質粒DNA是一種小型的、環(huán)狀的雙鏈DNA 分子，通常存在于細菌、酵母等微生物中，獨立于宿主細胞的染色體 DNA 存在。質粒DNA 是現(xiàn)代生物學中不可或缺的多功能工具，可推動遺傳學、醫(yī)學、生物技術等領域的進步。隨著新技術和新方法的出現(xiàn)，質粒 DNA 的應用范圍也在不斷擴大。

質粒DNA結構與特點

環(huán)狀結構：質粒 DNA 通常呈閉合環(huán)狀，少數(shù)為線性。

小型分子：大小范圍從幾千堿基對（bp）到數(shù)十萬堿基對不等。

自主復制：質粒DNA攜帶復制起點（origin of replication, ori），可以在宿主細胞內獨立復制。

可攜帶基因：質?？梢詳y帶額外的基因，如抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等，用于篩選或功能研究。

質粒DNA 在不同應用中的質量要求有哪些？

質粒DNA 廣泛用于各種應用，每種應用都有不同的純度和質量要求。質粒在用于研究、細胞轉染及臨床試驗時，其超螺旋 DNA 比例和內毒素含量要求各不相同。

? 研究級質粒DNA

應用：適用于一般分子生物學研究，包括克隆、PCR、體外轉錄、細菌轉化等實驗。

純度：A260/A280 比率為 1.8-2.0，有效控制蛋白質污染；A260/A230 > 2.0，確保無鹽類及有機溶劑殘留。

超螺旋比例：無嚴格限制，但為保證質粒的穩(wěn)定性和表達效率，建議超螺旋比例> 70%。

內毒素水平：通常要求內毒素濃度低于0.1-10 EU/μg DNA，具體限值需根據(jù)實驗類型和靈敏度確定。

? 轉染級質粒DNA

應用：用于哺乳動物細胞的瞬時或穩(wěn)定轉染，適用于蛋白質表達、CRISPR基因組編輯或病毒包裝。

純度：高純度，A260/A280比率為1.8-2.0，A260/A230 > 2.0，確保RNA、蛋白質和鹽污染最小。

超螺旋比例：優(yōu)選超螺旋比例≥80%的質粒，較高的超螺旋比例有助于提高轉染效率和細胞內的穩(wěn)定性。

內毒素水平：內毒素水平通常要求小于0.1 EU/μg，某些高靈敏度應用甚至要求更低（如≤0.005 EU/μg）。內毒素濃度過高會引發(fā)炎癥反應，降低轉染效率。

GMP 級/臨床級質粒 DNA

應用：用于基因治療、疫苗生產(chǎn)、CAR-T 細胞治療及臨床試驗，需嚴格符合《藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范》（GMP）要求。

純度：超純質粒，A260/A280 比率為 1.8-2.0，A260/A230 > 2.0，確保無蛋白質、RNA、鹽類及有機溶劑殘留。

超螺旋比例：≥90%，高超螺旋比例可提高質粒在治療應用中的穩(wěn)定性和功能性。

內毒素水平：<0.1 EU/μg，部分高靈敏度應用要求 <0.01 EU/μg，以滿足臨床安全性和有效性要求。

案例研究：質粒DNA 的應用

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2024年9月12日，中國藥科大學戴岳教授和夏玉鳳教授帶領的研究團隊在《FASEB Journal》上發(fā)表重要研究成果。

文獻名稱：Bergenin, the main active ingredient of Bergenia purpurascens, attenuates Th17 cell differentiation by downregulating fatty acid synthesis

發(fā)表期刊：《FASEB Journal》

影響因子：14.7

合作單位：中國藥科大學 

泓迅提供的服務內容：質粒制備 

主要內容：

Bergenin是藥用植物Bergenia purpurascens的主要活性成分，長期以來被用于治療多種Th17細胞相關疾病，如變應性氣道炎癥和結腸炎。該研究從細胞代謝的角度揭示Bergenin阻礙Th17細胞反應的潛在機制。在體外實驗中，Bergenin治療降低了小鼠初始CD4+T細胞產(chǎn)生Th17細胞的數(shù)量。其機制在于巖白菜素可通過限制組蛋白H3K27 在 SREBP1 啟動子區(qū)的乙?；?，進而下調關鍵脂質代謝調控因子 SREBP1 的表達，從而抑制脂肪酸的合成，阻礙 Th17 細胞的正常分化。此外，該研究進一步發(fā)現(xiàn)，Bergenin 可直接與 SIRT1 相互作用并激活其功能，而 SIRT1 的活化在抑制 FAS 和 Th17 細胞分化中起到了至關重要的作用。最后該研究團隊在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的結腸炎小鼠模型中驗證了 Bergenin 的治療潛力，表明其通過 SIRT1 依賴性途徑有效抑制了 Th17 細胞的響應，為未來 Th17 相關疾病的治療提供了新的思路。

鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.11.014

我們?yōu)樵撗芯繄F隊提供了SREBP1相關的質粒，協(xié)助研究者進行基因功能的驗證，助力于相關的機制機理的研究分析。

同年11月26日，該研究團隊在《Advanced Pharmaceutical Sciences and Biotechnology》上也發(fā)表一項重要研究成果。

文獻名稱：Facilitation of mucosal healing by estrogen receptor β in ulcerative colitis through suppression of branched-chain amino acid transport and subsequent triggering of autophagy in colonic epithelial cells

發(fā)表期刊：《Advanced Pharmaceutical Sciences and Biotechnology》

影響因子：4.4

合作單位：中國藥科大學 

泓迅提供的服務內容：質粒制備

主要內容：該研究首次揭示了雌激素受體β（ERβ）在結腸上皮細胞中的激活程度與潰瘍性結腸炎（UC）患者粘膜愈合之間存在正相關關系。研究表明，ERβ的激活促進了結腸上皮細胞的自噬過程，抑制了分支鏈氨基酸的轉運，從而激活了焦點黏附激酶（FAK），加速了上皮細胞的遷移和粘膜愈合。此外，ERβ?/?小鼠的潰瘍性結腸炎模型顯示其愈合能力較野生型小鼠顯著受損，進一步證實了ERβ在腸道修復中的關鍵作用。研究還發(fā)現(xiàn)，ERβ激動劑與常用的UC治療藥物5-氨基水楊酸（5-ASA）的聯(lián)用，可以增強其抗結腸炎的效果，為潰瘍性結腸炎的治療提供了新的思路。

文獻鏈接https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.11.014

我們?yōu)樵撗芯繄F隊提供了paxillin-pmCherry和pmCherry-EGFP-Light chain 3 (LC3)質粒，助力研究者在活細胞中實時監(jiān)測并分析焦點粘附轉運的情況。在Focal adhesion turnover assay實驗中，主要通過使用帶有熒光標記的質粒轉染細胞，結合LMS800共聚焦熒光顯微鏡對細胞的粘附點進行實時追蹤和成像。該實驗重點是觀察焦點黏附點（focal adhesion, FA）在細胞遷移過程中如何組裝與解體。該質粒在實驗中的應用可以使研究人員直觀地觀察焦點黏附點的動態(tài)變化，這為揭示ERβ在結腸粘膜修復中的機制提供了有力支持。

通過這兩篇文獻我們可以了解到，質粒DNA不僅可以用于基因功能的驗證，對代謝機理的研究，帶熒光的融合蛋白質粒構建還可以用于活細胞中的定位和觀測。此外，豐富的質粒載體還可以用于蛋白的表達，穩(wěn)轉株/工程菌的構建，病毒包裝，mRNA的合成和疫苗研發(fā)，以及用于細胞基因治療等多個領域。

我們相信，文獻的突破性研究不僅為潰瘍性結腸炎治療提供了新的視角，也能為您的科研工作帶來新的啟發(fā)。泓迅生物會繼續(xù)致力于為全球科研工作者提供領先的基因合成和合成生物學等服務，助力科學突破。

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