アプタマー最適化サービス

アプタマーは、標的分子に特異的に結合できる単鎖オリゴヌクレオチドです。ヌクレオチド塩基の相補的対合、水素結合、π-πスタッキング、静電力など、様々な相互作用力によって適応的に折り畳まれ、特定の三次元構造を形成します。この構造は分子間力によって標的分子に特異的に結合します。アプタマーは通常、SELEXスクリーニングによって作製されます。アプタマー最適化手法は、主にアプタマーの親和性、選択性、安定性の向上に重点を置いています。

アルファライフテックは、お客様に正確かつ効率的な核酸アプタマースクリーニングおよび最適化サービスを提供することに尽力しています。スクリーニングおよび最適化プロセスは、高品質なアプタマーを得るための重要なステップであるだけでなく、これらの応用を発展させるための重要な基盤でもあります。アルファライフテックは、常に最先端技術の導入とサービスプロセスの最適化に努め、常に業界最先端を維持し、お客様に効率的な核酸アプタマースクリーニングおよび最適化サービス体験を提供いたします。

SELEXアプタマー選択

Alpha Lifetech は長年にわたり核酸アプタマーの開発に注力しており、主に核酸アプタマーの設計、核酸アプタマーライブラリの構築、核酸アプタマーのスクリーニング、核酸アプタマーの合成に分かれています。

SELEXスクリーニング技術は、アプタマースクリーニングの主流です。アルファライフテックは、SELEXアプタマー選抜だけでなく、Cell-SELEX、CE-SELEX、Capture-SELEXなど、SELEX技術を基盤とした様々な手法も提供しています。アプタマーのin vitroスクリーニングにより、標的分子を特異的に識別し、高い親和性を有するアプタマーを選抜します。選抜されたアプタマーに対してハイスループットシーケンシングを実施した後、最終的にin vitro化学合成によってアプタマーを合成します。さらに、アルファライフテックは、選抜されたアプタマーを最適化し、その機能を検証することも可能です。

アプタマー最適化入門

SELEX 技術によってスクリーニングされた核酸アプタマーは標的分子に対する親和性が強いものの、実際のアプリケーションでは、特定のアプリケーションシナリオのニーズを満たすために、アプタマーの特異性、アプタマー親和性、およびアプタマーの安定性をさらに向上させるようにアプタマーを最適化する必要があります。

主なアプタマー最適化方法には次の側面が含まれます。

構造切断

切断：標的分子の結合能力に影響を与えない、または影響が少ないアプタマー配列の部分を削除し、コア認識領域を保存することで、アプタマーの長さを短縮し、その合成効率とアプタマーの安定性を向上させることができます。

二次構造シミュレーションと経験的な試行錯誤に基づいて、アプタマーの局所的な高次構造（ステムリング、擬似接合、G四重鎖など）を人工的に定義し、未形成または対になった単鎖を除去し、ステムを短縮し、小さな凸状リングを除去し、リングを縮小するなどしました。分子ドッキング技術を使用して、アプタマーとターゲット分子の3次元構造を予測し、より正確な調整を行います。

突然変異の導入

ランダムな突然変異PCR変異誘発などの変異誘発技術を用いてアプタマー配列にランダムな変異を導入し、SELEX技術による再スクリーニングを行うことで、より高い親和性と選択性を持つ変異体を得ることができます。この手法により、アプタマー配列の多様性を探索し、新たな結合パターンや最適化の方向性を発見することができます。

部位特異的変異構造解析と結合部位予測に基づき、一塩基または複数塩基の置換が可能な変異部位を選定し、異なる配列がアプタマーの性能に及ぼす影響を探ります。部位特異的な変異により、アプタマーの構造変化を精密に制御し、性能を最適化することができます。

化学修飾

アプタマーは化学的に修飾され、アプタマーのさまざまな位置（塩基、糖環、リン酸基など）に修飾基が導入され、アプタマーの安定性、抗ヌクレアーゼ能力、および親和性が向上します。

図1 アプタマーの一般的な修飾。（出典：核酸」書籍「核酸アプタマー」の章

一般的な修飾としては、2'-フルオロリボース、2'-アミノリボース、2'-O-メチルリボース、LNA（ロックド核酸）、非メチル化プリン核酸（UNA）などが挙げられます。これらの修飾は、ヌクレアーゼによる認識を低下させたり、アプタマーの分解抵抗性を高めたり、標的分子への結合特性を変化させたりすることができます。

機能エリアの紹介

アプタマーは、酵素活性や蛍光シグナル伝達能力といった新たな機能を付与されます。リガンド結合領域と触媒領域を組み合わせることで、酵素活性を有するアプタマーが作製されます。例えば、蛍光を発する分子に結合する領域を付加することで、標的への結合に成功した際に蛍光シグナルを発する自己報告型アプタマーが作製されます。