環状RNA（circRNA）は、非コードRNA分子のユニークなクラスです。これらはバックスプライシングと呼ばれるメカニズムによって形成されます。前駆体mRNAの2つのエクソンは、スプライシング中に閉ループ構造に接続されます。これにより、線状RNA分子に見られる一般的な5'キャップと3'テール構造が回避されます。この環状構造はcircRNAに高い安定性を与え、細胞内のヌクレアーゼによる分解を受けにくくします。そのため、細胞内での半減期が長く、実用的には低用量で長時間持続する効果が得られます。さらに、circRNAは、キャッピングやポリアデニル化などの修飾ヌクレオチドを必要としないため、比較的シンプルな製造プロセスという利点があり、環状RNAは医薬品開発のホットスポットとなっています。
医薬品開発において大きな利点があり、その詳細は主に以下のとおりです。
01 より高い安定性
circRNA の構造はヌクレアーゼによる分解に耐性があるため、半減期が長く細胞内での安定性が高く、薬剤の持続的な効果に重要です。
02免疫原性が低い
直鎖RNAと比較すると、circRNAは免疫原性が低く、免疫反応の可能性が低くなるため、circRNAは薬剤キャリアとしてより適しています。
03 効率的なタンパク質発現
研究により、設計された circRNA は真核細胞内でタンパク質を安定的かつ効率的に発現できることが示されており、これはタンパク質補充療法にとって特に重要です。
04潜在的な疾患治療への応用
circRNA は、希少疾患、癌治療、ワクチン開発の一環として、さまざまな疾患の治療に可能性を示しています。
05革新的な配送システム
脂質ナノ粒子（LNP）などの新しく開発された送達システムは、薬物の標的化と有効性にとって非常に重要な、circRNAを標的細胞に効果的に送達することができます。
06ワクチン開発
circRNAワクチンは、より多くの中和抗体と効果的なT細胞反応の生成を誘導することができ、COVID-19ワクチンの開発において可能性を示しており、線状mRNAに比べて室温でより安定しているため、保管と輸送条件の簡素化に役立ちます。
07遺伝子編集
circRNA は遺伝子編集の分野でも可能性を示しており、遺伝子編集システムのテンプレートとして機能し、より永続的で安定したタンパク質発現を実現します。
circRNAの生産プロセスは、テンプレートの調製、in vitro転写、DNAテンプレートの除去、環状化、精製から構成されます。RNAの環状化後、環状化されていないRNAをリボヌクレアーゼR（RNase R）で消化し、circRNAを濃縮する必要があります。
YEASENは、双方向分子酵素合理設計と指向性進化プラットフォーム、そしてGMPレベル製品向けに特別に設計された分子酵素生産拠点を有しています。高純度で強力な消化活性を持つGMPグレードのRNase R製品の開発・生産を行い、新しいRNAワクチン／医薬品の発売をサポートします。
図1: 環状RNA製造プロセス図
（出典：Front Immunol 2023 Jan 12:13:1091797. doi: 10.3389/fimmu.2022.1091797. eCollection 2022.）
RNase R（リボヌクレアーゼR、RNase R）は、大腸菌由来のMg2+依存性3'→5'エキソリボヌクレアーゼです。すべての直鎖RNAを分解できますが、circRNA、Lasso RNA、または3'末端から7ヌクレオチド未満しか突出していない二本鎖RNA分子の分解は困難です。RNase Rは、直鎖RNA分子を除去するために一般的に使用され、circRNAやlariat RNAなどの非直鎖RNAを濃縮する目的を達成します。
主な適用領域 は：
- 遺伝子発現研究;
- 選択的スプライシングに関する研究
- 生物学的サンプルから circRNA を濃縮します。
- イントロンラリアット構造の RNA を識別します。
- エクソン circRNA を識別します。
製品の特徴
- タンパク質純度（SDS-PAGE）≥95%;
- エキソヌクレアーゼ残基なし。
- 競合製品と比較して、この製品は線状 RNA を消化する能力が同等です。
- 競合製品と比較して、この製品は circRNA 濃縮に対して同様の効果があります。
パフォーマンスデモンストレーション
タンパク質純度（SDS-PAGE）≥95%
図2：タンパク質純度試験：左から右へ、同一濃度の製品で異なる容量（1μL、2μL、3μL）で試験した結果を示しています。この結果は、YEASEN RNase R製品のタンパク質純度が95%以上であることを示しています。
エキソヌクレアーゼ残基なし
図3：残留エキソヌクレアーゼの検出：YEASEN RNase R 20 UをλDNA-Hind III消化物0.5 μgに加え、37℃で4時間インキュベートした後、アガロースゲル電気泳動を行った。DNAバンドに変化が見られなかったことから、YEASEN RNase R製品には残留エキソヌクレアーゼが含まれていないことが示された。
直鎖RNAの分解において輸入ブランドAのRNase R製品に匹敵
図4：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーA社のRNase R製品の直鎖RNA分解能力の比較：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーA社のRNase R製品を直鎖RNA基質を含む反応系に添加したところ、RNase R製品の添加量が2～4Uに達するとRNAバンドが弱くなり、あるいは消失することが判明しました。これは、RNase Rが直鎖RNA分子に対して分解作用を有することを示しています。さらに、YEASEN RNase R製品と輸入メーカーA社のRNase R製品の直鎖RNA分子に対する分解能力は同等です。
A社輸入ブランドRNase R製品のcircRNA濃縮効果と同等
図5：YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品によるcircRNA濃縮効果の比較：circRNA基質を含む反応系に、YEASEN製品と輸入メーカーAのRNase R製品をそれぞれ反応させた。その結果、YEASEN RNase R製品と輸入メーカーAのRNase R製品で処理後のRNAバンドの明るさに有意差はなく、circRNAがRNase Rによる消化に耐えられることが示された。以上の結果から、YEASEN製品と輸入メーカーAのRNase R製品はいずれもcircRNA濃縮に効果的に使用できることが確認された。
顧客からのフィードバック
Y EASEN RNase R は、他のブランドと比較して、線形 RNA に対する切断効果が優れています。
図6：YEASEN製品とメーカーAおよびBのRNase R消化による直鎖mRNA分子への影響の比較：YEASEN RNase R製品とメーカーAおよびBのRNase R製品を、直鎖mRNA基質1μgを含む反応系に添加して反応を行った。その結果、YEASEN RNase R製品は、メーカーAおよびBのRNase R製品と比較して、直鎖RNAに対する消化効率が優れていることが示された。
製品情報
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製品名 |
製品コード |
製品仕様 |
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14615ES |
500U/5000U/20KU/200KU |
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14616ES |
500µl/1mL/5mL/10mL/100mL |
参考文献
1.Qu L、Yi Z、Shen Y 他SARS-CoV-2 および新たな変異株に対する環状 RNA ワクチン。細胞。 2022;185(10):1728-1744.e16。 doi:10.1016/j.cell.2022.03.044
2. Chen L, Wang C, Sun H, et al. circRNAの発見と解析のためのバイオインフォマティクスツールボックス. Brief Bioinform. 2021;22(2):1706-1728. doi:10.1093/bib/bbaa001