어레이 기술을 갖춘 바카라 추천 체인에 대한 정밀 프로파일 링 스캐너 개발

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 "AIST") 글리코 실화 공학 센터 (Center, Chikagami Yoshifumi) 팀장 Hirabayashi Jun과 Kuno Atsushi는 연구원 인 "New Energy and Industry and Kuno Atsushi (이와 계약을 지적 할 것입니다 생명 공학 개발 기술 연구 협회)포도당 사슬엔지니어링 프로젝트의 일환으로Evanescent Wave 여기 형광 검출 방법를 기준으로 스캐너 및 "Lectin8595_8897자연 방법최신 호 (11 월)에 출판 될 예정이며 11 월 22 일에 개최 될 Biotechnology Symposium (Toranomon Pastoral)에서 발표 될 예정입니다

Lectin microarray	포도당 프로파일 링 스캐너	프로파일 링 데이터

인간 게놈 (인간 유전자)은 서열화되었으며, 프로테옴 분석은 게놈 후 연구의 표적으로 관심을 끌고있다 그러나 실제로 인체에서 작용하는 대부분의 단백질에는 바카라 추천 사슬이라는 정보 중합체가 수반되므로 육안 단백질 만 보더라도 삶의 작동 방식을 이해할 수 없습니다 글리 칸은 단백질 안정성, 목적지 (세포 및 어디로 가야하는지)를 결정하고 단백질의 기능을 조절함으로써 조절 세포 사회로서 작용한다고 믿어진다 바카라 추천 체인이 생성되지 않으면, 개발 및 분화는 올바르게 수행되지 않으며, 신경 및 운동 시스템의 발달에서 이상이 발생합니다 반면에, 단백질에 첨가 된 모든 바카라 추천 사슬이 중요한 역할을하는 것은 아닙니다 예를 들어, 생명 유지에 거의 영향을 미치지 않는 혈액형 글리 칸이 있습니다 그러나 바카라 추천 사슬은 모든 생명 활동에 깊이 관여하기 때문에 현상의 일부만 보면서 모든 것을 설명 할 수는 없습니다

glycosylated 사슬은 또한 "세포의 얼굴"이라고도 불리지만, 세포 표면의 바카라 추천 사슬은 세포의 유형과 상태에 따라 변화합니다 이것은 바카라 추천 사슬 (글리 칸 유전자)을 합성하는 유전자 그룹의 스위치가 세포마다 다르기 때문입니다 또한, 종양 마커를 포함한 바이오 마커는 특히 노화 사회에서 우리 삶에 대한 매우 중요한 진단 지침입니다 실제로, 이들 바이오 마커 중 다수는 바카라 추천 사슬로 여겨진다 따라서, 단백질에 첨가 된 글리 칸들 사이의 암 및 발달과 같은 생물학적 기능과 밀접한 관련이있는 기능적 글리 칸을 찾는 것이 매우 중요하다 이를 위해서는 바카라 추천 사슬 구조를 빠르고 편리하며 높은 정확도로 분석해야합니다 그러나, 바카라 추천 사슬의 구조는 단백질과 핵산보다 훨씬 더 복잡한 "수지상 구조"를 갖는다 게놈 서열이 알려져 있더라도 단백질에 결합 된 글리 칸의 구조를 예측하는 것은 불가능하므로 글리 칸을 직접 분석해야합니다 그러나 대부분의 삶 과학자들은 글리 칸 분석의 어려움과 복잡성 때문에 이것을 해제했습니다

최근 몇 년 동안 바카라 추천 사슬의 중요성이 인식되었으며, 구조 분석을위한 기술 개발 경쟁은 국가간에 강화되었습니다 그 중 미국은 대형 NIH (National Institutes of Health) 예산을 기반으로 세계적 수준의 연구기구 (컨소시엄)를 건설했으며 지난 몇 년 동안 놀라운 결과를 얻었습니다 글리 칸 분석의 진행을위한 원동력 중 하나는포도당 체인 어레이일본을 포함한 많은 국가에서 (Glycans)라는 배열 기술이 개발되고 있습니다 글리 칸 어레이는 렉틴 및 독소와 같은 바카라 추천 결합 단백질을 분석하는 데 매우 유용하지만 당 사슬의 구조적 분석에 직접 사용할 수는 없습니다 바카라 추천 사슬의 구조를 직접 분석하기 위해 탠덤 질량 분석법이 일반적으로 사용됩니다 그러나, 질량 분석법은 보편적이지 않으며, 이성질체를 구별하고 전체 당 단백질과 글리코 펩티드를 분석하기가 어렵고 혼합물을 분석 할 수 없다는 점에서 어려움을 겪습니다

올해의 결과는 NEDO의 지원으로 "글리코 실화 엔지니어링 프로젝트"에서 수행되었습니다

AIST는 글리 칸의 구조 분석을 위해 글리 칸 프로파일 링이라는 방법을 사용했습니다 요컨대, 당사는 바카라 추천 사슬에 결합하기 쉬운 다양한 단백질 (렉틴)을 준비하고 데이터 세트 세트로 바카라 추천 사슬과 이들의 결합을 비교합니다 데이터 세트는 글리 칸 구조 특징이 풍부하여 구조 정보 지점 (예 : 분기 정도, 결합 모드 및 말단 수정의 유무)을 즉시 추출 할 수 있습니다 이것은 많은 표본의 고속 분석을 허용합니다 여기의 데이터 세트는 수십 개의 렉틴과 바카라 추천 사슬 사이의 결합력의 조합입니다

당 사슬과 렉틴 사이의 결합 강도는 상대적으로 약하므로, DNA 또는 항체 어레이로 수행되는 바와 같이, 결합 반응 후 어레이에서 세척 수술이 수행되는 경우, 당 사슬과 렉틴 사이의 약한 결합이 껍질을 벗길 것이다 항원-항체 반응에 대한 결합 상수는 10⁶~ 10⁹M^-1라고하지만 렉틴과 당 사슬 사이의 일정한 결합은 그 10⁴~ 10⁷M^-1우리는 수백 nm만큼 기판 인터페이스에서 나오는 전파 파 (근처의 빛)라는 특수 빛에 초점을 맞추었고,이를 형광등의 여기광으로 사용함으로써, 슬라이드 유리에 묶인 형광 표지 된 당 사슬의 형광 만 세척하지 않고도 감지 할 수 있어야한다고 생각했다 따라서 우리는 Nippon Laser Electronics (현재 Moritex Co, Ltd)와 공동 연구를 시작했으며,이 목표를 달성하는 데 필요한 기술이 있습니다 결과적으로, 그림에 도시 된 바와 같이, Cy3라는 녹색 형광 표지 제로 표지 된 당 단백질 및 글리 칸의 결합은 이제 렉틴 마이크로 어레이에서 높은 감도로 실시간으로 검출 될 수있다 원칙적으로, 한 번에 40 가지 유형의 렉틴과 글리 칸 (글리코 단백질) 사이의 결합 상수를 계산할 수있다 전 세계에 렉틴 어레이를 개발하는 여러 그룹이 있지만 이번에 개발 된 유일한 시스템은 약한 상호 작용을 내려다 보지 않고 고정밀 프로파일 링을 달성하는 것이 독특하다는 것입니다

이 렉틴 마이크로 어레이는 더 큰 이점이 있습니다 이것은 우리가 40 개의 고정 된 렉틴의 바카라 추천 특이성에 대해 스스로 분석 한 자세한 데이터를 가지고 있음을 의미합니다 이것은 우리가 이전에 개발 한 또 다른 방법입니다전면 친화력 크로마토 그래피법에 의해 달성 (Aist Today (홍보)>Vol4NO1 [PDF : 504KB]) 우리는이 방법을 사용하여 100 개가 넘는 렉틴과 100 개 이상의 표준 당 사슬 사이의 결합 상수를 정확하게 결정하여 생물 정보학이 각 신호의 의미를 효율적이고 고도로 평가할 수 있도록합니다

개별 렉틴에 대한 친화력 데이터가 사전 제작되었으므로 글리 칸 프로파일 링 스캐너로 얻은 데이터에서 "프로파일"(특징적으로 추출)이 가능합니다 개별 렉틴은 전체 글리 칸 구조의 일부를 구체적으로 인식하는 능력이 있기 때문에, 다양한 유형의 렉틴이 어레이에 배열되면 글리 칸 프로파일 링 스캐너로 얻은 데이터 패턴을 분석하여 글리 칸 구조를 예측할 수 있습니다 중요한 것은 다른 글리 칸 구조를 가진 당 단백질은 항상 다른 프로파일 (결합 패턴)을 가지고 있다는 것입니다 전체 복잡한 글리 칸 구조를 완전히 결정할 필요가 없다는 사실은 주요 속도입니다 이것은 글리 칸 바이오 마커를 검색하는 데 큰 장점입니다 바카라 추천 사슬 구조가 아프면 변하면 많은 수의 표본을 테스트하여 증명해야합니다 우리가 개발 한 글리 칸 프로파일 링 스캐너의 주요 특징은 고속으로 글리 칸 구조의 특성을 추출 할 수 있다는 것입니다

1) 글리 칸 프로파일러로서의 렉틴 어레이 기판 및 전문 스캐너는 상용화
AIST의 렉틴 어레이 생산 기술, 프로토콜 및 유용한 렉틴에 관한 바카라 추천 특이성에 대한 기술과 정보를 전송함으로써 바카라 추천 사슬에 대한 심각한 연구를위한 다양한 의료 기술에 대한 응용 연구가 가속화 될 것으로 예상됩니다 생물 정보와 협력하는 것도 필수적입니다 결과적으로, 많은 글리 칸 관련 바이오 마커가 발견 될 것이며, 암을 포함한 다양한 병리학 적 조건에 대한 진단 방법이 개발 될 것이다

2) 바카라 추천 사슬 식별 기계가되기위한 목표 (시퀀서)
바카라 추천 사슬은 여러 바인딩 모드와 분기를 가지기 때문에 원칙적으로 "DNA 시퀀서"와 동일 할 수는 없습니다 그러나, 수지상 글리 칸 구조의 전반적인 그림을 결정할 수있는 시스템은 글리 칸 프로파일 링 기술의 확장으로서 가능하다 예를 들어, 탠덤 질량 분석법이 다양한 렉틴을 사용하여 글리 칸 프로파일 링을 첨가하는 데 사용되는 경우, 수지상 바카라 추천 사슬 구조를 비교적 쉽게 좁힐 수 있습니다

3) 병리학 적 분석과 같은 마커 검색의 사전 역할
렉틴 어레이는 미래에 가속화 될 가능성이있는 바카라 추천 체인을 분석하고 바이오 마커를 찾는 데 효과적입니다 누구나 쉽게 사용할 수있는 경우에만 임상 분석을위한 바카라 추천 사슬에 대한 본격적인 연구를 시작합니다

◆ 글리코 실화

포도당, 만노스 및 갈락토스와 같은 단당류가 분지되어 사슬에 연결되는 분자 전분 및 글리코겐은 동일한 유형의 단당류 (포도당)에 연결된 에너지 저장 물질이지만, 단백질 및 지질, 생물학적 물질에 결합 된 당 사슬은 복잡한 글리 칸이라고합니다 글리 칸의 구조는 일반적으로 복잡하기 때문에, 그들의 기능에 대한 많은 알려지지 않은 측면이 있지만, 개별 세포의 차이와 세포 간의 의사 소통과 같은 "식별자"로 작용할 수 있으며 정보 중합체입니다 많은 혈액 유형과 종양 마커는 바카라 추천 사슬에서 다릅니다 이것은 또한 바카라 추천 사슬이 세포를 식별하는 정보 분자로서 작용하는 한쪽 끝을 보여준다[참조로 돌아 가기]

◆ Evanescent Wave 여기 형광 검출 방법

빛이 발생할 때, 전체 반사와 같은 조건 하에서 슬라이드 유리의 가장자리 (측면)가 발생할 때, 유리 (고체) 및 물 (액체)과 같은 다른 굴절률을 갖는 두 단계, 매우 짧은 빛 (근거리 조명이라고 함)은 인터페이스에서 수백 nm 근처에서만 흘러 나옵니다 따라서, 형광 물질의 여기 광이 가장자리 표면으로부터 발생할 때, 근거리에 존재하는 형광 물질 만 여기에 흥분되고 형광이 관찰 될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ Lectin

글리 칸을 구체적으로 인식하는 단백질에 대한 일반적인 용어 여러 가지 형태와 특성이 있으며, 많은 렉틴 단백질 패밀리가 발견되었습니다 그것은 때때로 적혈구와 같은 세포를 강하게 응집하기 때문에 Agglutinin이라고도합니다 인플루엔자 바이러스가 동물 세포를 감염시킬 때 바이러스가 보유한 렉틴 (헤마 글루 티닌) 동물 세포 표면에서 글리 칸을 인식합니다 렉틴 도메인을 함유하는 수백 개의 렉틴 및 단백질이 인체에 존재하며, 단백질 수송, 형태 형성 및 암과의 연관성이 조사 된 것으로 추정된다[참조로 돌아 가기]

◆ 글리코 실화 어레이

크기가 몇 cm 인 기판과 배열에 배열 된 바카라 추천 사슬의 명확한 구조 기질은 유리, 플라스틱, 금속, 니트로 셀룰로스를 포함하며, 바카라 추천 사슬을 혼합하여 고정화하는 방법에 다양한 다른 독창성이 적용되었습니다 기존의 알려진 렉틴 외에도, 개발 경쟁은 다양한 국가에서 강화되고 있으며, 인간 게놈에 존재하는 바카라 추천 결합 단백질을 검색하고 특이성을 명확하게하기 위해 예상되는 방법을 사용합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 전선 친화력 크로마토 그래피 (FAC)

정량적 친화력 크로마토 그래피의 유형 1976 년 Hokkaido University의 Kasai Konichi 박사 (당시)에 의해 발견되었으며 효소 억제제와 생체 분자 사이의 상호 작용 분석에 널리 적용되었습니다 최근 몇 년 동안 몇몇 연구자들은 고속과 높은 감도를 달성했으며 글리 칸 분야에서뿐만 아니라 널리 사용되었습니다 약한 상호 작용의 분석에 유리하기 때문에, 렉틴-글리 칸 상호 작용의 신속한 분석에 특히 적합합니다 Nedo의 "글리코 실화 엔지니어링 프로젝트"는 피리 딜 아미드 표준 바카라 추천 사슬을 사용하여 포괄적 인 상호 작용 분석을 개발했으며 당 특이성에 대한 정확한 정보가 축적되고 있습니다[참조로 돌아 가기]