酵母ディスプレイとは？わかりやすく解説

酵母ディスプレイ（こうぼディスプレイ、英: yeast display）または酵母表面ディスプレイ（英: yeast surface display）は、酵母の細胞壁に組み込まれた組換えタンパク質の発現を利用して、抗体の単離や操作をするタンパク質工学の手法である^[1]。

開発

酵母ディスプレイ技術は、K.Dane Wittrup教授の研究室によって最初に発表された^[2]。この技術は、2001年にアボット・ラボラトリーズに売却された^[3]。

仕組み

目的のタンパク質は、酵母の表面上にあるAga2pタンパク質への融合体として表示される。Aga2pタンパク質は、酵母細胞の交配時に細胞間の接触を仲介するために酵母によって自然に使用される。そのため、Aga2pを介してタンパク質を表示することで、タンパク質を細胞表面から遠ざけ、酵母の細胞壁上の他の分子との潜在的な相互作用を最小限に抑えることができる。磁気分離とフローサイトメトリーを酵母ディスプレイライブラリーと併用することは、指向性進化法（英語版）を通じてほぼすべての受容体に対する高親和性タンパク質リガンドを単離することができる非常に効果的な方法である。

長所と短所

他のin vitro進化法に対する酵母ディスプレイの利点は、真核生物による発現とプロセシング、真核生物の分泌経路の品質管理メカニズム、最小限の結合活性効果、およびFACSによる定量的ライブラリースクリーニングなどである。酵母は真核生物であり、他のディスプレイライブラリーでは提供できないタンパク質への複雑な翻訳後修飾を可能にする。

欠点としては、代替方法と比較して変異体ライブラリーのサイズが小さいことや、哺乳類細胞と比較して酵母でのグリコシル化が異なることが挙げられる。これらの欠点は、これまでに報告されている最高の一価リガンド結合親和性を持つ人工タンパク質（Boder, E.T. 2000）の操作など、多くの用途における酵母ディスプレイの成功を制限するものではない。ただし、現在、Boderが作成した酵母ディスプレイライブラリは、IPの問題でInvitrogen社のINVSc1細胞株が利用できないため、利用できなくなった。

生体外（in vitro）におけるタンパク質進化の代替方法は、哺乳動物ディスプレイ、ファージディスプレイ、リボソームディスプレイ（英語版）、細菌ディスプレイ（英語版）、およびmRNAディスプレイ（IVV）がある。

脚注

^ Gai, S Annie; Wittrup, K Dane (2007). “Yeast surface display for protein engineering and characterization”. Current Opinion in Structural Biology 17 (4): 467–473. doi:10.1016/j.sbi.2007.08.012. ISSN 0959440X. PMC 4038029. PMID 17870469.
^ Boder, Eric T.; Wittrup, K. Dane (1997). “Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries”. Nature Biotechnology 15 (6): 553–557. doi:10.1038/nbt0697-553. ISSN 1087-0156. PMID 9181578.
^ “Abbott Laboratories buys UI-licensed virtual biotechnology company”. University of Illinois (2001年12月21日). 2012年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年6月8日閲覧。

参考文献

Boder, E.T., Wittrup, K.D.; Biotechnol. Prog., 1998, 14, 55–62.
Boder E.T., Midelfort K.S., Wittrup K.D.; Proc Natl Acad Sci, 2000, 97(20):10701-10705.
Graff, C.P., Chester, K., Begent, R., Wittrup, K.D.; Prot. Eng. Des. Sel., 2004, 17, 293–304.
Feldhaus M, Siegel R.; Methods in Molecular Biology 263:311–332 (2004).
Weaver-Feldhaus, Jane M; Lou, Jianlong; Coleman, James R; Siegel, Robert W; Marks, James D; Feldhaus, Michael J (2004). “Yeast mating for combinatorial Fab library generation and surface display”. FEBS Letters 564 (1–2): 24–34. doi:10.1016/S0014-5793(04)00309-6. ISSN 00145793. PMID 15094038.

[GaiWittrup20072-1] Gai, S Annie; Wittrup, K Dane (2007). “Yeast surface display for protein engineering and characterization”. Current Opinion in Structural Biology 17 (4): 467–473. doi:10.1016/j.sbi.2007.08.012. ISSN 0959440X. PMC 4038029. PMID 17870469.

[BoderWittrup19972-2] Boder, Eric T.; Wittrup, K. Dane (1997). “Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries”. Nature Biotechnology 15 (6): 553–557. doi:10.1038/nbt0697-553. ISSN 1087-0156. PMID 9181578.

[3] “Abbott Laboratories buys UI-licensed virtual biotechnology company”. University of Illinois (2001年12月21日). 2012年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年6月8日閲覧。

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