Il Minicircle DNA (mcDNA) è un vettore DNA non virale più piccolo, derivato da una struttura simile a quella di un plasmide genitore. Il Minicircle DNA differisce dal plasmide DNA convenzionale in quanto contiene il promotore e il gene di interesse (GOI), senza origine di replicazione (ORI) e marcatori selettivi (selMark). Il Minicircle DNA viene prodotto in batteri attraverso ricombinazione in vivo per rimuovere le sequenze extra (chiamate mini-plasmidi) dal DNA del plasmide. A causa della sua sicurezza, il Minicircle DNA ha guadagnato popolarità come vettore non virale per la terapia genica, vaccini DNA, ecc.
Figura 1. Struttura del DNA Plasmidico (pDNA) e del Minicircle DNA (mcDNA)
Sistemi di Ricombinazione Minicircle DNA
Ci sono quattro principali sistemi di ricombinazione in vivo del Minicircle DNA che sono stati studiati, inclusi integrasi Phage λ, ricombinasi Cre Phage P1, resolvasi ParA, PhiC31 integrasi/I-SceI.
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Strategia
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Integrasi Phage λ
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Ricombinasi Cre Phage P1
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Resolvasi ParA
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Integrasi PhiC31/I-SceI
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Meccanismo
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Tirosinasi ricombinante, che funziona attraverso le proteine FIS e IHF per catalizzare la ricombinazione dei siti ibridi att
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Tirosinasi ricombinante sito-specifica, che esegue una ricombinazione bidirezionale quando si lega ai siti loxP
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Serina ricombinasi, che esegue una ricombinazione irreversibile e unidirezionale tra due siti MRS identici
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Serina ricombinasi, che media la ricombinazione unidirezionale tra i siti di legame attP/attB, mentre l'endonucleasi I-SceI taglia le impurità correlate al prodotto e il plasmide parentale non ricombinato
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Caratteristiche
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Dipendono dall'espressione dei fattori ospite FIS e IHF; tossicità intrinseca; residuo di plasmide parentale e mini-plasmide
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Residuo di plasmide parentale e mini-plasmide
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Alto rendimento; residuo di plasmide parentale e mini-plasmide
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Degradazione del plasmide parentale associata a un ridotto rendimento
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Riferimento:
[1] Almeida AM, Queiroz JA, Sousa F, Sousa Â. Minicircle DNA: Il Futuro per Vettori Basati su DNA? Trends Biotechnol. 2020 Ott;38(10):1047-1051. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.04.008.
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