隨著生命科學的不斷進步，mRNA作為藥物被應用到疾病治療、疫苗等領域。從1990年體外合成的mRNA第一次在細胞內表達，到2020年的mRNA疫苗在對抗疫苗發揮重要作用。以mRNA為基礎的治療方式已經在醫藥領域引起了一場革命。
mRNA（Messenger RNA、信使RNA）是將DNA中的基因信息傳遞到蛋白的中間信使。mRNA疫苗治療（見下圖）是指在體外合成mRNA，將其導入體內，mRNA進入細胞后翻譯表達出抗原蛋白，抗原刺激體內免疫系統，激活體液免疫和細胞免疫，當機體再次接觸同種抗原（細胞/病毒）mRNA疫苗體外合成完整解決方案，可產生快速免疫應答反應，自我保護。
 

 
mRNA疫苗具有研發速度快、靈活、生產工藝簡單、平臺化、容易擴充產能，可以用于精準化和個性化治療，一次可呈遞多種抗原等優點。mRNA疫苗屬于第三代疫苗技術（見下圖），相比于傳統疫苗需要通過將病原微生物及其代謝產物通過人工滅毒﹑減活﹑基因工程的方法制成的繁雜工序，第三代疫苗特異性更強，有效性更高，并且研發周期較快。它的結構簡單、可人工批量合成，并且可以在研發階段進行高通量篩選，大大節省研發時間。而且相較于DNA疫苗，mRNA疫苗沒有導入外源基因的遺傳風險，起效更快，效果更強。

mRNA疫苗相對于其他疫苗的優勢  圖片引用于網絡
mRNA疫苗具有工藝通用性好，研發速度快，能夠活化細胞免疫，刺激效果好，遞送效果好等特性。高的mRNA產量需要高效的mRNA體外合成方法，大規模生產選擇T7 RNA聚合酶體外轉錄。增強mRNA的穩定性，降低免疫原性并提升翻譯效率，*的解決方案是：使用加帽酶對mRNA進行加帽，使其在細胞內外穩定，降低免疫原性，并且使mRNA可以被核糖體識別，啟動翻譯程序。

提供一系列mRNA體外合成酶及試劑，解決mRNA疫苗的關鍵痛點。所有產品均采用藥用規格原輔料生產，嚴格控制宿主蛋白質殘留、核酸殘留及常見病原體污染，符合GMP規范的產品生產與質量管理規程，保障生產過程及所有原輔料可追溯。
產品特點：
GMP級mRNA體外合成及修飾原料，animal-free，ampicillin-free
產品生產、質量控制及配套文件體系，符合mRNA疫苗及藥物研發生產需求
經過臨床使用驗證，單批次產能千萬人份，年產能50億人份
       
mRNA疫苗體外合成關鍵步驟及相關產品：
 
1、生成模板-質粒線性化 相關產品：Bsa I，GMP Grade（貨號：GMP-RE026）
        此步將構建好的質粒酶切，處理成線性化雙鏈DNA模板，用于下一步mRNA合成。
        限制性內切酶Bsa I 特異性識別雙鏈DNA中位點并進行酶切，可將模板質粒酶切線性化，作為mRNA體外合成模板；
        酶切位點：

產品特點：
        強特異性
        受CpG、Dcm甲基化影響，剪切阻斷
        受EcoBI甲基化影響，剪切可能受影響
        不受Dam甲基化影響

2、mRNA體外合成  相關產品：T7 RNA Polymerase, GMP Grade (貨號：GMP-E121)
此步以DNA為模板，在體外由RNA聚合酶催化合成mRNA。
T7 RNA Polymerase（T7 RNA聚合酶）是高度特異識別T7啟動子序列的5'→3' RNA聚合酶，以含有T7啟動子序列的單鏈或雙鏈DNA為模板，以NTP為底物，合成與啟動子下游的單鏈DNA互補的RNA。T7 RNA聚合酶是體外轉錄mRNA的關鍵酶。
產品特點：
高度特異識別T7啟動子
20ul反應體系，產量可達150ug
可對低至1ng模板進行有效轉錄
合成長度可達15k

 
體外轉錄產生的mRNA，Qsep1結果顯示，純度高，均一性好。
3、mRNA轉錄后修飾：加帽加尾
   此步對mRNA進行修飾，合成功能完整的mRNA。
 

 
完整mRNA結構
3.1、mRNA加帽(Cap0)   相關產品：Vaccinia Capping Enzyme, GMP Grade (貨號：GMP-M062)        
此步與3.2同時進行，在mRNA的5'端加上Cap0帽結構。
在真核生物中，轉錄后的mRNA必需經過一系列修飾才能形成完整的結構，即在5'端形成一個帽子結構（Cap1），3’端形成PolyA尾結構。這些結構與mRNA的穩定、轉運和翻譯密切相關。
 Vaccinia Capping Enzyme（牛痘病毒加帽酶）用于給體外轉錄合成的mRNA催化加上帽子結構（Cap0），顯著改善mRNA的穩定性和翻譯能力，使mRNA可在細胞內表達蛋白，避免核酸外切酶等的降解破壞。
mRNA的帽結構是由一個7-甲基鳥苷通過一個5′–5′三磷酸酯橋連接到mRNA 鏈的5′核苷上組成。Cap-0結構由相鄰的RNA鏈通過三種酶的依次反應形成。進一步形成cap-1結構需要2-O甲基轉移酶（Cat. No: GMP-M072, Novoprotein）參與，該修飾可以降低RNA在體內引起的細胞先天免疫反應。

產品特點：
高效完成mRNA加帽Cap0   
提高mRNA的穩定性，防止被RNA酶降解                                                           
提高mRNA的翻譯效率，提高蛋白產量

3.2、mRNA加帽(Cap1)  相關產品：mRNA 2’-O-Methyltransferase, GMP Grad e (貨號：GMP-M072)
此步與3.1同時進行，在mRNA的5'端加上Cap0帽結構的基礎上，再將Cap0轉化為Cap1結構。
真核生物中，mRNA的轉錄后須經系列修飾，在5'端形成一個特殊結構，即帽子結構，3’端形成PolyA尾結構。這些結構與mRNA的穩定、轉運和翻譯密切相關。已知Cap1結構存在于所有真核生物mRNA，在穩定mRNA結構和提高翻譯效率方面起重要作用。研究表明，體外轉錄修飾得到的Cap1結構mRNA更不容易被免疫系統的RNA感受器（RIG-I）識別，因此免疫刺激更低。
mRNA Cap 2′-O-Methyltransferas （2′-O-甲基轉移酶）可利用 S-腺苷甲（SAM）作為甲基供體， 在 RNA 5′末端緊鄰帽結構（Cap 0）的第一個核苷酸的 2′-O 上添加甲基基團，形成帶有 Cap 1 結構的 mRNA。Cap1 結構能增強 mRNA 的翻譯效率，從而可提高轉染后 mRNA 編碼的蛋白表達水平。該酶只能以帶 7-甲基鳥苷帽結構（m7GpppN）的 RNA 為底物，不會作用于 5′末端為pN、ppN、 pppN 或 GpppN 的 RNA。帶 7-甲基鳥苷帽結構（m7GpppN）的 RNA 可通過 Vaccinia Capping System（Cat. No: GMP-M062, Novoprotein）來制備。

產品特點：
使mRNA的Cap 0帽子甲基化為 Cap 1帽子
提高 RNA 的翻譯效率，提高蛋白產量
進一步降低免疫原性

完整mRNA在細胞內表達GFP蛋白，加帽酶與帽類似物對比
3.3、mRNA加尾(PolyA)  相關產品：E. coli Poly(A) Polymerase, GMP Grade (貨號：GMP-M012)

此步在mRNA的3'端加上PolyA尾。
真核生物中，mRNA的轉錄后須經系列修飾，在5'端形成一個特殊結構，即帽子結構，3’端形成PolyA尾結構。這些結構與mRNA的穩定、轉運和翻譯密切相關。Poly A與成熟mRNA的穩定性、翻譯起始以及出核運輸有關，體內轉錄后修飾中，polyA聚合酶在RNA 3’-OH上逐一引入100-200個A堿基。
體外轉錄RNA過程中，E. coli Poly (A) Polymerase（加尾酶） 不依賴模板的存在，可以催化 ATP 以 AMP 的形式依次摻入到 RNA 的 3′末端，即在 RNA 的 3′末端加多聚 A 尾。Poly (A) 聚合酶具有很高的加尾效率，可以在 RNA 的 3′末端加入 20~200 個 A 堿基。zui大程度還原體內加尾過程。
產品特點：
穩定mRNA的存在形式
引導轉錄終止
提高RNA在真核細胞中的翻譯效率

4、其他相關產品
4.1、防止mRNA降解  相關產品：RNase inhibitor, GMP Grade (貨號：GMP-E125)
在流程2-3 mRNA合成與修飾中加入RNase Inhibitor，防止RNA降解。
RNase Inhibitor可與RNase  A形成1：1復合體，對RNase 有極qiang非競爭性抑制，保護mRNA轉錄后不被降解
產品特點：
強抑制RNase活性
穩定性強

4.2、降解模板DNA  相關產品：DNase I, GMP Grade (貨號：GMP-E127)
        在流程2 RNA合成結束后，去除模板DNA。
DNase I將單鏈或雙鏈DNA隨機分解。

DNase I 去除RNA樣本種的DNA殘留
4.3、增加mRNA產量  相關產品：Pyrophosphatase, Inorganic (yeast), GMP Grade (貨號：GMP-M036)
        在流程2 RNA合成過程中加入無機焦磷酸酶，增加RNA產量。
        無機焦磷酸酶PPase（Pyrophosphatase, Inorganic）可催化無機焦磷酸鹽水解生成正磷酸鹽（P2O7-4+H2O+PPase→2HPO4-2），一方面可去除無機焦磷酸鹽對反應體系的抑制，另一方面為反應提供熱力學動力，促進產物的生成。常用于RNA、DNA、蛋白質的生物合成中，是一種良好的輔劑，在mRNA疫苗體外大規模合成中加入可顯著提高產量。
 
無機焦磷酸酶去除mRNA合成過程中產生的焦磷酸，提高mRNA產量