mRNA-teknikgenombrott: Yeasen avslöjar den låga toxiciteten och den höga översättningshemligheten för T7 RNA-polymerasmutanter

Engineered Enzyme reducerar skadliga dsRNA, banar väg för säkrare mRNA-terapi

Forskare från Yeasen Biotechnology och dess dotterbolag Molefuture Biotechnology har uppnått ett avgörande genombrott inom mRNA-teknologi. Genom att konstruera T7 RNA-polymeras (T7 RNAP), reducerade laget signifikant genereringen av dubbelsträngat RNA (dsRNA) under in vitro transkription (IVT), som erbjuder ett nytt tillvägagångssätt för att förbättra säkerheten och effektiviteten hos mRNA-vacciner och läkemedel. Denna forskning, med titeln "Konstruerat T7 RNA-polymeras minskar dsRNA-bildning genom att sänka terminal transferas och RNA-beroende RNA-polymerasaktiviteter" publicerades i FEBS Journal den 3 mars 2024. Genombrottet har applicerats på Yeasens nylanserade GMP-grade Cleascrip™ T7 RNA-polymeras (Cat#10629), validerad av flera mRNA-industripartner.

Frontier utmaningar och genombrott inom mRNA-teknik

mRNA-teknologi har fått stor uppmärksamhet på grund av dess breda potential inom vacciner, cancerimmunterapi och genterapi. DsRNA-biprodukterna som genereras av T7 RNAP under IVT har dock länge varit en ihållande utmaning för industrin. Som en immunstimulerande faktor utlöser dsRNA medfödda immunsvar, hämmar proteintranslation och ökar säkerhetsriskerna för mRNA-produkter. Traditionella metoder förlitar sig på komplexa reningsprocesser för att ta bort dsRNA, men dessa metoder är både dyra och ineffektiva.

Yeasens forskargrupp löste denna utmaning genom innovativa metoder. Genom att kombinera riktad evolution och semi-rationell design, utvecklade de framgångsrikt en serie mycket effektiva T7 RNAP-mutanter med låg toxicitet. Bland dessa, den kombinatoriska mutanten M17 uppvisade endast dsRNA-nivåer 1,8 % av vildtypenavsevärt minskar immunogeniciteten samtidigt som mRNA-translationseffektiviteten förbättras avsevärt.

Innovativ teknik som driver forskningsgenombrott

Forskargruppen använde fluorescensaktiverad droppsorteringsteknik (FADS) kombinerad med molekylära beacon-sonder för att uppnå screening med ultrahög genomströmning. De konstruerade slumpmässigt mutantbibliotek och enpunktsmättnadsmutantbibliotek, identifiera nyckelmutanter genom mikroplattscreening.

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

Figur 2: Nyckelmutantvarianter identifierade genom screening

I slutändan visade M17-mutanten optimerad via DNA-shuffling den bästa prestandan. Datorsimuleringar och funktionella experiment visade vidare att M17-mutanten effektivt reducerar generering av dsRNA genom att minska RNA-beroende RNA-polymeras (RDRP) aktivitet och terminal transferas aktivitet.

Figure 3: M17 Mutant Minskar dsRNA via undertryckta RDRP- och terminalöverföringsaktiviteter

Experimentella valideringsresultat visade:

• I RAW264.7 celler, mRNA transkriberat av M17 inducerad interferon-beta (IFN-β) endast uttryck 9,7 % av vildtypsnivån, vilket indikerar en signifikant minskning av immunogenicitet.
• I HEK293-celler är antalet EGFP-uttryckande celler ökade och fluorescensintensiteten förblev stabil, vilket visade markant förbättrad translationseffektivitet.

Figur 4: M17 sänker immunogeniciteten vid RAW264.7 Celler och förbättrar translation i HEK293-celler

Djupliga konsekvenser för mRNA-industrin

Detta genombrott markerar en milstolpe i utvecklingen av mRNA-teknologi. År 2030 beräknas mRNA-industrins marknadsstorlek överstiga 100 miljarder dollar, som omfattar vacciner, cancerterapier och behandlingar för sällsynta sjukdomar.

T7 RNAP-mutanter som utvecklats av Yeasen minskar dsRNA-genereringen vid källan, sänker produktionskostnaderna och reningskraven samtidigt som de förbättrar säkerheten och effektiviteten hos mRNA-produkter.

En chefsforskare vid företaget sa: "Vår forskning visar att förhindrande av dsRNA-generering under transkriptionsstadiet är mer effektivt än traditionella reningsmetoder. M17-mutanten sätter ett nytt riktmärke för att producera säkrare och effektivare mRNA-produkter, vilket påskyndar översättningen av mRNA-terapier till kliniska tillämpningar."

Yeasens innovationsledarskap

Som en ledande leverantör av molekylärbiologiska reagenser,Yeasen och Molefuture har länge fokuserat på enzymteknik och IVT-teknologiutveckling. Denna samarbetsprestation stärker ytterligare deras ledande position inom mRNA-teknologi. Yeasen har lanserat Cleascrip T7 RNA-polymeras av GMP-grad (Cat#10629), som avsevärt minskar dsRNA-innehållet och är idealiskt för mRNA-vaccin och läkemedelsutveckling.

Yeasen planerar att integrera dessa mutanter i sina IVT-reagenskit och aktivt bedriva samarbeten med globala mRNA-utvecklare. En av företagets grundare sa: "Det här är bara början. Vi kommer att fortsätta att optimera T7 RNAP för att leverera skräddarsydda lösningar för olika terapeutiska behov."

Framtidsutsikter: mRNA-teknikens gränslösa potential

När mRNA-teknologin expanderar till behandling av kroniska sjukdomar och personlig medicin, ger Yeasens innovationer ny fart i branschen. Genom att minimera immunriskerna förknippade med dsRNA, är mRNA-terapier redo att uppnå bredare kliniska tillämpningar. Yeasen efterlyser samarbete mellan akademi och industri för att driva nästa fas av mRNA-genombrott baserat på denna forskning.

Om Yeasen Biotechnology

Yeasen Biotechnology (Shanghai) är en ledande leverantör av molekylärbiologiska reagenser, enzymer och anpassade tjänster, dedikerade till att främja biovetenskaplig forskning och terapeutisk utveckling. Med fokus på kvalitet, innovation och kundsamarbete stödjer Yeasen forskare och företag över hela världen i att låsa upp bioteknikens potential.

Beställningsinformation

Följande är representativa produkter som erbjuds av Yeasen. Ytterligare storlekar finns tillgängliga.Våra produkter är mycket optimerade för att fungera tillsammans, för att säkerställa överlägsen prestanda och reproducerbarhet. Vi kan även erbjuda skräddarsydda tjänster. Om du är intresserad av en produkt som inte visas, kontakta oss så hjälper vi dig att möta dina behov.