Minicircle DNA (mcDNA) ist ein kleineres, nicht-virales DNA-Vektor-System, das von einer plasmidähnlichen Struktur abgeleitet ist. Minicircle DNA unterscheidet sich von konventionellem Plasmid-DNA dadurch, dass es nur den Promotor und das gewünschte Zielgen (GOI) enthält, aber keinen Replikationsursprung (ORI) und kein Selektionsmerkmal (selMark). Minicircle DNA wird durch in-vivo-Rekombination in Bakterien hergestellt, um zusätzliche Sequenzen (auch Mini-Plasmide genannt) aus dem Plasmid-DNA zu entfernen. Aufgrund seiner Sicherheit hat sich Minicircle DNA als beliebtes nicht-virales Vektor-System für Gentranskription und DNS-Impfstoffe etabliert.
Abbildung 1. Struktur von Plasmid-DNA (pDNA) und Minicircle-DNA (mcDNA)
Rekombinationssysteme für Minicircle DNA
Es gibt vier Haupt-Rekombinationssysteme für Minicircle DNA in vivo, die untersucht wurden, einschließlich Phage λ Integrase, Phage P1 Cre Rekombinase, ParA Resolvase, PhiC31 Integrase/I-SceI.
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Strategie
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Phage λ Integrase
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Phage P1 Cre Rekombinase
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ParA Resolvase
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PhiC31 Integrase/I-SceI
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Mechanismus
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Tyrosin-Rekombinase, die durch die Proteine FIS und IHF katalysiert die Rekombination von att-Hybridsitzen
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Ortsspezifische Tyrosin-Rekombinase, die eine bidirektionale Rekombination ausführt, wenn sie an loxP-Stellen bindet
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Serin-Rekombinase, die eine irreversible und unidirektionale Rekombination zwischen zwei identischen MRS-Stellen durchführt
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Serin-Rekombinase, die eine unidirektionale Rekombination zwischen attP/attB-Bindungsstellen vermittelt, während die I-SceI-Endonuklease Produktspezifische Verunreinigungen und nicht rekombinierte Elternplasmide abbaut
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Funktionen
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Hängen von der Expression von Wirtsfaktoren FIS und IHF ab; intrinsische Toxizität; Residuelle Elternplasmide und Mini-Plasmide
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Residuelle Elternplasmide und Mini-Plasmide
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Hohe Ausbeute; Residuelle Elternplasmide und Mini-Plasmide
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Abbau der Elternplasmide mit reduzierter Ausbeute
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Yaohai Bio-Pharma bietet eine umfassende CDMO-Lösung für Minicircle-DNA
Quelle:
[1] Almeida AM, Queiroz JA, Sousa F, Sousa Â. Minicircle-DNA: Die Zukunft für DNA-basierte Vektoren? Trends Biotechnol. 2020 Oct;38(10):1047-1051. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.04.008.
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