直鎖DNA製造のポリッシュ
doggybone型の閉端DNAを残しつつ、残存する開環・直鎖の鋳型やバックボーン断片を末端から分解し純度を高めます。
- 閉端/環状DNAを保護し直鎖不純物を選択分解
- protelomeraseやRCA後の仕上げ段で使用
エキソヌクレアーゼおよびPlasmid-Safe ATP-Dependent DNaseは、DNAを末端から選択的に分解する末端依存性ヌクレアーゼです。直鎖状DNAの製造では、目的の閉端DNA(doggybone)や環状プラスミドを残しつつ、残存する開環・直鎖の鋳型やバックボーン由来DNAを分解して純度を高める仕上げ段に使われます。Plasmid-Safe DNaseはATP依存的に直鎖dsDNAを分解し環状DNAを保護するタイプ、Exonuclease III/V/I/Lambda Exonucleaseは基質の鎖性・末端・方向性が異なるタイプで、対象とする不純物に応じて使い分けます。
エキソヌクレアーゼは、DNAの末端(3'端または5'端)から1ヌクレオチドずつ分解していく酵素です。制限酵素のような内部切断(エンドヌクレアーゼ)と異なり、末端が存在しない環状・閉端のDNAは基質になりにくいため、「直鎖状の不純物だけを分解して、目的の環状/閉端DNAは残す」という選択的な精製に使えます。直鎖DNA製造では、doggybone型の閉端DNAや目的プラスミドを保護しつつ、残存する開環プラスミド・直鎖の鋳型・切り出されたバックボーン断片を末端から削り取る用途が中心になります。
酵素ごとに基質特異性が異なります。Plasmid-Safe ATP-Dependent DNase(LGC Biosearch/Lucigen)はATP存在下で直鎖dsDNAを分解し、環状・スーパーコイル状のプラスミドは分解しないとメーカーが説明しています。Exonuclease V(RecBCD, NEB M0345)は直鎖の一本鎖・二本鎖DNAを両端から分解し、Exonuclease III(NEB M0206/Thermo EN0191)は二本鎖DNAの3'端から、Exonuclease I(NEB M0293/Thermo EN0581)は一本鎖DNAの3'→5'方向、Lambda Exonuclease(NEB M0262)は5'リン酸化dsDNAを5'→3'方向に分解します。除去したい不純物の鎖性(ss/ds)・末端・環状性に合わせて選定します。
PCRルートで直鎖DNAを増幅する場合は、残存プライマー・鋳型・一本鎖副産物の除去にExonuclease Iなどを使い、後段のシークエンスや定量の妨げを減らします。いずれの酵素も反応後は熱失活やクロマトグラフィー・磁気ビーズで除去し、残存酵素やヌクレオチドが最終製品や後工程(IVT等)に持ち込まれないようにします。性能値・至適条件・活性単位はいずれもメーカー公表値に基づくため、実際の適用では各製品のマニュアルとロット情報を確認します。
除去したい不純物の性状(一本鎖/二本鎖・直鎖/環状・末端の種類)を踏まえて酵素を選び、必要な補因子(Mg2+やATP)を加えて反応させます。反応後は酵素を除去し、残存直鎖DNAの低減を確認します。
直鎖DNA・プラスミド製造の精製段や、PCR/シークエンスの前処理で、残存する直鎖・一本鎖DNAの除去に使われます。
doggybone型の閉端DNAを残しつつ、残存する開環・直鎖の鋳型やバックボーン断片を末端から分解し純度を高めます。
IVTの鋳型となるプラスミドの精製で、残存ゲノムDNAや直鎖不純物を除去してから転写工程へ渡します。
PCRルートの直鎖DNAで、残存プライマーや一本鎖副産物をExo I等で除去し、シークエンスや定量の妨げを減らします。
プラスミド調製の最終段で残存する直鎖状のゲノムDNAや切断産物を分解し、下流工程への持ち込みを抑えます。
各工程で広く使われる基準法・装置・試薬は、各モダリティの工程マップで製造の流れに沿って確認できます。
閉端・直鎖状DNAやプラスミドを扱うモダリティで、残存直鎖DNA・鋳型・プライマーの除去に関わります。