ゲノムワイドshRNAスクリーニングによる糖脂質代謝・輸送関連因子の探索と解析

• 研究課題/領域番号: 26440069
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 山地 俊之 国立感染症研究所, 細胞化学部, 室長 (50332309)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: スフィンゴ糖脂質 / 志賀毒素 / ゲノムワイドスクリーニング / shRNA / ゲノム編集法 / 遺伝子編集法

研究成果の概要

本研究ではスフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす因子の網羅的な同定を目指して、shRNAライブラリーを用いた志賀毒素耐性スクリーニングを行った。その結果グルコシルセラミド合成酵素等、志賀毒素受容体Gb3の生合成に必須な遺伝子が濃縮された。ただしセラミド合成酵素の一種CERS2のshRNAに関してその効果はオフターゲットであり、ゲノム編集法でCERS2変異株を作製し、志賀毒素に対する耐性がほとんどないことを確認した。一方これら変異株のスフィンゴ脂質生合成を解析したところ、糖脂質がスフィンゴミエリンと比較し極長鎖セラミドを積極的に利用するメカニズムが存在すると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Role of Intracellular Lipid Logistics in the Preferential Usage of Very Long Chain-Ceramides in Glucosylceramide (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaji T, Horie A, Tachida Y, Sakuma C, Suzuki Y, Kushi Y, Hanada K
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 17 号: 10 ページ: 1761-1761
  • DOI: 10.3390/ijms17101761
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sphingolipid metabolism and interorganellar transport: localization of sphingolipid enzymes and lipid transfer proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yamaji and Kentaro Hanada
  • 雑誌名: Traffic 巻: 16 号: 2 ページ: 101-122
  • DOI: 10.1111/tra.12239
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome landscape of the African green monkey kidney-derived Vero cell line. (2014)
  • 著者名/発表者名: Osada N, Kohara A, Yamaji T, Hirayama N, Kasai F, Sekizuka T, Kuroda M, Hanada K
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 21 号: 6 ページ: 673-683
  • DOI: 10.1093/dnares/dsu029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Application of genome editing technologies for studies on sphingolipid and glycan metabolisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yamaji, Tsuyoshi Sekizuka, Kinnosuke Yahiro, Yuriko Tachida, Chisato Sakuma, Makoto Kuroda, Kentaro Hanada
  • 学会等名: EMBO Workshop “Glycosylation in the Golgi complex”
  • 発表場所: Vico Equense, Italy
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノム編集技術を用いたスフィンゴ脂質・糖鎖の代謝研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山地 俊之、関塚 剛史、八尋 錦之助、鈴木 佑典、櫛 泰典、黒田 誠、花田賢太郎
  • 学会等名: 第３５回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] HaloTagテクノロジーを用いた細胞表面へのGb3糖鎖提示システムの構築と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅秀斗，樺山一哉，真鍋良幸，Siyu Chen，山地俊之，花田賢太郎，深瀬浩一
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] クラミジア・トラコマティスによってハイジャックされる宿主セラミド輸送機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊谷 圭悟、山地 俊之、山本 章嗣、花田 賢太郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 慢性骨髄性白血病細胞株K562細胞の膜脂質組成によるγ-グロビン発現制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村 恭祐、鈴木 佑典、山地 俊之、長谷川 拓馬、稲岡 夏希、野崎 真李果、櫛 泰典
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Chlamydia hijacking of the host cell CERT (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Hanada, Toshiyuki Yamaji, Keigo Kumagai
  • 学会等名: 第10回スフィンゴテラピィ研究会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-06-16
• [学会発表] 志賀毒素の細胞障害作用を指標としたゲノムワイドshRNAスクリーニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 山地 俊之、堀江 亜矢、関塚 剛史、竹内 史比古、黒田 誠、花田 賢太郎
  • 学会等名: 第57回脂質生化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] Genetic approaches for studying sphingolipid metabolism: Construction of sphingolipid gene disruptants in HeLa cells by genome editing (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaji T, Hanada K
  • 学会等名: 6th Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 年月日: 2014-12-10
• [学会発表] 志賀毒素の細胞傷害作用に対するゲノムワイドshRNAスクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江亜矢、関塚剛史、竹内史比古、黒田誠、花田賢太郎、山地俊之
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] アフリカミドリザル腎由来Vero細胞のゲノム構造決定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花田賢太郎、山地俊之、黒田誠、関塚剛史、小原有弘、笠井文生、平山知子、長田直樹
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-17