LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Rapid Analysis of mRNA 5’-Capping with High-Resolution LC-MS

Postery | 2021 | Agilent Technologies | ASMSInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Agilent Technologies

Souhrn

Význam tématu


V posledních letech nabyla průmyslová výroba mRNA na významu, zejména v souvislosti s vývojem vakcín a terapeutik. K úspěšné translaci mRNA do proteinů je nezbytná 5’-capping modifikace, která zajišťuje stabilitu a účinnost molekul. Přesná charakterizace a kvantifikace 5’-cap struktury je proto klíčovou kvalitou produktu v biotechnologiích.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout rychlou a spolehlivou LC-MS metodu pro analýzu 5’-capping mRNA během 75 minut celkové doby analýzy. Metoda kombinuje řízené uvolnění krátkých oligonukleotidů z koncového úseku mRNA pomocí termostabilního RNase H s vysoce rozlišenou chromatografií a hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace


  • Transkripce mRNA (~3800 nt) s ko-transkripčním cappingem ARCA nebo enzymatickým cappingem pomocí Vaccinia capping enzymu
  • Fragmentace 5’-koncového úseku mRNA pomocí termostabilního RNase H a 15nt chimerického propu navázaného na místo řezu
  • Termostabilní RNase H: 50 °C, 30 min pro specifickou štěpnou reakci bez off-target produktů
  • Čištění a separace uvolněných oligonukleotidů pomocí IP-RP LC na AdvanceBio Oligonucleotide kolóně (2,1×50 mm, 2,7 μm) s mobilní fází H2O/MeOH, 25 mM HFIP, 15 mM dibutylamin
  • Detekce na Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF a analýza dat v softwaru MassHunter BioConfirm 10.0
  • Vizualizace štěpných produktů pomocí Agilent 2100 Bioanalyzer

Hlavní výsledky a diskuse


  • Termostabilní RNase H eliminoval nežádoucí vedlejší fragmenty pozorované při 37 °C a zkrátil celkovou dobu přípravy vzorku
  • IP-RP LC-MS efektivně oddělila 5’-oligonukleotidy s různými capping stavy (triphosfát, difosfát, ARCA cap, Cap 0)
  • Deconvoluce hmotových spekter potvrdila identitu uvolněných oligonukleotidů s přesností < 10 ppm
  • Metoda prokázala vynikající linearitu kvantifikace poměru cap struktur v rozmezí 8–80 % (R2 = 0,9999) a mezní dolní kvantifikační limit ≈ 8 %
  • Opakovatelnost měření poměru cap struktur se pohybovala kolem 10 % RSD, retence oligonukleotidů byla reprodukovatelná s 1–1,5 % RSD
  • Optimální poměr složek cappingové reakce s Vaccinia enzymem zvýšil účinnost enzymatického cappingu z 2,6 % na 32,9 %

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá a rutinní kontrola kvality mRNA ve výrobním a výzkumném prostředí
  • Možnost sledování jednotlivých intermediátů cappingu a sekvenčních variant způsobených transkripční chybou
  • Podpora optimalizace výrobního procesu a enzymatických reakcí v reálném čase
  • Automatizovatelnost a kompatibilita se standardními softwarovými nástroji pro hmotnostní spektrometrii

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření metody na analýzu dalších modifikací 5’-cappingu (Cap1, Cap2)
  • Integrace s vysoce výkonnými choreografií a automatizovanou přípravou vzorků pro vyšší propustnost
  • Využití ve vývoji nové generace mRNA vakcín a terapeutik
  • Standardizace metody pro regulační účely a mezilaboratorní studie

Závěr


Studie představuje efektivní LC-MS platformu pro kvantitativní analýzu 5’-cappingu mRNA. Díky optimalizované přípravě vzorku a vysoce rozlišené hmotnostní spektrometrii je metoda schopna rychle identifikovat a kvantifikovat různé cap formy a usnadňuje vývoj procesů v biotechnologické výrobě.

Reference


  • KJ Hassett et al, Mol. Ther. Nucleic Acids, 2019, 15, 1–11
  • M Beverly et al, Anal. Bioanal. Chem., 2016, 408, 5021–5030
  • A L Fuchs et al, RNA, 2016, 22, 1454–1466

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Rapid Analysis of mRNA 5' Capping with High Resolution LC/MS
Application Note Biopharma Rapid Analysis of mRNA 5' Capping with High Resolution LC/MS Author Brian Liau Agilent Technologies, Inc. Introduction Industrial-scale production of mRNA has received growing attention due to the ongoing SARS-CoV-2 pandemic. mRNA vaccines have proven to be…
Klíčová slova
mrna, mrnacapping, cappingchimeric, chimericamu, amudeconvoluted, deconvolutedrnase, rnasecleavage, cleavagetriphosphate, triphosphatemass, massprobes, probesvaccinia, vacciniaphosphate, phosphatediphosphate, diphosphatethermostable, thermostableuncapped
Characterization of mRNA 5’ capping products using an LC-HRAM-MS/MS analytical platform and Thermo Scientific BioPharma Finder software solution
Application note | 001108 Biopharma Characterization of mRNA 5’ capping products using an LC-HRAM-MS/MS analytical platform and Thermo Scientific BioPharma Finder software solution Authors Goal Robert L Ross, Keeley Murphy, Yi Zhang, To develop a sensitive and robust LC-HRAM-MS/MS method…
Klíčová slova
decapped, decappedcapped, cappedrnase, rnasedigestion, digestionabundance, abundancerelative, relativethermo, thermomrna, mrnascientific, scientificscan, scandependent, dependentonec, onecbiopharma, biopharmadata, datavanquish
Determining mRNA Capping with HILIC-MS on a Low-Adsorption Flow Path
Application Note Biopharma/Pharma Determining mRNA Capping with HILIC-MS on a Low-Adsorption Flow Path Limiting interfering interactions with metal using the Agilent 1290 Infinity II Bio LC System Authors Gerd Vanhoenacker, Kris Morreel, Stefanie Jonckheere, Pat Sandra, and Koen Sandra RIC…
Klíčová slova
rnase, rnasemrna, mrnastainless, stainlesssteel, steelprobe, probehybridization, hybridizationrna, rnapath, pathcleavage, cleavagesurfaces, surfacesnucleic, nucleichilic, hilicmetal, metalcapping, cappingflow
Analysis of mRNA Cap Impurity Profiles and Capping Efficiency Using RapiZyme™ MC1 Ribonuclease
Application Note Analysis of mRNA Cap Impurity Profiles and Capping Efficiency Using RapiZyme™ MC1 Ribonuclease Balasubrahmanyam Addepalli, Tatiana Johnston, Catalin Doneanu, Jamuna Vaishnav, Alexandre Gomes, Christian Reidy, Ying Qing Yu, Matthew A. Lauber Waters Corporation, United States Published on June…
Klíčová slova
cap, capmrna, mrnaimpurity, impuritycapping, cappingprofiles, profilesrna, rnaoligonucleotide, oligonucleotidetreat, treatdiseases, diseasessequence, sequencednazyme, dnazymeribozyme, ribozymeprivacy, privacyretained, retainedmapping
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.