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グルタミン合成酵素の選択

グルタミン合成酵素(GS)の選択について

現在、代謝選択は、細胞株開発においてバイオ医薬品製造業界が好むアプローチであり、抗生物質選択(抗生物質で細胞を維持)に伴う高コストと、下流の製造工程中おいて抗生物質を除去する必要性を回避します。

グルタミン合成酵素は、グルタミン酸からグルタミンへの変換を触媒し、細胞が自身でグルタミンを生成する唯一のメカニズムです。グルタミン合成酵素の発現が化学的または遺伝的手段により減少した場合、追加のグルタミンを含む培地で培養するか、または外因的に発現した代替グルタミン合成酵素がない限り、細胞は生存できません。

長年にわたって、このメカニズムは代謝選択システムに発展しました。すなわち、外因性GS遺伝子の発現をモノクローナル抗体などの目的のタンパク質の発現にリンクさせます。その結果、カセットがゲノムに安定して組み込まれると、モノクローナル抗体の発現は、グルタミン合成酵素の発現量に比例します。

それによって、細胞をグルタミン不含培地で培養することができます。そこでは不十分なGSを発現している(低レベルのモノクローナル抗体を発現している)細胞は生存できません。

もともと、マウス細胞株NS0では、グルタミン合成酵素が自然に欠損しているため、このメカニズムを利用していました。このシステムをCHO細胞における発現に当てはめるために、GSの化学阻害剤として、メチオニンスルフォキシミン(MSX)が使用されました。しかし、これにより、細胞株が内在性GS遺伝子の発現を増加させるため、高レベルのバックグラウンドが生じ、選択を維持するためにMSXを生産培養に含める必要がありました。非常に有毒な化合物であるMSXは、製造工程後半で培養液から除去する必要があり、コストと時間の増加につながります。

最近では、CHO K1細胞はグルタミン合成酵素に対してNullになるように設計されています。 Horizo​​nは、独自のrAAV技術を使用してGS null CHO細胞株を設計し、バイオ医薬品を発現するベクターで導入した後、高発現クローンが選択できる業界標準になりつつあるシステムを作り上げました。

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【本社サイト】Glutamine synthetase selection