ファージディスプレイライブラリー構築サービス

Alpha Lifetechは、抗体ライブラリーの構築と生産を確実に行うための包括的なM13/T7ファージディスプレイプラットフォームを備えています。また、お客様のニーズに合わせて、抗体scFvの生産などのカスタマイズサービスも提供可能です。

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ファージディスプレイライブラリー構築サービス

Alpha Lifetechは長年にわたりファージディスプレイ技術に深く携わってきました。科学研究やプロジェクト研究の時間を節約し、その後の生産を容易にする、完璧で安定したファージディスプレイ技術プラットフォームを構築しています。Alpha Lifetechは、vhh抗体生産、scFv抗体生産、Fab抗体生産などのサービスもお客様に提供しています。

Alpha Lifetechは、抗体ライブラリーの構築と生産を確実に行うための包括的なM13/T7ファージディスプレイプラットフォームを備えています。また、抗体scFvの生産やハイスループット抗体スクリーニングなど、お客様のニーズに合わせたカスタマイズサービスも提供可能です。

ファージディスプレイ入門

ファージディスプレイ技術は、ファージ（細菌に感染するウイルス）を用いて特定のタンパク質やペプチドの機能的結合分子を探索する技術です。ファージ抗体ライブラリー構築技術には、Fab抗体ライブラリー構築、抗体scFvライブラリー構築、ナノボディライブラリー構築などがあります。バクテリオファージの種類によって、M13、T7、T4、λなどのシステムに分類できます。ライブラリーの種類によって、ランダムペプチドライブラリー、cDNAライブラリー、抗体ライブラリー、タンパク質ライブラリーに分類できます。ファージディスプレイ技術は操作が簡単で、使用コストも安価です。しかし、この技術は、あまり長い配列を発現できないライブラリーの分子遺伝学の多様性を制限します。

現在、ファージディスプレイ技術は広く利用されている。中でも、新規ワクチンの研究開発（低コストで効率的な合成ワクチン）、抗体医薬品の開発（酵素阻害剤のスクリーニング）、細胞シグナル伝達（模擬エピトープのスクリーニング）、抗原エピトープの研究（モノクローナル抗体の作製）において、顕著な成果が上げられている。

T7バクテリオファージ入門

T7バクテリオファージは二本鎖DNAであり、DNAの長さは40kbで、直径60nmのカプシドに包まれている。頭部と尾部をつなぐ部分は、gp8の複数のコピーからなる環状構造である。T7バクテリオファージの頭部とコアは円筒状の構造を形成し、gp8に結合することで頭部と尾部をつなぐことができる。

図1 T7バクテリオファージの模式図。（参照： T7ファージディスプレイシステムの進歩（総説））

M13バクテリオファージ入門

バクテリオファージM13は、Ffファージと呼ばれる糸状ファージのグループに属します。長さは900 nm、幅は6.5 nmです。ゲノムは長さ6407 bpの一本鎖DNA（ssDNA）で構成され、11種類のタンパク質をコードする9つの遺伝子が含まれています。これらのタンパク質のうち、5つは外被タンパク質であり、残りの6つはファージの複製と組み立てに関与しています。外被タンパク質の中で最も濃度が高いのはカプシドタンパク質G8Pで、約2700個のタンパク質単位から構成され、染色体の周囲にエンベロープを形成します。

図2 バクテリオファージM13の模式図。（参照：抗体ファージディスプレイ技術の基礎）

ファージディスプレイ抗体ライブラリー入門

抗体発見は現代医学においてますます重要性を増している。抗体発見には様々な手法が存在するが、医学分野ではファージディスプレイ抗体ライブラリーが最も多く用いられている。

1990年以降、VH、VHH、scFv、ダイアボディ、Fab抗体など、さまざまな抗体フォーマットがファージライブラリーの構築に使用されてきました。VHとVL構造ドメインから構成されるscFvは、抗体scFvライブラリーの構築に使用される単鎖抗体です。scFvは、半減期が短く、免疫原性が低いという特徴があります。Fab抗体ライブラリーは、VH、VL、CL、CH1から構成され、高親和性を持つ理想的な抗体を迅速にスクリーニングできます。現在、標的抗原に結合できる最小単位であるVHHがナノボディライブラリーを構成しており、VHHは、構造が単純、体積が小さい、溶解性が高い、安定性が良い、調製と発現が容易という利点があります。合成ナノボディ（Nb）ライブラリーは、安定で高親和性の合成ナノボディの動物免疫の魅力的な代替手段として登場しています。一般的に、これらの抗体断片はM13ファージのG3Pに融合されており、抗体断片をコードする多数の遺伝子をクローニングすることにより、多様な抗体を選択できる大規模なファージディスプレイ抗体ライブラリーを生成することができる。

ファージライブラリー構築プロセス

ファージライブラリーの構築プロセスは以下のとおりです。まず、特異的なプライマーを設計してPCR増幅を行い、得られた産物をT7/M13ファージベクターと酵素結合させ、組換えファージプラスミドを構築します。次に、この組換えファージプラスミドをTG1受容体細胞に形質転換し、適切な抗生物質を含む培地に塗布した後、形質転換体を選別して増殖培養を行います。複数回の培養を経て、ファージは細菌内で複製回数を重ね、目的タンパク質またはポリペプチドを正常に発現します。最後に、ファージライブラリーを精製し、不純物や未結合のファージを除去します。

可変領域（VHおよびVL）は抗体の多様性と相関しており、VHおよびVLはファージタンパク質PIIIをコードする配列とともにファージベクターに挿入された。組み立て後、ファージ粒子が露出され、マイナーコートタンパク質IIIのN末端と融合して機能的な抗体断片が形成され、抗体DNA配列を含むライブラリーが得られた。

免疫終了後、抗体価を測定し、抗体価が基準値に達した後に動物の血液を採取した。血液からリンパ球を分離し、RNAを抽出し、RT-PCRで標的断片を増幅してV領域遺伝子断片を得た。V遺伝子は特異的プライマーを用いて増幅した。

作成された天然ライブラリーには、あらゆる標的を攻撃できる動物由来の免疫原性の低い抗体が含まれている。抗原に特異的に結合するファージ抗体は、抗原を固定または標識するスクリーニング技術を用いて収集することができる。

標的抗原は、マイクロプレートの穴などの固体担体に固定されるか、磁気ビーズに結合される。次に、ファージ抗体ライブラリーが添加され、抗原に結合させる。複数回の溶出後、低親和性または非特異的なファージは洗い流され、特異的な抗体を発現するファージのみが保持される。

ファージディスプレイの応用

抗体発見は現代医学においてますます重要になってきている。抗体発見には様々な手法が存在するが、医学分野ではファージディスプレイ技術がより多く用いられている。1990年以降、VH、VHH、scFv、ダイアボディ、Fab抗体など、様々な抗体フォーマットがファージライブラリーの構築に用いられてきた。
ファージペプチドライブラリーは、タンパク質エピトープの配列を迅速に決定することを可能にし、エピトープと抗原受容体との相互作用を研究するための強力なツールとなっている。
抗体断片はM13ファージのG3Pに融合され、抗体断片をコードする多数の遺伝子をクローニングすることにより、多様な抗体を選択できる大規模なファージディスプレイ抗体ライブラリーを生成することができる。
T7ファージディスプレイシステムは、簡便性、高い安全性、安定性、保管や輸送の容易さなど多くの利点があり、予防ワクチンや治療ワクチンに利用されています。
*T7ファージディスプレイシステムは、病原性微生物の表面抗原や癌抗原など、様々な抗原を検出することができる。

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