mRNA 기술 혁신: Yeasen, T7 RNA 중합효소 돌연변이체의 저독성 및 고번역 비밀 공개

엔지니어링된 효소는 유해한 dsRNA를 줄여 더 안전한 mRNA 치료법을 위한 길을 열다

Yeasen Biotechnology 와 자회사인 Molefuture Biotechnology의 연구원들은 mRNA 기술에서 중요한 돌파구를 마련했습니다. 이 팀은 T7 RNA 중합효소(T7 RNAP)를 엔지니어링하여 시험관 내 전사(IVT) 중에 이중 가닥 RNA(dsRNA) 생성을 크게 줄여 mRNA 백신과 치료제의 안전성과 효율성을 향상시키는 새로운 접근 방식을 제시했습니다. " Engineered T7 RNA Polymerase Reduces dsRNA Formation by Lowering Terminal Transferase and RNA-Dependent RNA Polymerase Activities "라는 제목의 이 연구는 2024년 3월 3일 The FEBS Journal 에 게재되었습니다 . 이 돌파구는 Yeasen의 새롭게 출시된 제품에 적용되었습니다. 다수의 mRNA 산업 파트너에 의해 검증된 GMP 등급 Cleascrip™ T7 RNA 중합효소 (Cat#10629)

mRNA 기술의 최전선 도전과 혁신

mRNA 기술은 백신, 암 면역 요법 및 유전자 요법에서 광범위한 잠재력으로 인해 상당한 주목을 받았습니다. 그러나 IVT 동안 T7 RNAP에 의해 생성된 dsRNA 부산물은 오랫동안 업계에 지속적인 과제였습니다. 면역 자극 요인인 dsRNA는 선천적 면역 반응을 유발하고 단백질 번역을 억제하며 mRNA 제품의 안전 위험을 높입니다. 기존 방법은 dsRNA를 제거하기 위해 복잡한 정제 과정에 의존하지만 이러한 접근 방식은 비용이 많이 들고 비효율적입니다.

Yeasen의 연구팀은 혁신적인 방법을 통해 이 과제를 해결했습니다. 지시적 진화 와 반합리적 설계를 결합하여 그들은 고효율 저독성 T7 RNAP 돌연변이체 시리즈를 성공적으로 개발했습니다. 이 중 조합 돌연변이체 M17은 야생형의 1.8% 에 불과한 dsRNA 수준을 나타내어 면역원성을 크게 줄이는 동시에 mRNA 번역 효율을 크게 개선했습니다.

 

연구 혁신을 주도하는 혁신 기술

연구팀은 초고처리량 스크리닝을 달성하기 위해 분자 비콘 프로브와 결합된 형광 활성화 물방울 분류(FADS) 기술을 사용했습니다. 그들은 마이크로플레이트 스크리닝을 통해 핵심 돌연변이체를 식별하여 무작위 돌연변이체 라이브러리와 단일 지점 포화 돌연변이체 라이브러리를 구축했습니다 .

그림 1: FADS 및 Molecular Beacon을 통한 초고처리량 스크리닝

그림 2: 스크리닝을 통해 식별된 주요 돌연변이 변종

궁극적으로 DNA 셔플링을 통해 최적화된 M17 돌연변이는 가장 좋은 성능을 보였습니다. 컴퓨터 시뮬레이션과 기능 실험은 M17 돌연변이가 RNA 의존성 RNA 중합효소(RDRP) 활성과 말단 전이효소 활성을 감소시켜 dsRNA 생성을 효과적으로 감소시킨다는 것을 추가로 보여주었습니다.

그림 3: M17 돌연변이체는 억제된 RDRP 및 말단 전이효소 활동을 통해 dsRNA를 감소시킵니다.

실험 검증 결과는 다음과 같습니다.

• RAW264.7 세포에서 M17에 의해 전사된 mRNA는 야생형 수준의 9.7% 에 불과한 인터페론 베타(IFN-β) 발현을 유도했는데, 이는 면역원성이 상당히 감소했음을 나타냅니다.
• HEK293 세포에서는 EGFP를 발현하는 세포 수가 증가했고 형광 강도는 안정적으로 유지되어 번역 효율이 현저히 향상되었음을 보여줍니다.

그림 4: M17은 RAW264.7 세포에서 면역원성을 낮추고 HEK293 세포에서 번역을 향상시킵니다.

mRNA 산업에 대한 심오한 의미

이 획기적인 진전은 mRNA 기술 개발의 이정표입니다. 2030년까지 mRNA 산업의 시장 규모는 백신, 암 치료, 희귀 질환 치료에 걸쳐 1,000억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다.

예센이 개발한 T7 RNAP 돌연변이체는 출처에서 dsRNA 생성을 줄여 생산 비용과 정제 요구 사항을 낮추는 동시에 mRNA 제품의 안전성과 효능을 향상시킵니다.

회사의 수석 과학자는 " 우리의 연구는 전사 단계에서 dsRNA 생성을 방지하는 것이 전통적인 정제 방법보다 더 효율적임을 보여줍니다. M17 돌연변이는 더 안전하고 효과적인 mRNA 제품을 생산하기 위한 새로운 기준을 설정하여 mRNA 치료법을 임상 응용 분야로 전환하는 것을 가속화합니다."라고 말했습니다.

 

예센의 혁신 리더십

분자 생물학 시약의 선도적 공급업체 인 Yeasen과 Molefuture는 오랫동안 효소 엔지니어링과 IVT 기술 개발에 집중해 왔습니다. 이 협력적 성과는 mRNA 기술에서 선도적 위치를 더욱 강화합니다. Yeasen은 dsRNA 함량을 크게 줄이고 mRNA 백신 및 약물 개발에 이상적인 GMP 등급 Cleascrip T7 RNA Polymerase(Cat#10629)를 출시했습니다.

Yeasen은 이러한 돌연변이체를 IVT 시약 키트에 통합하고 글로벌 mRNA 개발자와 적극적으로 협업을 추진할 계획입니다. 한 회사 공동 창립자는 "이것은 시작에 불과합니다. 다양한 치료적 요구에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공하기 위해 T7 RNAP를 계속 최적화할 것입니다." 라고 말했습니다.

 

미래 전망: mRNA 기술의 무한한 잠재력

mRNA 기술이 만성 질환 치료와 개인 맞춤 의학으로 확장됨에 따라 Yeasen의 혁신은 업계에 새로운 추진력을 불어넣습니다. dsRNA와 관련된 면역 위험을 최소화함으로써 mRNA 치료법은 더 광범위한 임상적 응용 프로그램을 달성할 준비가 되었습니다. Yeasen은 이 연구를 기반으로 mRNA 혁신의 다음 단계를 추진하기 위해 학계와 산업 간의 협력을 촉구합니다.

Yeasen Biotechnology 소개

Yeasen Biotechnology(상하이)는 생명 과학 연구와 치료제 개발을 발전시키는 데 전념하는 분자 생물학 시약, 효소 및 맞춤 서비스의 선도적 공급업체입니다. 품질, 혁신 및 고객 협업에 중점을 두고 Yeasen은 전 세계 과학자와 회사가 생명 공학의 잠재력을 끌어낼 수 있도록 지원합니다.

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