원형 RNA(circRNA)는 독특한 비코딩 RNA 분자군으로, 백스플라이싱이라는 메커니즘을 통해 형성됩니다. 전구체 mRNA의 두 엑손은 스플라이싱 과정에서 닫힌 루프 구조로 연결됩니다. 이는 선형 RNA 분자에서 흔히 발견되는 5' 캡과 3' 테일 구조를 피합니다. 이러한 원형 구조는 circRNA에 높은 안정성을 부여하고, 세포 내 뉴클레아제에 의한 분해를 줄입니다. 따라서 세포 내 반감기가 길어 실제 응용 분야에서 저용량 및 장기 지속 효과를 얻을 수 있습니다. 또한, circRNA는 캡핑이나 폴리아데닐화와 같은 변형된 뉴클레오타이드가 필요하지 않아 생산 공정이 비교적 간단하다는 장점이 있어, 약물 개발에 있어 중요한 위치를 차지하고 있습니다.
이는 약물 개발에 있어서 상당한 이점을 가지고 있으며, 그 세부 사항은 주로 다음과 같습니다 .
01 더 높은 안정성
circRNA의 구조는 핵산 분해효소에 의한 분해를 막기 때문에 세포 내에서 반감기가 길고 안정성이 더 높습니다. 이는 약물의 지속적인 효과에 매우 중요합니다.
02 낮은 면역원성
circRNA는 선형 RNA에 비해 면역원성이 낮아 면역 반응 가능성이 낮아 약물 운반체로 더 적합합니다.
03 효율적인 단백질 발현
연구에 따르면, 조작된 circRNA는 진핵 세포에서 단백질을 안정적이고 효율적으로 발현할 수 있으며, 이는 단백질 대체 요법에 특히 중요합니다.
04 잠재적 질병 치료 응용 분야
circRNA는 희귀 질환, 암 치료, 백신 개발의 일부 등 다양한 질병의 치료에 잠재력이 있는 것으로 나타났습니다.
05 혁신적인 배송 시스템
지질 나노입자(LNP)와 같은 새롭게 개발된 전달 시스템은 circRNA를 표적 세포에 효과적으로 전달할 수 있는데, 이는 약물의 타겟팅과 효능에 매우 중요합니다.
06 백신 개발
circRNA 백신은 COVID-19 백신 개발에 잠재력이 있는 것으로 나타났습니다. 중화 항체를 더 많이 생성하고 효과적인 T 세포 반응을 유도할 수 있으며, 선형 mRNA에 비해 주변 온도에서 더 안정적이어서 보관 및 운송 조건이 간소화됩니다.
07 유전자 편집
circRNA는 유전자 편집 분야에서도 잠재력을 보여주며, 유전자 편집 시스템의 템플릿 역할을 하여 보다 지속적이고 안정적인 단백질 발현을 제공할 수 있습니다.
circRNA 생산 과정은 주형 준비, 시험관 내 전사, DNA 주형 제거, 원형화, 정제 과정을 포함합니다. RNA 원형화 후, 원형화되지 않은 RNA는 circRNA를 농축하기 위해 리보뉴클레아제 R(RNase R)로 분해해야 합니다.
YEASEN은 양방향 분자 효소 합리적 설계 및 지향성 진화 플랫폼을 보유하고 있으며, GMP 등급 제품을 위해 특별히 설계된 분자 효소 생산 기반을 갖추고 있습니다 . 고순도 및 강력한 소화 활성을 가진 GMP 등급 RNase R 제품을 개발 및 생산하여 새로운 RNA 백신/의약품 출시를 지원합니다.
그림 1: 원형 RNA 생산 공정 다이어그램
(출처: Front Immunol 2023 Jan 12:13:1091797. doi: 10.3389/fimmu.2022.1091797. eCollection 2022.)
RNase R(Ribonuclease R, RNase R)은 대장균 유래의 Mg₂+ 의존성 3'→5' 엑소리보뉴클레아제입니다. 모든 선형 RNA를 분해할 수 있지만, circRNA, Lasso RNA 또는 3' 말단에 7개 미만의 뉴클레오티드가 돌출된 이중 가닥 RNA 분자는 분해하기 어렵습니다. RNase R은 선형 RNA 분자를 제거하는 데 흔히 사용되며, circRNA 및 lariat RNA와 같은 비선형 RNA를 증폭하는 데 효과적입니다.
주요 적용 지역 이다:
- 유전자 발현 연구
- 대체 스플라이싱에 관한 연구
- 생물학적 샘플에서 circRNA를 풍부하게 만듭니다.
- 인트론 라리아트 구조 RNA를 식별합니다.
- 엑손 circRNA를 식별합니다.
제품 특징
- 단백질 순도(SDS-PAGE) ≥95%
- 엑소뉴클레아제 잔류물 없음
- 경쟁사와 비교했을 때, 본 제품은 선형 RNA를 소화하는 능력이 동등합니다.
- 경쟁사와 비교했을 때, 이 제품은 circRNA 농축에 비슷한 효과를 나타냅니다.
성능 시연
단백질 순도(SDS-PAGE) ≥95%
그림 2: 단백질 순도 시험: 왼쪽부터 오른쪽 순으로, 동일한 제품 농도의 다양한 용량(1 μL, 2 μL, 3 μL)에 대한 결과를 보여줍니다. 결과는 YEASEN RNase R 제품의 단백질 순도가 ≥95%임을 보여줍니다.
엑소뉴클레아제 잔류물 없음
그림 3: 엑소뉴클레아제 잔류 검출: YEASEN RNase R 20 U을 λDNA-Hind III 분해물 0.5 μg에 첨가하고 37°C에서 4시간 동안 배양한 후 아가로스 겔 전기영동을 수행합니다. 결과는 DNA 밴드에 변화가 없었으며, 이는 YEASEN RNase R 생성물에 엑소뉴클레아제 잔류물이 없음을 나타냅니다.
선형 RNA 분해에 있어서 수입 브랜드 A RNase R 제품과 유사
그림 4: YEASEN RNase R 제품과 수입 A 제조사의 RNase R 제품의 선형 RNA 분해 능력 비교: YEASEN RNase R 제품과 수입 A 제조사의 RNase R 제품을 선형 RNA 기질이 포함된 반응 시스템에 첨가했을 때, 첨가된 RNase R 제품의 양이 2-4 U에 도달했을 때 RNA 밴드가 약해지거나 심지어 사라지는 것으로 나타났습니다. 이는 RNase R이 선형 RNA 분자에 대한 분해 효과를 가지고 있음을 시사합니다. 또한, YEASEN RNase R 제품과 수입 A 제조사의 RNase R 제품의 선형 RNA 분자 분해 능력은 비슷한 수준입니다.
A사의 수입 브랜드 RNase R 제품의 circRNA 농축 효과와 동일
그림 5: YEASEN RNase R 제품과 수입 A사의 RNase R 제품을 이용한 circRNA 농축 효과 비교: circRNA 기질이 포함된 반응 시스템에 각각 수입 A사의 YEASEN 제품과 RNase R 제품을 반응시켰습니다. 그 결과, YEASEN RNase R 제품과 수입 A사의 RNase R 제품을 처리한 후 RNA 밴드의 밝기에 유의미한 차이가 없었으며, 이는 circRNA가 RNase R에 의한 분해를 견뎌낼 수 있음을 시사합니다. 위 결과는 YEASEN 제품과 수입 A사의 RNase R 제품 모두 circRNA 농축에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인시켜 줍니다.
고객 피드백
Y EASEN RNase R은 다른 브랜드에 비해 선형 RNA에 대한 절단 효과가 더 좋습니다.
그림 6: YEASEN 제품과 A, B 제조사의 RNase R 소화 효과 비교: YEASEN RNase R 제품과 A, B 제조사의 RNase R 제품을 1μg의 선형 mRNA 기질이 포함된 반응 시스템에 첨가하여 반응을 수행했습니다. 그 결과, YEASEN RNase R 제품이 A, B 제조사의 RNase R 제품보다 선형 RNA 소화 효율이 더 높았습니다.
제품 정보
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제품명 |
제품 코드 |
제품 사양 |
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14615ES |
500U/5000U/20KU/200KU |
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14616ES |
500µl/1mL/5mL/10mL/100mL |
참고문헌
1.Qu L, Yi Z, Shen Y, 외. SARS-CoV-2 및 새로운 변종에 대한 원형 RNA 백신. 셀. 2022;185(10):1728-1744.e16. doi:10.1016/j.cell.2022.03.044
2. Chen L, Wang C, Sun H 외. circRNA 발견 및 분석을 위한 생물정보학 도구. Brief Bioinform. 2021;22(2):1706-1728. doi:10.1093/bib/bbaa001