JP3058686B2 - キメラdna―rna触媒活性配列 - Google Patents
キメラdna―rna触媒活性配列Info
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- C12N2310/32—Chemical structure of the sugar
- C12N2310/322—2'-R Modification
Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はDNA−RNA触媒活性分子に関する。特に本発明
は例えばHIV−1のRNA塩基配列を切断するのに効果的な
キメラDNA−RNA−DNA−RNA−DNA触媒活性分子に関す
る。
は例えばHIV−1のRNA塩基配列を切断するのに効果的な
キメラDNA−RNA−DNA−RNA−DNA触媒活性分子に関す
る。
背景技術 リボザイムは多くのRNA自己消化反応に介在する構造R
NA分子である。違った二次構造をもつ2つの異なるトラ
ンス作用性リボザイム、“ハンマーヘッド”および“ヘ
アピン”が明らかにされている。オンコジーンアンドエ
イズ(1990)[引用]は次のように述べている: “他に可能な人工的なアプローチはリボヌクレオチド
の触媒活性中心およびデオキシヌクレオチドの周辺配列
を含んだキメラ分子の開発である。RNA触媒活性中心お
よびDNA周辺配列からなるキメラ触媒は著しい安定性を
持ちながら生物学的活性を保持していることもまた想像
される。” ペロー(perreault)ら,Nature,344:565−567(199
0)は、触媒活性を持ったある種のデオキシリボヌクレ
オチドとリボオリゴヌクレオチドとの混合物を記載して
いる。実際に治療に有用なRNA−DNA触媒活性分子はまだ
見つかっていない。
NA分子である。違った二次構造をもつ2つの異なるトラ
ンス作用性リボザイム、“ハンマーヘッド”および“ヘ
アピン”が明らかにされている。オンコジーンアンドエ
イズ(1990)[引用]は次のように述べている: “他に可能な人工的なアプローチはリボヌクレオチド
の触媒活性中心およびデオキシヌクレオチドの周辺配列
を含んだキメラ分子の開発である。RNA触媒活性中心お
よびDNA周辺配列からなるキメラ触媒は著しい安定性を
持ちながら生物学的活性を保持していることもまた想像
される。” ペロー(perreault)ら,Nature,344:565−567(199
0)は、触媒活性を持ったある種のデオキシリボヌクレ
オチドとリボオリゴヌクレオチドとの混合物を記載して
いる。実際に治療に有用なRNA−DNA触媒活性分子はまだ
見つかっていない。
発明の要約 本発明はRNA塩基配列を切断するのに有効なキメラDNA
/RNA触媒活性分子を提供する。本発明は特にHIV−1のR
NA塩基配列を標的にして切断する2つの異なったキメラ
DNA−RNA−DNA−RNA−DNA活性触媒分子を提供する。こ
れらのキメラ分子はRNA触媒活性中心の周辺のDNA塩基配
列を含む。HIV−1の基質RNAとの相互作用はHIV−1のR
NAとDNA周辺配列との間のワトソン−クリックによる塩
基間の相補性により起こされる。触媒リボヌクレオチド
中心は期待された位置において基質HIV−1 RNAのホス
ホジエステル結合を切断する。
/RNA触媒活性分子を提供する。本発明は特にHIV−1のR
NA塩基配列を標的にして切断する2つの異なったキメラ
DNA−RNA−DNA−RNA−DNA活性触媒分子を提供する。こ
れらのキメラ分子はRNA触媒活性中心の周辺のDNA塩基配
列を含む。HIV−1の基質RNAとの相互作用はHIV−1のR
NAとDNA周辺配列との間のワトソン−クリックによる塩
基間の相補性により起こされる。触媒リボヌクレオチド
中心は期待された位置において基質HIV−1 RNAのホス
ホジエステル結合を切断する。
発明の一般的な説明 一般的には本発明の触媒活性分子はハンマーヘッドあ
るいはヘアピンリボザイムとして機能する。好ましい分
子は2つの知られているRNA触媒活性中心がそれぞれの
3′および5′末端においてDNA塩基配列を両側に配
し、該DNAの対応する5′および3′末端と結合してい
る構造からなる。従ってこれらの分子は式IおよびIIに
より表される: (式中、X,YおよびZはDNA塩基配列部分であり、AAAG,C
AAAGおよびAGUAGUCは触媒RNA塩基配列部分である。) 周辺のXおよびZの各塩基配列部分は基質の切断部位
の付近の適当な位置において基質RNAとの間に塩基間の
相補結合を起こしうるものであればどのようなDNA塩基
配列でもよい。これらの周辺配列はホスホジエステル、
ホスホロチオエート、メチルホスホネート、メチルホス
フェートあるいは類似の成分であってよい。
るいはヘアピンリボザイムとして機能する。好ましい分
子は2つの知られているRNA触媒活性中心がそれぞれの
3′および5′末端においてDNA塩基配列を両側に配
し、該DNAの対応する5′および3′末端と結合してい
る構造からなる。従ってこれらの分子は式IおよびIIに
より表される: (式中、X,YおよびZはDNA塩基配列部分であり、AAAG,C
AAAGおよびAGUAGUCは触媒RNA塩基配列部分である。) 周辺のXおよびZの各塩基配列部分は基質の切断部位
の付近の適当な位置において基質RNAとの間に塩基間の
相補結合を起こしうるものであればどのようなDNA塩基
配列でもよい。これらの周辺配列はホスホジエステル、
ホスホロチオエート、メチルホスホネート、メチルホス
フェートあるいは類似の成分であってよい。
Yは好ましくは式III: で示される塩基間の相補対にみられるように、RNA塩基
配列部分の触媒活性による基質の切断に必要な様式で自
己の内部に相補性結合を形成するDNA塩基配列であれば
どのようなものでもよい。
配列部分の触媒活性による基質の切断に必要な様式で自
己の内部に相補性結合を形成するDNA塩基配列であれば
どのようなものでもよい。
本発明の触媒活性分子はApplied Biosystemsあるいは
Milligenで製造されているような市販のDNA合成機によ
り周知の方法で合成される。例えば、前記ペローらの文
献を参照せよ。
Milligenで製造されているような市販のDNA合成機によ
り周知の方法で合成される。例えば、前記ペローらの文
献を参照せよ。
XおよびZの配列は細胞への侵入性、細胞内での標的
指向性および触媒の最終的安定性を高めるためにリガン
ドによってそれぞれの3′および5′の位置で置換され
得る。そのようなリガンドの非限定的な例示としては、
他のヌクレオチド、蛋白質、炭水化物、脂質、ステロイ
ドホルモン、およびコレステロールが含まれる。
指向性および触媒の最終的安定性を高めるためにリガン
ドによってそれぞれの3′および5′の位置で置換され
得る。そのようなリガンドの非限定的な例示としては、
他のヌクレオチド、蛋白質、炭水化物、脂質、ステロイ
ドホルモン、およびコレステロールが含まれる。
本発明の触媒活性分子はリポソーム、欠損ウイルス粒
子、ウイルス頭部、および標準的なDNA/RNAトランスフ
ェクション法を含んだ、周知のおよび入手可能な送達剤
もしくは系により投与されるが、しかしこれらに限定さ
れるものではない。
子、ウイルス頭部、および標準的なDNA/RNAトランスフ
ェクション法を含んだ、周知のおよび入手可能な送達剤
もしくは系により投与されるが、しかしこれらに限定さ
れるものではない。
図面の説明 第1図はHIV−1の塩基配列と相補対を形成した本発
明の触媒活性分子の一つを表す。分子のRNA部分は線で
囲まれている。
明の触媒活性分子の一つを表す。分子のRNA部分は線で
囲まれている。
第2図は他のHIV−1の塩基配列と相補的な配列をも
つ本発明の触媒活性分子の二つめを表す。分子のRNA部
分は線で囲まれている。
つ本発明の触媒活性分子の二つめを表す。分子のRNA部
分は線で囲まれている。
第3図Aは同等の全DNA分子と比較して第1図の触媒
活性分子のリボヌクレアーゼAによる消化を表す。条件
は50mM Tris−HCL緩衝液(pH8.0)10μl中のオリゴヌ
クレオチドに2×SSC緩衝液中の市販されている(Sigm
a)膵臓リボヌクレアーゼ10ユニットを加えた。32Pで末
端ラベルされたDRDRDあるいはDNA分子を8M尿素を含んだ
15%ポリアクリルアミドゲルで電気泳動する前にRNase
をサンプルと10分間インキュベートした。ゲルを10分間
オートラジオグラフ処理して、被照射部分を現像した。
活性分子のリボヌクレアーゼAによる消化を表す。条件
は50mM Tris−HCL緩衝液(pH8.0)10μl中のオリゴヌ
クレオチドに2×SSC緩衝液中の市販されている(Sigm
a)膵臓リボヌクレアーゼ10ユニットを加えた。32Pで末
端ラベルされたDRDRDあるいはDNA分子を8M尿素を含んだ
15%ポリアクリルアミドゲルで電気泳動する前にRNase
をサンプルと10分間インキュベートした。ゲルを10分間
オートラジオグラフ処理して、被照射部分を現像した。
第3図Bはチャン(Chang)ら,Clinical Biotechnolo
gy,2:23−31(1990)に述べられている条件で行われた
第1図の触媒活性分子を含む切断反応を表す。
gy,2:23−31(1990)に述べられている条件で行われた
第1図の触媒活性分子を含む切断反応を表す。
実施例1 第1図の触媒活性分子はApplied Biosystems,Incで製
造されている自動オリゴヌクレオチド合成機を利用して
周知の方法により合成された。
造されている自動オリゴヌクレオチド合成機を利用して
周知の方法により合成された。
触媒活性分子のリボヌクレアーゼAによる消化の結果
は第3図Aに示されている。
は第3図Aに示されている。
上記のようにして、生産された触媒活性分子は、それ
ぞれ610ヌクレオチド(S−610)と170ヌクレオチドのH
IV−1 gag転写産物の切断に用いられた。要約する
と、緩衝液は標的分子およそ1 pmol,DNAあるいはリボザ
イム3 pmolにつき50mM Tris−HCl,pH7.5,1mM EDTA,10mM
MgCl2であった。反応は37℃において12時間行われた。
基質はHIV−1 gag転写産物を含む610ヌクレオチド
(S−610)とHIV−1 gag転写産物を含む172ヌクレオ
チド(S−172)のいずれかである。両方のヌクレオチ
ドともに5′切断産物を示した。
ぞれ610ヌクレオチド(S−610)と170ヌクレオチドのH
IV−1 gag転写産物の切断に用いられた。要約する
と、緩衝液は標的分子およそ1 pmol,DNAあるいはリボザ
イム3 pmolにつき50mM Tris−HCl,pH7.5,1mM EDTA,10mM
MgCl2であった。反応は37℃において12時間行われた。
基質はHIV−1 gag転写産物を含む610ヌクレオチド
(S−610)とHIV−1 gag転写産物を含む172ヌクレオ
チド(S−172)のいずれかである。両方のヌクレオチ
ドともに5′切断産物を示した。
第3図Bにおいて5′切断産物は両方の転写産物につ
いて示されている。標的物610の3′切断産物はオート
ラジオグラフィーにおける再現には量的に乏しいので見
えない、しかし3′Pの決定法によりその位置が示され
る。ネガティブコントロールとして、DRDRD配列と等し
い塩基配列をもった全DNAオリゴヌクレオチド(D)を
同じ条件で同じ基質を用いてインキュベートしたが、切
断は起こらなかった。
いて示されている。標的物610の3′切断産物はオート
ラジオグラフィーにおける再現には量的に乏しいので見
えない、しかし3′Pの決定法によりその位置が示され
る。ネガティブコントロールとして、DRDRD配列と等し
い塩基配列をもった全DNAオリゴヌクレオチド(D)を
同じ条件で同じ基質を用いてインキュベートしたが、切
断は起こらなかった。
同じ触媒活性分子をもちいたHIV−1の5′LTRスプラ
イス部位の特異的な切断も起こすことができた。
イス部位の特異的な切断も起こすことができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カプラン,ブルース・イー アメリカ合衆国カリフォルニア州91711, クレアモント,ノース・インディアン・ ヒル 825 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS(DIALOG) CA(STN) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)
Claims (7)
- 【請求項1】下記の式: で表される触媒活性分子であって、 式中、XおよびZはリボザイムの既知の切断部位と近接
した位置において、RNA基質と相補対を形成するDNA塩基
配列であり、AAAG、CAAAGおよびAGUAGUCはRNA塩基配列
を表し、Yは前記各RNA塩基配列が前記切断部位におい
て前記RNA基質を切断することことができるために必要
とされる様式で自己の内部で相補対を形成するDNA塩基
配列である、 前記リボザイム切断部位においてHIV−1のRNA塩基配列
を切断することができる前記触媒活性分子。 - 【請求項2】5′−CCGCTTAATA CTCUGAUGAG TCCGTGAGGA
CGAAACGCTC TCGCACC−3′の配列を有する、請求項1
に記載の触媒活性分子。 - 【請求項3】5′−TTTTGGCGCU GAUGAGTCCG TGAGGACGAA
ACTCTCCAGT CG−3′の配列を有する、請求項1に記載
の触媒活性分子。 - 【請求項4】前記RNA基質がHIV−1の塩基配列である、
請求項1に記載の触媒活性分子。 - 【請求項5】前記HIV−1のRNA基質が、5′−GGUGCGAG
AG CGUCAGUAUU AAGCGG−3′の配列を有する、請求項4
に記載の触媒活性分子。 - 【請求項6】前記HVI−1のRNA基質が、5′−CGACUGGU
GA GUACGCCAAA A−3′の配列を有する、請求項4に記
載の触媒活性分子。 - 【請求項7】第1DNA部分−触媒活性RNA部分−第3のDNA
塩基配列−触媒活性RNA部分−第2DNA部分の構造を有す
るRNA塩基配列を切断することのできる触媒活性分子で
あって、前記第1および第2DNA部分は切断部位周辺の各
基質RNA塩基配列と相補対を形成することができ、前記
第3のDNA塩基配列は前記切断を促進するように自己の
内部で相補対を形成する、前記触媒活性分子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US40161389A | 1989-08-31 | 1989-08-31 | |
US401,613 | 1989-08-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04502256A JPH04502256A (ja) | 1992-04-23 |
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Family
ID=23588467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50884090A Expired - Fee Related JP3058686B2 (ja) | 1989-08-31 | 1990-06-05 | キメラdna―rna触媒活性配列 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3058686B2 (ja) |
AU (1) | AU637800B2 (ja) |
CA (1) | CA2039718C (ja) |
GB (1) | GB2242432B (ja) |
WO (1) | WO1991003162A1 (ja) |
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US6365730B1 (en) * | 1990-06-19 | 2002-04-02 | Gene Shears Pty. Limited | DNA-Armed ribozymes and minizymes |
JP3257675B2 (ja) * | 1990-10-12 | 2002-02-18 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フェルデルング デル ビッセンシャフテン エー.ファウ. | 修飾リボザイム |
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US5804683A (en) * | 1992-05-14 | 1998-09-08 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Deprotection of RNA with alkylamine |
US5686599A (en) * | 1992-05-14 | 1997-11-11 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Synthesis, deprotection, analysis and purification of RNA and ribozymes |
US5977343A (en) | 1992-05-14 | 1999-11-02 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Synthesis, deprotection, analysis and purification of RNA and ribozymes |
JPH06509719A (ja) * | 1992-05-27 | 1994-11-02 | シティ・オブ・ホープ | キメラtRNALYS−リボザイム分子 |
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US5658780A (en) | 1992-12-07 | 1997-08-19 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Rel a targeted ribozymes |
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DK0725788T3 (da) * | 1993-10-27 | 1999-08-23 | Ribozyme Pharm Inc | 2'-amido- og 2'-peptidomodificerede oligonukleotider |
CA2176035A1 (en) | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Nassim Usman | Base-modified enzymatic nucleic acid |
US5631359A (en) * | 1994-10-11 | 1997-05-20 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Hairpin ribozymes |
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