Sự tiến hóa của liệu pháp gen: DNA mới và tối ưu hóa

Trong lĩnh vực ứng dụng DNA, plasmid DNA (pDNA) luôn được ưa chuộng vì tính ổn định đặc biệt, dễ sản xuất, lưu trữ và vận chuyển. Tuy nhiên, khi nghiên cứu khoa học tiếp tục tiến triển, một loạt các loại DNA mới, chẳng hạn như Minicircle DNA (mcDNA), Doggybone DNA (dbDNA) và Close-Ended DNA (ceDNA), đã dần xuất hiện, mở ra những hướng đi mới cho liệu pháp gen và các lĩnh vực tiên tiến khác.

ADN của mcDNA

mcDNA có nguồn gốc từ quá trình tái tổ hợp của plasmid gốc, với các thành phần vi khuẩn được loại bỏ trong khi vẫn giữ nguyên cấu trúc vòng. Quá trình chuẩn bị của nó dựa trên các hoạt động của enzyme cụ thể, chẳng hạn như φC31 integrase, đạt được hiệu quả tái tổ hợp cao hơn. Một đặc điểm đáng chú ý của mcDNA là không có trình tự vi khuẩn, cho phép nó dựa vào các chất mang DNA nhỏ, do đó cải thiện biểu hiện gen.

dbDNA

dbDNA có cấu trúc mạch kép khép kín, có các vòng đơn nhỏ ở cả hai đầu và hoàn toàn không có trình tự vi khuẩn và gen kháng kháng sinh. Kích thước nhỏ hơn của nó tạo điều kiện dễ dàng đưa vào tế bào và nhân trong khi thể hiện khả năng kháng nuclease hoàn toàn. Dạng ban đầu của dbDNA chỉ chứa các thành phần cần thiết cho biểu hiện gen, bỏ qua các trình tự không cần thiết, do đó sở hữu khả năng chuyển gen mạnh mẽ và mức độ biểu hiện protein cao hơn.

ceDNA

ceDNA là một cấu trúc DNA mạch kép, tuyến tính, đóng cộng hóa trị được thiết kế có chứa gen mục tiêu và các yếu tố điều hòa biểu hiện khác. Các đầu của nó là các đoạn lặp lại đầu cuối đảo ngược (ITR), cung cấp khả năng xây dựng hàng nghìn bazơ, vượt xa giới hạn của các vectơ virus liên kết adeno (AAV) truyền thống. Cấu trúc ITR của ceDNA rất quan trọng để xâm nhập vào nhân và kiểu biểu hiện của nó phù hợp với các episome không tích hợp. Ngoài ra, quá trình chuẩn bị ceDNA diễn ra nhanh chóng và tiết kiệm chi phí, khiến nó phù hợp cho nghiên cứu liệu pháp gen trong các lĩnh vực như bệnh hiếm, vắc-xin và ung thư.

Tối ưu hóa DNA

Về mặt tối ưu hóa DNA, các nhà nghiên cứu tăng cường biểu hiện của gen chuyển gen bằng cách tối ưu hóa các thành phần nội tại của DNA plasmid. Đồng thời, các dấu hiệu chọn lọc được thay thế, chẳng hạn như thay thế ampicillin bằng kanamycin, để giảm nguy cơ tự miễn dịch. Hơn nữa, hệ thống chọn lọc sucrose cũng được sử dụng để thay thế các dấu hiệu chọn lọc truyền thống. Về mặt tối ưu hóa codon, các nhà nghiên cứu cải thiện mức độ biểu hiện protein bằng cách thay đổi cách sử dụng codon trong khi cân nhắc đầy đủ sở thích của vật chủ đối với biểu hiện trình tự gen. Trong quá trình tối ưu hóa, các nhà nghiên cứu cũng phải chú ý đến độ lệch codon, độ ổn định của cấu trúc thứ cấp mRNA, tránh các yếu tố tác động trans và các vị trí enzyme hạn chế, và sự cân bằng của hàm lượng GC.

Tóm lại, sự phát triển của các loại DNA mới và việc tối ưu hóa DNA đã mang đến những cơ hội và thách thức mới cho các lĩnh vực như liệu pháp gen. Yaohai Bio-Pharma đã thiết lập nền tảng sản xuất GMP cho cả plasmid dạng vòng và dạng tuyến tính. Yaohai cũng có thể cung cấp quá trình phát triển và tối ưu hóa các loại DNA khác nhau bao gồm các loại DNA mới này, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng.

Yaohai Bio-Pharma cũng đang tích cực tìm kiếm các đối tác toàn cầu là tổ chức hoặc cá nhân và cung cấp mức lương cạnh tranh nhất trong ngành. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi: [email protected]