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尊龙凯时:优化poly(A)尾提升IVTmRNA效果的科研策略

发布时间:2025-08-08   信息来源:尊龙凯时官方编辑

近年来,mRNA疗法和疫苗在精准医疗领域的应用潜力不断凸显。mRNA能够表达多种蛋白质(包括细胞内蛋白、跨膜蛋白及分泌蛋白),且无需担心基因组整合带来的问题。这项技术在遗传病、传染病和癌症疗法的开发中逐渐受到重视,并在COVID-19疫苗的快速设计与生产中发挥了重要作用。目前,科研人员仍在积极优化mRNA的稳定性、递送效率及免疫原性,其中poly(A)尾的长度对mRNA的稳定性和翻译效率起着关键作用。

尊龙凯时:优化poly(A)尾提升IVTmRNA效果的科研策略

Poly(A)尾是由70-200个腺苷酸构成的序列,存在于几乎所有真核生物的mRNA 3'末端,对mRNA的核输出、稳定性与翻译具有重要影响。尽管过去认为较长的poly(A)尾可提高mRNA的稳定性,但最新研究表明,poly(A)尾长度与mRNA动力学之间的关系极为复杂,目前尚未有明确结论。已有证据显示,mRNA的稳定性下降可能与翻译效率并无直接关联。尽管如此,研究发现存在一个使mRNA转录本达到高效翻译的最优尾长。poly(A)尾的长度在调控mRNA稳定性和翻译效率方面起着决定性作用。阐明这些机制的原理不仅有助于深入理解mRNA生物学,更能推动mRNA疗法的发展。

通过对聚腺苷酸化和poly(A)尾在翻译调控中的动态特性进行研究,操控mRNA生命周期以提升其疗效已成为开发mRNA疗法和疫苗的关键策略。人工poly(A)加尾体外转录mRNA的多聚腺苷酸化通常有两种实验室实现方法:1)酶促多聚腺苷酸化;2)模板编码的多聚腺苷酸化。

酶促多聚腺苷酸化反应是在体外转录完成后进行的。其中,IVTmRNA与多聚腺苷酸聚合酶及ATP共同孵育,向mRNA的3'端添加腺嘌呤残基。这种方法的主要优势在于可以通过调节核苷酸浓度、ATP浓度、酶用量、反应时间或其组合,灵活生成不同长度的poly(A)尾。然而,该策略在大规模生产中可能因需使用额外的酶制剂而提高成本,并且一次反应无法生成统一长度的poly(A)尾。

模板编码的多聚腺苷酸化则是在IVT质粒载体编码的目的基因末端添加一段胸腺嘧啶。这一方法的优势在于单步完成反应,降低了制备成本,更适合大规模生产,并能产生一致的poly(A)尾长度。然而,合成和克隆长段胸腺嘧啶序列的技术难度较大,长段重复序列的合成与克隆常成为限制因素,甚至可能在宿主细胞中发生重组。

为了实现最佳表达效果,poly(A)尾长度的优化尤其重要。得益于模板编码加尾法的优势,该法已成为适用于科研与治疗用途的IVTmRNA加尾处理的首选方案。为克服长腺嘌呤序列合成与克隆技术难题,尊龙凯时已优化出适合多种poly(A)尾长度的IVTmRNA载体,这些载体在细菌宿主中保持良好的稳定性。

质量控制是确保IVTmRNA最佳使用效果的关键,然而传统的Sanger测序很难测定poly(A)尾的重复序列。于是,越来越多的实验室采用更先进的技术手段,如毛细管电泳、LC-MS及NGS等。当中,LC-MS可精确且高效地测定IVTmRNA的poly(A)尾长度及其异质性。下表总结了这些方法的特点。

总而言之,mRNA的poly(A)尾在细胞质中的稳定性与高效翻译中扮演着至关重要的角色。实验室中合成poly(A)尾的主要方法有酶促法和模板编码加尾法。尽管两者各有特色,但模板编码加尾法所产生的poly(A)尾长度更为一致,同时其成本和突变风险较低,且符合GMP规范要求,使其成为当前应用最广泛的方法。

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