Minicircle DNA (mcDNA) ist ein kleinerer nicht-viraler DNA-Vektor, der von einer DNA-ähnlichen Struktur des Elternplasmids abgeleitet ist. Minicircle-DNA unterscheidet sich von herkömmlicher Plasmid-DNA dadurch, dass sie Promotor und Gen von Interesse (GOI) enthält, ohne Replikationsursprung (ORI) und Selektionsmarker (selMark). Minicircle-DNA wird in Bakterien durch In-vivo-Rekombination hergestellt, um zusätzliche Sequenzen (sogenannte Mini-Plasmide) aus der Plasmid-DNA zu entfernen. Aufgrund ihrer Sicherheit hat Minicircle-DNA als nicht-viraler Vektor für Gentherapie, DNA-Impfstoffe usw. an Popularität gewonnen.
Abbildung 1. Struktur von Plasmid-DNA (pDNA) und Minicircle-DNA (mcDNA)
Minicircle-DNA-Rekombinationssysteme
Es wurden vier Haupt-Minicircle-DNA-In-vivo-Rekombinationssysteme untersucht, darunter Phagen-λ-Integrase, Phagen-P1-Cre-Rekombinase, ParA-Resolvase und PhiC31-Integrase/I-SceI.
Strategie
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Phagen-λ-Integrase
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Cre-Rekombinase des Phagen P1
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ParA-Resolvase
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PhiC31 integra se/I-SceI
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Mechanismus
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Tyrosin-Rekombinase, die über die Proteine FIS und IHF die Rekombination von att-Hybridstellen katalysiert
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Ortsspezifische Tyrosin-Rekombinase, die bei der Bindung an loxP-Stellen eine bidirektionale Rekombination durchführt
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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 die unidirektionale Rekombination zwischen attP/attB-Bindungsstellen vermittelt, während I-SceI-Endonuklease die produktbezogenen Verunreinigungen und nicht rekombiniertes Elternplasmid spaltet
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Eigenschaften
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Abhängig von der Expression der Wirtsfaktoren FIS und IHF; intrinsische Toxizität; Verbleibendes Elternplasmid und Miniplasmid
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Verbleibendes Elternplasmid und Miniplasmid
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Hohe Ausbeute; Verbleibendes Elternplasmid und Miniplasmid
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Der Abbau des Elternplasmids führte zu einer verringerten Ausbeute
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Yaohai Bio-Pharma bietet CDMO-Lösung aus einer Hand für Minicircle-DNA
Referenz:
[1] Almeida AM, Queiroz JA, Sousa F, Sousa Â. Minicircle-DNA: Die Zukunft für DNA-basierte Vektoren? Trends Biotechnologie. 2020 Okt.;38(10):1047-1051. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.04.008.