Analysis of mRNA Cap Impurity Profiles and Capping Efficiency Using RapiZyme™ MC1 Ribonuclease
Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
V oblasti analytické chemie je přesná charakterizace mRNA 5’-cap klíčová pro hodnocení kvality a stability terapeutických mRNA přípravků. Cap struktura ovlivňuje translaci a imunitní odpověď, proto je sledování úrovně cappingu zásadní pro vývoj a kontrolu jakosti.
Cílem studie bylo ověřit použití RapiZyme MC1 ribonukleázy pro přímou analýzu profilu cap impurit a stanovení cappingové účinnosti v rámci standardního oligonukleotidového mapování mRNA. Autoři porovnali výsledky s konvenčními RNase T1 digesemi a vyhodnotili aplikaci IP-RP-LC-MS a waters_connect softwaru.
mRNA vzorky byly tráveny RNase T1 a RapiZyme MC1 za optimálních podmínek (60 °C, 1 hodina pro MC1). Následně byla použita iontově párová IP-RP-LC separace na ACQUITY Premier Oligonucleotide BEH C18 FIT kolonce s DPA/HFIP jako iontovým párem. Detekce proběhla pomocí vysokorozlišovacího ESI-QTof MS v režimu MSE.
RNase T1 digesce umožnila detekci pouze metylovaného cap fragmentu, neumožnila však odlišit necapped formu. Naproti tomu RNase MC1 generovala delší fragmenty zachovávající cap, což umožnilo identifikovat tři formy 5’-terminu: plně metylovaný cap1, nemetylovaný cap a necapped oligonukleotid. Proprietární mRNA vykázala ~70 % cap1, GFP mRNA ~96 % cap1 s nízkou mírou necapped forem.
Metodu lze rozšířit o vysokoprůchodnost pro screening více vzorků, kombinovat s NGS pro komplexní charakterizaci modifikací a implementovat do regulovaných QC postupů. Perspektivní je automatizace datové analýzy a aplikace na jiné šablony RNA.
RapiZyme MC1 ve spojení s IP-RP-LC-MS a waters_connect představuje efektivní platformu pro charakterizaci 5’-cap struktur a stanovení cappingové účinnosti mRNA. Přístup zkracuje dobu analýzy a zvyšuje přesnost kontrolních postupů.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
V oblasti analytické chemie je přesná charakterizace mRNA 5’-cap klíčová pro hodnocení kvality a stability terapeutických mRNA přípravků. Cap struktura ovlivňuje translaci a imunitní odpověď, proto je sledování úrovně cappingu zásadní pro vývoj a kontrolu jakosti.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit použití RapiZyme MC1 ribonukleázy pro přímou analýzu profilu cap impurit a stanovení cappingové účinnosti v rámci standardního oligonukleotidového mapování mRNA. Autoři porovnali výsledky s konvenčními RNase T1 digesemi a vyhodnotili aplikaci IP-RP-LC-MS a waters_connect softwaru.
Použitá metodika
mRNA vzorky byly tráveny RNase T1 a RapiZyme MC1 za optimálních podmínek (60 °C, 1 hodina pro MC1). Následně byla použita iontově párová IP-RP-LC separace na ACQUITY Premier Oligonucleotide BEH C18 FIT kolonce s DPA/HFIP jako iontovým párem. Detekce proběhla pomocí vysokorozlišovacího ESI-QTof MS v režimu MSE.
Použitá instrumentace
- ACQUITY Premier System (Waters) s Xevo G3 QTof MS nebo Vion IMS QTof MS
- ACQUITY Premier Oligonucleotide BEH C18 FIT kolona, 2.1×150 mm, 1.7 μm
- Software waters_connect včetně aplikací INTACT Mass, CONFIRM Sequence a mRNA Cleaver
Hlavní výsledky a diskuse
RNase T1 digesce umožnila detekci pouze metylovaného cap fragmentu, neumožnila však odlišit necapped formu. Naproti tomu RNase MC1 generovala delší fragmenty zachovávající cap, což umožnilo identifikovat tři formy 5’-terminu: plně metylovaný cap1, nemetylovaný cap a necapped oligonukleotid. Proprietární mRNA vykázala ~70 % cap1, GFP mRNA ~96 % cap1 s nízkou mírou necapped forem.
Přínosy a praktické využití metody
- Jednoetapní analýza cap profilu bez speciálních sond či RNase H
- Rychlá a reprodukovatelná kvantifikace cappingové účinnosti
- Integrace stanovení cap do běžného oligonukleotidového mapování
Budoucí trendy a možnosti využití
Metodu lze rozšířit o vysokoprůchodnost pro screening více vzorků, kombinovat s NGS pro komplexní charakterizaci modifikací a implementovat do regulovaných QC postupů. Perspektivní je automatizace datové analýzy a aplikace na jiné šablony RNA.
Závěr
RapiZyme MC1 ve spojení s IP-RP-LC-MS a waters_connect představuje efektivní platformu pro charakterizaci 5’-cap struktur a stanovení cappingové účinnosti mRNA. Přístup zkracuje dobu analýzy a zvyšuje přesnost kontrolních postupů.
Reference
- Furuichi Y a Shatkin AJ Viral and cellular mRNA capping: past and prospects. Adv Virus Res 55:135–84 (2000).
- Gonatopoulos-Pournatzis T a Cowling VH Cap-binding complex (CBC). Biochem J 457:231–242 (2013).
- Webb ALJ et al. Characterization and analysis of mRNA critical quality attributes using liquid chromatography methods. J Chrom A 1745:465724 (2025).
- Chan SH et al. RNase H-based analysis of synthetic mRNA 5′ cap incorporation. RNA 28:1144–1155 (2022).
- Beverly M et al. Label-free analysis of mRNA capping efficiency using RNase H probes and LC-MS. Anal Bioanal Chem 408:5021–30 (2016).
- Doneanu CE et al. Oligo mapping of mRNA digests using a novel informatics workflow. Waters application note 720008677 (2025).
- Addepalli B et al. Tunable digestions of RNA using RapiZyme RNases to confirm sequence and map modifications. Waters application note 720008539 (2024).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Oligo Mapping of mRNA Digests Using a Novel Informatics Workflow
2025|Waters|Aplikace
Application Note Oligo Mapping of mRNA Digests Using a Novel Informatics Workflow Catalin E. Doneanu, Chris Preston, Matt Gorton, Tatiana Johnson, Bala Addepalli, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract Recent advances in LC-MS and informatics technologies are supporting scientists in…
Klíčová slova
mrna, mrnaoligo, oligoinformatics, informaticsmapping, mappingdigests, digestsnovel, novelworkflow, workflowusing, usingsequence, sequencegfp, gfpoligonucleotides, oligonucleotidessgrnas, sgrnasmse, mseuncapped, uncappedunique
Using Novel RNases to Measure 5’ Cap and Poly(A) Tail Modifications during Oligonucleotide Mapping LC-MS of mRNA
2025|Waters|Postery
Using Novel RNases to Measure 5’ Cap and Poly(A) Tail Modifications during Oligonucleotide Mapping LC-MS of messenger RNA Authors: Balasubrahmanyam Addepalli; Tatiana Johnston; Catalin Doneanu; Alexandre Gomes; Christian Reidy; Ying Qing Yu; Matthew Lauber Affiliations: WATERS CORPORATION, MILFORD MA 01757…
Klíčová slova
rna, rnadigestion, digestionoligonucleotide, oligonucleotidemapping, mappingmessenger, messengersgrna, sgrnarapizyme, rapizymexics, xicsmrna, mrnaenzyme, enzymeproducts, productsunique, uniquegenerates, generatesspecificity, specificityinactivate
Sequence Mapping of mRNA Digests Using the Xevo™ MRT Mass Spectrometer and waters_connect™ MAP Sequence 2.0 Application
2025|Waters|Aplikace
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
Oligo Mapping of sgRNA Digests: Leveraging Xevo MRT Mass Spectrometer Performance and Streamlining Data Analysis
2025|Waters|Aplikace
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