環状RNA（circRNA）は、非コードRNA分子のユニークなクラスです。これらはバックスプライシングと呼ばれるメカニズムによって形成され、前駆mRNAの2つのエクソンはスプライシング中に閉ループ構造に接続され、これにより線状RNA分子に見られる一般的な5'キャップと3'テール構造が回避されます。この環状構造によりcircRNAは高い安定性を付与され、細胞内のヌクレアーゼによる分解を受けにくくなります。そのため、細胞内での半減期が長く、実際の用途では低用量で長時間持続する効果が得られます。さらに、circRNAは、キャッピングやポリアデニル化などの修飾ヌクレオチドを必要としないため、製造プロセスが比較的簡単であるという利点があり、環状RNAは医薬品開発のホットスポットとなっています。
医薬品開発において大きな利点があり、その詳細は主に以下の通りです。
01 より高い安定性
circRNA の構造はヌクレアーゼによる分解に耐性があるため、半減期が長くなり、細胞内での安定性が高まり、薬剤の持続的な効果に極めて重要になります。
02免疫原性が低い
circRNA は直鎖 RNA に比べて免疫原性が低く、免疫反応の可能性が低くなるため、薬物キャリアとしてより適しています。
03 効率的なタンパク質発現
研究によると、人工 circRNA は真核細胞内でタンパク質を安定的かつ効率的に発現できることがわかっており、これはタンパク質補充療法にとって特に重要です。
04潜在的な疾患治療への応用
circRNA は、希少疾患、癌治療、ワクチン開発など、さまざまな疾患の治療に潜在力があることが示されています。
05革新的な配送システム
脂質ナノ粒子（LNP）などの新しく開発された送達システムは、薬物の標的化と有効性にとって極めて重要な、circRNAを標的細胞に効果的に送達することができます。
06ワクチン開発
circRNAワクチンは、より多くの中和抗体と効果的なT細胞反応の生成を誘導することができ、また線状mRNAに比べて常温でより安定しているため、保管や輸送条件を簡素化できるため、COVID-19ワクチンの開発において可能性を示しています。
07遺伝子編集
circRNA は遺伝子編集の分野でも可能性を示しており、遺伝子編集システムのテンプレートとして機能し、より持続的で安定したタンパク質発現を実現します。
circRNA の生成プロセスには、テンプレートの準備、in vitro 転写、DNA テンプレートの除去、環状化、精製が含まれます。RNA の環状化後、環状化されていない RNA をリボヌクレアーゼ R (RNase R) で消化して circRNA を濃縮する必要があります。
YEASENは、双方向分子酵素合理的設計と指向性進化プラットフォーム、およびGMPレベル製品向けに特別に設計された分子酵素生産拠点を有しています。高純度で消化活性が強いGMPグレードのRNase R製品を開発・生産し、新しいRNAワクチン/医薬品の発売をサポートします。
図1: 環状RNA製造プロセス図
(出典:Front Immunol 2023 Jan 12:13:1091797. doi: 10.3389/fimmu.2022.1091797. eCollection 2022.)
RNase R（リボヌクレアーゼR、RNase R）は、大腸菌由来のMg2+依存性3'→5'エキソリボヌクレアーゼです。すべての線状RNAを消化できますが、circRNA、Lasso RNA、または3'末端に7ヌクレオチド未満が突出している二本鎖RNA分子を消化することは困難です。RNase Rは、線状RNA分子を除去するためによく使用され、circRNAやlariat RNAなどの非線状RNAを濃縮する目的を達成します。
主な適用領域 は：
- 遺伝子発現研究;
- 選択的スプライシングに関する研究
- 生物学的サンプルから circRNA を濃縮します。
- イントロンラリアット構造RNAを識別します。
- エクソンcircRNAを識別します。
製品の特徴
- タンパク質純度（SDS-PAGE）≥95%;
- エキソヌクレアーゼ残基なし。
- 競合製品と比較して、この製品は線状 RNA を消化する能力が同等です。
- 競合製品と比較して、この製品は circRNA 濃縮に対して同様の効果があります。
パフォーマンスデモンストレーション
タンパク質純度（SDS-PAGE）≥95%
図 2: タンパク質純度テスト: 左から右に、同じ製品濃度の異なる容量 (1 μL、2 μL、3 μL) の結果を示します。結果は、YEASEN RNase R 製品のタンパク質純度が ≥ 95% であることを示しています。
エキソヌクレアーゼ残基なし
図 3: エキソヌクレアーゼの残留検出: 20 U の YEASEN RNase R を 0.5 μg の λDNA-Hind III 消化物に加え、37°C で 4 時間インキュベートした後、アガロースゲル電気泳動を実行します。結果は DNA バンドが変化しなかったことを示し、YEASEN RNase R 製品にエキソヌクレアーゼが残留していないことを示しています。
直鎖RNAの分解において輸入ブランドAのRNase R製品に匹敵する
図4：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品の直鎖RNA分解能力の比較：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品を直鎖RNA基質を含む反応系に加えたところ、RNase R製品の添加量が2～4Uに達するとRNAバンドが弱くなり、消失する結果が見られ、RNase Rが直鎖RNA分子に対して分解作用を持つことがわかりました。また、YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品の直鎖RNA分子に対する分解能力は同等です。
A社の輸入ブランドRNase R製品のcircRNA濃縮効果と同等
図5：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品によるcircRNAの濃縮効果の比較：circRNA基質を含む反応系を、それぞれYEASEN製品と輸入メーカーAのRNase R製品で反応させました。結果は、YEASENのRNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品で処理した後のRNAバンドの明るさに大きな違いがないことを示しており、circRNAがRNase Rによる消化に耐えられることを示しています。以上の結果から、YEASEN製品と輸入メーカーAのRNase R製品はどちらもcircRNA濃縮に効果的に使用できることが確認されました。
顧客からのフィードバック
Y EASEN RNase R は、他のブランドと比較して、線状 RNA に対する切断効果が優れています。
図 6: YEASEN 製品とメーカー A および B の RNase R 消化による線状 mRNA 分子への影響の比較: 反応は、YEASEN RNase R 製品とメーカー A および B の RNase R 製品を、線状 mRNA 基質 1 μg を含む反応システムに加えて実施しました。結果は、YEASEN RNase R 製品がメーカー A および B の RNase R 製品と比較して線状 RNA の消化効率が優れていることを示しました。
製品情報
|
製品名 |
製品コード |
製品仕様 |
|
14615ES |
500U/5000U/20KU/200KU |
|
|
14616ES |
500µl/1mL/5mL/10mL/100mL |
参考文献
1.Qu L、Yi Z、Shen Y 他SARS-CoV-2 および新たな変異株に対する環状 RNA ワクチン。細胞。 2022;185(10):1728-1744.e16。 doi:10.1016/j.cell.2022.03.044
2.Chen L、Wang C、Sun H、et al. circRNAの発見と分析のためのバイオインフォマティクスツールボックス。Brief Bioinform。2021;22(2):1706-1728。doi:10.1093/bib/bbaa001