細胞外環境を感知してＮｏｔｃｈシグナルの強弱を制御しうる翻訳後修飾の解析

Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾は、細胞外環境を感知して Notch シグナル強弱の調節機構を制御し、血管の発生を司る翻訳後修飾であるという仮説を実証することが本研究の目的である。本研究目的を実証するには、大きく分けて３つの研究課題を実施する必要性がある。課題A: 細胞外 O-GlcNAc 修飾が血管の発生や機能維持を制御しているのかを遺伝子欠損マウスを用いて生物学的に解析する必要性がある。課題B: 細胞外 O-GlcNAc 修飾による Notch シグナルの調節機構を遺伝学的な解析と生化学的な解析で解明する必要性がある。課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルや血管の発生、血管の機能維持機構をどのように制御しているかを生化学・組織学的な解析で明らかにする必要性がある。本年度は課題B及び課題Cについて実施した。下記に本研究で得られた研究成果を示す。課題B: 昨年度、細胞を用いたリガンド結合実験より、EOGTはDelta-like 1 (DLL1)、もしくはDLL4を介したNotch1との相互作用とNotchシグナルの活性化を制御することを明らかにした。そこで本年度は、O-GlcNAc 修飾がどのようにNotch1受容体とリガンドとの相互作用を制御しているかを明らかにする為に、質量分析装置を用いてNotch1受容体上の O-GlcNAc修飾サイトの同定を試みた。その結果、少なくとも mouse Notch1 EGF1-36には７個の O-GlcNAc修飾サイトが存在することを見出した。また、O-GlcNAc glycanの構造が各EGFドメインにより異なることが分かった。課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルに与える影響を調べる為に、Notchシグナル プロモーターアッセイとリガンド結合実験を実施した。その結果、グルコサミン投与により Notchシグナルとリガンド結合能が亢進していることを見出した。

Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾は、細胞外環境を感知して Notch シグナル強弱の調節機構を制御し、血管の発生を司る翻訳後修飾であるという仮説を実証することが本研究の目的である。本研究目的を実証するには、大きく分けて３つの研究課題を実施する必要性がある。課題A: 細胞外 O-GlcNAc 修飾が血管の発生や機能維持を制御しているのかを遺伝子欠損マウスを用いて生物学的に解析する必要性がある。課題B: 細胞外 O-GlcNAc 修飾による Notch シグナルの調節機構を遺伝学的な解析と生化学的な解析で解明する必要性がある。課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルや血管の発生、血管の機能維持機構をどのように制御しているかを生化学・組織学的な解析で明らかにする必要性がある。本年度は課題B及び課題Cについて実施した。下記に本研究で得られた研究成果を示す。課題B: 昨年度、細胞を用いたリガンド結合実験より、EOGTはDelta-like 1 (DLL1)、もしくはDLL4を介したNotch1との相互作用とNotchシグナルの活性化を制御することを明らかにした。そこで本年度は、O-GlcNAc 修飾がどのようにNotch1受容体とリガンドとの相互作用を制御しているかを明らかにする為に、質量分析装置を用いてNotch1受容体上の O-GlcNAc修飾サイトの同定を試みた。その結果、少なくとも mouse Notch1 EGF1-36には７個の O-GlcNAc修飾サイトが存在することを見出した。また、O-GlcNAc glycanの構造が各EGFドメインにより異なることが分かった。課題C: グルコサミン投与による Notch 受容体上の細胞外 O-GlcNAc 修飾の増減が Notch シグナルに与える影響を調べる為に、Notchシグナル プロモーターアッセイとリガンド結合実験を実施した。その結果、グルコサミン投与により Notchシグナルとリガンド結合能が亢進していることを見出した。