機能性糖鎖生物学コンソーシアム(CFG)は、2001年に米国国立一般医学研究所(NIGMS)からの助成金を受けて設立された大規模な研究イニシアチブであり、「タンパク質と糖質の相互作用が細胞間コミュニケーションを媒介するパラダイムを定義する」ことを目的としています。[ 1 ]この目標を達成するために、CFGは以下の機能を研究しています。
CFGは、8つの主要施設と500名以上の参加研究者から構成され、協力してリソースとサービスを開発し、科学コミュニティに無料で提供しています。これらのリソースから生成されたデータは、CFGとNature Publishing Groupの提携によって維持されているウェブサイトであるFunctional Glycomics Gatewayを通じてアクセスできるデータベースに蓄積されます。
組織
CFGは、参加研究者、コア施設、運営委員会という3つの主要な構成要素から成り立っています。
参加研究者
CFGの全体目標に向けた進展は、世界中の500名を超える参加研究者(PI)の研究によって推進されており、彼らの研究室はCFGの科学コアによって生み出されたリソース、サービス、およびデータを利用している。
主任研究者(PI)は本プログラムの最大の構成要素であり、毎年新たなメンバーを迎えて成長を続けています。各PIは、CFGの枠組み内で、CFG以外の資金によって支援される研究プログラムも実施しています。研究者は会員資格を申請し、CFGの枠組み内で資金提供を受けた助成金を受けている必要がありますが、リソースを利用するためにCFGへの加入は必須ではありません。また、複数のPIは、主に科学コアの目標に結びつき、それを可能にするCFG資金によるブリッジング助成金を受けており、これはすべてのPIにとって有益です。
主任研究者(PI)は、サブグループリーダーが率いる10のサブグループに組織されています。
- 微生物による宿主グリカンの認識
- グリカンに対する免疫認識
- 免疫細胞間のコミュニケーションにおけるグリカン
- 発生と生理におけるグリカン
- がん生物学におけるグリカン
- タンパク質の立体構造と機能におけるグリカン
- 分析糖鎖学
- 化学合成とグリカンマイクロアレイ
- 3次元構造糖鎖生物学
- バイオインフォマティクス
これらのサブグループは年間少なくとも3回のワークショップを開催し、そこで複数のワーキンググループを組織して、CFGの資金を活用してGBP生物学の解明に取り組んでいます。GBP機能を定義するパラダイムの解明に向けたPIの貢献は、CFGのデータベース、研究論文、総説記事に記録されています。
コア
CFGの資金の大部分は、研究者が研究に活用する斬新なリソース、新技術、情報プラットフォームを生み出す役割を担う科学研究拠点に投資されています。CFGの8つの研究拠点については、以下に説明します。
- スクリップス研究所に所在する管理コア(A)は、CFG運営委員会、各コア、および参加研究者を支援し、会議やワークショップの企画、四半期ごとのニュースレターの発行、リソース要求の対応、CFG関連の出版物の追跡、NIGMSへの進捗報告書の作成などを行っています。コアAはまた、コアBと緊密に連携し、機能糖鎖解析ゲートウェイサイトのコンテンツの更新と新規開発を行っています。
- マサチューセッツ工科大学にあるバイオインフォマティクス・コア(B)は、CFG関連のデータと情報をすべて取得、保存、配布する責任を負っています。この目的のために、コアBはネイチャー・パブリッシング・グループと協力してCFGの機能的糖鎖情報ゲートウェイサイトを開発しています。ここで、コアBは、CFGの科学コアと参加研究者によって生成された多様なデータセット、および他の公開データベースからのデータセットを統合するために、複雑なリレーショナルデータベースを構築しました。これらのデータベースの使いやすさを向上させるために、コアBは科学コアと協力して、データマイニングと予測のためのバイオインフォマティクスツールを開発しています[ 2 ] [ 3 ] 。
- インペリアル・カレッジ・ロンドンにある分析糖鎖技術コア(C)は、哺乳類細胞由来のタンパク質N結合型およびO結合型糖鎖の質量分析プロファイリングを提供しており、ヒトまたはマウスの免疫細胞の純粋な集団を最優先としている。[ 4 ] [ 5 ]
- スクリップス研究所にあるグリカンアレイ合成コア(D)は、研究者に配布するために、炭水化物化合物(単糖類、二糖類など)、グリカン結合タンパク質、および抗グリカン抗体を製造および収集しています。これらの試薬の多くは、参加研究者から惜しみなく提供されました。コアDはまた、CFGグリカンアレイ用のグリカンを合成し、プリントします(下記のコアHを参照)[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。
- スクリップス研究所にある遺伝子マイクロアレイコア(E)は、研究者から提供されたRNAサンプルを、アフィメトリクス技術を用いて開発されたカスタム設計のグリコジーンチップアレイ上でスクリーニングします。このチップには、グリコシルトランスフェラーゼ、グリカン結合タンパク質、グリカン分解タンパク質、細胞間タンパク質輸送タンパク質、糖輸送体、接着分子、インターロイキン、ムチン、成長因子、サイトカイン、ケモカインなど、約2000個のヒトおよびマウス遺伝子の発現をモニタリングするように設計されたプローブセットが含まれています。[ 9 ]
- かつてスクリップス研究所に所在していたマウス遺伝子導入コア(F)は、現在閉鎖されています。2001年から2009年にかけて、コアFは糖鎖結合タンパク質またはグリコシルトランスフェラーゼを欠損する全ノックアウトおよび条件付きノックアウトマウス系統を26系統作製しました。コアFの全系統は現在、カリフォルニア大学デービス校の変異マウス地域リソースセンター(MMRRC)またはジャクソン研究所(Jax)に保管されています。CFGは、コミュニティへの貢献として、研究者が糖鎖遺伝子ノックアウトマウス系統の潜在的な供給源を見つけるのに役立つサイトを、機能的糖鎖学ゲートウェイに引き続き維持しています。
- サンフォード・バーナム医学研究所に所在するマウス表現型コア(G)は、参加研究者である「メンター」と協力し、コアFで作出されたマウス系統の組織学、血液学、代謝、免疫機能、および行動を評価し、1つ以上の糖鎖遺伝子を欠損させた場合の表現型結果を記述します。マウス小委員会の裁量により、コアGは研究者から提供されたマウス系統を評価することもあります。
- エモリー大学にあるタンパク質-グリカン相互作用コア(H)は、哺乳類グリカンアレイ上で、研究者が作成したレクチン、抗体、抗血清、微生物、またはヒト、動物、微生物由来のグリカン結合タンパク質の疑いのあるものを分析して、糖鎖特異性を決定し、特定のリガンドを同定します。コアDによって開発および印刷されたアレイの現在のバージョン(v4.1)には、465種類のグリカンが含まれています。[ 10 ] [ 11 ]
運営委員会
CFGは、スクリップス研究所の教授であり、CFGの接着剤研究助成金の主任研究員でもあるジェームズ・C・ポールソン博士が議長を務める運営委員会によって運営されています。委員会の残りのメンバーは、11名の糖鎖生物学専門家と1名のNIGMS(米国国立一般医学研究所)の科学担当官で構成されています。
5つの小委員会がコア施設を監督し、リソースの優先順位と技術開発に関して運営委員会に勧告を行います。これらの小委員会は、バイオインフォマティクス小委員会、グリカンアレイ/糖質ライブラリー小委員会、グリカン分析小委員会、マウス小委員会、および命名法小委員会です。
リソース
上記で説明したCFGのリソースとサービスは、細胞間コミュニケーションを媒介する糖鎖結合タンパク質とそのリガンドの相互作用を制御する複雑な生物学を研究する研究者が無料で利用できます。
リソースの利用を希望する場合は、機能的糖鎖解析ゲートウェイ(CFG)のウェブサイトにあるフォームから申請してください。申請が受理されると、担当コアディレクターが内容を確認し、必要に応じて研究者に連絡します。コアディレクターが申請内容を最終決定し、コアが対応可能かどうかを判断した後、CFG運営委員会が最終承認のために申請内容を審査します。
CFGへの加盟はリソースを受け取るための必須条件ではありませんが、リソース申請手続きを完了するには、研究者の所属機関がCFGのデータ共有協定を承認する必要があります。
データベース
CFG科学コアがPIから提出されたサンプルを用いて取得したデータ、および研究者がCFGリソースを使用して自身の研究室で取得したデータは、研究者および科学コミュニティへの普及のためにCFGデータベースにアップロードされます。GBP、グリカン構造、およびグリコシルトランスフェラーゼの専門データベースは、データの統合と全体目標に対する進捗状況の評価に役立つように設計されています。[ 12 ]
CFG関連情報をすべて検索する最も簡単な方法は、機能糖鎖解析ゲートウェイの上部にある検索ボックスにキーワード(例:「ガレクチン-1」、「シアル酸」など)またはIUPAC糖鎖命名法を入力することです。
資金調達
2001年、CFGはNIGMSから5年間で3400万ドルの接着剤助成金を授与されました。[ 13 ] 2006年、CFG接着剤助成金はさらに5年間、4070万ドル追加で更新されました。[ 14 ]接着剤助成金の資金提供は2011年8月31日に終了しました。CFGは、接着剤助成金の資金提供期間後もCFGの多くの側面を継続するための代替資金を求めています。
参考文献
- ↑ NIGMS プレスリリース:「NIGMS が細胞間コミュニケーションの研究に「グルー助成金」を授与 - 国立一般医学研究所」。2010年 5 月 27 日にオリジナルからアーカイブ済み。2010年 3 月 5 日に取得。
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