Regulatory mechanism of sialylation of N-glycans by focal adhesion kinase (FAK) and its biological significance

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細胞表面のシアリル化糖鎖は癌化に伴い変化することが知られている。この糖鎖の構造変化によって受容体が調節され、癌の転移などの疾患に深く関わることが示されている。糖鎖の制御には、遺伝子の発現と蛋白質レベルの2つの要因がある。我々はこれまで、蛋白質による糖鎖制御に着目し、細胞接着分子インテグリンα3と癌遺伝子Golgi phosphoprotein 3 (GOLPH3)が糖鎖の調節因子であることを明らかにした。しかし、細胞膜に発現するインテグリンがゴルジ体で行われる糖鎖修飾をどのように調節するか詳細が不明である。そのため、本研究ではインテグリンの下流シグナルの中心分子として知られるFocal adhesion kinase (FAK)に着目した。最近、我々はFAKの欠失によってシアリル化糖鎖が抑制されることを見いだし、インテグリンを介したシグナルが糖鎖の生合成に重要であることを示唆した。本課題は、FAKを介した新規シアリル化の誘導およびその分子機序の解明を目指す。さらにECM-インテグリンを介した細胞接着による新規N-型糖鎖のシアリル化制御機構とその意義を解明することを目的としている。FAKがシアリル化に及ぼす影響について、CRISPR/Cas9システムを用いてFAK遺伝子欠損細胞(KO)のHeLa細胞を作成し、レクチン染色およびフローサイトメトリーを用いて解析を行った。KO細胞では野生型細胞に比べシアリル化が低下していることが明らかとなった。さらに本年度は以前に報告しているGOLPH3とST3GAL4あるいはST6GAL1との複合体の形成が、KO細胞で低下していることが確認された。興味深いことに、ホスファチジルイノシトール4-リン酸（PI4P）の発現量がKO細胞では減少していたことが観察された。