神経系におけるキシロース含有Ｎ型糖鎖の高次機能およびその分子基盤の解明

• Project Area: Deciphering sugar chain-based signals regulating integrative neuronal functions
• Project/Area Number: 24110512
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 矢木 宏和 名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (70565423)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: ジストログライカン / AGO61 / ラミニン結合性糖鎖 / 先天性筋ジストロフィー / 糖鎖 / キシロース含有N型糖鎖 / 脳形成

Research Abstract

昨年度までの研究により、AGO61がα-dystroglycan（αDG）上のラミニン結合性を示す糖鎖の形成に関与し、脳の層形成において重要な役割を担っていることを明らかにしてきた。本年度は、αDG上の特定の位置に結合したマンノース残基へのN-アセチルグルコサミン（GlcNAc）修飾をAGO61が担っていることを見出した。興味深いことに、そのGlcNAc修飾箇所は、これまでラミニン結合性糖鎖が発現していると報告されているスレオニン残基と一致していた。つまり、AGO61はαDG上のラミニン結合性を示す糖鎖が形成されるスタートとなる糖鎖構造を作る重要な酵素であることが明らかとなった。更には、質量分析により、ラミニン結合性糖鎖が結合し得るスレオニン残基上に、本糖鎖の還元末端構造であるリン酸化3糖構造（Man-(phospate)-GlcNAc-GalNAc）を見出すことができた。
本研究を通じて、AGO61の欠損に伴いαDG上のラミニン結合性糖鎖の形成不全が起こり、筋ジストロフィーが発症することを明らかにすることができた。以上の成果は、学術雑誌[Sci. Rep. 3, Article number:3288 (2013)]に掲載された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] AGO61-dependent GlcNAc modification primes the formation of functional glycans on α-dystroglycan. (2013)
  • Author(s): Yagi H, Nakagawa N, Saito T, Kiyonari H, Abe T, Toda T, Wu SW, Khoo KH, Oka S, Kato K.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 3 Issue: 1 Pages: 3288-3288
  • DOI: 10.1038/srep03288
  • NAID: 120005353504
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IgG-FcとFc受容体の複合体形成における糖鎖の役割 (2013)
  • Author(s): 矢木宏和，加藤晃一
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 31 Pages: 1602-1606
• [Journal Article] 神経幹細胞の幹細胞性維持における複合糖質の役割 (2013)
  • Author(s): 矢木宏和，加藤晃一
  • Journal Title: 生化学 Volume: 85 Pages: 1012-1016
• [Journal Article] Lewis X-carrying N-glycans regulate the proliferation of mouse embryonic neural stem cells via the Notch signaling pathway (2012)
  • Author(s): Hirokazu Yagi
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 287 Issue: 29 Pages: 24356-24364
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.365643
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-recognition of high-mannose type glycans mediating adhesion of embryonal fibroblasts (2012)
  • Author(s): Seon-Joo Yoon
  • Journal Title: Glycoconjugate Journal Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 485-496
  • DOI: 10.1007/s10719-012-9449-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Role of AGO61, a causative gene for dystroglycanopathy, in the cortical development (2014)
  • Author(s): Naoki Nakagawa, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, and Shogo Oka
  • Organizer: International Symposium on Glyco-Neuroscience
  • Place of Presentation: 淡路
• [Presentation] AGO61-dependent GlcNAc modification primes the formation of functional glycans on α-dystroglycan (2014)
  • Author(s): Hirokazu Yagi, Naoki Nakagawa, Takuya Saito, Tatsushi Toda, Sz-Wei Wu, Kay-Hooi Khoo, Shogo Oka, and Koichi Kato
  • Organizer: International Symposium on Glyco-Neuroscience
  • Place of Presentation: 淡路
• [Presentation] AGO61依存的なGlcNAc修飾はα-ジストログリカン上の糖鎖形成の初期過程に必須である (2014)
  • Author(s): 矢木宏和，中川直樹，齋藤拓也，戸田達史，呉 思緯，邱 繼輝，岡 昌吾，加藤晃一
  • Organizer: 日本薬学会134年会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] アダムズ-オリバー症候群に関わるEogt遺伝子変異の分子機構解析 (2013)
  • Author(s): 小川光貴，河合崇生，堺谷祐太，矢木宏和，加藤晃一，古川鋼一，岡島徹也
  • Organizer: 第32回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] AG061はラミニン結合性糖鎖の生合成に関与している (2013)
  • Author(s): 矢木宏和
  • Organizer: 新学術領域研究「神経糖鎖生物学」第5回 非公開班会議
  • Place of Presentation: 滋賀
• [Presentation] Lewis X構造を有するN型糖鎖はNotchシグナル経路を介して神経幹細胞の増殖を制御している (2012)
  • Author(s): 矢木宏和
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-13
  • Invited
• [Presentation] 神経幹細胞の幹細胞性維持におけるN型糖鎖の機能解明 (2012)
  • Author(s): 矢木宏和
  • Organizer: 第31回 日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 多次元HPLCマップ法の神経系における糖鎖プロファイリングへの応用 (2012)
  • Author(s): 矢木宏和
  • Organizer: 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク 夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2012-07-26
• [Presentation] 神経幹細胞におけるLewis X型糖鎖のNotch経路を介した幹細胞性の維持 (2012)
  • Author(s): 齋藤拓也
  • Organizer: 第76回日本生化学会 中部支部例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] 細胞外O-GlcNAcの神経組織における役割
  • Author(s): 小川光貴，河合崇生，堺谷祐太，矢木宏和，加藤晃一，古川鋼一，岡島徹也
  • Organizer: 糖鎖科学中部拠点 第11回若手の力フォーラム
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] EOGTの酵素化学的性質とアダムズ-オリバー症候群の関連性
  • Author(s): 小川光貴，堺谷祐太，河合崇生，矢木宏和，加藤晃一，古川鋼一，岡島徹也
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] AGO61-dependent GlcNAc modification primes the formation of functional glycans on α-dystroglycan
  • Author(s): Hirokazu Yagi, Naoki Nakagawa, Takuya Saito, Hiroshi Kiyonari,Takaya Abe, Tatsushi Toda, Sz-Wei Wu, Kay-Hooi Khoo, Shogo Oka, and Koichi Kato
  • Organizer: Yonsei-IMS Seminars on Biomolecular Sciences : Protein Structures and Diseases
  • Place of Presentation: Busan
  • Invited
• [Remarks] 筋ジス治療へ一歩 原因酵素を解明
  • URL: http://iryou.chunichi.co.jp/article/detail/20131122085117547
• [Remarks] [プレスリリース]先天性筋ジストロフィーの原因遺伝子の機能解明
  • URL: http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/sbk/Aw/Award_jp_24.pdf