表面タンパク質の遺伝的な分析手法

細胞の表面はおそらく研究者も含めて人が考えている以上に複雑で
未知の糖たんぱく質も存在すると考えられますし、
細胞膜の表面も細胞内への生理信号伝達に関わっている可能性が考えられます。
つまり、薬剤を投与して、狙いの細胞迄届いた際に
必ずしも受容体に結合するのではなく、
あるいは直接、エンドサイトーシスされるのではなく
細胞表面の「何らかの物理」によって結合され、
それによって信号が伝達される可能性もあるということです。
また、近年、水素(イオン)結合や分子間力だけではなく
結合力の強い共有結合性を利用した薬剤の開発も進んでいます(2-6)。
これによって、装飾設計の自由度向上に貢献するだけではなく
より体液によるせん断応力に強い結合を持った
細胞装飾設計ができる可能性があります。
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このような背景を考えると
細胞内外の結合しうる、作用する事ができる
核酸(DNA, RNA)やタンパク質(アミノ酸)などの
細胞レベルの分析は非常に重要になります。
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例えば、患者さんの免疫細胞を調べるときに
免疫細胞の表面に出ているタンパク質の種類、構造を詳しく知るためには
一つ一つ、構造解析するわけにもいかないので、
構造を正確に含有した「(文字)情報」に変える必要があります。
その情報は「遺伝子の情報」であり、
タンパク質の構造解明に関与する遺伝子は相補的DNA(cDNA)です。
このcDNAはタンパク質の翻訳される情報が全て(?)含まれているため
タンパク質の構造を解明する出発点として利用されます。
このcDNAを得るためにはmRNAから逆転写を得る必要があります
つまりタンパク質の情報を持った状態でmRNAから
DNAに変換する事を意味すると理解しています。
実際に細胞表面に存在するタンパク質の構造の情報を得るために
Antibody-Derived Tags (ADTs)と呼ばれる
オリゴヌクレオチドと呼ばれる核酸を複合体として含む
抗体を細胞表面に結合させます。
それとmRNAを作用させ、逆転写させることで
タンパク質の構造の情報が翻訳可能な遺伝情報にかわります。
それによって
細胞レベルでCD**(免疫細胞)の存在と量(?)を
遺伝子情報(文字情報）から調べる事ができます。
Eleni P. Mimitou, Caleb A. Lareau, Kelvin Y. Chen(敬称略)ら
国際的な医療研究グループは
scATAC-seq  
(single-cell assay for transposase accessible chromatin by sequencing)
という手法を使って、上述したことを免疫細胞で実現させました(1)。
この方法ではクロマチンの接続性(状態)を示すChromatin Accessibilityや
ミトコンドリアのDNA変異についても同時に細胞レベルで調べる事が
可能になったとされています。
この手法が光学的に調べるフローサイトメトリーと比べた場合、
細胞の表面のタンパク質構造解析において優れているか？
という点も注目されるところであると考えます(7)。
また、フローサイトメトリーと組み合わせることで
相乗効果があるか？という視点もあると思います。

(Reference)
(1)
Eleni P. Mimitou, Caleb A. Lareau, Kelvin Y. Chen, Andre L. Zorzetto-Fernandes, Yuhan Hao, Yusuke Takeshima, Wendy Luo, Tse-Shun Huang, Bertrand Z. Yeung, Efthymia Papalexi, Pratiksha I. Thakore, Tatsuya Kibayashi, James Badger Wing, Mayu Hata, Rahul Satija, Kristopher L. Nazor, Shimon Sakaguchi, Leif S. Ludwig, Vijay G. Sankaran, Aviv Regev & Peter Smibert 
Scalable, multimodal profiling of chromatin accessibility, gene expression and protein levels in single cells
Nature Biotechnology (2021)
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Author information
Author notes
Aviv Regev
Present address: Genentech, South San Francisco, CA, USA
These authors contributed equally: Eleni P. Mimitou, Caleb A. Lareau, Kelvin Y. Chen.
These authors jointly supervised this work: Shimon Sakaguchi, Leif S. Ludwig, Vijay G. Sankaran, Aviv Regev, Peter Smibert.
Affiliations
Technology Innovation Lab, New York Genome Center, New York, NY, USA
Eleni P. Mimitou & Peter Smibert
Department of Pathology, Stanford University, Stanford, CA, USA
Caleb A. Lareau
Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA, USA
Caleb A. Lareau, Wendy Luo, Pratiksha I. Thakore, Leif S. Ludwig, Vijay G. Sankaran & Aviv Regev
Division of Hematology / Oncology, Boston Children’s Hospital and Department of Pediatric Oncology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
Caleb A. Lareau, Wendy Luo, Leif S. Ludwig & Vijay G. Sankaran
Department of Experimental Immunology, Immunology Frontier Research Center, Osaka University, Osaka, Japan
Kelvin Y. Chen, Yusuke Takeshima, Tatsuya Kibayashi, James Badger Wing, Mayu Hata & Shimon Sakaguchi
Department of Experimental Pathology, Institute for Frontier Medical Sciences, Kyoto University, Kyoto, Japan
Kelvin Y. Chen & Shimon Sakaguchi
BioLegend, Inc., San Diego, CA, USA
Andre L. Zorzetto-Fernandes, Tse-Shun Huang, Bertrand Z. Yeung & Kristopher L. Nazor
Center for Genomics and Systems Biology, New York University, New York, NY, USA
Yuhan Hao, Efthymia Papalexi & Rahul Satija
New York Genome Center, New York, NY, USA
Yuhan Hao, Efthymia Papalexi, Rahul Satija & Aviv Regev
Laboratory of Human Immunology (Single Cell Immunology), Immunology Frontier Research Center, Osaka University, Osaka, Japan
James Badger Wing
Berlin Institute of Health at Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Berlin Institute for Medical Systems Biology, Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association (MDC), Berlin, Germany
Leif S. Ludwig
Howard Hughes Medical Institute, Chevy Chase, MD, USA
Aviv Regev
Department of Biology and Koch Institute, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA
Aviv Regev
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(2)
Ferdinandos Skoulidis, M.D., Ph.D., Bob T. Li, M.D., Ph.D., M.P.H., Grace K. Dy, M.D., Timothy J. Price, M.B., B.S., D.H.Sc., Gerald S. Falchook, M.D., Jürgen Wolf, M.D., Antoine Italiano, M.D., Martin Schuler, M.D., Hossein Borghaei, D.O., Fabrice Barlesi, M.D., Ph.D., Terufumi Kato, M.D., Alessandra Curioni-Fontecedro, M.D., Adrian Sacher, M.D., Alexander Spira, M.D., Ph.D., Suresh S. Ramalingam, M.D., Toshiaki Takahashi, M.D., Ph.D., Benjamin Besse, M.D., Ph.D., Abraham Anderson, Ph.D., Agnes Ang, Ph.D., Qui Tran, Ph.D., Omar Mather, M.D., Haby Henary, M.D., Gataree Ngarmchamnanrith, M.D., Gregory Friberg, M.D., Vamsidhar Velcheti, M.D., and Ramaswamy Govindan, M.D.
Sotorasib for Lung Cancers with KRAS p.G12C Mutation
The New England Journal of Medicine June 4, 2021
(3)
Jude Canon, Karen Rex, Anne Y. Saiki, Christopher Mohr, Keegan Cooke, Dhanashri Bagal, Kevin Gaida, Tyler Holt, Charles G. Knutson, Neelima Koppada, Brian A. Lanman, Jonathan Werner, Aaron S. Rapaport, Tisha San Miguel, Roberto Ortiz, Tao Osgood, Ji-Rong Sun, Xiaochun Zhu, John D. McCarter, Laurie P. Volak, Brett E. Houk, Marwan G. Fakih, Bert H. O’Neil, Timothy J. Price, Gerald S. Falchook, Jayesh Desai, James Kuo, Ramaswamy Govindan, David S. Hong, Wenjun Ouyang, Haby Henary, Tara Arvedson, Victor J. Cee & J. Russell Lipford
The clinical KRAS(G12C) inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity
Nature volume 575, pages217–223 (2019)
(4)
David S. Hong, M.D., Marwan G. Fakih, M.D., John H. Strickler, M.D., Jayesh Desai, M.D., Gregory A. Durm, M.D., Geoffrey I. Shapiro, M.D., Ph.D., Gerald S. Falchook, M.D., Timothy J. Price, M.B., B.S., D.Hlth.Sc., Adrian Sacher, M.D., M.M.Sc., Crystal S. Denlinger, M.D., Yung-Jue Bang, M.D., Ph.D., Grace K. Dy, M.D., John C. Krauss, M.D., Yasutoshi Kuboki, M.D., James C. Kuo, M.D., Andrew L. Coveler, M.D., Keunchil Park, M.D., Ph.D., Tae Won Kim, M.D., Ph.D., Fabrice Barlesi, M.D., Ph.D., Pamela N. Munster, M.D., Suresh S. Ramalingam, M.D., Timothy F. Burns, M.D., Ph.D., Funda Meric-Bernstam, M.D., Haby Henary, M.D., Jude Ngang, Pharm.D., Gataree Ngarmchamnanrith, M.D., June Kim, Ph.D., Brett E. Houk, Ph.D., Jude Canon, Ph.D., J. Russell Lipford, Ph.D., Gregory Friberg, M.D., Piro Lito, M.D., Ph.D., Ramaswamy Govindan, M.D., and Bob T. Li, M.D., M.P.H.
KRASG12C Inhibition with Sotorasib in Advanced Solid Tumors
The New England Journal of Medicine 2020; 383:1207-1217
(5)
Matthew R. Janes et al.
Targeting KRAS Mutant Cancers with a Covalent G12C-Specific Inhibitor
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(6)
Amanda R. Moore, Scott C. Rosenberg, Frank McCormick & Shiva Malek 
RAS-targeted therapies: is the undruggable drugged?
Nature Reviews Drug Discovery volume 19, pages533–552 (2020)
(7)
Stoeckius, Marlon; Hafemeister, Christoph; Stephenson, William; Houck-Loomis, Brian; Chattopadhyay, Pratip K; Swerdlow, Harold; Satija, Rahul; Smibert, Peter (2017-07-31). 
Simultaneous epitope and transcriptome measurement in single cells. 
Nature Methods. 14 (9): 865–868