近年来,mRNA疗法和疫苗在精准医疗领域展现出巨大的应用潜力。mRNA能够表达多种蛋白质(如细胞内蛋白、跨膜蛋白和分泌蛋白),且无需担心基因组整合问题。这一技术在遗传病、传染病和癌症疗法的开发中日益受到青睐,并在COVID-19疫苗的快速设计与生产中发挥了关键作用。
当前,科研人员仍在不断优化mRNA的稳定性、递送效率和免疫原性。在这些因素中,poly(A)尾的长度对mRNA的稳定性和翻译效率至关重要。Poly(A)尾由70-200个腺苷酸组成,位于几乎所有真核生物mRNA的3'末端,参与mRNA的核输出、稳定性以及翻译等关键过程。以往,长的poly(A)尾被认为能提升mRNA的稳定性,但最新研究表明,这一关系极为复杂,目前仍未完全明晰。
尽管poly(A)尾的长度与翻译效率并无直接相关性,研究发现存在一种最佳尾长,可以使mRNA转录本有效地进行翻译。明确这些机制的原理,对于深入理解mRNA生物学及推动mRNA疗法的研发具有重大意义。借助聚腺苷酸化和poly(A)尾在翻译调控中的动态特性,通过操控mRNA生命周期来增强其治疗效果,是开发mRNA疗法和疫苗的核心策略。
生成人工poly(A)尾的体外转录mRNA可通过两种方式实现:1)酶促多聚腺苷酸化;2)模板编码的多聚腺苷酸化。酶促多聚腺苷酸化在体外转录后进行,使用IVTmRNA与多聚腺苷酸聚合酶及ATP共孵育,以在mRNA的3'端添加腺嘌呤残基。该方法的主要优势在于可通过调节不同参数灵活生成多种长度的poly(A)尾。然而,该策略在大规模生产时可能增加成本,并且所产生的poly(A)尾长度不一致。
模板编码的多聚腺苷酸化则在IVT质粒载体中通过添加胸腺嘧啶实现。T7 RNA聚合酶会利用该模板合成poly(A)尾,此方法不仅简化了生产过程,而且能够制造出长度一致的poly(A)尾,适合进行大规模生产。与此同时,合成、克隆和维持长段胸腺嘧啶序列的稳定性仍然是一个技术难点,特别是在DNA合成过程中可能会出现问题,如基因重组等。
为了优化poly(A)尾长度以实现最佳表达效果,模板编码加尾法通常被选为IVTmRNA的处理首选方案。为了解决长腺嘌呤序列的合成和克隆难题,著名的品牌88858cc永利官网已经优化开发出适用于多种poly(A)尾长度的IVTmRNA载体,并能在细菌宿主中保持稳定性。这些载体能有效提高含有60-150个核苷酸的poly(A)尾的稳定性。
传统上,哺乳动物的poly(A)尾长度为200个核苷酸,但在研究和治疗应用中更常采用较短的长度。我们的实验表明,100个核苷酸的poly(A)尾长度能够实现理想的蛋白表达,而进一步增加尾长并未能显著提升翻译效率。这种机制可拓展至其他IVTmRNA,但特定转录本的最佳poly(A)尾长度取决于具体实验条件。
IVTmRNA质量控制至关重要,而由于传统的Sanger测序方法难以测定poly(A)尾的重复序列,通常需要采用更先进的技术,如毛细管电泳、LC-MS、NGS等。尽管毛细管电泳可以精确测量poly(A)尾的长度,它却无法检测内部的变异或杂质。相对而言,LC-MS技术能够高效、准确地测定IVTmRNA的poly(A)尾长度及其异质性。希望通过这些方法提高mRNA的质量控制水平,以确保其在生物医疗领域的最佳使用效果。
总之,mRNA的Poly(A)尾对其在细胞质中的稳定性和高效翻译具有关键作用。在实验室中,合成poly(A)尾的主要方法有酶促法与模板编码加尾法。虽然各有优劣,但模板编码加尾方法因其一致性以及低成本、低突变风险而成为最为广泛应用的技术。由此,品牌88858cc永利官网的研究和产品服务为mRNA疗法的推广与应用提供了可靠支持。
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