ポイント
- ブレビバチルス発現系と表面プラズモン共鳴法によるハイスループット相互作用解析装置を融合した、ハイスループットな抗原―抗体間相互作用解析系「ＢｒｅｖｉＡ（ブレビア）」を開発しました。この手法を用いて、ヒトＰＤ－１たんぱく質に結合する抗体をもとに、マウスＰＤ－１たんぱく質にも強く結合できるような抗体をデータ駆動的に設計しました。
- 抗体遺伝子クローニング、抗体発現、相互作用解析を多サンプル並列処理することで、解析に必要な時間・労力の大幅な削減を達成しました。
- 本解析系を用いて得られる抗体アミノ酸配列と相互作用パラメータのデータセットは、機械学習を用いた抗体設計への応用が期待されます。
東京大学 大学院工学系研究科の松長 遼 助教、津本 浩平 教授らによる研究グループは、ブレビバチルス発現系と表面プラズモン共鳴法（ＳＰＲ法）によるハイスループット相互作用解析装置を融合した、ハイスループットな抗原―抗体間相互作用解析系「ＢｒｅｖｉＡ」を開発しました。本解析系では、抗体遺伝子クローニング、抗体遺伝子配列解析、抗体発現、相互作用解析を多サンプル並列処理（最大３８４サンプル）することで、解析に必要な時間・労力の大幅な削減を達成しました。
本解析系の有用性を実証するため、ヒトＰＤ－１たんぱく質に結合する抗体をもとに、マウスＰＤ－１たんぱく質にも強く結合できるような抗体設計に取り組みました。ＢｒｅｖｉＡを用いた抗体変異体スクリーニングにより、ヒトＰＤ－１への結合能を維持したまま、マウスＰＤ－１への結合能を高められる変異導入領域を特定し、その領域にさらに多様な変異を導入することでマウスＰＤ－１への結合能を１００倍以上高めた抗体の設計に成功しました。ＢｒｅｖｉＡでは抗体配列と相互作用パラメータからなるデータセットをハイスループットに取得できることから、機械学習を用いた抗体設計への応用が期待されます。
本研究成果は、英国時間２０２３年１１月２１日に「Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ」に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構(ＪＳＴ) ＡＣＴ－Ｘ「特異的分子認識場のデータ駆動型設計」（課題番号：ＪＰＭＪＡＸ２２２Ｉ）、ＣＲＥＳＴ「Ａｎｔｉｂｏｄｙ－Ｂａｓｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｓｉｇｎに基づくウイルスの機能制御技術およびセンシング技術の開発」（課題番号：ＪＰＭＪＣＲ２０Ｈ８）、文部科学省「データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト事業（課題番号：ＪＰＭＸＰ１１２２７１４６９４）」の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（５５７ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “High-throughput analysis system of interaction kinetics for data-driven antibody design”
- ＤＯＩ：10.1038/s41598-023-46756-y
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
津本 浩平（ツモト コウヘイ）
東京大学 大学院工学系研究科 教授
Tel：03-5841-0835
E-mail：tsumoto
bioeng.t.u-tokyo.ac.jp松長 遼（マツナガ リョウ）
東京大学 大学院工学系研究科 助教
Tel：03-5841-0835
E-mail：ryo-matsunagag.ecc.u-tokyo.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
宇佐見 健（ウサミ タケシ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 先進融合研究グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-6380-9130 Fax：03-3222-2066
E-mail：act-xjst.go.jp -
＜報道担当＞
東京大学 大学院工学系研究科 広報室
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