【科研动态】源自香格里拉的纯净mRNA——华科大朱斌课题组发现新型RNA合成工具酶

　　

2022年10月26日,华中科技大学生命学院朱斌教授团队在国际RNA领域著名期刊《核糖核酸生物学》(RNA Biology)发表题为“Psychrophilic phage VSW-3 RNA polymerase reduces both terminal and full-length dsRNA byproducts in in vitro transcription”的研究论文。

首页：

论文链接： https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15476286.2022.2139113

mRNA药物和疫苗是当前生物医学热点方向，而mRNA体外合成的唯一方法是基于单亚基RNA聚合酶的体外转录（in vitro transcription， IVT）。鉴于自然界单亚基RNA聚合酶的稀少和研究难度，体外转录技术工具酶为40多年前发现的噬菌体T7 RNA聚合酶所垄断，T7 RNA聚合酶本身性能缺陷成为制约RNA领域发展的瓶颈。对mRNA药物来说最严重的问题是T7 RNA聚合酶在体外转录中产生的双链RNA（dsRNA）副产物，因为双链RNA模拟病毒基因组激活细胞免疫反应，即使微量也会引发强烈的细胞毒性。相比DNA体外合成技术中有众多性能各异的DNA聚合酶工具可供选择，RNA体外合成亟需更多新型工具酶的发现和开发。

朱斌课题组利用近年来爆发性增长的环境微生物基因组资源报道了新世纪以来所有的新型噬菌体单亚基RNA聚合酶的发现和开发工作，包括Syn5 RNA聚合酶、KP34 RNA聚合酶和VSW-3 RNA聚合酶，已形成国际特色研究方向。其中本研究工作报道的是来自云南香格里拉高原季节性湿地冰湖纳帕海的VSW-3 RNA聚合酶。由于其对RNA和DNA末端结合能力的特点，VSW-3 RNA聚合酶在体外转录中有效降低了T7 RNA聚合酶以RNA为模版的末端延伸和依赖DNA末端的转录起始，因此T7产物中显著存在的末端双链RNA和全长双链RNA在VSW-3产物中几乎检测不到，极大提高了体外合成RNA的纯度，尤其适用于体内应用的RNA如mRNA药物和疫苗。同时VSW-3 RNA聚合酶的低温合成以及对第二类T7转录终止子的不敏感特性进一步提高了RNA合成纯度。

华中科技大学生命学院博士后夏恒及博士研究生余兵兵为论文第一作者，华中科技大学为论文第一单位，华中科技大学生命学院教授朱斌为通讯作者。本研究受到国家自然科学基金原创探索项目及深圳市基础研究重点项目支持。