环状RNA（circRNA）是一类独特的非编码RNA分子，它们通过一种称为后剪接（back splicing）的机制形成，即前体mRNA的两个外显子在剪接过程中连接成一个闭合的环状结构，从而避免了线性RNA分子常见的5'帽子和3'尾巴结构。这种环状结构赋予了circRNA较高的稳定性，使其不易被细胞内的核酸酶降解，因此它们在细胞中的半衰期较长，可以使其在实际应用端可以达到低剂量长时效的效果。此外circRNA因为不需要修饰核苷和加帽加尾等操作，所以还有相对简单的生产工艺优势，使得环状RNA 成为药物研发的热点。
其在药物研发中具备较大的优势，细节主要体现在以下几个方面：
更高的稳定性
circRNA的环状结构使其对核酸酶的降解具有抵抗力，因此在细胞内具有更长的半衰期和更高的稳定性，这对于药物的持久效果至关重要。
低免疫原性
相较于线性RNA，circRNA具有更低的免疫原性，这减少了可能的免疫反应，使得circRNA更适合作为药物载体。
高效的蛋白表达
研究表明，工程化的circRNA可以在真核细胞中稳定、高效地表达蛋白，这对于蛋白替代疗法尤其重要。
潜在的疾病治疗应用
circRNA在多种疾病治疗中显示出潜力，包括罕见疾病、肿瘤治疗以及作为疫苗开发的一部分。
创新的递送系统
正在开发的新型递送系统，如脂质纳米颗粒（LNPs），可以有效地将circRNA递送到目标细胞，这对于药物的靶向性和疗效至关重要。正在开发的新型递送系统，如脂质纳米颗粒（LNPs），可以有效地将circRNA递送到目标细胞，这对于药物的靶向性和疗效至关重要。
疫苗开发
circRNA疫苗在新冠疫苗开发中显示出了潜力，能够诱导产生更多的中和抗体和有效的T细胞反应，且在环境温度下比线性mRNA更稳定，有助于简化储存和运输条件。
基因编辑
circRNA在基因编辑领域也显示出潜力，可以作为基因编辑系统的模板，提供更持久和稳定的蛋白表达。
circRNA生产过程包括：模板制备、体外转录、DNA模板去除、环化和纯化。在RNA环化后需要用核糖核酸酶R (Ribonuclease R, RNase R)对未环化的RNA进行消化，达到富集circRNA的目的。当前主流使用的RNase R主要为进口品牌，存在价格高、货期久等问题，不适合用于大批量生产。
翌圣拥有ZymeEditor酶改造平台和专门为GMP级别产品打造的分子酶生产基地，研发生产出纯度高、消化活性强的GMP级别RNase R产品，为新一代RNA疫苗/药物上市提供助力！
图1.环状RNA 生产流程图
（来源：Front Immunol 2023 Jan 12:13:1091797. doi: 10.3389/fimmu.2022.1091797. eCollection 2022.）
RNase R（Ribonuclease R, RNase R）是一种来源于大肠杆菌的Mg2+依赖性3'→5'核糖核酸外切酶，它能消化所有的线性RNA，不易消化circRNA、套索RNA或3’端突出末端少于7 个核苷酸的双链RNA分子。RNase R常用于去除线性RNA分子，实现富集circRNA和套索RNA等非线性RNA的目的。
主要应用场景为：
1）基因表达研究；
2）可变剪切研究；
3）从生物样本中富集 circRNA；
4）识别内含子套索结构 RNA；
5）鉴定外显子 circRNA。
产品特点
蛋白纯度（SDS-PAGE）≥95%；
无核酸外切酶残留；
与竞品相比，产品消化线性RNA能力相当；
与竞品相比，产品对circRNA富集作用相当。
应用案例
案例一
与A进口品牌RNase R产品消化线性RNA能力相当
图.翌圣RNase R产品与A进口厂家RNase R产品消化线性RNA能力比较：将翌圣RNase R产品与A进口厂家RNase R产品分别投入含有线性RNA底物的反应体系中进行反应，结果显示当RNase R产品的投入量达到2-4 U时，可观察到RNA条带变微弱甚至消失，表明RNase R对线性RNA分子具有消化作用，且翌圣RNase R产品与A进口厂家RNase R产品对线性RNA分子的消化能力相当。
与A进口品牌RNase R产品对circRNA富集作用相当
案例二
图.翌圣RNase R产品与A进口厂家RNase R产品对circRNA的富集作用比较：将翌圣产品与A进口厂家RNase R产品分别投入含有circRNA底物的反应体系中进行反应，结果显示经过翌圣RNase R产品与A进口厂家RNase R产品处理后的RNA条带亮度基本无差别，表明circRNA能耐受RNase R的消化。以上结果证实翌圣产品与A进口厂家RNase R产品均能有效用于circRNA富集。
案例三
翌圣RNase R对线性RNA的切割效果优于其他品牌
图.翌圣产品与厂家A和B的RNase R消化线性mRNA分子效果比较：将翌圣RNase R产品与厂家A和B的RNase R产品分别投入含有1 μg 线性mRNA底物的反应体系中进行反应，结果显示翌圣RNase R产品对线性RNA的消化效果优于厂家A和B的RNase R。
产品性能
蛋白纯度（SDS-PAGE）≥95%
图.蛋白纯度检测：使用SDS-PAGE技术检测产品的蛋白纯度，从左到右依次为相同产品浓度下不同体积（1 μL，2 μL，3 μL）的结果，结果表明翌圣RNase R产品蛋白纯度≥95%。
无核酸外切酶残留
图.核酸外切酶残留检测：将20 U 翌圣RNase R加入到 0.5 μg λDNA- Hind Ⅲ digest中，于37℃孵育4小时，之后进行琼脂糖凝胶电泳 ，结果显示DNA 条带未发生变化，说明翌圣RNase R产品无核酸外切酶残留。
翌圣环状RNA 解决方案
产品信息
应用场景 | 产品名称 | 产品货号 |
模板制备 | BspQI GMP-grade (10 U/μL) | 10664ES |
Bsa I GMP-grade (20 U/μL) | 10661ES | |
体外转录 | T7 High Yield RNA Synthesis Kit | 10623ES |
Hieff? T7 RNA Polymerase GMP-grade (low dsRNA, 250 U/μL) | 10629ES | |
T7 RNA Polymerase GMP-grade (250 U/μL) | 10625ES | |
Pyrophosphatase, Inorganic GMP-grade (1 U/μL) | 10620ES | |
Murine RNase inhibitor GMP-grade (40 U/μL) | 10621ES | |
10× Transcription Buffer 2 GMP-grade | 10670ES | |
ATP Tris Solution GMP-grade (100 mM) | 10652ES | |
CTP Tris Solution GMP-grade (100 mM) | 10653ES | |
UTP Tris Solution GMP-grade (100 mM) | 10654ES | |
GTP Tris Solution GMP-grade (100 mM) | 10655ES | |
环化 | T4 RNA Ligase 2 | 14652ES |
T4 RNA Ligase 1 | 14651ES | |
纯化 | RNase R (20 U/μL) | 14606ES |
RNase R GMP-grade (20 U/μL) | 14615ES | |
10×RNase R Reaction Buffer GMP-grade | 14616ES |
参考文献：
1. Qu L, Yi Z, Shen Y, et al. Circular RNA vaccines against SARS-CoV-2 and emerging variants. Cell. 2022;185(10):1728-1744.e16. doi:10.1016/j.cell.2022.03.044
2. Chen L, Wang C, Sun H, et al. The bioinformatics toolbox for circRNA discovery and analysis. Brief Bioinform. 2021;22(2):1706-1728. doi:10.1093/bib/bbaa001
翌圣生物
翌圣生物科技（上海）股份有限公司成立于2014年，是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料，从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力，核心产品数量达数千种，覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列，广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。
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