Synthetische mRNAs werden rigoros auf ihr Potenzial als wirksame genetische Vektoren für die Grundlagenforschung und klinische Anwendungen untersucht. Natürliche mRNAs haben eine Struktur an ihren führenden (5′) Enden – die als 5′-Kappe bezeichnet wird – die ihre Stabilität und Translationsaktivität reguliert. Daher werden enorme Anstrengungen unternommen, um neue Verfahren zur chemischen Modifizierung und Erzeugung funktioneller 5′-Kappenstrukturen zu entwickeln.
In dieser Studie, veröffentlicht in Nukleinsäureforschung Am 3. Februar 2023 berichtete die Forschungsgruppe über eine einfache und effiziente Methode zur Synthese funktioneller mRNAs durch Modifikation der 5′-Kappe mit einem Enzym aus dem Vacciniavirus.
Das Team nutzte die Fähigkeit dieses Enzyms, verschiedene GTP-Analoga am 5′-Ende von mRNAs einzuführen, und zeigte, dass mRNAs mit 5′-Cap-Modifikationen, die von diesem Enzym erzeugt wurden, unterschiedliche Translationsaktivität aufweisen. Insbesondere haben einige modifizierte mRNAs eine verbesserte Translationseffizienz oder enthalten chemische Gruppen zum Einbau funktioneller Moleküle, wie Azid-modifizierte GTP-Analoga, um gewünschte Moleküle wie Fluoreszenzfarbstoffe oder Biotin anzuheften, wodurch die Funktionalität der modifizierten mRNAs erweitert wird.
Diese neuartige Methode zur Modifizierung von 5′-mRNA-Kapseln bietet Biologen ein vielseitiges Werkzeug in ihrem molekularbiologischen Werkzeugkasten, um die biomedizinische Grundlagenforschung voranzutreiben und neue RNA-Therapeutika zu entwickeln.
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Hirohisa Ohno et al., Vielseitige Strategie unter Verwendung des Vacciniavirus-Capping-Enzyms zur Synthese funktioneller 5′-Cap-modifizierter mRNAs, Nukleinsäureforschung (2023). DOI: 10.1093/nar/gkad019