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2022 年度 実績報告書

迅速探索と機械学習を利用した単一B細胞からの機能抗体分子創生技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02523
研究機関名古屋大学

研究代表者

中野 秀雄  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00237348)

研究分担者 ダムナニョヴィッチ ヤスミナ  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (00754673)
兒島 孝明  名城大学, 農学部, 准教授 (40509080)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードエピトープマッピング / 抗体 / バイオインフォマティクス / ヒトモノクローナル抗体 / ウサギモノクローナル抗体
研究実績の概要

迅速探索と機械学習を利用した単一B細胞からの機能抗体分子創生技術開発のため、さまざまな技術開発を行った。ウサギモノクローナル抗体に関しては、ウサギに対するDNA免疫法と申請者らの独自技術である単一B細胞から迅速にモノクローナル抗体を取得するEcobody技術と組み合わせ、GPCRの一つであるGPR54に対するウサギモノクローナル抗体の取得に成功した。また新型コロナ感染者からのB細胞からコロナウイルスに対するヒトモノクローナル抗体を複数取得することに成功した。取得抗体の変異ライブラリーを迅速に作製し、次世代シーケンスにより解析するため、Fab抗体に対するリボソームディスプレイ方法を確立し、膨大な変異体構築とスクリーニング手法を確立した。
さらに小分子抗原に対する多数のモノクローナル抗体配列のCDR領域の配列に関し、インフォマティクス解析を行い、結合配列と非結合配列の予測モデルを構築した。
一方抗体配列をインフォマティクス解析により、優れた特性を有する抗体配列を作り出すためには、対象としている抗体が同じエピトープを認識している必要があるこれまで抗体のエピトープを解析する手法としては、標的タンパク質の全配列をペプチドでカバーしたペプチドアレイや、抗体―抗原複合体の立体構造解析など、時間とコストがかかる手法が取られてきた。本研究課題の一環として、リボソームディスプレイ法を用いて、抗体に結合するペプチド配列を濃縮し、次世代シーケンス解析とバイオインフォマティクスを用いて、エピトープを推定する技術を開発した。モデルとして複数の抗タグ抗体を用いて系の有効性を確認するとともに、無細胞タンパク質合成系により合成したFab抗体に対してエピトープの決定を行った。本研究で開発した様々な手法・技術・プログラムは、新規抗体の開発に寄与する。

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。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] PUREリボソームディスプレイとNGSにより無細胞合成Fab抗体のエピトープマッピング、2023

    • 著者名/発表者名
      Jia Beixi、加藤晃代、中野秀雄
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
  • [学会発表] SARS-CoV-2に対する新規モノクローナル抗体獲得プラットフォームの開発2023

    • 著者名/発表者名
      木原もなみ、・ダッファ ショーン アディネゴロ、石井 誠、長谷 哲成、上田 宏、中野 秀雄
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
  • [学会発表] High-throughput screening system of monoclonal antibody from single rabbit and human B cells by cell-free protein synthesis system,2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo NAKANO:
    • 学会等名
      The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Spring Meeting and International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系を用いたCOVID-19感染患者由来単一B細胞からの抗SARS-CoV-2 Spikeヒトモノクローナル抗体取得と性質決定2022

    • 著者名/発表者名
      中野秀雄、木原もなみ、加藤晃代、兒島孝明、上田宏、長谷哲成、石井誠:
    • 学会等名
      化学工学会2022年秋季大会 バイオ部会シンポジウム「ポストコロナに向けた生物化学工学]
  • [学会発表] リボソームディスプレイとNGSによるむ細胞系で合成したFabのエピトープマッピング2022

    • 著者名/発表者名
      Jia BEIXI, 兒島孝明,加藤晃代、中野秀雄
    • 学会等名
      ,日本農芸化学会 中部支部 第193回例会,
  • [学会発表] Rapid Screening of Monoclonal Antibodies against G Proteincoupled Receptor: Case Studies with Kisspeptin Receptor (GPR54),2022

    • 著者名/発表者名
      Daffa Sean Adinegoro, Hideo Nakano
    • 学会等名
      15th Asian Congress on Biotechnology in conjunction with 7th International Symposium on Biomedical Engineering, Bali, Indonesia,
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌再構成無細胞タンパク質合成系を用いたリボソームディスプレイによる抗体親和性成熟技術に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      奥田理央、伊藤玲奈、兒島孝明、加藤晃代、中野秀雄:
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第193回例会
  • [学会発表] Applications of cell-free protein synthesis for generation and characterization of monoclonal antibody: versatile tool of nanomedicine,2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo NAKANO ,Teruyo OJIMA-KATO:
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会年会 KSBB-BEST-SBJ Joint Symposium Current Advances in Nanobiotechnology and Nanomedicine,
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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