MRNA-teknologi Gennembrud: Yeasen afslører lavtoksiciteten og høj translationshemmelighed for T7 RNA-polymerase-mutanter

Konstrueret enzym reducerer skadelig dsRNA, baner vejen for sikrere mRNA-terapi

Forskere fra Yeasen Biotechnology og dets datterselskab Molefuture Biotechnology har opnået et kritisk gennembrud inden for mRNA-teknologi. Ved at konstruere T7 RNA polymerase (T7 RNAP), reducerede holdet signifikant dannelsen af ​​dobbeltstrenget RNA (dsRNA) under in vitro transkription (IVT), der tilbyder en ny tilgang til at øge sikkerheden og effektiviteten af ​​mRNA-vacciner og terapeutika. Denne undersøgelse, med titlen "Konstrueret T7 RNA-polymerase reducerer dsRNA-dannelse ved at sænke terminal transferase og RNA-afhængige RNA-polymeraseaktiviteter" blev udgivet i FEBS Journal den 3. marts 2024. Gennembruddet er blevet anvendt på Yeasens nylancerede GMP-grade Cleascrip™ T7 RNA-polymerase (Cat#10629), valideret af flere mRNA industripartnere.

Grænseudfordringer og gennembrud i mRNA teknologi

mRNA-teknologi har fået betydelig opmærksomhed på grund af dets brede potentiale inden for vacciner, kræftimmunterapi og genterapi. Imidlertid har dsRNA-biprodukterne genereret af T7 RNAP under IVT længe været en vedvarende udfordring for industrien. Som en immunstimulerende faktor udløser dsRNA medfødte immunresponser, hæmmer proteintranslation og øger sikkerhedsrisici for mRNA-produkter. Traditionelle metoder er afhængige af komplekse oprensningsprocesser for at fjerne dsRNA, men disse tilgange er både dyre og ineffektive.

Yeasens forskerhold løste denne udfordring gennem innovative metoder. Ved at kombinere rettet evolution og semi-rationelt design, udviklede de med succes en række yderst effektive og lavtoksiske T7 RNAP-mutanter. Blandt disse er den kombinatoriske mutant M17 udviste kun dsRNA-niveauer 1,8 % af vildtypenvæsentligt reducerer immunogenicitet, mens mRNA translationseffektivitet forbedres væsentligt.

Innovative teknologier driver forskningsgennembrud

Forskerholdet anvendte fluorescensaktiveret dråbesortering (FADS) teknologi kombineret med molekylære beacon-prober for at opnå ultra-high-throughput screening. De konstruerede tilfældigt mutantbiblioteker og single-point saturation mutant bibliotekeridentifikation af nøglemutanter gennem mikropladescreening.

Figur 1: Ultra-High-Throughput Screening via FADS og Molecular Beacon

Figur 2: Nøglemutantvarianter identificeret gennem screening

I sidste ende viste M17-mutanten, der var optimeret via DNA-shuffling, den bedste ydeevne. Computersimuleringer og funktionelle eksperimenter afslørede yderligere, at M17-mutanten effektivt reducerer dsRNA-generering ved at formindske RNA-afhængig RNA-polymerase (RDRP) aktivitet og terminal transferase aktivitet.

Figure 3: M17 Mudent Reducerer dsRNA via undertrykte RDRP- og terminaltransferaseaktiviteter

Eksperimentelle valideringsresultater viste:

• I RAW264.7 celler, mRNA transskriberet af M17 induceret interferon-beta (IFN-β) kun udtryk 9,7 % af vildtypeniveauet, hvilket indikerer en signifikant reduktion i immunogenicitet.
• I HEK293-celler er antallet af EGFP-udtrykkende celler steg, og fluorescensintensiteten forblev stabil, hvilket viser markant forbedret translationseffektivitet.

Figur 4: M17 sænker immunogenicitet i RAW264.7 Celler og forbedrer translation i HEK293-celler

Dybtgående implikationer for mRNA-industrien

Dette gennembrud markerer en milepæl i udviklingen af ​​mRNA-teknologi. I 2030 forventes mRNA-industriens markedsstørrelse at overstige 100 milliarder dollars, der spænder over vacciner, kræftbehandlinger og behandlinger for sjældne sygdomme.

T7 RNAP-mutanterne udviklet af Yeasen reducerer dsRNA-generering ved kilden, sænker produktionsomkostninger og oprensningskrav, samtidig med at sikkerheden og effektiviteten af ​​mRNA-produkter forbedres.

En chefforsker ved virksomheden udtalte: “Vores forskning viser, at forebyggelse af dsRNA-generering under transkriptionsstadiet er mere effektiv end traditionelle oprensningsmetoder. M17-mutanten sætter et nyt benchmark for at producere sikrere og mere effektive mRNA-produkter, der accelererer oversættelsen af ​​mRNA-terapier til kliniske applikationer."

Yeasens innovationslederskab

Som en førende leverandør af molekylærbiologiske reagenser,Yeasen og Molefuture har længe fokuseret på enzymteknologi og IVT-teknologiudvikling. Denne samarbejdspræstation styrker yderligere deres førende position inden for mRNA-teknologi. Yeasen har lanceret Cleascrip T7 RNA-polymerase af GMP-grad (Cat#10629), som reducerer dsRNA-indholdet betydeligt og er ideel til udvikling af mRNA-vacciner og lægemidler.

Yeasen planlægger at integrere disse mutanter i sine IVT-reagenssæt og aktivt forfølge samarbejder med globale mRNA-udviklere. En virksomheds medstifter bemærkede: "Dette er kun begyndelsen. Vi vil fortsætte med at optimere T7 RNAP for at levere skræddersyede løsninger til forskellige terapeutiske behov."

Fremtidsudsigter: mRNA-teknologiens grænseløse potentiale

Efterhånden som mRNA-teknologien udvider sig til behandling af kroniske sygdomme og personlig medicin, tilfører Yeasens innovationer nyt momentum i industrien. Ved at minimere de immunrisici, der er forbundet med dsRNA, er mRNA-terapier klar til at opnå bredere kliniske anvendelser. Yeasen opfordrer til samarbejde mellem den akademiske verden og industrien for at drive den næste fase af mRNA-gennembrud baseret på denne forskning.

Om Yeasen Bioteknologi

Yeasen Biotechnology (Shanghai) er en førende leverandør af molekylærbiologiske reagenser, enzymer og tilpassede tjenester, dedikeret til at fremme biovidenskabelig forskning og terapeutisk udvikling. Med fokus på kvalitet, innovation og kundesamarbejde støtter Yeasen videnskabsmænd og virksomheder verden over i at frigøre bioteknologiens potentiale.

Bestillingsinformation

Følgende er repræsentative produkter, der tilbydes af Yeasen. Yderligere størrelser er tilgængelige.Vores produkter er meget optimeret til at fungere sammen, for at sikre overlegen ydeevne og reproducerbarhed. Vi kan også levere skræddersyede tjenester. Hvis du er interesseret i et produkt, der ikke er vist, så kontakt os, og vi vil arbejde sammen med dig for at opfylde dine behov.