mRNA技術のブレークスルー：イェーセンがT7 RNAポリメラーゼ変異体の低毒性と高翻訳の秘密を解明

人工酵素が有害なdsRNAを減らし、より安全なmRNA治療への道を開く

Yeasen Biotechnologyとその子会社Molefuture Biotechnologyの研究者は、mRNA技術における重要なブレークスルーを達成しました。T7 RNAポリメラーゼ（T7 RNAP）をエンジニアリングすることで、チームはin vitro転写（IVT）中の二本鎖RNA（dsRNA）の生成を大幅に削減し、mRNAワクチンと治療薬の安全性と効率を高めるための新しいアプローチを提供しました。「エンジニアリングされたT7 RNAポリメラーゼは、末端トランスフェラーゼとRNA依存性RNAポリメラーゼの活性を低下させることによりdsRNAの形成を削減します」と題されたこの研究は、 2024年3月3日にFEBSジャーナルに掲載されました。このブレークスルーは、Yeasenが新たに発売した GMP グレードの Cleascrip™ T7 RNA ポリメラーゼ(Cat#10629) は、複数の mRNA 業界パートナーによって検証されています。

mRNA技術における最先端の課題とブレークスルー

mRNA 技術は、ワクチン、がん免疫療法、遺伝子治療における幅広い可能性から、大きな注目を集めています。しかし、IVT 中に T7 RNAP によって生成される dsRNA 副産物は、業界にとって長年の課題となっています。免疫刺激因子として、dsRNA は自然免疫反応を引き起こし、タンパク質の翻訳を阻害し、mRNA 製品の安全性リスクを高めます。従来の方法では、dsRNA を除去するために複雑な精製プロセスに依存していますが、これらのアプローチはコストが高く、非効率的です。

イェーセンの研究チームは、革新的な方法でこの課題を解決しました。指向性進化と半合理的設計を組み合わせることで、非常に効率的で毒性の低い一連の T7 RNAP 変異体の開発に成功しました。これらのうち、組み合わせ変異体 M17 は、 dsRNA レベルが野生型のわずか 1.8% であり、免疫原性が大幅に低下するとともに、mRNA の翻訳効率が大幅に向上しました。

 

革新的な技術が研究の飛躍的進歩を推進

研究チームは、蛍光活性化液滴選別（FADS）技術と分子ビーコンプローブを組み合わせて、超高スループットスクリーニングを実現しました。ランダム変異体ライブラリとシングルポイント飽和変異体ライブラリを構築し、マイクロプレートスクリーニングを通じて主要な変異体を特定しました。

図1: FADSと分子ビーコンによる超高スループットスクリーニング

図2: スクリーニングによって特定された主要な変異体

最終的に、DNA シャッフルによって最適化された M17 変異体が最高のパフォーマンスを示しました。コンピューター シミュレーションと機能実験により、M17 変異体がRNA 依存性 RNA ポリメラーゼ (RDRP)活性とターミナル トランスフェラーゼ活性を低下させることで、dsRNA 生成を効果的に削減することがさらに明らかになりました。

図3: M17変異体はRDRPと末端転移酵素の活性を抑制してdsRNAを減少させる

実験検証の結果は次のようになりました。

• RAW264.7 細胞では、M17 によって転写された mRNA は、野生型のレベルのわずか 9.7% でインターフェロン ベータ (IFN-β)の発現を誘導し、免疫原性が大幅に低下したことを示しています。
• HEK293 細胞では、 EGFP を発現する細胞の数が増加し、蛍光強度は安定したままであり、翻訳効率が著しく向上したことが示されました。

図4: M17はRAW264.7細胞における免疫原性を低下させ、HEK293細胞における翻訳を促進する

mRNA業界への深い影響

この画期的な進歩は、mRNA 技術の発展における画期的な出来事です。2030 年までに、mRNA 業界の市場規模は、ワクチン、がん治療、希少疾患の治療などにわたり、1,000 億ドルを超えると予測されています。

Yeasen が開発した T7 RNAP 変異体は、発生源での dsRNA 生成を削減し、生産コストと精製の必要性を低減するとともに、mRNA 製品の安全性と有効性を向上させます。

同社の主任科学者は次のように述べている。 「当社の研究は、転写段階でdsRNAの生成を防ぐことが従来の精製方法よりも効率的であることを示しています。M17変異体は、より安全で効果的なmRNA製品を製造するための新しいベンチマークを設定し、mRNA療法の臨床応用への転換を加速します。」

 

イェーセンのイノベーションリーダーシップ

分子生物学試薬の大手プロバイダーとして、 Yeasen と Molefuture は長年にわたり酵素工学と IVT 技術の開発に注力してきました。この共同成果により、mRNA 技術における両社の主導的地位がさらに強化されます。Yeasen は、dsRNA 含有量を大幅に削減し、mRNA ワクチンおよび医薬品開発に最適な GMP グレードの Cleascrip T7 RNA ポリメラーゼ (カタログ番号 10629) を発売しました。

イェーセンは、これらの変異体を自社の IVT 試薬キットに統合し、世界中の mRNA 開発者とのコラボレーションを積極的に推進する予定です。同社の共同設立者は、 「これはほんの始まりに過ぎません。当社は、多様な治療ニーズに合わせたソリューションを提供するために、T7 RNAP の最適化を継続していきます」と述べています。

 

将来の展望: mRNA技術の無限の可能性

mRNA 技術が慢性疾患の治療や個別化医療に拡大するにつれ、Yeasen のイノベーションは業界に新たな勢いをもたらします。dsRNA に関連する免疫リスクを最小限に抑えることで、mRNA 療法はより幅広い臨床応用を実現する準備が整います。Yeasen は、この研究に基づいて mRNA のブレークスルーの次の段階を推進するために、学界と産業界の協力を求めています。

イェーセンバイオテクノロジーについて

Yeasen Biotechnology (Shanghai) は、分子生物学試薬、酵素、カスタム サービスの大手プロバイダーであり、生命科学研究と治療法開発の推進に取り組んでいます。品質、革新、顧客とのコラボレーションに重点を置き、Yeasen は世界中の科学者や企業を支援してバイオテクノロジーの可能性を解き放ちます。

注文情報

以下は Yeasen が提供する代表的な製品です。その他のサイズもご用意しています。当社の製品は連携して動作するように高度に最適化されており、優れたパフォーマンスと再現性を保証します。カスタマイズされたサービスも提供できます。表示されていない製品にご興味がある場合は、当社までご連絡ください。お客様のニーズに合わせて対応いたします。