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ワクチン製造用のプラスミドDNA:
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図2. 典型的な分離パターン (A) HiTrap™ Sepharose™ HPを用い、グループ分画により測定したプラスミドDNA含量 (B) HiTrap™ PlasmidSelect Xtraを用い、選択的にプラスミドDNAアイソフォームを測定して得られたsc/oc比 |
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A) Column: HiTrap™ Sepharose™ HP 5 ml Buffer: 2.1 M (NH4)2SO4, 10 mM EDTA, 100 mM Tris-HCI, pH 7.5 Wash: MilliQ water System: ÄKTA™explorer 10 Software: UNICORN™ 5.01 |
B) Column: HiTrap™ PlasmidSelect Xtra 1 ml Buffer A: 2.25 M (NH4)2SO4, 10 mM EDTA, 100 mM Tris-HCI, pH 7.5 Buffer B: 2.0 M NaCl, 10 mM EDTA, 100 mM Tris-HCI, pH 7.5 Gradient: 0~55% B in 11 CV Wash: MilliQ water System: ÄKTA™explorer 10 Software: UNICORN™ 5.01 |
サンプルを一定の間隔で培養槽から採取し、細胞密度を測定した後プラスミドDNA分析を行いました。接種後25時間目(細胞密度:OD600 = 40)に42℃に昇温し、pDNAVaccプラスミドの複製を誘導しました。41時間目には、最終細胞密度がOD600 = 90になりました。
プラスミドDNAを定量したところ、回収量は昇温後15時間に渡って上昇し続けました。最終回収率は1.1 g/Lでした。
プラスミドDNAの品質分析を行ったところ、最終サンプル中のscプラスミドの純度は96%でした。過去の検討から、HiTrap™ PlasmidSelect Xtraによる品質分析はキャピラリーゲル電気泳動結果と同等であることが証明されています(Application Note 28-4094-86 AA. Fast determination of plasmid DNA quantity and quality in complex solutions)。
図3に昇温後の細胞密度、プラスミドDNA回収率およびsc/oc比のモニタリング結果を示しました。
図3.6.5 kbプラスミド(pDNAVacc)培養のモニタリング結果。細胞密度(A600)、プラスミドDNA回収率(mg/L)およびsc/oc比。後者2つのパラメータはPlasmidSelect Xtra Screening Kitを用いて測定。
PlasmidSelext Xtra Screening Kitで得たピークを回収し、アガロースゲル電気泳動(AGE)により同定を行いました。図4にHiTrap™ Sepharose™ HPによるグループ分画で得たプラスミドDNA画分ならびにHiTrap™ PlasmidSelect Xtraによって分離したocおよびsc画分のAGE結果を示しました。sc画分レーンの薄い上部のバンドはscプラスミドダイマーでocアイソフォームと近い位置に泳動されます(データ非掲載)。sc/oc比もゲルイメージの強度を分析して算出しました。
PlasmidSelect Xtra Screening Kitから得た結果よりも、AGEから得たocプラスミド量は全体的に多くなりました。sc/oc比測定におけるAGEの信頼性は、その他の欠点(例えば、カメラの露出時間、アイソフォームごとに異なる染色、アイソフォームの同時移動)により限界があります。
図4.HiTrap™ Sepharose™ HPによるグループ分画で得たプラスミドDNA画分ならびにHiTrap™ PlasmidSelect Xtraで分離したocおよびsc画分の純度を示したエチジウムブロマイドで染色した0.8%アガロース電気泳動ゲルサンプルを各フラクションごとに3レーンで分析しました。左から、それぞれ接種後25、29、33、37、39、40および41時間目のサンプルを示しています。25時間目のサンプルは5倍希釈、残りのサンプルは10倍希釈して泳動しました。ocピーク画分は希釈せず、scピーク画分は2倍に希釈して泳動しました。
Nature Technology Corp.が開発した誘導fed-batck培養法は、高い生産性を有した培養を可能とし、結果的として高いプラスミド回収率(通常1 g/L以上)が得られます。さらに、PlasmidSelect Xtra Screening Kitを用いて、このプロセスで回収したプラスミドの品質が高いことを証明しました(supercoiled含量 96%)。
誘導培養と迅速かつ正確な分析の組み合わせにより、回収率と純度の向上ならびに医薬品市場への導入を目指したプラスミドDNAの製造コスト削減をサポートします。
1. Carnes, A. E., et al. Inducible E. coli fermentation for increased plasmid DNA production. Biotechnology and Applied Biochemistry 45, 155-165 (2006).
2. Williams, J. A., et al. pDNAVACCultra vector family: high throughput intracellular targeting DNA vaccine plasmids. Vaccine 24 (21), 4671-4676 (2006).
Data File:
PlasmidSelect Xtra, PlasmidSelect Xtra Screening Kit, PlasmidSelect Xtra Starter Kit, 28-4094-87
Application Notes:
PlasmidSelect Xtra for downstream processing of supercoiled plasmid DNA, 28-4094-85
Fast determination of plasmid DNA quantity and quality in complex solutions, 28-4094-86
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