如何填補生命科學領域的缺失環節？
透過全面解析與構成DNA的核酸鏈、構成蛋白質的氨基酸鏈相併列的第三生命鏈——無法由中心法則說明的糖鏈，促進生命科學和醫學大幅隊形變換的人類糖組專案（HGA）將於4月在日本正式起動。這是日本文部科學省大規模學術前緣促進事業中首次在生命科學領域中採納的專案，將由東海國立大學機構名古屋大學與岐阜大學糖鎖生命核心研究所（iGCORE），自然科學研究機構生命創造探究中心（ExCELLS）以創價大學糖鏈生命系統融合研究所（GaLSIC）爲主要成員，集結全日本的研究力量。作爲專案代表，iGCORE的門松健治所長自信地表示：「糖鏈研究一直是日本領軍的領域。我們將做到專案先行，引領世界」。
在記者招待會上介紹專案的專案代表門松健治
以定義ABO血型而聞名的糖鏈，也是一種十分重要的製藥標靶。例如，在細胞内增殖的流感病毒要想到達細胞外部，就需要神經氨酸酶來切斷細胞表面的糖鏈，流感冶癒藥物達菲就是透過防止切斷糖鏈而獲得極高的療效的。另外，以卡羅琳•貝爾託齊博士爲代表進行的糖鏈相關研究也促成了多個成果獲得諾貝爾化學獎。
然而，分析糖鏈並不簡單。糖鏈由約20種單醣構成，且組合、長度、分枝多種多樣，鏈結6個單醣就有1萬億種組合，但其中具有某種功能的只有數億個。雖然日本在糖鏈研究方面一直領先，但此前生命科學研究人員的參與卻難度非常高。
門松所長表示：「10多年前，我作爲新學術領域‘神經糖鏈生物學’領域的代表，爲融合神經和糖鏈這兩個完全沒有交集的領域傾注了心血。在這個程序中，我發現了糖鏈可以說是孤獨或孤立的地位，痛感多領域融合研究的重要性。HGA是爲生命科學的將來打基礎的專案。將迄今爲止較爲缺乏的糖鏈資訊提高到另外兩個生命鏈——基因體和蛋白質的水平。神經、癌症、基因體、蛋白質等生命科學所有領域的研究人員都可以直接將糖鏈資訊用於自己的研究。」
在文部科學省認定的大規模學術前緣促進事業中，該研究計劃被採納，從2023年度開始立項10年，經費約321億日元。
在HGA中，爲確立資訊基礎，首先將明確糖鏈存在於人的身體中的形式，製作出可作爲確定糖鏈結構基礎的糖鏈精密地圖。在專案最初的前5年中，要對2萬個樣本的血液進行全面分析，明確癡呆症和風化作用領域的疾病與糖鏈的關係。在專案的後5年，樣本將增加到20萬個。另外，取得在人體細胞内製作糖鏈的全部酶（200種）的資訊，闡明糖鏈形成的機制，構建糖鏈生物合成圖譜，確立可自由改變糖鏈的技術基礎。
透過將從這些資訊基礎得到的糖鏈資訊解析資料與包含糖鏈資訊的疾病相關資料進行關聯，可構建一個全球人類均可使用的糖鏈知識庫TOHSA。
另外，構建從生物樣本到糖鏈製備、液相層析分離、質譜分析、解析一條龍的快速醣蛋白質組學全自動裝置，無論何時、何地、何人都能在短時間内穩定進行此前被認爲最爲困難的糖鏈結構解析。透過與實驗自動化機器人等進行結合，實施實驗室DX。門松健治所長表示：「今後，希望製作出可以安裝在醫院檢測中心的那樣規模的設備。」
此外，在iGCORE今年1月竣工的研究樓和ExCELLS建立的開放綜合實驗室中，將進行與糖鏈有關的各種共同研究。GaLSIC將實施龐大資料的分析方法的開發和實際分析工作。
HGA將進行癡呆症診斷等多項研究。現在人類可從血液中的蛋白質、基因體、影像、認知功能測試等方面，對癡呆症前期的輕度認知疾患階段進行早期診斷，但改善認知功能則還少有成效。所以透過在大規模人羣樣本中分析糖鏈結構，並結合臨牀資料和臨床衡鑑，可在出現輕度認知疾患的10年前，就預測發病風險。
國際合作，日本也需要當舵手
HGA是透過大規模及全面的糖鏈結構解析進行的人類研究，也是日本在解析技術等方面具有優勢的專案，但若不構建一定的技術資訊管理體制，也有可能被其他國家超越，這種現象在此前就發生過。另一方面，國際合作也很重要，且需要戰略管理。爲此，有必要在專案初始階段從預算上進行一定規模的投資。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
