遺伝子療法の進化：新しいDNAと最適化

DNA応用の分野において、プラミドDNA（pDNA）はその優れた安定性や生産、保存、輸送の容易さから常に高い評価を受けてきました。しかし、科学研究が進展するにつれ、ミニサークルDNA（mcDNA）、ドギーボーンDNA（dbDNA）、クローズエンドDNA（ceDNA）などの一連の新しいタイプのDNAが次々と登場し、遺伝子治療やその他の最先端分野に新たな道を開いています。

mcDNA

mcDNAは親プラミドの再構成プロセスから得られ、細菌由来の要素が除去されながら円形構造は維持されています。その準備プロセスにはφC31インテグラーゼなどの特定の酵素活性に依存し、より高い再構成効率を達成します。mcDNAの特筆すべき特性の一つは、細菌配列を持たないことで、小さなDNAキャリアに頼ることができ、これにより遺伝子発現が向上します。

dbDNA

dbDNAは、両端に小さなシングルストランドのループを持つ閉じた二重鎖構造で、完全に細菌配列や抗生物質耐性遺伝子を含んでいません。その小さいサイズにより、細胞および核内への導入が容易になり、完全な核酸分解酵素抵抗性を示します。dbDNAの初期形態には、遺伝子発現に必要な要素のみが含まれており、不要な配列は省かれています。これにより、強力な遺伝子転染能力と高いタンパク質発現レベルが得られます。

ceDNA

ceDNAは、標的遺伝子とその他の発現制御要素を含む、エンジニアリングされた二重鎖の線形共有結合閉鎖型DNA構造体です。その末端は逆方向終端繰り返し配列（ITR）で、数千塩基の容量を持ち、従来のアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターの限界を大幅に超えています。ceDNAのITR構造は核への進入において重要であり、その発現パターンは非統合エピソームと一致します。さらに、ceDNAの準備プロセスは迅速かつコスト効果が高く、希少疾患、ワクチン、がんなどの分野における遺伝子治療研究に適しています。

DNA最適化

DNA最適化に関しては、研究者たちはプラミドDNAの固有成分を最適化することで、転写遺伝子の発現を強化します。同時に、選択マーカーも置き換えられ、例えばアミピシリンをカナマイシンに置き換えることで自己免疫リスクを減らします。さらに、砂糖選択システムも使用され、従来の選択マーカーの代わりとなります。コドン最適化に関しては、研究者たちはホストの配列発現に対する嗜好性を十分考慮しながら、コドンの使用を変更し、これによりタンパク質の発現レベルを向上させます。最適化プロセス中、研究者たちはまた、コドンバイアス、mRNA二次構造の安定性、トランス作用要素や制限酵素サイトの回避、GC含有量のバランスにも注意を払う必要があります。

要約すると、新しいDNAタイプの開発とDNAの最適化は、遺伝子治療などの分野に新たな機会と挑戦をもたらしました。ヤオハイ・バイオファーマは、円形および線状プラミドのGMP生産プラットフォームを確立しました。また、ヤオハイはこれらの新しいタイプを含むさまざまな種類のDNAのプロセス開発や最適化も提供し、顧客の異なるニーズに対応しています。

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