Il DNA minicircolare (mcDNA) è un vettore di DNA non virale più piccolo derivato da una struttura simile al DNA del plasmide parentale. Il DNA minicircolare differisce dal DNA plasmidico convenzionale in quanto contiene promotore e gene di interesse (GOI), senza origine di replicazione (ORI) e marcatore di selezione (selMark). Il DNA minicircolare viene prodotto nei batteri attraverso la ricombinazione in vivo per rimuovere sequenze extra (chiamate mini-plasmide) dal DNA plasmidico. Grazie alla sua sicurezza, il DNA minicircolare ha guadagnato popolarità come vettore non virale per la terapia genica, i vaccini a DNA, ecc.
Figura 1. Struttura del DNA plasmidico (pDNA) e del DNA minicircolare (mcDNA)
Sistemi di ricombinazione del DNA minicircolare
Sono stati studiati quattro principali sistemi di ricombinazione in vivo del DNA minicircolare, tra cui Phage λ integrase, Phage P1 Cre ricombinasi, ParA resolvase, PhiC31 integra se/I-SceI.
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Strategia
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Integrasi del fago λ
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Ricombinasi del fago P1 Cre
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Risoluzione ParA
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PhiC31 integra se/I-SceI
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Meccanismo
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Tirosina ricombinasi, che funziona attraverso le proteine FIS e IHF per catalizzare la ricombinazione dei siti ibridi att
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Tirosina ricombinasi 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 scinde 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 ospiti FIS e IHF; tossicità intrinseca; Plasmide parentale residuo e mini-plasmide
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Plasmide parentale residuo e mini-plasmide
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Ad alto rendimento; Plasmide parentale residuo e mini-plasmide
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Resa ridotta associata alla degradazione del plasmide parentale
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Yaohai Bio-Pharma offre una soluzione CDMO completa per il DNA minicircolare
Riferimento:
[1] Almeida AM, Queiroz JA, Sousa F, Sousa Â. DNA minicircolare: il futuro dei vettori basati sul DNA? Tendenze Biotecnologie. 2020 ottobre;38(10):1047-1051. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.04.008.
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