日本名古屋大学阿部洋教授等人开发出了一种快速合成高纯度信使RNA(mRNA)的技术。既往模仿生物反应来制备的方法需要很长的时间,而新方法则通过化学合成实现了高纯度的mRNA。通过该技术,还可制备出不易被破坏、稳定性高的环状mRNA,有望促进疫苗和核酸药物等领域的生产技术开发。
名古屋大学教授阿部洋等开发出了通过化学合成生产高纯度mRNA的技术
mRNA是一种复制了DNA信息的物质,起着合成蛋白质所需“设计图”的作用。目前,mRNA已被应用于疫苗领域,不仅限于感染症,还在包括癌症疫苗和遗传性疾病等在内的更广泛领域获得应用。
现有的制备方法是制作原始DNA并添加酶等物质来合成mRNA。该方法虽然模拟了细胞内的反应机制,但也会产生出不完整的mRNA。不仅蛋白质的合成量低,还可能引发免疫反应等副作用。
研究团队此前曾开发了完全化学合成mRNA的技术,以及提取结构完整的mRNA并提高纯度的技术。此次,研究人员将这两项技术结合起来,确立了通过化学合成制备高纯度mRNA的制造技术。相比既往生产方法一般需要50天左右的生产周期,用新方法可缩短至1周左右,且实现了药品应用所需要的高纯度。
除直线mRNA外,研究人员还开发出了一种高效合成环状mRNA的方法。环状mRNA不易被分解,可在体内维持较长时间。阿部教授指出,可根据需要灵活选择不同形态的mRNA,如线性mRNA适用于短时间效果,环状mRNA适用于遗传病等需要在体内长时间发挥作用的情况。这将有助于利用不同的mRNA结构进行药物开发”。
未来,研究团队计划基于基因组分析等提供个性化定制开发mRNA药物的技术。为了快速供应药品,有必要开发用于设计mRNA的人工智能(AI)软件和自动化制造技术。阿部教授表示:“产业界、政府和学术界之间的合作至关重要。我们希望将其作为日本的一项原创技术加以推广”。
相关研究成果的论文已发表在英国科学期刊《Nucleic Acids Research》上。
原文:《日本经济新闻》电子版、2024/11/3
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Nucleic Acids Research
论文:Development of hydrophobic tag purifying monophosphorylated RNA for chemical synthesis of capped mRNA and enzymatic synthesis of circular mRNA
DOI:10.1093/nar/gkae847