一种新型信使RNA（mRNA）设计工具解决了mRNA治疗应用中的两大障碍：有效蛋白质表达与结构稳定性。
新冠疫情推动了mRNA在医学领域的突破性进展。这个新兴且快速发展的RNA医学领域还包括利用mRNA递送治疗性抗体和抗癌药物。 然而，mRNA的临床应用面临多重挑战：mRNA分子稳定性低、需高效表达治疗性蛋白质、以及需调控机体对外源RNA的免疫反应。由于三个相邻核苷酸组成的密码子编码特定氨基酸，加之遗传密码的冗余性，表达特定蛋白质的候选mRNA分子数量庞大，传统工具难以筛选。
《自然》杂志近期发表的研究提出了一种新型mRNA设计工具，该工具同时兼顾了蛋白质表达所需的优化密码子使用率与结构稳定性。该设计工具成功筛选出可表达SARS-CoV-2刺突蛋白的候选mRNA序列。该工具的应用范围可扩展至绝大多数现实场景中的mRNA应用，甚至可能适用于核苷酸编辑工具CRISPR-Cas或自扩增RNA技术。
我们的LinearDesign算法仅需11分钟即可完成刺突蛋白设计，并能同时优化稳定性和密码子使用率。在COVID-19和水痘-带状疱疹病毒mRNA疫苗中，LinearDesign相较于密码子优化基准，显著提升了mRNA半衰期和蛋白质表达水平，并在体内实验中使抗体滴度大幅提升高达128倍。
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