转基因序列的密码子优化与组成决定了自我复制RNA的复制能力

《Molecular Therapy》：Transgene Sequence Codon Optimization and Composition Determines Replication Competence of Self-Amplifying RNA

　　

Nuthan Vikas Bathula|Shekinah K.V. Soriano|Cynthia Huang|Eric Jan|Selena M. Sagan|Anna K. Blakney

加拿大不列颠哥伦比亚大学生物医学工程学院，温哥华，V6T 1Z3

摘要

自放大RNA（saRNA）是一种新兴的RNA治疗技术，与不可复制的mRNA相比，它能够在更低剂量下实现更高水平且更持久的蛋白质表达。与传统mRNA不同，源自阿尔法病毒的saRNA除了需要翻译过程外，还必须依靠复制酶来驱动RNA的放大，这就使得转基因的编码序列可能对复制过程产生序列层面的限制。研究发现，saRNA的复制依赖于转基因的密码子组成；尽管VEEEV衍生的saRNA骨架完好无损，但多种治疗用转基因仍存在复制缺陷。通过对这些转基因进行同义密码子优化后，复制缺陷得到了解决，这表明决定复制能力的因素是编码序列的核苷酸特征，而非其编码的蛋白质。通过比较分析，发现了与有效复制相关的独特特征，表现为较高的GC含量（>53%）和GC3含量（>63%）、更高的密码子适配度（>0.75），以及较低的UpA值（<43%）。