎖エピトープの網羅的な発現解析を行い、シアル酸だけでなく、様々な糖鎖構造が変異体間で変化していることを初めて示された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Forced expression of α2,3-sialyltransferase IV rescues impaired heart development in α2,6-sialyltransferase I-deficient medaka.2023

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Omoto, Di Wu, Emi Maruyama, Katsue Tajima, Masaya Hane, Chihiro Sato, Ken Kitajima
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 649 ページ: 62-70

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.01.010

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Biological significance of α2,6-sialylation in early development of medaka fish2022

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Omoto, Di Wu, Hisashi Hashimoto, Masahiko Hibi, Masaya Hane, Chihiro Sato, Ken Kitajima
    • 学会等名
      SIALOGLYCO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メダカの生存に必須なα2,6-シアル酸残基を持つ担体タンパク質の同定2022

    • 著者名/発表者名
      大本敬之、呉迪、橋本寿史、日比正彦、羽根正弥、佐藤ちひろ、北島健
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メダカの生存に必須なα2,6-シアル酸担体タンパク質の同定と役割2022

    • 著者名/発表者名
      大本敬之、呉迪、橋本寿史、日比正彦、羽根正弥、佐藤ちひろ、北島健
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メダカにおけるα2,6-シアル酸転移酵素遺伝子ノックアウトのインパクト2022

    • 著者名/発表者名
      大本敬之
    • 学会等名
      第17回「若手の力」フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子をもたないメダカの作製と表現型2021

    • 著者名/発表者名
      大本敬之
    • 学会等名
      第22回比較グライコーム研究会 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メダカの生存に必須なα2,6-シアル酸残基をもつ糖タンパク質の存在証明2021

    • 著者名/発表者名
      大本敬之
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子のノックアウトメダカの表現型と糖鎖構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      大本敬之
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会 (若手優秀発表賞受賞)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子のノックアウトメダカの樹立と表現型の解析2021

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      第16回「若手の力」フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素欠損メダカの樹立と表現型の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 東山動植物園と協力するメダカのグライコミクス2020

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      第21回比較グライコーム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素IとII遺伝子のノックアウトメダカの樹立と生化学的表現型の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical phenotypes of the knockout medaka for the α2,6-sialyltransefrases I and II genes2020

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      26th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] α2,6-シアル酸転移酵素遺伝子の欠損メダカの作出と生化学的表現型の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大本 敬之
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi