Fejlesztési támogatás

A modern biotechnológiai/géntechnológiai ipar egyik alapvető folyamata a DNS klónozás. A DNS klónozás során egy élőlény adott DNS szakaszát („inszert”) egy vektor DNS-be illesztik be, majd az így elkészített DNS konstrukciót (inszert + vektor) általában egy baktérium sejtbe juttatják, és ennek szaporításával akár korlátlan mennyiségben előállíthat a kiindulási DNS fragmentum. Ez a technológia lehetővé teszi például bizonyos fehérjék kifejezését gyógyászati célból (pl. a humán inzulin már így készül a cukorbetegek részére).

A ma ismert DNS klónozási technológiák enzimatikus reakciókon alapulnak. Ilyen enzimek a restrikciós endonukleázok (specifikus DNS szakaszok elhasítását végzik), ligázok (DNS fragmentumok összeragasztását katalizálják) és polimerázok (DNS szakaszok szintézisét teszik lehetővé). Ezek az enzimek azonban rendkívül drágák, gyártásuk és forgalmazásuk egy évi több milliárd dolláros piacot jelent világszerte. A nagy enzimforgalmazó cégek közé tartoznak az Agilent Technologies, Inc., Affymetrix, Inc., Illumina, Inc., Enzymatics, Inc., QIAGEN N.V., New England Biolabs, Inc., Sigma-Aldrich Co. LLC., Roche, Ltd., Thermo Fisher Scientific, Inc. és Takara Bio, Inc.

A jelen pályázat keretében szeretnénk kifejleszteni egy alapvetően új DNS klónozó módszert (innováció), amely nem igényel in vitro enzimatikus reakciót. A fejlesztés alapjául szolgáló alapkutatási publikációt 2018-ban közöltük a Nucleic Acids Res. szakfolyóiratban (Sturm és mtsi., 2018; PMID 29924347), a módszert védő nemzetközi szabadalmat pedig 2019-ben kaptuk meg (WO 2019/229485 A1).

Ezt a hozzáadott enzim-mentes DNS klónozó stratégiát autoklónozásnak neveztük el. A módszer lényege, hogy a vektor DNS-t tartalmazó kompetens baktérium sejtben egy olyan segédvektor is található, amely képes Cas9 enzimet és a klónozó vektorra specifikus vezető RNS-t (gRNS) indukálható módon termelni, így a Cas9 kinyitja a klónozó vektort egy meghatározott ponton, ahová a korábban PCR-rel (polimeráz láncreakció) felszaporított és transzformációval a sejtbe juttatott inszert DNS fragmentum képes integrálódni a gazdasejt endogén homológ rekombinációs rendszerét felhasználva.

A klónozáshoz tehát csak kompetens baktérium sejtekre (ezek tartalmazzák a vektor és segédvektor DNS-eket) és a klónozandó inszert DNS-re van szükség. Ezzel a módszerrel elvileg bármely élőlény bármely DNS szakasza bármely vektor DNS-be klónozható in vitro enzimatikus reakció nélkül. A technológia nemcsak sokkal egyszerűbb és olcsóbb, mint a korábbi klónozási megoldások (nem kell enzimeket használni a folyamathoz), hanem sokkal gyorsabb is, ami megint csak növeli költséghatékonyságát.

A kifejlesztett módszerrel létrehozandó különböző autoklónozó rendszereket szabadalmi oltalom alá kívánjuk helyezni. Az alapkutatási értéket felismerő egyetemi kutatók (know how tulajdonosok) a pályázat céljainak megvalósításában aktívan részt vesznek.

Cégünk biotechnológiai és piaci tapasztalata (hatóanyagok előállítása és forgalmazása) pedig platformként szolgál a kifejlesztett rendszerek ipari előállítására és forgalmazására. Célunk, hogy DNS autoklónozó rendszereket fejlesszünk ki elsősorban humán (medikális) és mezőgazdasági vonatkozású DNS klónozási folyamatok számára, majd ezeket a rendszereket felhasználva olyan kitteket forgalmazzunk, amelyekkel lehetővé válik a DNS fragmentumok hozzáadott enzimek nélküli klónozása. Ezekben a kittekben olyan szuperkompetens baktérium sejtek találhatók, amelyek tartalmazzák a kívánt klónozó vektort és a Cas9/gRNS-t expresszáló segédvektort. Klónozáshoz használt enzimek helyett tehát autoklónozó kitteket kívánunk fejleszteni, gyártani és forgalmazni. Mivel több ezer DNS klónozással foglalkozó laboratórium működik világszerte, termékeink jelentős piaci potenciált képviselnek (módszerünkkel a DNS klónozás többet nem igényel hozzáadott enzimet, így a nagy enzimgyártó és forgalmazó cégek elveszíthetik piaci pozíciójukat).