pDNA 수율을 개선하는 방법

플라스미드 DNA(pDNA)의 생산은 유전자 재조합에 의존하는데, 이는 표적 유전자와 다른 요소를 연결하여 공유적으로 닫힌 원형 구조를 형성하는 것을 포함합니다. 고밀도 세포 발효 대장균 정제는 pDNA를 생산하는 주요 방법입니다.

세포 및 유전자 치료(CGT)와 mRNA의 개발은 전염병을 예방하고 희귀 질병을 치료할 수 있는 더 많은 가능성을 가져왔습니다. CGT와 mRNA의 산업적 생산에는 다음이 필요합니다. 고품질 pDNA. 따라서, 최적화된 발효 E. 대장균 그리고 높은 수율의 pDNA CGT와 mRNA 백신/약물의 비용 효율성에 매우 중요합니다.

1. pDNA에 대한 수요 증가

미국 플라스미드 DNA 제조 시장 보고서에 따르면, CGT 시장은 7.2년 2023억 달러에서 23.3년 2028억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. 게다가 유전자 치료가 CGT의 주요 방향이 될 것입니다. 점점 더 많은 CGT 치료법이 시장 출시를 위해 승인되고 있으며, 더 많은 파이프라인이 임상 단계에 진입하고 있습니다. 그 결과, pDNA에 대한 수요가 급증하고 있습니다.

CGT 치료법 외에도 pDNA는 mRNA 백신 생산에 필수적인 원료입니다. 감염성 질환 백신, 암 백신 및 희귀 질환 치료 분야에서 mRNA 기술이 지속적으로 혁신됨에 따라 pDNA에 대한 수요도 빠르게 증가할 것입니다.

2. pDNA 수율을 향상시키는 방법

플라스미드 DNA에 대한 수요가 증가함에 따라 현재 기술 개발의 초점은 pDNA 수율을 개선하기 위한 발효 전략 최적화에 맞춰져 있습니다. 상류 공정 개발의 핵심 조건에는 배양 배지, 온도, pH, 용존 산소(DO), 특정 생산 속도 및 페드-배치 전략의 구성 요소가 포함됩니다.

배양 배지: 발효를 위한 배양 매체 E. 대장균 플라스미드 생산에 사용되는 것은 일반적으로 반합성 매체입니다. 탄소원, 질소원, 무기염 및 미량 원소로 구성됩니다. 그 중 탄소원과 질소원의 유형은 성장에 중요합니다. E. 대장균 그리고 제품의 축적. 일반적으로 사용되는 탄소원은 포도당과 글리세롤이고 질소원은 유기 및 무기 질소원을 포함합니다. 또한, 지나치게 높은 탄소-질소 비율(C/N)은 박테리아 균주의 성장을 늦출 수 있는 반면, 지나치게 낮은 C/N 비율은 빠른 성장을 촉진할 수 있지만 제품 축적을 제한할 수 있습니다.

온도: 식물의 생장에 가장 적합한 온도 E. 대장균 37°C입니다. 그러나 더 낮은 온도(30-37°C)를 배치 발효에 사용하여 최대 특정 생산 속도를 줄이고 플라스미드 복제를 증가시킬 수 있습니다. 열에 민감한 플라스미드의 경우 온도를 42°C로 높이면 플라스미드 사본 수가 두 배가 될 수 있습니다.

pH: 생장을 위한 최적 pH E. 대장균 7±0.2입니다. 발효액의 pH는 일반적으로 산-염기 펌프를 통해 유지됩니다.

DO: 임계 용존산소 농도 범위 E. 대장균 20%-30%입니다. 용존산소가 부족하면 아세트산이 과도하게 생성되어 박테리아 성장에 영향을 미치고 박테리아 자가분해를 일으킬 수도 있습니다. 용존산소가 너무 많으면 산소 중독을 일으킬 수 있습니다. 용존산소에 영향을 미치는 요인으로는 교반 속도, 통기 속도 등이 있습니다.

Fed-batch 전략: 플라스미드 생산을 위해 종종 페드배치 발효가 선택됩니다. 첫째, 높은 세포 밀도의 발효를 달성하는 데 도움이 됩니다. 대장균, 더 많은 바이오매스를 생성하여 높은 수확량의 기초가 됩니다. 둘째, 대장균의 지나치게 빠른 성장은 플라스미드 안정성에 영향을 미칩니다. 페드배치를 사용하여 제한적인 영양소를 추가하면 플라스미드의 성장 속도를 합리적으로 제어할 수 있습니다. E. 대장균, 그리하여 플라스미드 수율을 향상시킵니다. DO-stat 제어 전략은 플라스미드 발효 중 페드배치를 조절하는 데 일반적으로 사용됩니다. pH-stat 전략의 타당성을 나타내는 연구도 있습니다.

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Yaohai Bio-Pharma는 플라스미드 생산을 위한 성숙한 플랫폼을 개발했습니다. 또한 Yaohai Bio-Pharma는 기본 배양 배지, 공급 배지 및 발효 제어 전략을 최적화했습니다. 30시간의 배양 주기 내에서 플라스미드 수율은 1g/L를 초과합니다.

또한, Yaohai Bio-Pharma는 다양한 플라스미드와 숙주 박테리아에 대한 단일 요인 또는 실험 계획(DoE) 방법을 기반으로 프로세스 최적화 솔루션을 제공할 수 있습니다. Yaohai Bio-Pharma는 높은 플라스미드 수율과 품질에 대한 고객의 요구 사항을 충족하는 것을 목표로 합니다.

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