創薬基盤研究部門

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糖鎖技術研究グループ [ 所在地:つくばセンター(中央) ] 

細胞外に分泌されるタンパク質や細胞表面を覆う膜タンパク質の多くは糖鎖で修飾されており、それら糖タンパク質の機能の発現・調節には糖鎖が密接に関連していると考えられています。しかし、糖鎖構造は多様かつ不均一なため、糖鎖の機能解析はいまだ技術的に困難です。産総研ではこれまで様々な糖鎖機能解析技術を開発し、また近年はこれらの技術を応用して疾患糖鎖バイオマーカーの開発を進め、実用化にも成功しました。当グループでは、更なる糖鎖研究の社会実装のため、糖タンパク質の分析・製造・改変・検出・情報科学に関する技術開発に注力し、新たなバイオマーカー開発や、糖鎖に関連した創薬基盤技術の開発を進めます。

研究課題

糖鎖・糖タンパク質分析技術開発

糖鎖・糖タンパク質分析法の開発と応用

 糖鎖バイオマーカーの開発や疾患糖鎖を標的とする創薬を促進するためには、糖鎖や糖タンパク質の実態や変化を検出、解明することが重要な足がかりとなります。このため当グループでは、レクチンアレイ分析と質量分析技術を基盤として、それぞれの技術をさらに高感度化、微量化、高効率化、定量化し、糖鎖・糖タンパク質の分析技術を確立して、これを診断薬や治療薬の開発に役立てます。

酵母および酵素法を活用した糖タンパク質合成と応用
 

酵母および酵素法を活用した糖タンパク質合成と応用

 新たなバイオマーカー開発や、糖鎖に関連した創薬基盤技術の開発のために、効率よく目的の糖鎖を有する糖タンパク質を製造する技術を開発します。
 真核生物である酵母は、糖タンパク質を生産可能であることから、生産宿主としての利用が期待できます。そこで、酵母の糖鎖やGPIアンカー合成酵素、糖鎖加水分解酵素の解析を進めます。また、細胞の分子育種を進め、ヒト型糖鎖生産酵母や糖タンパク質生産に優れた酵母を開発します。さらに糖転移酵素、糖質分解酵素などの酵素反応を利用し、均一な糖鎖を有する糖タンパク質を製造します。得られた糖タンパク質は、バイオマーカー検出のためのツールとして用いる他、創薬開発へ活用します。

糖鎖遺伝子改変マウスにおける疾患関連表現型
糖鎖遺伝子改変マウスにおける疾患関連表現型




糖鎖改変技術活用による機能解析

 タンパク質の糖鎖修飾は、小胞体やゴルジ装置に局在する糖転移酵素や硫酸転移酵素などの糖鎖遺伝子産物により行われます。糖鎖の機能を明らかにするためには、それらを生合成する糖鎖遺伝子発現を改変するのが最も直接的な手法です。しかしながら、細胞での糖鎖合成はおよそ200種類の糖鎖遺伝子の協調的、競争的酵素反応の結果であるため、1種類の糖鎖遺伝子変化によって多岐にわたる糖鎖構造変化、機能変化が引き起こされる可能性があります。当グループでは、独自に作製した糖鎖遺伝子改変細胞や改変マウスを用いて、遺伝子改変により、どのタンパク質上の、どの位置の、どの糖鎖が、どのように変化したのかをグライコプロテオミクス技術を用いて詳細に解析を行う他、細胞増殖、転移能、細胞死などの細胞機能解析や、がん、免疫、生殖、感染などの疾患に関連した表現型解析を通して、糖鎖構造と機能の包括的理解を目指しています。

糖鎖科学統合データベースの高機能化と国際連携
 


糖鎖科学統合データベースの高機能化と国際連携

 当グループは、文部科学省・※1JST/※2NBDC のプログラムに継続的に参加し、国内にある糖鎖に関連したデータベースを幅広い科学者に効率的に利用していただくためのセマンティックウェブ化を進めています。また、日本の周辺国と連携し、Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology (ACGG) の中核となる情報基盤の管理・運営事務局を担当、アジア圏の研究グループとの研究協力体制構築に向けたサポートも行っています。あわせて、外部協力機関と連携した国際糖鎖構造リポジトリシステムの構築・運営にも携わり、糖鎖関連データベースの拡充・高機能化のみならず、国際連携強化に向けた体制整備を進めています。

※1 JST(Japan Science and Technology Agency:国立研究開発法人科学技術振興機構)
※2 NBDC(National Bioscience Database Center:バイオサイエンスデータベースセンター)

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研究成果

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グループの構成メンバー

役職・名前 メールアドレス、ホームページ
研究グループ長
梶 裕之(Hiroyuki KAJI)
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上級主任研究員
千葉 靖典(Yasunori CHIBA)
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上級主任研究員
久野 敦(Atsushi KUNO)
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主任研究員
横尾 岳彦(Takehiko YOKO-O)
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主任研究員
栂谷内 晶(Akira TOGAYACHI)
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主任研究員
佐藤 隆(Takashi SATO)
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研究員
岡谷(永井)千晶(Chiaki NAGAI-OKATANI)
メールアドレスメールアドレス
ホームページURLhttp://researchmap.jp/nagaic/
研究員
日尾野 隆大(Takahiro HIONO)
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招聘研究員
成松 久(Hisashi NARIMATSU)
メールアドレスメールアドレス
招聘研究員
安形 清彦(Kiyohiko ANGATA)
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博士研究員(産総研特別研究員)
野呂 絵里花(Erika NORO)
メールアドレスメールアドレス

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