研究評価委員会第１回「糖鎖合成関連遺伝子ライブラリーの構築」（事後評価）分科会議事録日時：平成１７年１月１９日（水）１１：００∼１７：３０場所：国際ファッションセンタービルＫＦＣＨall ２nd 出席者（敬称略、順不同）＜分科会委員＞分科会長：大石道夫財団法人かずさＤＮＡ研究所分科会長代理：川嵜敏祐京都大学委員：磯貝隆夫株式会社リバース・プロテオミクス研究所遠藤玉夫財団法人東京都高齢者研究・福祉振興財団斎藤成也大学共同利用機関法人大学院薬学研究科糖蛋白質研究グループ集団遺伝研究部門佐藤光男八尾徹所長生体分子認識学分野教授取締役研究所長東京都老人総合研究所副参事研究員情報・システム研究機構国立遺伝学研究所教授協和発酵工業株式会社東京研究所医薬研究部門細胞工学グループ主任研究員独立行政法人理化学研究所ゲノム科学総合研究センターコンサルタント＜推進者＞経済産業省：舟崎橋本ＮＥＤＯ：古川剛史経済産業省生物化学産業課係長花那子経済産業省生物化学産業課係員善規独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ技術開発機構）バイオテクノロジー・医療技術開発部主査平井良彦ＮＥＤＯ技術開発機構バイオテクノロジー・医療技術開発部主査中村武史ＮＥＤＯ技術開発機構バイオテクノロジー・医療技術開発部主査：成松久谷口直之大阪大学医学系研究科教授稲森啓一郎大阪大学医学系研究科研究員古川鋼一名古屋大学木全弘治愛知医科大学西原祥子創価大学工学部教授神山伸創価大学工学部研究員地神芳文独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センター山村研一熊本大学発生医学研究センター教授西川義尚東海大学工学部菊池紀広三井情報開発株式会社望月秀雄生化学工業株式会社竹内英之東京大学＜実施者＞ＰＬ久保田権智巳娟大独立行政法人産業技術総合研究所医学系研究科糖鎖工学研究センター副センター長教授分子医科学研究所教授センター長教授バイオサイエンス本部中央研究所薬学系研究科研究員助手独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センターバイオテクノロジー開発技術研究組合丸山浩生化学工業株式会社比留間徹富士レビオ研究員研究員中央研究所研究企画部先端研究部門研究員課長補研究員中村充独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センターチーム長後藤雅式独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センター研究員 1 栂谷内晶独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センター研究員佐藤隆独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センター研究員鹿内俊秀独立行政法人産業技術総合研究所糖鎖工学研究センター研究員三好泰克バイオテクノロジー開発技術研究組合専務理事宗内誠人バイオテクノロジー開発技術研究組合常務理事松尾次雄バイオテクノロジー開発技術研究組合顧問槇野正バイオテクノロジー開発技術研究組合技術部部長内田文雄バイオテクノロジー開発技術研究組合技術部担当部長技術部研究員鎌戸登志子バイオテクノロジー開発技術研究組合＜企画担当＞能勢泰祐ＮＥＤＯ技術開発機構企画調整部課長代理＜事務局＞高松秀章ＮＥＤＯ技術開発機構研究評価部主幹上仲秀哉ＮＥＤＯ技術開発機構研究評価部主査荒井真次ＮＥＤＯ技術開発機構研究評価部主査他５名一般傍聴者２名議事次第１．開会、分科会の設置、資料の確認２．分科会の公開について３．評価実施方法について４．評価報告書の構成について５．プロジェクトの全体概要について６．プロジェクトの詳細について 6.1 糖鎖合成関連遺伝子の網羅的クローニング【2-1-1】バイオインフォマティクス法【2-1-2】遺伝子トラップ 6.2 糖鎖合成関連遺伝子の機能解析【2-2-3】１,４結合糖転移酵素ファミリー【2-2-4】β１,３結合糖転移酵素ファミリー【2-2-5】β１,６Ｎ-アセチルグルコサミン転移酵素ファミリー【2-2-1】Polypeptide Ｎ-acetylgalactosaminyltransferase 転移酵素ファミリーポリペプチド N-アセチルガラクトサミン転移酵素（pp-ＧalＮＡc-Ｔ）ファミリーによるムチンのグリコシレーション【2-2-2】コンドロイチン硫酸合成酵素ファミリー【2-2-6】新規硫酸基転移酵素遺伝子【2-2-11】ＧＤＰ-Ｍan 依存性マンノース転移酵素遺伝子【2-2-7】Ｎ-結合型糖鎖合成に必要な酵母の遺伝子と相同性のあるヒトの候補遺伝子【2-2-8】糖ヌクレオチド輸送体【2-2-9】Ｎ-Ｇlycan 合成に係る酵素の遺伝子クローニング【2-2-10】新規シアル酸転移酵素遺伝子【2-2-12】糖転移酵素の結晶化とＸ線結晶構造解析 6.3 糖鎖合成関連遺伝子のデータベースの作成およびデータベースの構築 6.4 実用化の見通しについて７．全体についての質疑応答８．今後の予定、その他９．閉会 2 議題１．開会、分科会の設置、資料の確認事務局（ＮＥＤＯ技術開発機構研究評価部荒井主査）より資料 1-1, 1-2 に基づき、本分科会設置についての説明があり、予めＮＥＤＯ技術開発機構理事長より指名された大石分科会長が紹介された。大石分科会長の挨拶の後、分科会委員、プロジェクトの推進・実施部門、評価事務局の出席者が紹介された。ＮＥＤＯ技術開発機構研究評価部高松主幹より評価分科会の趣旨が説明された。事務局から配布資料の確認が行われた。議題２．分科会の公開について事務局より、資料 2-2 に基づき、研究評価委員会関係の公開について説明が行われた。本分科会については、資料 2-1 の提案通り、議題５まで公開で行い、議題６以降を知的財産権の保護等の観点から非公開で行うことが了承された。議題３．評価実施方法について議題４．評価報告書の構成について事務局より、資料 3-1∼資料 4 に基づき、評価の実施方法と評価報告書の構成に係わる提案について説明が行われた。事務局からの提案内容を基本に本評価を進めることが了承された。５．プロジェクトの全体概要について推進・実施者より、資料 5-2 に基づき、プロジェクトの概要について説明が行われ、引き続き質疑が行われた。【大石分科会長】どうもありがとうございました。今まで古川主査と、成松糖鎖センターの副センター長から、このプロジェクトの概略、政策的な面、行政的な面、知財の問題、それから今は、大体技術的なものも含めまして、総括的なご説明がございました。これから、委員の方からご質問をこれからお受けするわけでございますけれども、特に細かい技術的なことにつきましては、午後のセッションでございますので、今のご説明に対しての、一般的ということでもないのですけれども、そういうご質問がございましたら、どうぞ。いかがでしょうか。【遠藤委員】大変わかりやすい説明をありがとうございました。古川さんにご質問なのですけれど、世界的な競争が大変だということで、アメリカについては予算的な数字を出されたのですが、この円グラフを見ると、ヨーロッパでも研究が実施されているようです。ヨーロッパでの糖鎖プロジェクトに関する予算とかは、どのくらいヨーロッパ全体でやられているのでしょうか。数字があったら教えていただきたいと思います。【古川（推進者）】ヨーロッパのほうは統計をとるのがなかなか難しくて、政府として出している、例えばフレームワークプロジェクトみたいなところで、糖鎖ということをキーワードに何かお金を出しているというのはないのですね。あとマックス・プランク研究所が独自の資金を持ってやっていたり、トラスト財団が、糖鎖という名前ではなくてやっていたりとか、集計の仕方がなかなか難しくて、数字として出すことはできなかったのですけれども、ヨーロッパのほうも従来から糖鎖の研究というのは強いところでございます。基本的に、そこにも負けないようにと考えております。ただ、数字として、政府予算としてどれだけつぎ込んでいるかというのは、ちょっと出せる状況にはありませんでした。【八尾委員】まず、全体的な感想としては、集中研究をとられたことは非常に良かったのではないかと思います。私も別のプロジェクトで、集中研究と分散研究の差をいろいろ感じているのですが、集中研究が良かった例をいくつか知っています。後ででもいいのですけれど、どういう効果があったかというようなことを、参考のために聞かせていただきたいと思います。もう一つは、情勢変化に対応した手を打っておられるというご報告がありましたが、このことも非常に大事ですね。こういうプロジェクトがある計画の下で始まっても、やは 3 りその後いろいろな進歩がありますから、変化への対応というのは重要なことで、そういうことをされたというのは非常に良かったのではないかと思います。それからもう一つは、バイオインフォマティクスの活用です。これは非常に見事に、最初の段階であれだけのことをされたというのは、本当に私は感心しました。というのは、当時日本はバイオインフォマティクスの力が弱いと言われていたわけですが、バイオインフォマティクスをこの糖鎖の研究−日本の強い研究にうまくアプライされたのは、非常に良かったと思うのです。バイオインフォマティクス全面戦争で、あれにもこれにも使うというよりは、むしろ重点的に大事なことに使うということが大切です。そういう意味で非常に上手な使い方だったと私は感じました。午後のところで結構ですが、具体的な新しい方法論の開発など良い事例がありましたら、ご説明ください。【大石分科会長】今のことは、どちらかというと質問というよりもコメントだと思います。よくわかりました。ほかにいかがでしょうか。【斎藤委員】未知遺伝子を２００個ぐらいではないかと最初予測されているのですが、その根拠をちょっとお聞きしたいのですけれども。それと関連しまして、立体構造との関係ですね。同じフォールドであれば、当然、進化的に共有されていますから、例えば糖転移酵素で幾つか、Ａ、Ｂ、Ｏとかいろいろわかっておりますから、そういう立体構造との関係は、どのぐらい考えられたのか。【成松ＰＬ（実施者）】立体構造の話は、おそらく午後の各論で、三井情報の菊池さんのほうから、彼が１つ、ある発見をしていまして、糖転移酵素は、実はフォールドで言うと４つに分けることができます。シェーマとして、Ｎ末に膜タンパクでというのが一番メジャーなファミリーですが、あれ以外にあと３つファミリーがありまして、それは斎藤先生がおっしゃるように、進化論的にルーツをシェアしているものが４つあるということが、このプロジェクトの過程でわかりました。それは、おそらく午後の各論でお話が出るかと思います。３００の根拠は、かなりあいまいな数字ですが、当時、２００１年に進んでいたゲノムプロジェクトのパーセンテージが、まだ完璧にはゲノムシークエンスは終わっていなかったのですが、８割方ぐらい進んでいた時点で、試験的に、マニュアル的に、糖鎖遺伝子がどれぐらいありそうだというのを探し出しますと、バイオインフォマティクスみたいな非常に厳密な方法でやったのではなくて、ただマニュアルでやったときの確率から見て、当時、１１０個の既知があってということで、あと１５０か２００ぐらいはありそうだという、極めてあいまいな推測ですが、大体遠からずとも当たっているかなと。今のところの原則で、ちょうどそれは、全ゲノム遺伝子の１％ぐらいかなというのが、答かなと思います。【大石分科会長】わかりました。ちょっと私のほうからですけれども、基本的には既知の遺伝子の配列から、in silico あるいはインフォマティクス化で推測されていますね。もし可能性として、実際にほかの糖の転移酵素の遺伝子が、既知にない場合という可能性はないんですか。【成松ＰＬ（実施者）】実は、ホモロジー検索だけではなくて、さっき述べましたフォールドも考えて、それからあとはヒドン・マルコフ法というのを駆使して、最初に１０５個と言いましたが、それ以外にもそれらしき配列がまだ結構手元にあります。それも、糖転移酵素としての可能性が残されている候補遺伝子が、まだ手元に結構あるのです。【大石分科会長】なるほど、わかりました。それからもう一つ、その場合、実際に糖の転移、転化を見ていらっしゃいますね、そういうプレディクトした遺伝子のタンパクをつくって。その場合の成功率というのですか、実際に、最後に数字として何％ぐらいが糖の転移が見られなかったか、それはどれぐらいですか。【成松ＰＬ（実施者）】候補遺伝子の中でうまくいったのが、今のところ３割から３割５分ぐらい、そんなものです。 4 【大石分科会長】そうすると７割は、実際にはインフォマティクスその他の情報から、糖転移遺伝子と間違いないけれども、実際にさっきのエクスプレッションした系で見た場合、それからいろんな基質を使っていらっしゃいましたね。それでも糖の転移が見当たらなかったのが７割ぐらいということですか。【成松ＰＬ（実施者）】その７割の中にも結構バラエティーがありまして、一番簡単なのは、精製した１つのタンパクで、in vitro で活性が見えるものが、３割。残された７割の中にはどういうものが残っているかといいますと、上清に分泌させて精製したら、どう一生懸命がんばってもなかなか活性が検出できない。だけれども、細胞の中でゴルジ体で発現させると、細胞の糖鎖は変化する。だから、糖鎖合成に関与していることは間違いないけれども、それが酵素そのものかどうかの確証はまだつかめないというのが、結構残っている。【大石分科会長】なるほど、わかりました。そういうアッセイ系で、実際に既にタンパク質に糖鎖がついていた場合、それがある程度サチュレートしているというか、そういう可能性はないのですか。実際には、もうついてしまったために、あとエクスプレッションさせてもそれ以上つかないから、アッセイ系に引っかからないということはないのですか。【成松ＰＬ（実施者）】それは、糖鎖を削り込んでから実験をやりますので、見落としている可能性もあるのですが、その辺の問題は注意しながら実験をやっています。【大石分科会長】わかりました。もう一つ、いいですか。最後に、シュード遺伝子が１０幾つかあると言いましたが、あれはシークエンスから見て結論されたということですね。【成松ＰＬ（実施者）】それもありますし、ストップコドンが来れば明らかにシュードなのですが、ＯＲＦがつながっていても、ホモロジーから活性は、明らかに１００％予想できるのですけれど、活性がないというのがあります。【大石分科会長】わかりました。【川嵜分科会長代理】古川さんに教えていただきたいのですが、先ほどＮＥＤＯのプロジェクトの全体的な位置づけ、ＮＥＤＯの中での、この糖鎖関連プロジェクトの位置づけ、あるいは国際的な面での位置づけというお話があったのですが、一方、日本国内での糖鎖研究、歴史は長いのですけれども、その中でどういうふうにこのプロジェクトを位置づけられて、スタートされているのかということもご説明いただけたらと思います。【古川（推進者）】基本的に、糖鎖の研究というのは、ＮＥＤＯだけが進めてきたものではなくて、その前に、文部科学省が連綿と続けてきた研究があって、そこで投資された予算というもので、先ほどお示ししましたような特許上の強さであるとか、研究の強さというのが構築されたと考えております。我々の目的というのは、文部科学省とか大学の先生たちがつくり上げてきた学術的な知見をいかに産業につなげていくかということであり、このプロジェクトの目的でもございますので、そういう意味でも、大学の先生のお力をかりなければ、キャンディデートとして見つけてきた遺伝子の機能を解明するというところを、これほどのスピードではできなかったというふうに考えております。したがいまして、経済産業省だけで、もしくはＮＥＤＯのプロジェクトだけで、この成果が生まれたとは考えておりません。今までに蓄積された知的なストックをいかに集約させて、それを形あるものにし、次につなげるために何を構築したらいいのかというところに答えることが、このプロジェクトの位置づけでありまして、別に経済産業省だけの成果ではないと考えております。したがいまして、このプロジェクトで構築されたライブラリー、それから情報については、まずは日本の研究者の皆様に等しく使っていただいて、糖鎖の研究を進めるというバックグラウンドを太くしていきたいというのが、我々のプロジェクトの目的でございます。【佐藤委員】目的のライブラリーということを考えたときに、その質、多様性というようなことを考えたときに、検索のされ方とかに非常に工夫をされて、約３００あるうちの２３０幾つという形ですから、結果として非常にうまく動いているという印象を受けるのですけれども、スクリーニングのソース自身がヒトという限定になっていると、例えば単なる産業の応用 5 性を考えたときには、微生物というところまで含めて考えたときに、どうですか。例えば、いろんな糖鎖を何かつくってみたいというソースとして考えたときに、この数というのは、全体的にどのくらいを押さえることが結果としてできたのかというような評価という意味合いでは、どうでしょうか。【古川（推進者）】まず、なぜヒトに限ったのかということですけれども、プログラムの目的がヒトの健康維持増進というところにつながっているのですね。確かにヒトの健康維持増進につなげるときに、薬剤に関しても別にヒト由来のものでない、微生物由来のものが非常にたくさんあるのは存じております。３年間という時間的な制約の中でやるためには、ターゲットを絞らないといけない。ここでつくられた手法自身が、微生物のほうに転用できないかというと、そういうわけではないのですね。ですから、我々は、まずターゲットとしてはヒトとしました。ヒトのところが、例えばインフォマティクスをやるときに、まずゲノムの情報を使いますから、ゲノムの情報がどこまで利用できたかというのは、プロジェクトのスタート時点で考えると、やはりヒトでの研究が一番進んでいたわけです。アメリカのＤＯＥでは、ＴＩＧＲの技術を使って５０個ぐらいの微生物のゲノムを解析するというプロジェクトをその当時やっておりましたけれども、それがどの程度医療産業として有用性が高いのか。どちらかというと例えば核で汚染された土壌の浄化に能力を持った菌などが選定されており、その菌がもつ機能がどういうふうにヒトの健康維持増進につながってくるのかというのはわからないので、そういう意味からも、まずはソースとして、そのとき最も確度高く利用できるのはヒューマンのゲノム情報ですから、そこに焦点を絞って、ゼネラルな手法を構築して、そこでまず一定のものをとってしまう。その手法ができれば、それは微生物のほうに展開することができるのではないかというふうに、政策のサイドでは考えております。【磯貝委員】今回は、糖転移酵素が中心ですけれど、ヒトの糖鎖全体を考えたときに、これでカバーできているのは、どのぐらいでしょうか。糖をつくるという面では、基本的には、例えばヒト型の細胞以外でもつくれたらということもあるとは思うのですけれど、人工的にそれをやっていくために、カバーしておかないといけないのが、どのぐらい残っているか。【成松ＰＬ（実施者）】ヒトが持つ主要な糖鎖構造は、ほとんどカバーしていると思います。まだ残された、ほんのちょっと変わったような構造のものは、この中に入っていない可能性があるという感じです。【大石分科会長】そろそろ時間ですけれども、一つ教えていただきたいのですが、ヒトの遺伝子とタンパクの間のディスクレパンシーの問題で、タンパクの種類はおそらく最低１０万ぐらい、人によっては１００万ぐらいあるだろうと言われているのですけれど、いろんな理由が考えられて、タンパクのプロセッシングが問題、スプライシングバリアントの問題、あとは今言った、糖鎖も含めたモディフィケーションの問題ですね。リン酸化とかいろんなことがあるのですけれども、その場合、糖鎖によってバリエーションというのは、大体のラフな数としてどれぐらいあると思いますか。きょうのお話を聞きますと、基本的にはみんな、糖を転移する酵素のほうの話であって、ターゲットのタンパクがどういうパターンで、どれぐらいあるかとか、そういうことについては、まだ情報としては、少なくともきょうの、さっきの説明では、それほどはっきりしていなかった。おそらくそれは、これからの課題だと思うのですけれども、大体どんな感じですか。【成松ＰＬ（実施者）】今のご質問が、私はまさしく多細胞生物が複雑になったゆえんだと思っているのですが、要するに、例えば特定のタンパクが１００万分子あったとして、その１００万分子の特定のタンパクが、全部同じ糖鎖構造を持っているわけではないですね、全部違うわけですね。それから、たった１個の、１分子のタンパク質をとってきて、それに２カ所、糖がついているとして、その２カ所の構造もまた違うわけです。それを決めているメカニズムをどう解析するかというのは、これからまさしく将来の、私は研究課題だとは思っているのです。 6 大石先生のご質問のお答えは、分子種というのをどこまで細かく分けるかということにかかわっていると思うのです。例えば、糖鎖の構造なんかはどうでもいいよ、タンパク部分が同じなら同一分子だと言ってしまう人もいれば、そうではなくて、タンパク部分は同じでも、そこの上に乗っている糖鎖構造が少しずつ違えば、全部違う分子だという分け方をすれば、極めて途方もない数になるはずです。【大石分科会長】それから、きょうのお話では、当然、これから知的財産の問題とか、いろいろ機能を調べるときに、マウスのほうの、カウンターパートの情報の蓄積その他は必須になると思うのですけれども、それについて何か準備されていますか。いろんなノックアウトの実験は世界中でやられて、いろんな結果が出ていると思うので、それとは別に。【成松ＰＬ（実施者）】遺伝子レベルは、もう糖鎖遺伝子データベースに全部マウス糖鎖遺伝子を含んで、入れてあります。【大石分科会長】それは、あくまでヒトのシークエンスホモロジーのタイプで入れている、それだけですね。それは、だれでもというわけではないですけれど、見ればすぐわかる話なのですが、それ以外の情報ですね、それは全然ないですか。【成松ＰＬ（実施者）】【大石分科会長】そういうことです。機能とか。【成松ＰＬ（実施者）】【大石分科会長】それ以外の情報は、酵素に関してですか。マウスとヒトで大きく変わるものというのは、そんなにはないです。一応、基本的には同じと考えていいわけですね。【成松ＰＬ（実施者）】はい。ドロソフィラとか、ああいうかなり下等までいけばがらりと変わりますけれど、ネズミとヒトはさほど変わらないです。基本的に同じと考えていいかと思います。【大石分科会長】ほかにいかがでしょうか。【斎藤委員】今のマウスに関してですけれども、例えばα１,３Ｇal は、ヒトではシュードジーンになっていますね。マウスではファンクショナルですが、そういう違いはチェックされましたか。【成松ＰＬ（実施者）】【斎藤委員】違いはあります。もちろんヒトに中心ですから、ヒトでシュードジーンになったら無視されているわけだと思うのですが、哺乳類で考えれば、結構シュードジーンがヒトゲノムの中に多いのではないかと思うのですが、その割合は。【成松ＰＬ（実施者）】進化論的には、どの遺伝子がシュードになるかというのは一番おもしろいのですけれども、マウスとヒューマンで別々の遺伝子がシュードになっている割合というのは、２００幾つのうちどれぐらいでしょうか。今、正確に数えていないですけれど、それこそ１０個とか。【大石分科会長】きょうの午後の話で出てくると思うのですけれど、機能の問題として、実際にヒトの遺伝病とか、それに関係しているものとか、そういうことについて。それに関係したようなことは、これには直接なかったような気がするのですけれども。【成松ＰＬ（実施者）】【大石分科会長】そこまでは、お話しできかねます。午後に説明していただいて。ほかにございますか。技術的な細かい質問については、午後のいろんな機会があると思います。これで議題５を終わらせていただきたいと思います。先ほど申しましたように、技術的な細かいことについては、皆さん、たくさんおありと思いますので、午後に質問していただくと。午後は、これから昼食を挟みまして、１時１０分からというようになっております。それから先ほど申しましたように、午後の部は、知的財産権の保護の観点から非公開ということになっておりますので、よろしくお願いいたします。どうも皆さん、ご苦労さまでした。（休憩 7 ）（以下非公開）議題６．プロジェクトの詳細について議題７．全体についての質疑応答議題８．今後の予定、その他議題９．閉会配付資料資料 1-1 研究評価委員会分科会の設置について資料 1-2 ＮＥＤＯ技術委員・技術委員会等規程（研究評価委員会関係部分抜粋版）資料 2-1 研究評価委員会分科会の公開について（案）資料 2-2 研究評価委員会関係の公開について資料 3-1 評価の実施方法と評価報告書の構成について（評価概要説明資料）資料 3-2 ＮＥＤＯにおける研究評価について資料 3-3 技術評価実施規程資料 3-4 評価項目・評価基準（案）、（参考）標準的評価項目・評価基準資料 3-5 評点法の実施について（案）資料 3-6 評価コメントおよび評点票の作成について（案）資料 3-7 評価の分担について（案）資料 4 評価報告書の構成について（案）資料 5-1 【公開】事業原簿資料 5-2 【公開】プロジェクトの全体概要説明資料資料 6-1 【非公開】事業原簿資料 6-2 【非公開】プロジェクトの詳細説明資料資料 7 質問票について資料 8 今後の予定 ――了―― 8