How gene synthesis and protein services can help get your therapeutic to market faster / In che modo la sintesi genica ed i servizi proteici possono aiutare a portare la tua terapia sul mercato più velocemente

How gene synthesis and protein services can help get your therapeutic to market faster / In che modo la sintesi genica ed i servizi proteici possono aiutare a portare la tua terapia sul mercato più velocemente

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Custom DNA constructs accelerate therapeutic research

Gene synthesis and protein services bypass time-consuming steps and produce optimized results.

Rapid production of DNA and obtaining high protein yields is essential for fast-paced research, such as the development of chimeric antigen receptors (CARs), therapeutic monoclonal antibodies and vaccines. By synthesizing customized and optimized DNA constructs, researchers bypass many time-consuming and error-prone experimental steps and obtain high-quality protein products that accelerate therapeutic development.

In therapeutic research areas such as chimeric antigen receptors (CARs) for T cell therapy, therapeutic monoclonal antibody production, or SARS-CoV-2 DNA or protein vaccines, the fast and reliable production of DNA is critical. 

When DNA sequences are required for the purpose of protein production, low yield poses a significant challenge for biotech companies seeking to accelerate their path to the clinic—that’s in addition to the hurdles that accompany the potential need to obtain template DNA from harmful or infectious agents.

 Factors that can contribute to low protein yield include sequence complexity and length, very high or low GC content, direct or indirect repeats, and long polypurine or polypyrimidine runs.

 A traditional PCR-based approach to generating DNA requires many hands-on steps that can be time consuming, and requires downstream cloning and plasmid preparation.

 Even with an optimized sequence in hand, the classic cloning workflow poses further challenges to the therapeutic development workflow, with its many steps from PCR amplification to plasmid preparation (Figure 1). 

Benefits of using synthetic DNA Custom gene synthesis circumvents the limitations of PCR-based workflows.

 With this technique, synthetic biology has made it possible to reliably, safely, and cost-effectively obtain customized DNA constructs with 100% verified sequence accuracy. 

A typical gene synthesis workflow begins online, with the design of a DNA construct using online tools or software. 

The resulting sequence is then broken up into smaller overlapping pieces (typically 200–1,500 bp) that are easier to synthesize from oligonucleotides. 

The pieces are then assembled and cloned into a vector (basic delivery of gene or expression vector) and the sequence verified.

Advantages of custom gene synthesis for the therapeutic development workflow include:

 • Eliminates steps, saving valuable time—the corresponding natural DNA is not required; start with just an electronic sequence

 • Higher downstream protein yield—the computer-based design process allows for precise sequence design and optimization via an algorithm, which ultimately results in higher expression levels and easier purification of the final product, compared to classic cloning (see gene optimization)

 • Vector flexibility—choose to receive your genes in your own custom vector, or select from a library of expression vectors 

These advantages, along with the convenience of customizable gene synthesis services, can afford biotech companies a significant edge and accelerate getting a novel therapeutic to market.

 Figure 2. Gene optimization with the GeneOptimizer algorithm significantly increases protein production.

 Count on connections to help you realize the benefits of gene optimization Invitrogen™ GeneArt™ Gene Synthesis services were designed to tackle sequences both simple and complex.

 Our peer-reviewed GeneOptimizer algorithm utilizes a multifactorial approach (up to 20 parameters) beyond just traditional codon optimization, to significantly improve protein expression when it comes wild-type protein—crucial especially for monoclonal antibody development research (Figure 2).

 You have the option to choose from more than 30 available expression vectors or upload your own to our easy-to-use online portal. 

You can also outsource your entire workflow with GeneArt Gene-to-Protein Services. 

Starting with an electronic nucleotide sequence, you can receive highly purified protein in expression systems such as mammalian and insect. These GeneArt services leverage highly advanced Gibco transient expression systems and, coupled with gene optimization, provide a complete, hands-off solution to protein production and purification. 

ITALIANO

I costrutti di DNA personalizzati accelerano la ricerca terapeutica.

La sintesi genica ed i servizi proteici aggirano i passaggi che richiedono tempo e producono risultati ottimizzati.

La produzione rapida di DNA e l'ottenimento di elevate rese proteiche è essenziale per la ricerca frenetica, come lo sviluppo di recettori per l'antigene chimerico (CAR), anticorpi monoclonali terapeutici e vaccini. Sintetizzando costrutti di DNA personalizzati e ottimizzati, i ricercatori aggirano molti passaggi sperimentali che richiedono tempo e sono soggetti a errori e ottengono prodotti proteici di alta qualità che accelerano lo sviluppo terapeutico.

Nelle aree di ricerca terapeutica come i recettori chimerici dell'antigene (CAR) per la terapia con cellule T, la produzione di anticorpi monoclonali terapeutici o i vaccini SARS-CoV-2 DNA o proteine, la produzione rapida e affidabile di DNA è fondamentale.

Quando le sequenze di DNA sono necessarie ai fini della produzione di proteine, la bassa resa rappresenta una sfida significativa per le aziende biotecnologiche che cercano di accelerare il loro percorso verso la clinica, oltre agli ostacoli che accompagnano la potenziale necessità di ottenere DNA modello da agenti nocivi o infettivi .

 I fattori che possono contribuire a una bassa resa proteica includono complessità e lunghezza della sequenza, contenuto di GC molto alto o basso, ripetizioni dirette o indirette e lunghe corse di polipurina o polipirimidina.

 Un approccio tradizionale basato sulla PCR per generare DNA richiede molti passaggi pratici che possono richiedere molto tempo e richiedono la clonazione a valle e la preparazione del plasmide.

 Anche con una sequenza ottimizzata in mano, il flusso di lavoro di clonazione classico pone ulteriori sfide al flusso di lavoro di sviluppo terapeutico, con i suoi numerosi passaggi dall'amplificazione PCR alla preparazione del plasmide (Figura 1).

Vantaggi dell'utilizzo di DNA sintetico.

 La sintesi genica personalizzata aggira i limiti dei flussi di lavoro basati su PCR.

 Con questa tecnica, la biologia sintetica ha reso possibile ottenere in modo affidabile, sicuro ed economico costrutti di DNA personalizzati con un'accuratezza di sequenza verificata al 100%.

Un tipico flusso di lavoro di sintesi genica inizia online, con la progettazione di un costrutto di DNA utilizzando strumenti o software online.

La sequenza risultante viene quindi suddivisa in pezzi sovrapposti più piccoli (tipicamente 200-1.500 bp) che sono più facili da sintetizzare dagli oligonucleotidi.

I pezzi vengono quindi assemblati e clonati in un vettore (consegna di base del gene o vettore di espressione) e la sequenza verificata.

I vantaggi della sintesi genica personalizzata per il flusso di lavoro di sviluppo terapeutico includono:

 • Elimina i passaggi, risparmiando tempo prezioso: non è necessario il DNA naturale corrispondente; inizia con solo una sequenza elettronica

 • Maggiore resa proteica a valle: il processo di progettazione basato su computer consente una precisa progettazione e ottimizzazione della sequenza tramite un algoritmo, che alla fine si traduce in livelli di espressione più elevati e una purificazione più semplice del prodotto finale, rispetto alla clonazione classica (vedi ottimizzazione dei geni)

 • Flessibilità del vettore: scegli di ricevere i tuoi geni nel tuo vettore personalizzato o seleziona da una libreria di vettori di espressione

Questi vantaggi, insieme alla comodità dei servizi di sintesi genica personalizzabili, possono offrire alle aziende biotecnologiche un vantaggio significativo e accelerare l'immissione sul mercato di una nuova terapia.

Figura 2. L'ottimizzazione genica con l'algoritmo GeneOptimizer aumenta significativamente la produzione di proteine.

Conta sulle connessioni per aiutarti a realizzare i vantaggi dell'ottimizzazione genica I servizi di sintesi genica Invitrogen™ GeneArt™ sono stati progettati per affrontare sequenze sia semplici che complesse.

Il nostro algoritmo GeneOptimizer sottoposto a revisione paritaria utilizza un approccio multifattoriale (fino a 20 parametri) oltre la semplice ottimizzazione del codone tradizionale, per migliorare significativamente l'espressione della proteina quando si tratta di proteine ​​wild-type, cruciali soprattutto per la ricerca sullo sviluppo di anticorpi monoclonali (Figura 2).

Hai la possibilità di scegliere tra più di 30 vettori di espressione disponibili o di caricare i tuoi sul nostro portale online di facile utilizzo.

Puoi anche esternalizzare l'intero flusso di lavoro con i servizi GeneArt Gene-to-Protein.

A partire da una sequenza nucleotidica elettronica, è possibile ricevere proteine ​​altamente purificate in sistemi di espressione come mammiferi e insetti. Questi servizi GeneArt sfruttano i sistemi di espressione transitoria Gibco altamente avanzati e, insieme all'ottimizzazione dei geni, forniscono una soluzione completa e pratica per la produzione e la purificazione delle proteine.

Da:

https://offers.the-scientist.com/hubfs/downloads/TS/TS_ThermoFisher/TS_PPL_ThermoFisher_Therapeutic%20Research_Article/PG2178-PJT6357-COL33802-SB-Gene-Synthesis-Customization-Dx-Article-Global-FWR_(1).pdf?hsCtaTracking=64dcc218-60a8-439c-99c8-ca7f58e3be9a%7C321a96cc-5b87-4ccc-9e4e-12caa6f5d379