共転写キャッピング
IVT反応にアナログを共存させワンポットでCapを付与する。
- ワンポット
- 高Cap率
キャッピング試薬・キャップアナログは、mRNAの5'末端にCap構造を付与する材料・酵素系です。共転写型のキャップアナログ(CleanCap等)をIVT反応に共存させる方式と、転写後にキャッピング酵素+2'-O-メチル転移酵素で付与する後転写方式があり、キャッピング率と翻訳活性、自然免疫回避を左右する核酸合成の要となります。
5'キャップ(m7Gppp…)はmRNAの安定性と翻訳開始、自然免疫回避に必須の構造です。付与方式は大きく二つで、共転写型はキャップアナログをIVT反応液に共存させ、T7 RNAポリメラーゼが転写開始時にキャップを取り込みます。CleanCapに代表される三量体型アナログは正方向取り込みと高いキャッピング率を実現し、ワンポットで工程が単純な点が利点です。
後転写型は、まずキャップ無しのRNAをIVTで合成し、ワクシニアキャッピング酵素(GTP・SAM存在下でCap0を形成)と2'-O-メチル転移酵素でCap1まで仕上げます。配列依存性が小さく長鎖・自己増幅型でも高いキャッピング率を得やすい一方、酵素・基質コストと工程数が増えます。選定軸はCap0かCap1か(Cap1はRIG-I/IFIT系の自然免疫を回避し翻訳活性が高い)、キャッピング率、5'末端配列の制約、コスト、GMPグレードと供給安定性です。
工程設計では、共転写型はアナログ濃度とGTP比、開始配列(多くがAGやGGで始まる制約)を最適化し、後転写型は酵素単位数・反応時間・スケール時のSAM消費を管理します。いずれもLC-MS等によるキャッピング率(%Cap1)の測定と、翻訳活性・mRNA完全性の確認をセットで行い、原薬規格に落とし込みます。
共転写型はIVT反応液にキャップアナログを加えてワンポットで付与し、後転写型は精製後のRNAへ酵素反応でキャップを付けます。いずれもキャッピング率と翻訳活性を確認して条件を確定します。
キャッピング試薬は、mRNA・自己増幅型RNA・saRNAワクチンのIVT工程で、5'キャップ付与とキャッピング率の作り込みに使われます。
IVT反応にアナログを共存させワンポットでCapを付与する。
酵素系でCap0/Cap1を付与し配列依存性を抑える。
2'-O-メチル化で自然免疫を回避し翻訳活性を高める。
アナログ濃度・GTP比・酵素量を最適化しキャッピング率を上げる。
LC-MS等で%Capと翻訳活性を測定し規格に落とす。
キャッピング試薬は、mRNAを医薬として用いるモダリティーで5'キャップ付与に必須となります。