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.

Oligo Mapping of mRNA Digests Using a Novel Informatics Workflow

Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Waters

Souhrn

Význam tématu


Rozvoj mRNA vakcín a terapeutik vyžaduje spolehlivou a citlivou analýzu primární struktury a modifikací mRNA. LC-MS přístupy poskytují vysokou specifičnost, rozlišení i kvantifikaci, které jsou nezbytné pro potvrzení integrity sekvence, kontrolu 5’ cap struktury i heterogenitu Poly(A) svazu. Kombinace nových enzymů pro štěpení RNA a pokročilé informatiky výrazně zrychluje a zpřesňuje mapování oligonukleotidů.

Cíle a přehled studie


Studie demonstruje end-to-end workflow od přípravy vzorku přes UPLC™-QTof MS akvizici až po automatizovanou analýzu dat. Hlavním cílem je porovnání konvenční RNázy T1 s novými RNázami T2 (RapiZyme MC1 a Cusativin) a využití waters_connect MAP Sequence App pro automatické mapování štěpných produktů GFP mRNA. Kromě sekvenčního pokrytí je ukázána i aplikace na stanovení účinnosti 5’ capování.

Použitá metodika a instrumentace


Příprava vzorku zahrnovala in vitro transkripci GFP mRNA s Cap1 strukturou, následující denaturaci a enzymatickou štěpnou reakci s RNázami T1, MC1 a Cusativin za optimalizovaných podmínek (čas, teplota, pH). Štěpné produkty byly analyzovány UPLC™-BEH C18 kolonkou při 60 °C s ion-pair mobile fázi (DPA/HFIP) a detekovány na Xevo™ G3 QTof MS v režimu MSE.

Použitá instrumentace


  • UPLC systém ACQUITY™ Premier (Binary)
  • BEH™ C18 FIT kolona 2.1×150 mm, 1.7 µm
  • Xevo™ G3 QTof MS s ESI(-) a MSE akvizicí
  • software waters_connect UNIFI 3.6.0.21 a MAP Sequence App

Hlavní výsledky a diskuse


Porovnání enzymů ukázalo: RNáza T1 dosahovala unikátního sekvenčního pokrytí ~60 %, zatímco RapiZyme MC1 ~97 % a Cusativin ~85 %. Nové RNázy T2 generují delší úseky i kontrolované chybějící štěpy, čímž se snižuje počet izobarických produktů a roste důvěryhodnost přiřazení. Automatizované mapování pomocí MAP Sequence App umožnilo rychlou shodu předpovězených monoisotopických hmot s experimentálními daty a vizualizaci pokrytí ve Coverage Viewer. K vyřešení izomerických štěpných produktů byl úspěšně použit CONFIRM Sequence App na základě MSE fragmentačních dat. Pro stanovení účinnosti capování poskytly MC1 a Cusativin vysoce reprodukovatelné výsledky (79.8 % capovaných molekul), což u RNázy T1 nebylo možné kvůli příliš krátkým produktům.

Přínosy a praktické využití metody


Workflow přináší výrazné zrychlení a automatizaci oligo mapování mRNA, zlepšuje přesnost potvrzení sekvence i modifikací a umožňuje kvantifikaci capových struktur v jediném běhu LC-MS. Uplatnění najde v biopharmaceutickém vývoji, kontrole kvality i validaci mRNA vakcín a terapeutik.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj softwaru pro integraci MSE fragmentačních dat rozšíří možnosti plné automatizace přiřazení. Rozšiřování enzymatického arzenálu a optimalizace podmínek štěpení podpoří analýzu stále delších a modifikovaných mRNA. Očekává se také propojení s vysoce výkonnou datovou analýzou a umělou inteligencí pro komplexní hodnocení kvality biologik.

Závěr


Popsaný přístup kombinuje inovativní RNázy T2 a pokročilou informatici pro rychlé a spolehlivé mapování mRNA štěpných produktů. Výsledná vysoká sekvenční krytí, schopnost rozlišení izomerů a kvantifikace capu potvrzují, že metoda představuje robustní nástroj pro charakterizaci mRNA vakcín a terapií.

Reference


  • Xu S et al. mRNA Vaccine Era Mechanisms Drug Platform and Clinical Prospection Intl J Mol Sci 2020 21(18) 6582
  • Verbeke R et al. The dawn of mRNA vaccines J Controlled Release 2021 333 511–520
  • Jackson NA et al. The Promise of mRNA Vaccines npj Vaccines 2020 5 15
  • Synthetic mRNA Oligo-Mapping Using Ion-Pairing LC MS Waters application note 2022 720007669
  • RNA CQA Analysis using the BioAccord LC-MS System Waters application note 2023 720008130
  • RNA Digestion Product Mapping Using an Integrated UPLC-MS Waters application note 2024 720008553
  • Jiang T et al. Oligonucleotide Sequence Mapping via Parallel Ribonuclease Digestions Anal Chem 2019 91 8500–8506
  • Vanhinsbergh CJ et al. Characterization and Sequence Mapping of Large RNA using Mass Spectrometry Anal Chem 2022 94 7339–7349
  • Gau B et al. Oligonucleotide Mapping via MS to Characterize an mRNA Vaccine Sci Rep 2023 13 9038
  • Tang S et al. High-Throughput Sequence Coverage Mapping of mRNAs Anal Chem 2024 96 16944–17003
  • Tunable Digestion of RNA Using RapiZyme RNases Waters application note 2024 720008539
  • CONFIRM Sequence App for Sequencing of Synthetic Oligonucleotide Waters application note 2022 720007677
  • Rapid Analysis of a Synthetic mRNA Cap Structure BioAccord LC-MS System Waters application note 2021 720007329

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
RNA Sequence Mapping Via Endonuclease Digestion and Lc-MS Analysis Via Novel Informatics Workflows
RNA SEQUENCE MAPPING VIA ENDONUCLEASE DIGESTION AND LC-MS ANALYSIS VIA NOVEL INFORMATICS WORKFLOWS Catalin Doneanu1, Chris Preston2, Matt Gorton2, Alexandre F. Gomes1, Tatiana Johnston1, Bala Addepalli1, Nick Pittman2 and Ying Qing Yu1 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA; 2Waters Corporation,…
Klíčová slova
sequence, sequenceuag, uagmse, msemapping, mappingmrna, mrnacaa, caaendonuclease, endonucleasesgrna, sgrnamap, mapapps, appsdigestions, digestionsaaa, aaadigestion, digestionapp, apprna
Sequence Mapping of mRNA Digests Using the Xevo™ MRT Mass Spectrometer and waters_connect™ MAP Sequence 2.0 Application
Application Note Sequence Mapping of mRNA Digests Using the Xevo™ MRT Mass Spectrometer and waters_connect™ MAP Sequence 2.0 Application Catalin Doneanu, Alexandre F. Gomes, Chris Preston, Matt Gorton, Tatiana Johnston, Bala Addepalli, Ying Qing Yu Waters Corporation, United States Published…
Klíčová slova
sequence, sequencemrna, mrnamse, msedigested, digestedmapping, mappingdigestion, digestionoligonucleotide, oligonucleotidemrt, mrtoligo, oligofirefly, fireflyinformatics, informaticsfragment, fragmentdata, dataambiguous, ambiguousxevo
RNA Digestion Product Mapping Using an Integrated UPLC-MS and Informatics Workflow
Application Note RNA Digestion Product Mapping Using an Integrated UPLC-MS and Informatics Workflow Catalin E. Doneanu, Chris Preston, Matt Gorton, Tatiana Johnson, Bala Addepalli, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract LC-MS analysis is an indispensable tool for single-guide RNA (sgRNA)…
Klíčová slova
rna, rnainformatics, informaticsmapping, mappingdigestion, digestionuplc, uplcintegrated, integratedproduct, productworkflow, workflowsgrna, sgrnausing, usingoligo, oligoomea, omeasequence, sequenceoligonucleotide, oligonucleotidemap
Oligo Mapping of sgRNA Digests: Leveraging Xevo MRT Mass Spectrometer Performance and Streamlining Data Analysis
Application Note Oligo Mapping of sgRNA Digests: Leveraging Xevo MRT Mass Spectrometer Performance and Streamlining Data Analysis Catalin Doneanu, Alexandre F Gomes, Tatiana Johnston, Chris Preston, Matt Gorton, Bala Addepalli, Scott Berger, Ying Qing Yu Waters Corporation, Milford, MA, United…
Klíčová slova
sgrna, sgrnamrt, mrtmse, mseanalysis, analysisuag, uagxevo, xevodigestion, digestionoligo, oligodigests, digestsoligonucleotide, oligonucleotideqtof, qtofdigested, digestedaaa, aaareflecting, reflectinguplc
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.