Minicircle DNA (mcDNA) is een kleiner, niet-viraal DNA-vector dat afgeleid is van een ouderlijke plasmid-DNA-structuur. Minicircle DNA verschilt van conventionele plasmid DNA doordat het promotor en gen van interesse (GOI) bevat, zonder replicatie-oorsprong (ORI) en selectiemarker (selMark). Minicircle DNA wordt in bacteriën geproduceerd door in vivo recombinatie om extra sequenties (genaamd mini-plasmid) uit plasmid DNA te verwijderen. Vanwege zijn veiligheid heeft minicircle DNA populariteit gekregen als een niet-virale vector voor genetherapie, DNA-vaccins, etc.

Figuur 1. Structuur van Plasmid DNA (pDNA) en Minicircle DNA (mcDNA)
Minicircle DNA Recombinatie Systemen
Er zijn vier hoofdminicircle DNA in vivo recombinatie systemen die onderzocht zijn, waaronder Phage λ integrase, Phage P1 Cre recombinase, ParA resolvase, PhiC31 integra se/I-SceI.
Strategie
|
Phage λ integrase
|
Phage P1 Cre recombinase
|
ParA resolvase
|
PhiC31 integra se/I-SceI
|
Mechanisme
|
Tyrosine recombinase, die via de eiwitten FIS en IHF functioneert om de recombinitie van att-hybrid sites te katalyseren
|
Site-specifieke tyrosine recombinase, die een bidirectionele recombinitie uitvoert bij binding aan loxP-sites
|
Serine recombinase, die een onomkeerbare en unidirectionele recombinitie tussen twee identieke MRS-sites uitvoert
|
Serine recombinase, die unidirectionele recombinitie tussen attP/attB-bindingsites mediatet, terwijl I-SceI-endonuclease de product-gerelateerde impureheden en ongerecombineerde ouderlijke plasmiden afsnijdt
|
Kenmerken
|
Afhankelijk van de expressie van gastheerfactoren FIS en IHF; intrinsieke toxiciteit; Residuen van ouderlijke plasmiden en mini-plasmiden
|
Residuen van ouderlijke plasmiden en mini-plasmiden
|
Hoge opbrengst; Residuen van ouderlijke plasmiden en mini-plasmiden
|
Degradatie van ouderlijke plasmiden met daarmee gepaarde verminderde opbrengst
|
Yaohai Bio-Pharma biedt een volledige CDMO-oplossing voor Minicircle DNA
Referentie:
[1] Almeida AM, Queiroz JA, Sousa F, Sousa Â. Minicircle DNA: De Toekomst voor DNA-gebaseerde Vectoren? Trends Biotechnol. 2020 Oct;38(10):1047-1051. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.04.008.