脳神経系ムチン型糖鎖修飾に関わるオーファン糖転移酵素の機能解析

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07015
• 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: 京都産業大学
• 研究代表者: 黒坂 光 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (90186536)
• 研究分担者: 中山 喜明 神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (40512455) ; 加藤 啓子 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (90252684) ; 中村 直介 京都産業大学, 総合生命科学部, 研究助教 (30424964)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ムチン型糖鎖 / 糖転移酵素 / ゲノム編集 / ゼブラフィッシュ / 初期発生

研究成果の概要

ムチン型糖鎖の合成は，Nーアセチルガラクトサミン転移酵素(以後，GalNAc-T)により開始される．本研究は，脊椎生物以降でのみ発現するが，酵素活性が検出されていない4つのGalNAc-Tアイソザイム，及びシアル酸転移酵素ST3GalIVの神経発生における機能を解析した．まず，GalNAc-T8, -T9, -T17, -T18, ST3GalIV遺伝子をすべて単離し，組織発現を明らかにした．次に，GalNAc-T8,ST3GalIVを除く３つのアイソザイムの欠失変異体を作製した．アイソザイムは互いに機能補完しており，それらの機能解析には多重変異体の作製が必要であることが分かった．

自由記述の分野

生化学，糖鎖生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はゲノム編集を利用して，ムチン型糖鎖合成に関わる酵素（GalNAc-T）欠失ゼブラフィッシュ変異体を作製し，初期発生におけるムチン型糖鎖の機能を解明しようとするものである．GalNAc-Tは大きな遺伝子ファミリーを形成するが本研究では，in vitroの酵素活性が検出されていないオーファンアイソザイムの機能解析を行っている．特にこれらの中のGalNAc-T17は神経細胞に特異的に発現し，知的障害，特徴的な認知特性を特徴とするウィリアムズ症候群に関連する遺伝子として知られている．本研究を通じて，糖転移酵素およびムチン型糖鎖の脳における機能の解明が期待される．