KAIST于10日表示，由Bio and Brain Engineering系教授Youngseok Lee与Catholic University教授Jaehwan Nam牵头的联合研究团队开发出一套新型mRNA平台，重点对信使RNA（mRNA）的关键调控区域5'非翻译区（UTR）序列进行精准设计。

5' UTR是mRNA中负责启动翻译并影响翻译效率的重要区段，其设计方式会直接影响蛋白表达水平和生成速度。研究团队通过整合大规模生物信息学数据，筛选出可在多种细胞环境中更高效促进蛋白生成的5' UTR序列。

mRNA由多个功能区段构成，包括调控翻译起始和效率的5' UTR、携带特定蛋白信息的编码区（CDS）、有助于维持mRNA稳定性的3' UTR，以及可提升稳定性并促进蛋白合成的poly(A)尾。

其中，5' UTR和3' UTR被认为是决定蛋白生成效率的关键调控区，也因此成为提升mRNA疫苗和mRNA治疗药物性能的重要工程化靶点。

为筛选出可在多组织及不同细胞环境中保持较高蛋白表达效率的5' UTR序列，研究团队整合分析了多类大规模生物数据，包括用于评估基因活性的转录组测序（RNA-seq）、用于单细胞层面分析基因表达的单细胞转录组测序（scRNA-seq），以及用于测定实际翻译效率的核糖体测序（Ribo-seq）。

研究团队指出，在衰老或肥胖状态下，细胞压力上升可能导致蛋白合成能力下降。将新设计的mRNA治疗药物应用于衰老和肥胖相关前临床模型后，研究人员确认，与现有设计方案相比，其蛋白表达水平和免疫反应均显著提升。

Youngseok Lee表示，这项技术有望成为一项重要基础平台，使mRNA疫苗和mRNA治疗药物在高龄人群或肥胖患者等药效可能下降的条件下，仍有望维持较好的作用效果。

本项研究由Catholic University博士Subin Yoon与KAIST博士生Hyeongon Cho共同担任第一作者。研究成果已于1月2日在线发表于基因与细胞治疗领域学术期刊《Molecular Therapy》。

该研究获得韩国科学技术信息通信部下属韩国研究财团“优秀新进研究”项目及生物医疗开发项目、韩国食品药品安全部感染病应对创新技术支持研究项目，以及韩国保健产业振兴院感染病预防与治疗技术开发项目资助。