Q:Control DNA Template 的长度是多少?
A:体外转录后长度:1142bp;质粒模板本身长度~3700bp。
Q:T7 试剂盒有帽子结构和polyA 吗?
A:polyA 尾是设计模板时引入,加帽是单独加。
Q: IVT体系如何优化?
A: ①提高NTP,帽类似物的投入量比例;②添加剂的合理应用;③反应温度可以用到40度。
IVT体系优化可以从模板,T7酶的使用量,如果是共转录加帽可以考虑帽子与NTP之间的比例;酶法加帽的话,在加帽酶,2-O-甲基转移酶以及SAM的用量配比上进行条件优化。关于模板除了线性化要完全这一块,还有一点就是序列设计这一块,例如在5’UTR区注意uAUG以及Kozak序列;CDS需要考虑密码子偏好性,GC3含量,双核苷酸偏好性等;3’UTR:RBP以及miRNA结合位点:还有一个就是RNA的二级结构,5’UTR前序列稳定的二级结构会降低mRNA的表达;3’UTR稳定的二级结构会提高mRNA稳定性,促进mRNA编码蛋白的表达。推荐的IVT体系和更多细节tips,请参考tyc234cc 太阳成集团mRNA体外合成实验手册。
Q: IVT反应20ul体系放大到10ml,产量下降,单位体积产物得率下降约50%;你们是否遇到过这种情况,有何建议?
A: 20uL体系等比放大到10mL应该得率差不多的,我们一般从20uL直接放大到50mL,得率基本也在100ug/20uL的水平;我们50mL也会用离心管和金属浴的方式来测,10mL正常来说应该放大效果更好;这种情况下,一般建议酶和NTP的终浓度微调一下再试试。
Q: 现在大多数mRNA完整性能做到多少?
A: 就我们的其他客户返样,我们用Qsep100测的CE结果来看,比较理想的状况CE完整度能到88~92%;当然做到这个水平通常也需要经过一系列的优化;
一般产量是在120-220ug/ul(产量与序列设计有很大关系),共转录方式,mRNA产量有8g/L,做工艺优化产量会提升,目前市面上的工艺质量参数,有的是观察GFP的荧光值,有的是用lc-MS测量加帽率。
Q: 你们自己测试过程中是否会用琼脂糖电泳来检测mRNA产物?
A:RNA电泳我们也会做,主要是简要的看一下产物纯度,是否有明显的聚体这些;如果是看RNA大小,电泳的时候一般会点一个明确大小的RNA样,作为参考。
Q: 你们会对DNA模板中的Rnase残留进行检测吗?
A: 对模板的检测目前能找到的主要是序列完整性还有内毒素、宿主核酸残留这些检项,RNase还没有明确找到对应的检测建议方法;或者也可以参考我们酶产品中RNase残留的检测方法,相对还是比较简单可靠的。
Q: IVT反应过程中dsRNA的生成机制是什么?
A:IVT过程中的ds生成有多种可能的原因,主要有:
①T7 pol会以产物RNA作为模板,在其3'末端继续延伸RNA,延长序列与原RNA分子3'末端序列互补配对,形成发卡结构;
②T7 pol可以把RNA当作模板来复制RNA分子,合成与其互补的另外一条链;
(除去dsRNA目前是没有很好的方式,有专利报导用纤维柱(sigma)可以试一试)
Q: 控制体外转录阶段产物中dsRNA含量是否有可行的方案?
A:关于优化IVT体系与反应条件抑制dsRNA的建议主要还是以下几点:
①降低镁离子浓度;但降低镁离子浓度也会导致RNA合成产量的降低,需要去一个平衡点;
②提高IVT反应温度,50-56℃的反应温度能有效降低产物中dsRNA的含量;但是高温反应对工艺放大设备的要求会不一样,也可能提高成本;
③IVT反应体系中添加某些离散剂,如尿素、甲酰胺等;这个路线我们的工艺研发团队也做了一些摸索,是可以起到抑制dsRNA的效果的,但是否适合工艺放大还有待进一步研究
Q: IVT的反应过程中出现沉淀的原因是什么,怎么优化?
A: 内部有研究过这个沉淀,是镁离子、RNA、钠离子和焦磷酸镁的聚合物,且有个凝聚作用,聚团会不断变大(类似的胶状、絮状、颗粒沉淀都是类似原理), 加水和加EDTA的效果类似也佐证了这个说法。原因:1.Mg离子浓度过高会和焦磷酸聚集形成焦磷酸镁沉淀,但是具有聚合作用,不断地包裹核酸形成胶状物导致产量下降。2.RNA产量较高也会析出沉淀。
这种沉淀的产生是偶然性的,与序列设计也有很大关系。
解决办法:(1)减少镁离子的浓度,但会牺牲产量,需要增加T7酶用量以及延长反应时间(从2h,延长到3-4h);(2)NTP的存在形式(镁离子浓度高,例如46mM是不会挑NTP的,但当镁离子浓度降低,NTP(Tris盐形式)产量无太大变化,三Na形式的NTP产量下降明显。
Q: mRNA生产阶段工艺放大的反应器选择有什么思路?
A:可以考虑WAVE、海道夫反应釜、赛多利斯,主要还是需要找到和现有IVT体系适配的袋子;对于搅拌罐体,螺旋桨的转速也需要根据实际情况优化,跟桨叶类型和大小有关系,建议可以向设备生产厂家咨询。
Q: 你们推荐两步法的还是一步法的?为啥目前很多都还是使用的两步法的?
A: 工业上酶法加帽最常使用的是牛痘病毒加帽酶处理IVT产物可以将其修饰成Cap 0 mRNA,Cap 0结构可以在二氧甲基转移酶(2'O-methyltransferase)的作用下进一步修饰成Cap 1(m7GpppmN)。利用酶法加帽,加帽效率可以达到95%以上。共转录加帽法操作简便,但由于GTP会竞争帽状二聚体,因此该方法加帽率低一些;两种方式各有优缺点。
Q: IVT体外转录产量有多少?
A: 目前我司体系为20ul的反应体系,体外转录的产量为100-200ug,内部的放大体系10ml可达到50mg—100mg。
Q: 体外转录随着反应时间的延长大于2h之后,完整度和产量比较会降低?生成的mRNA如何保证稳定性?
A: 建议整个反应时间在2-3小时之间,我司验证最长3h反应,合作客户有验证4h 反应结果正常。
Q: 是否可以帮忙设计mRNA体外转录DNA模板序列(主要是新冠疫苗应用方向的)?
A: 不提供相关服务。新冠疫苗目前主要可以直接参考的还是外网开源的BioNtech和Moderna的疫苗序列。主要原件序列基本是可靠的,除了polyA尾不全;国内比较早的新冠疫苗,还是基于RBD蛋白序列的比较多。这块我们没有要到具体的序列,基本都是各个研发团队的核心技术了。
Q: 太阳成集团加帽率、加尾检测用的什么方法,什么仪器?
A: 加帽用的是安捷伦系列(6230B TOF),加尾用的Thermo的QE或waters的Rda。
Q: 你们加A尾的方式是采用加尾酶的吗?你们一般建议连接多少个碱基?
A: 我们这个试剂盒没有加poly A尾的组分,可以在模板制备阶段将A尾构建到质粒上,长度一般在20-200。
Q:产品纯化步骤,以最大速度离心是多大的转速呢?
A:13000rcf 以上都可以的。
Q:这个B组分的Buffer为什么会有沉淀出现?如何处理呢?
A:沉淀是亚精胺,正常现象,可以手握溶化。