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『視える化』技術で擬陽性分子を効率よく排除!数少ない高結合能のアプタマーを見つけ出します! MACE®-SELEX法によるアプタマー探索受託サービス

掲載日情報:2022/01/17 現在Webページ番号:67406

本サービスは “MACE®-SELEX”法(特許第6994198号)による核酸アプタマーの探索受託サービスです。得られた候補配列について非修飾オリゴDNAをご提供いたします。

東京大学の吉本准教授らは、分子進化工学実験系を『視える化』する高精度分子分離技術“MACE®”(下図) を導入した核酸アプタマー選抜法 “MACE®-SELEX” を開発しました。ライブラリー中に多く存在する結合親和性の低い核酸分子(擬陽性分子)をMACE®で効率良く分離・排除し、標的分子-アプタマー複合体を高感度に検出(=視える化)することで、従来のSELEX法では見逃されていた極めて少ない結合親和性の高い核酸分子(核酸アプタマー)を少ない選抜工程数で高確率に獲得することができます。

MACE磁性粒子支援型キャピラリー電気泳動イメージ

MACE®(Microbeads Assisted Capillary Electrophoresis; 磁性粒子支援型キャピラリー電気泳動)
磁性粒子に固定したターゲット分子とDNAライブラリーを混合し、キャピラリー電気泳動を行うことでターゲット分子と結合する活性配列と結合しない不活性配列を効率的に分離することができる。このことによって結合能の弱い多くの候補分子(擬陽性分子)を排除し、数少ない結合能の強いアプタマーを見つけ出すことを可能にする。

アプタマーとは

アプタマーとは (クリックで開閉します)

アプタマーは、標的分子に結合する分子を指します。核酸塩基配列を骨格とする分子、アミノ酸配列を骨格とする分子をそれぞれ”核酸アプタマー”、”ペプチドアプタマー” と呼びます。現在、創薬・診断薬の分野における分子標的薬・分子認識素子として最も広く利用されている分子は、ポリアミノ酸であるタンパク質や抗体です。

一方、アプタマーの中でも、ポリヌクレオチド(核酸塩基と糖が結合した高分子)である核酸アプタマーは、ペプチドやタンパク質、抗体にはない下記の特長をもつ生体高分子であり、新しい分子標的薬・分子認識素子として期待されています。

核酸アプタマーの特長

(1) 低コストかつ短期間で獲得できる

  • 常に一定品質の分子が提供される(ロット間差がほぼない)
  • Web経由で配列を送信するだけで安価に合成依頼が可能
  • アプタマーの連結体など、オリジナル分子の設計・構築が容易
    (bispecific抗体のような分子を簡単に設計・製造できる)
  • 候補分子を外部から導入し、お客様が評価を行う場合、抗体よりもアプタマーの方が設備費用と実験スペース面において圧倒的に有利

(2) 変性による劣化がない

  • 輸送や保管時の温度管理が不要
  • 長期間の保管・保存が可能

(3)相補鎖がある

  • 分子標的薬として利用する場合、相補鎖で薬効を中和できる

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MACE®-SELEX法について

SELEX法とは

核酸アプタマーは特異的に分子を認識することができるが、標的と結合したときの立体構造が予測できないため、その探索には分子設計法を必要としないSELEX法と呼ばれる試験管内でのスクリーニング法が用いられています。SELEX法では、DNAライブラリーと標的分子を混合した後、標的分子に結合している核酸を分離、PCR法による増幅、DNAの一本鎖化の工程を10数回繰り返すことで、結合親和性および特異性の高い配列を獲得します。最終的にシークエンス解析で配列を決定、分子-分子間相互作用解析によりアプタマーを特定します(下図)。

SELEX法の操作フロー SELEX法によるスクリーニングフロー

MACE®-SELEX法とは

MACE®-SELEX法では、標的分子を磁性粒子に固定し、DNAライブラリーと混合後、キャピラリー内で結合性配列と非結合性配列を電気泳動分離します(下図)。標的分子-アプタマー複合体(Complexes on microbeads)を磁性粒子由来のピークとして高感度に検出(=視える化)し(MACE®-SELEX vs CE-SELEX(技術)の項参照))、擬陽性配列(Free ssDNAs)よりも先に泳動・分取することで、擬陽性分子を効率的に排除することができます。本技術を用いてトロンビンに対するアプタマーの探索を行い、高い結合能を示すDNAアプタマー群10配列をたった3ラウンドで獲得することに成功しています。さらに、獲得したアプタマー群の中にin vitroで過去最高のトロンビン結合型DNAアプタマーを見出しています (Yoshimoto and co-workers, Molecular Therapy Nucleic Acids, 16, 348~359(2019).)。

MACE-SELEX法の操作フロー

MACE®-SELEX法は、従来法のアプタマー獲得にかかる期間(数か月以上)、アプタマー探索精度(獲得確率や結合能)の課題をクリアし、獲得時間の短縮、獲得確率の向上(350倍)、獲得アプタマーの高品質化(高結合能)を可能にします。

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MACE®-SELEX vs CE-SELEX

キャピラリー電気泳動(CE:Capillary electrophoresis)を用いるSELEX法の改良法であるCE-SELEX法とMACE®-SELEX法について、抗血液凝固能を持つトロンビンに対するアプタマー探索を例にそれぞれの技術、獲得アプタマーの結合能、機能の比較を紹介します。

技術

MACE-SELEXとCE-SELEXの比較

キャピラリー電気泳動では、標的分子-アプタマー複合体は標的に結合していない核酸(Free ssDNA)よりも先に泳動される。この原理を利用して、CE-SELEX法では標的分子-アプタマー複合体の分取を行う(上図:CE-SELEXのcollection window)。一方、MACE®-SELEX法では標的分子が磁性粒子に固定されている(上右図)。MACE®-SELEX法にて分離・検出すると、CE-SELEX法では見られない磁性粒子由来のピーク(=標的分子-アプタマー複合体)が出現し(上図:MACE®-SELEXのcollection window)、このピークを分取することができるので、より効率的・高感度にアプタマーを獲得することができる。

獲得アプタマーの結合能

獲得アプタマーの結合能

CE-SELEX(上図左側)法とMACE®-SELEX(上図右側)法で得られたアプタマーの結合能(Kd値)を比較すると、MACE®-SELEX法で得られたアプタマーは結合能が高いものが多いことが分かる。

獲得アプタマーの機能

獲得アプタマーの機能

MACE®-SELEX法とCE-SELEX法によって得られた凝固因子トロンビンに対するアプタマーを用いて抗凝固活性を測定したところ、CE-SELEX法によって得られたアプタマーやこれまでに抗凝固作用を持つアプタマーとして知られるHD-1(第I相臨床試験)やNU-172(第Ⅱ相臨床試験)に比べ、MACE®-SELEXによって得られたアプタマーは非常に高い抗凝固活性を持っていた(上図)。

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受託サービス概要

下記2種類のサービスがあります。

サービス1

受託サービス1概要

実験①

  • 標的分子の磁性粒子への固定

実験②

  • MACE®-SELEXの実施
  • 独自の候補配列の選抜
  • 結合実験(3配列)

③アプタマー提供・優先開発期間の付与

  • 候補配列の非修飾オリゴDNA3本提供
  • 優先開発期間(3か月)の付与

サービス2

受託サービス2概要

実験①

  • 標的分子の磁性粒子への固定

実験②

  • MACE®-SELEXの実施
  • 独自の候補配列の選抜

③アプタマー提供・優先開発期間の付与

  • 48候補配列の非修飾オリゴDNA48本提供
  • 優先開発期間(3か月)の付与

サービス1/2共通のご注意

納品されるオリゴDNAには、配列情報は添付されておりません。また、獲得した配列の権利はリンクバイオ社に帰属します。配列情報の開示および権利譲渡には、リンクバイオ社との契約が別途必要です。詳細については、お気軽にお問い合わせ下さい。

候補配列の結合実験のデータ(配列非開示:サービス1のみ)や、各実験データ(サービス1、2共通)も提供致します。

優先開発期間(3か月)について
獲得したオリゴDNAの配列について、権利譲渡や共同研究などの契約がなされない場合、リンクバイオ社より同配列がカタログ製品として販売されます。優先開発期間中は販売されることはありません。詳細についてはお問い合わせ下さい。

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ご用意いただくもの

特異的なアプタマーを探索するお客様の目的分子(ターゲットタンパク質):200~500μg
追加分が必要な可能性があります。また、溶解バッファーや試料の純度、タグなど成功率に関わる要因について、ご注文前にご相談させていただきます。
詳細は当社受託・特注品担当(下記参照)までお問い合わせ下さい。

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ご注文方法/価格

詳細は当社受託・特注品担当(下記参照)までお問い合わせ下さい。

メーカーインタビュー

リンクバイオのメーカーロゴ

(株)リンクバイオは、2020年5月に設立された東京大学発のバイオ創薬支援を行うスタートアップ企業です。取締役兼最高技術責任者(CTO)の吉本敬太郎准教授(東京大学)が開発したMACE®を導入したSELEX法により、結合親和性の高い核酸アプタマーを探索するサービスを提供しています。

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