유전자 요법의 발전: 새로운 DNA 및 최적화

DNA 응용 분야에서 플라스미드 DNA(pDNA)는 그 뛰어난 안정성과 생산, 보관 및 운송의 용이성 때문에 항상 높은 관심을 받아왔습니다. 그러나 과학 연구가 계속 발전함에 따라 미니서클 DNA(mcDNA), 독기본 DNA(dbDNA), 그리고 폐쇄형 DNA(ceDNA)와 같은 새로운 유형의 DNA들이 점차 등장하면서 유전자 치료 및 기타 최첨단 분야에 새로운 길을 열고 있습니다.

mcDNA

mcDNA는 부모 플라스미드의 재조합 과정에서 생성되며, 세균 요소는 제거되고 원형 구조는 유지됩니다. 그 준비 과정은 φC31 인테그라제와 같은 특정 효소 활동에 의존하여 더 높은 재조합 효율을 달성합니다. mcDNA의 주목할 만한 특징 중 하나는 세균 서열이 없다는 점으로, 이는 작은 DNA 벡터에 의존하여 유전자 발현을 개선시킵니다.

dbDNA

dbDNA는 양쪽 끝에 작은 싱글 스트랜드 루프가 있는 폐쇄된 이중 구조를 가지며, 박테리아 서열과 항생제 저항 유전자가 완전히 제거되어 있습니다. 더 작은 크기로 인해 세포와 핵 내로의 전달이 용이하며, 완전한核酸 저항성을 보입니다. dbDNA의 초기 형태는 유전자 발현에 필요한 요소만 포함하고 불필요한 서열은 제외되어 강력한 유전자 전달 능력과 더 높은 단백질 발현 수준을 가지고 있습니다.

ceDNA

ceDNA는 대상 유전자와 기타 발현 조절 요소를 포함하는 엔지니어링된 이중 구조, 선형, 공유결합으로 폐쇄된 끝부분의 DNA 구조물입니다. 그 끝부분은 역방향 말단 반복(Inverted Terminal Repeats, ITR)로 이루어져 있으며, 이는 수천 개의 베이스 용량을 제공하여 전통적인 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터의 한계를 훨씬 초과합니다. ceDNA의 ITR 구조는 핵으로 진입하는 데 매우 중요하며, 그 발현 패턴은 비통합 에피좀(episome)과 일치합니다. 또한, ceDNA의 제조 과정은 신속하고 비용 효율적이어서 희귀 질환, 백신, 종양학 등의 분야에서 유전자 치료 연구에 적합합니다.

DNA 최적화

DNA 최적화 측면에서 연구원들은 플라스미드 DNA의 고유 구성 요소를 최적화하여 전령 유전자의 발현을 향상시킵니다. 동시에 선택 표지자도 교체되는데, 예를 들어 아미카신 대신 칸아미신을 사용해 자가 면역 위험을 줄입니다. 또한 수크로즈 선택 시스템도 전통적인 선택 표지자를 대체하는 데 사용됩니다. 코돈 최적화 측면에서는 연구원들이 유전자 서열 발현에 대한 숙주 선호도를 충분히 고려하면서 코돈 사용을 변경하여 단백질 발현 수준을 개선합니다. 최적화 과정 중 연구원들은 코돈 편향성, mRNA 2차 구조 안정성, 트랜스 작용 요소 및 제한 효소 부위 회피, GC 함량 균형 등에도 주의를 기울여야 합니다.

요약하면, 새로운 유형의 DNA 개발과 DNA 최적화는 유전자 요법과 같은 분야에 새로운 기회와 도전을 제공하고 있습니다. 야오하이 바이오-파마는 순환형 및 선형 플라스미드 모두를 위한 GMP 생산 플랫폼을 구축했습니다. 또한 야오하이는 이러한 새로운 유형의 DNA를 포함한 다양한 유형의 DNA에 대한 공정 개발 및 최적화를 제공할 수 있어 고객의 다양한 요구를 충족시킬 수 있습니다.

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