JP2001524317A - Methods for identifying and inhibiting functional nucleic acid molecules in cells - Google Patents

Methods for identifying and inhibiting functional nucleic acid molecules in cells

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JP2001524317A
JP2001524317A JP2000522276A JP2000522276A JP2001524317A JP 2001524317 A JP2001524317 A JP 2001524317A JP 2000522276 A JP2000522276 A JP 2000522276A JP 2000522276 A JP2000522276 A JP 2000522276A JP 2001524317 A JP2001524317 A JP 2001524317A
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gene
rna
cells
egs
molecule
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ティモシー ダブリュー. ニルセン,
ヒュー ディー. ロバートソン,
トーマス ジェイ. キント,
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Yale University
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Yale University
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Abstract

(57)【要約】 2つの手法が提供される;第1の手法は、必須の遺伝子および機能的遺伝子を迅速かつ有効に同定する手段を提供する;そして第2の手法は、生物学的活性核酸分子(リボザイム、EGS、およびアンチセンス)を得る手段を提供し、これは機能的遺伝子を不活性化するために使用され得る。第1の方法において、EGSのライブラリーは、全ての可能な公知の組成物に基づいて調製される。好ましい実施態様において、このEGSは、基質を切断するための標的細菌RNAseに対して12−マーまたは13−マーである。このライブラリーは、スクリーニングされる遺伝子を含む細胞(例えば、E.coli)に添加される。EGSが生育可能性の喪失または他の表現型を引き起こす細胞は、同定される。生育可能性の喪失の原因であるEGS(複数)は、分析され、そして生じた配列情報は、公知のゲノム配列内の遺伝子を同定するために使用される。第2の方法において、最適な生物学的活性(例えば、RNase Pによる目的の遺伝子の切断の指向)を有するヌクレオチド分子は、2つのレポーター遺伝子(第1は目的の遺伝子を有するフェーズ内、および第2は細胞にベクターが存在することを証明するため、またはそのベクターを含む細胞を選択を補助するためのコントロールとして)を含むベクターの使用を通じて迅速に同定される。次いで、目的の遺伝子が機能的オリゴヌクレオチド分子により切断されるこれらの細胞は、レポーター遺伝子1を参照することによって同定され得る。次いで、応答性機能的オリゴヌクレオチド分子は、単離され、そして特徴付けられる。これらの方法は、その配列が未知の機能を有するゲノムの一部分としてのみ知られる必須遺伝子を同定するための強力な手段、ならびに診断用試薬および治療剤として有用な、機能的オリゴヌクレオチド分子を同定するための手段を提供する。   (57) [Summary] Two approaches are provided; the first provides a means to quickly and effectively identify essential and functional genes; and the second provides a biologically active nucleic acid molecule (ribozyme, EGS). , And antisense), which can be used to inactivate functional genes. In the first method, a library of EGS is prepared based on all possible known compositions. In a preferred embodiment, the EGS is 12-mer or 13-mer to the target bacterial RNAse for cleaving the substrate. This library is added to cells containing the gene to be screened (eg, E. coli). Cells in which EGS causes a loss of viability or other phenotype are identified. EGSs responsible for the loss of viability are analyzed and the resulting sequence information is used to identify genes within known genomic sequences. In a second method, a nucleotide molecule with optimal biological activity (eg, directing the cleavage of the gene of interest by RNase P) is used to generate two reporter genes (first in the phase with the gene of interest, and in the second). 2 are rapidly identified through the use of a vector containing the vector (either to prove the presence of the vector in the cell or as a control to aid in selection of cells containing the vector). Those cells in which the gene of interest is cleaved by the functional oligonucleotide molecule can then be identified by reference to reporter gene 1. The responsive functional oligonucleotide molecule is then isolated and characterized. These methods are powerful tools for identifying essential genes whose sequences are known only as part of the genome with unknown function, as well as identifying functional oligonucleotide molecules useful as diagnostic reagents and therapeutics. To provide the means for:

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (関連出願の相互参照) 本出願は、米国特許出願番号08/976,220(1997年11月21日
に、Timothy W.Nilsen,Hugh D.Robertsonお
よびThomas J.Kindtにより出願された)および特許請求の範囲の
部分的継続であり、米国特許出願番号60/079,851(1998年3月3
0日にTimothy W.Nilsenによって出願された)に対する優先権
を主張する。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application was filed by US Patent Application No. 08 / 976,220 (November 21, 1997 by Timothy W. Nilsen, Hugh D. Robertson and Thomas J. Kindt). No. 60 / 079,851 (March 3, 1998).
On October 0, Timothy W.M. (Filed by Nilsen).

【0002】 (発明の背景) 本発明は通常、生物学的活性核酸分子(例えば、EGS、リボザイム、および
アンチセンスRNA)の分野にあり、そして複合ゲノムの機能的分析の広範な分
野にあり、そしてより特異的には、生育可能のために必須のタンパク質をコード
するメッセンジャーRNAの発現を特異的に下方調整するための生物学的活性核
酸(RNA)の使用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is generally in the field of biologically active nucleic acid molecules (eg, EGS, ribozymes, and antisense RNA), and in the broad field of functional analysis of complex genomes, And more specifically, the use of biologically active nucleic acids (RNA) to specifically down-regulate the expression of messenger RNA encoding proteins essential for viability.

【0003】 最近の自動化DNA配列決定技術の発展および多くの生物体のゲノムへのそれ
らの応用は、膨大な量のヌクレオチド配列情報の蓄積を生じている。現在、いく
つかの重要な病原体(最も最近では結核および梅毒を引き起こす病原体)を含む
16種の細菌のゲノム配列が、それらの全体において決定されている。さらに、
「単純な」原核生物(Saccharomyces cerevisiae)の
完全な配列は、公知でありそして線虫C.elegansの同様の分析は簡単に
公開される。より多くのゲノム配列は、原核生物および真核生物共に、短期間に
示されるようである。
[0003] The recent development of automated DNA sequencing techniques and their application to the genomes of many organisms has resulted in the accumulation of vast amounts of nucleotide sequence information. At present, the genomic sequences of 16 bacteria, including several important pathogens, most recently those causing tuberculosis and syphilis, have been determined in their entirety. further,
The complete sequence of the "simple" prokaryote (Saccharomyces cerevisiae) is known and the nematode C. elegans. A similar analysis of elegans is easily published. More genomic sequences, both prokaryotic and eukaryotic, are likely to be presented in a short period of time.

【0004】 主な挑戦は、利用可能なかつ来たるべきゲノム情報の機能的分析(すなわち、
配列決定により表される遺伝子の生物学的役割の決定)を含む。特に、生育可能
のために必須のタンパク質をコードする遺伝子を同定することが重要である。こ
のようなタンパク質は、病原性生物を標的化する有効な化学的治療薬の発展にお
いて明らかに重要である。現在、生命情報科学、発現分析、および標的遺伝子の
破壊を含む機能的ゲノム分析に対して、単独で、または組み合わせて、いくつか
の利用可能な戦略が存在する。情報科学のみでは、決定的な新しい遺伝子機能の
洞察を提供しそうではない。例えば、E.coliがこれまでに最も研究された
生物体であるが、そのゲノム配列は、遺伝子の約40%の機能が未知であること
が明らかにされた。発現プロフィールは、主に推測した情報を提供し、そして標
的遺伝子の破壊は、決定的であるが集約的労働であり時間消費的である。
A major challenge is the functional analysis of available and upcoming genomic information (ie,
Determination of the biological role of a gene represented by sequencing). In particular, it is important to identify genes encoding proteins essential for viability. Such proteins are clearly important in the development of effective chemotherapeutic agents targeting pathogenic organisms. Currently, there are several strategies available, alone or in combination, for functional genomic analysis, including bioinformatics, expression analysis, and target gene disruption. Informatics alone is unlikely to provide invaluable new gene function insights. For example, E. Although E. coli is the most studied organism to date, its genomic sequence has revealed that the function of about 40% of the gene is unknown. The expression profile provides mainly inferred information, and disruption of the target gene is crucial but intensive labor and time consuming.

【0005】 従って、特定の生物体において全てのまたは大部分の必須遺伝子を同定する、
強力で高い処理量の方法を有することが高く所望される。
[0005] Thus, identifying all or most essential genes in a particular organism,
It is highly desirable to have a powerful and high throughput method.

【0006】 従って、生存のために必須のタンパク質をコードする細菌細胞および真核生物
細胞において遺伝子を同定するための有効な方法および組成物を提供することが
、本発明の目的である。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide effective methods and compositions for identifying genes in bacterial and eukaryotic cells that encode proteins essential for survival.

【0007】 このような遺伝子の発現を減少または不活性化するための方法および組成物を
提供することは、本発明のさらなる目的である。
It is a further object of the present invention to provide methods and compositions for reducing or inactivating the expression of such genes.

【0008】 リボ核酸(RNA)分子は、遺伝情報のキャリア(例えば、ゲノムレトロウイ
ルスRNAおよびメッセンジャーRNA(mRNA)分子)としておよびタンパ
ク質合成の必須の構造(例えば、トランスファーRNA(tRNA)およびリボ
ゾームRNA(rRNA)分子)としてのみならず、核酸分子を特異的に切断す
る酵素としてもまた機能し得る。このような触媒RNA分子はリボザイムと呼ば
れる。リボザイムは、理論上RNA分子における任意の所望される部位を切断し
得るが、実際には全ての部位が、それらの部位を切断するように設計されるリボ
ザイムによって効率的に切断されるわけではない。これは、インビボにおいて、
特に事実であり、ここで多くの実験は標的リボザイムにより非効率的に切断され
る部位が記載されている。この問題は、目的のRNA分子において欠失部位の全
体でなく、むしろ多くの可能な部位の間で、どの部位が最も効率的に切断され得
るかの決定である。これは、最も有効な切断部位、および切断され得る単なる任
意の部位ではない部位を同定することは、しばしば所望されるため、重要である
。RNA分子における1つまたは2、3の部位を基本的にはランダムに標的化し
、次いで切断について試験するプロセスは、最も有効な部位を同定しそうではな
い。全ての部位の包括的な試験は、各リボザイムまたは外部ガイド配列(「EG
S」)の作成および試験に関与する労働量のため、実用的でない。Innovi
rによるWO96/21731には、異なる部位を標的化する80の異なるEG
Sを作成および試験することによりこの様式における効率的な切断部位の選択を
記載している。しかし、これは、可能な部位の部分のみを表示した。切断のため
に接近可能な部位を同定するための類似の労働集約的方法を使用する技術は、米
国特許第5,525,468号および米国特許第5,496,698号に記載さ
れる。
[0008] Ribonucleic acid (RNA) molecules serve as carriers of genetic information (eg, genomic retroviral RNA and messenger RNA (mRNA) molecules) and essential structures for protein synthesis (eg, transfer RNA (tRNA) and ribosomal RNA ( rRNA) as well as enzymes that specifically cleave nucleic acid molecules. Such a catalytic RNA molecule is called a ribozyme. Although ribozymes can theoretically cleave any desired site in an RNA molecule, in practice not all sites are cleaved efficiently by ribozymes designed to cleave those sites . This is in vivo
This is particularly true, where many experiments describe sites that are inefficiently cleaved by the target ribozyme. The problem is the determination of which sites can be most efficiently cleaved among many possible sites, rather than the entire deletion site, in the RNA molecule of interest. This is important because it is often desirable to identify the most effective cleavage site and not just any site that can be cleaved. The process of targeting one or a few sites in an RNA molecule essentially randomly and then testing for cleavage is unlikely to identify the most effective sites. Comprehensive testing of all sites is based on each ribozyme or external guide sequence ("EG
S ") is not practical due to the amount of work involved in making and testing. Innovi
WO96 / 21731 includes 80 different EGs targeting different sites.
The creation and testing of S describes the selection of efficient cleavage sites in this manner. However, this displayed only the possible sites. Techniques using similar labor intensive methods to identify accessible sites for cutting are described in US Pat. Nos. 5,525,468 and 5,496,698.

【0009】 Kawasakiら,Nucl.Acids Res.24(15):301
0−3016(1996)には、p300RNAの部位がインビボでのハンマー
ヘッドリボザイムにより切断される効率を評価するために、アデノウイルスE1
A随伴300kDaタンパク質(p300)およびルシフェラーゼとの間の融合
をコードする転写の使用が記載される。GUXトリプレット(これはハンマーヘ
ッドリボザイムによる切断を要求される)を有する部位を標的とする2〜3のハ
ンマーヘッドリボザイムは、細胞内のベクターより設計および発現された。個々
のベクターはp300ルシフェラーゼ融合RNAを発現した。p300の転写部
分における切断部位は、ルシフェラーゼ活性を測定することにより評価される。
Kawasakiらは、各リボザイムを別々に試験した。従って、それらの方法
もまた、迅速で有効な選択過程に対する必要性を解決しない。
[0009] Kawasaki et al., Nucl. Acids Res. 24 (15): 301
0-3016 (1996), adenovirus E1 to assess the efficiency of cleavage of p300 RNA by hammerhead ribozymes in vivo.
The use of transcription encoding a fusion between the A-associated 300 kDa protein (p300) and luciferase is described. A few hammerhead ribozymes targeting sites with GUX triplets, which are required for cleavage by hammerhead ribozymes, were designed and expressed from intracellular vectors. Each vector expressed the p300 luciferase fusion RNA. The cleavage site in the transcribed part of p300 is evaluated by measuring luciferase activity.
Kawasaki et al. Tested each ribozyme separately. Therefore, those methods also do not solve the need for a quick and efficient selection process.

【0010】 個々の切断可能な部位に対する実際的な試験の代替として、またはこのような
試験に先立って、理論上の考慮より、またはRNA分子における部位で二次構造
または三次構造の存在または非存在を経験的に試験することにより、どの部位が
利用できるかを予測する試みがまた、行われてきた。例えば、Ruffnerら
,Biochemistry 29:10695−10702(1990)、Z
oumadakisおよびTabler,Nucl.Acids Res.23
:1192−1196(1995)、Shimayamaら,Biochemi
stry 34:3649−3654(1995)、HaseloffおよびG
erlach,Nature 334:585−591(1988)、およびL
ieberおよびStrauss,Mol.Cell.Biol.8:466−
472(1995)は、切断可能な部位を予測するために、RNAの構造形成の
ルールを使用した試みを記載している。しかし、RNA分子の構造は、理論上の
考慮より正確に予測され得ず、そしてRNA分子の実際の二次構造および三次構
造の決定は、広範な実験を要求する。また、リボザイムおよび細胞内で機能する
他の生物学的活性分子を同定することは、インビトロで機能的なこのような生物
学的活性分子全てが細胞において機能的であるとは限らないため、困難であり得
る。なぜならば、それらの分子は、例えば細胞内タンパク質によって不適切に配
置され、配列決定され、または結合されるからである。
The presence or absence of secondary or tertiary structure as a substitute for practical testing for individual cleavable sites, or prior to such testing, based on theoretical considerations or at sites in the RNA molecule Attempts have also been made to predict which sites are available by testing empirically. See, for example, Ruffner et al., Biochemistry 29: 10695-10702 (1990), Z.
oumadakis and Tabler, Nucl. Acids Res. 23
1192-1196 (1995); Shiyamayama et al., Biochemi.
story 34: 3649-3654 (1995), Haseloff and G.
erlach, Nature 334: 585-591 (1988), and L.
IEber and Strauss, Mol. Cell. Biol. 8: 466-
472 (1995) describe an attempt to use the rules of RNA structure formation to predict cleavable sites. However, the structure of an RNA molecule cannot be accurately predicted from theoretical considerations, and determining the actual secondary and tertiary structure of an RNA molecule requires extensive experimentation. Also, identifying ribozymes and other biologically active molecules that function in cells is difficult because not all such biologically active molecules that are functional in vitro are functional in cells. Can be This is because those molecules are incorrectly located, sequenced, or bound, for example, by intracellular proteins.

【0011】 従って、本発明の目的は、インビトロで効率的にRNA分子の発現を変化させ
る生物学的活性RNA分子(例えば、リボザイム、リボザイムに対するEGS、
およびアンチセンスRNA)を同定するための方法および組成物を提供すること
である。
[0011] Accordingly, an object of the present invention is to provide a biologically active RNA molecule (eg, ribozyme, EGS to ribozyme,
And antisense RNA).

【0012】 本発明のさらなる目的は、RNA、または標的RNAの発現に関与するヌクレ
オチド分子における、インビボでの発現の変更に対する標的部位として最も利用
しやすい部位を同定するための方法および組成物を提供することである。
[0012] It is a further object of the present invention to provide methods and compositions for identifying the most accessible sites in RNA, or nucleotide molecules involved in target RNA expression, for altered expression in vivo. It is to be.

【0013】 本発明のさらなる目的は、利用しやすい部位として同定される部位に対する機
能的オリゴヌクレオチド分子を提供することである。
[0013] It is a further object of the present invention to provide a functional oligonucleotide molecule for a site identified as an accessible site.

【0014】 (発明の要旨) 2つの手法が提供される;第1の手法は、必須遺伝子および機能的遺伝子を迅
速かつ有効に同定する手段を提供する;そして第2の手法は、生物学的活性ヌク
レオチド分子(リボザイム、EGS、およびアンチセンス)を得る手段を提供し
、これは機能的遺伝子を不活性化するために使用され得る。
SUMMARY OF THE INVENTION Two approaches are provided; the first provides a means to quickly and effectively identify essential and functional genes; and the second provides a biological It provides a means to obtain active nucleotide molecules (ribozymes, EGS, and antisense), which can be used to inactivate functional genes.

【0015】 第1の方法において、EGSのライブラリーは、全ての可能な公知の組成物に
基づいて調製される。これは、標的化、およびRNase Pおよびスクリーニ
ングされるゲノムの予測サイズに基づくEGSの長さによる切断を要求される最
小の必要な配列を知ることにより容易に算出される。好ましい実施態様において
、EGSは、基質を切断するための細菌RNase Pを標的化するための12
−マーまたは13−マーである。このEGSのライブラリーは、スクリーニング
するためにこの遺伝子を含む細胞(例えば、E.coli)に添加される。さら
なる方法は、このライブラリーまたはEGSに曝されたにも関わらず生き延びて
いる細胞を増幅するために、使用され得る。EGSが生育可能性または他の表現
型の喪失を引き起こす細胞は、同定される。生育可能性の喪失の原因であるEG
S(複数)は、分析され、そして生じた配列情報は、公知のゲノム配列内の遺伝
子を同定するために使用される。
In a first method, a library of EGS is prepared based on all possible known compositions. This is easily calculated by knowing the minimum required sequence required for targeting and cleavage by EGS length based on the predicted size of RNase P and the genome being screened. In a preferred embodiment, EGS is used to target bacterial RNase P to cleave substrates.
-Mer or 13-mer. This library of EGSs is added to cells containing this gene (eg, E. coli) for screening. Additional methods can be used to amplify cells that have survived exposure to this library or EGS. Cells in which the EGS causes a loss of viability or other phenotype are identified. EG responsible for loss of viability
The S (s) are analyzed and the resulting sequence information is used to identify genes within known genomic sequences.

【0016】 第2の方法において、最適な生物学的活性(例えば、RNase Pによる目
的の遺伝子の切断の指向)を有するヌクレオチド分子は、2つのレポーター遺伝
子(第1は目的の遺伝子を有するフレーム内、および第2は細胞におけるベクタ
ーの存在の証明またはそのベクターを含む細胞を選択を補助するためのコントロ
ールとして)を含むベクターの使用を通じて迅速に同定される。例えば、このベ
クターは、β−ガラクトシダーゼ遺伝子(レポーター遺伝子1)および抗生物質
耐性をコードする遺伝子(レポーター遺伝子2)を有するフレームにおいて、細
菌内に薬物耐性(目的の遺伝子)を与える任意のタンパク質をコードする遺伝子
を含み得る。好ましい実施態様において、このベクターはまた、個々のベクター
においても提供され得るが、多くの可能な機能的オリゴヌクレオチド分子(例え
ば、EGS)の1つを含む。このベクター(複数)は、E.coliのような細
胞に付加される。このベクターを含む細胞は、抗生物質耐性に対する遺伝子を発
現しない全ての細胞を殺傷する抗生物質での処置により単離され得る。次いで、
目的の遺伝子が機能的オリゴヌクレオチド分子により切断されるこれらの細胞は
、レポーター遺伝子1を参照して同定され得る。次いで、同定されたこれらの細
胞は、増幅され得る。一つの好ましい実施態様において、目的の遺伝子は、生育
可能のために必須である。この場合、細菌を有するプレートが最初に複製され、
次いで目的のmRNAの切断により殺傷される細胞が同定され、そして応答性機
能的オリゴヌクレオチド分子は、二連のプレートから単離される。
In a second method, a nucleotide molecule having optimal biological activity (eg, directing the cleavage of a gene of interest by RNase P) is used to identify two reporter genes (first in frame with the gene of interest). , And secondly, as evidence of the presence of the vector in the cell or as a control to aid in selection of cells containing the vector). For example, this vector encodes any protein that confers drug resistance (target gene) in bacteria in a frame having a β-galactosidase gene (reporter gene 1) and a gene encoding antibiotic resistance (reporter gene 2). May be included. In a preferred embodiment, the vector comprises one of many possible functional oligonucleotide molecules (eg, EGS), although it may also be provided in an individual vector. This vector (s) is E. coli. Cells containing this vector can be isolated by treatment with an antibiotic that kills all cells that do not express the gene for antibiotic resistance. Then
Those cells in which the gene of interest is cleaved by the functional oligonucleotide molecule can be identified with reference to reporter gene 1. These identified cells can then be expanded. In one preferred embodiment, the gene of interest is essential for viability. In this case, the plate with the bacteria is first replicated,
Cells that are killed by cleavage of the mRNA of interest are then identified, and responsive functional oligonucleotide molecules are isolated from duplicate plates.

【0017】 これらの方法は、その配列が未知の機能を有するゲノムの一部分としてのみ知
られる必須遺伝子を同定するための強力な手段、ならびに診断用試薬および治療
剤として有用な、機能的オリゴヌクレオチド分子を同定するための手段を提供す
る。
These methods are powerful tools for identifying essential genes whose sequences are known only as part of the genome with unknown function, and functional oligonucleotide molecules useful as diagnostic reagents and therapeutics Provides a means for identifying

【0018】 (発明の詳細な説明) 2つの一般的な方法を記載する。まず第1は、EGSを用いた、公知のゲノム
において必須の遺伝子または機能的な遺伝子の同定のための方法であり、そして
第2は、所望されるRNA分子上で活性であるEGS、リボザイム、およびアン
チセンスを含む機能的なオリゴヌクレオチド分子を同定するための方法である。
後者の方法の好ましい実施態様において、機能的なオリゴヌクレオチド分子は、
EGSであり、そして所望されるRNA分子は、公知の遺伝子から転写されるR
NAである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Two general methods are described. The first is a method for the identification of essential or functional genes in the known genome using EGS, and the second is EGS, ribozymes, which are active on the desired RNA molecule. And methods for identifying functional oligonucleotide molecules, including antisense.
In a preferred embodiment of the latter method, the functional oligonucleotide molecule is
EGS, and the desired RNA molecule is an RGS transcribed from a known gene.
NA.

【0019】 (I.方法および試薬の定義および一般的な要素) リボ核酸(RNA)分子は、遺伝情報のキャリア(例えば、ゲノムのレトロウ
イルスのRNAおよびメッセンジャーRNA(mRNA)分子)、ならびにタン
パク質合成に必須の構造(例えば、トランスファーRNA(tRNA)およびリ
ボソームRNA(rRNA)分子)としてだけではなく、核酸分子を特異的に切
断する酵素として、または核酸分子を特異的に切断する酵素を指示する要素とし
て働き得る。これらの任意のRNAは、機能的なオリゴヌクレオチド分子による
切断または不活化のための標的となり得る。
I. Definitions and General Elements of Methods and Reagents Ribonucleic acid (RNA) molecules are carriers of genetic information (eg, genomic retroviral RNA and messenger RNA (mRNA) molecules), and protein synthesis. Not only as an essential structure (eg, transfer RNA (tRNA) and ribosomal RNA (rRNA) molecules) but also as an enzyme that specifically cleaves nucleic acid molecules, or an element that indicates an enzyme that specifically cleaves nucleic acid molecules Can work as Any of these RNAs can be a target for cleavage or inactivation by a functional oligonucleotide molecule.

【0020】 開示された方法およびベクターの鍵となる利点は、同定された機能的なオリゴ
ヌクレオチド分子、またはそのような同定されたRNA分子にもとづいたアフェ
クターオリゴマーを用いる設定に、同じかまたは類似している、インビボでの設
定における目的のRNAの発現の変化の評価である。開示される方法の別の利点
は、目的のRNAの接近可能な部位の全てまたは実質的な数が、1回のアッセイ
により決定され得ることである。ある型の機能的なオリゴヌクレオチド分子につ
いて接近可能であることが決定されたそのような部位が、他の型の機能的なオリ
ゴヌクレオチド分子について接近可能であり得る。リボザイムおよびEGSの場
合において、開示された方法は、目的のRNAの切断の評価だけではなく、その
ような切断の結果としての究極の所望される表現型(つまり、目的のRNAによ
り支持される表現型の喪失)の評価を可能とする。
A key advantage of the disclosed methods and vectors is that they are the same or similar to settings using identified functional oligonucleotide molecules, or effector oligomers based on such identified RNA molecules. Evaluation of changes in expression of RNA of interest in an in vivo setting. Another advantage of the disclosed method is that all or a substantial number of accessible sites of the RNA of interest can be determined in a single assay. Such sites determined to be accessible for one type of functional oligonucleotide molecule may be accessible for another type of functional oligonucleotide molecule. In the case of ribozymes and EGSs, the disclosed method not only evaluates the cleavage of the RNA of interest, but also the ultimate desired phenotype (ie, the expression supported by the RNA of interest) as a result of such cleavage. Loss of type).

【0021】 (A.目的のRNA分子) 目的のRNA分子は、転写され得る任意のRNA分子またはRNA分子の一部
であり得る。目的のRNA分子は、その発現が阻害される目的の遺伝子の発現に
関与するRNA分子であることが好ましい。RNA分子は、複数のイントロンま
たは1つのイントロンを含む、mRNA、mRNAの一部、プレmRNAであり
得る。あるいは、RNA分子は、ウイルスRNAであり得る。
A. RNA molecule of interest The RNA molecule of interest can be any RNA molecule or part of an RNA molecule that can be transcribed. The target RNA molecule is preferably an RNA molecule involved in the expression of a target gene whose expression is inhibited. The RNA molecule can be an mRNA, a portion of an mRNA, a pre-mRNA, containing multiple introns or one intron. Alternatively, the RNA molecule can be a viral RNA.

【0022】 重要な病原体は以下を含む:細菌Pseudomonas aerugino
sa、Mycobacterium tuberculosis、Hemoph
ilus influenzae、Staphylococcus aureu
s、Mycoplasma pneumoniae、Escherichia
coli、Streptococcus pneumoniae、Neisse
ria gonorrhaoeae、Streptococcus virid
ans、Streptococcus pyogenes,Proteus m
irabilis、Proteus vulgaris、Salmonella
typhimurium、Shigella dysentereae、Cl
ostridium difficile、およびKlebsiella pn
eumoniae、および真菌Candida albicans、Asper
gillus flavus、Aspergillus fumagatus、
およびHistoplasmatus capsulatum。
Important pathogens include: the bacterium Pseudomonas aerugino
sa, Mycobacterium tuberculosis, Hemoph
ilus influenzae, Staphylococcus aureu
s, Mycoplasma pneumoniae, Escherichia
coli, Streptococcus pneumoniae, Neisse
ria gonorrhoeae, Streptococcus virid
ans, Streptococcus pyogenes, Proteus m
irabilis, Proteus vulgaris, Salmonella
typhimurium, Shigella dysentereae, Cl
ostridium difficile, and Klebsiella pn
eumoniae, and the fungus Candida albicans, Asper
gillus flavus, Aspergillus fumagatas,
And Histoplasmatus capsulatum.

【0023】 (B.機能的なオリゴヌクレオチド分子) 機能的なヌクレオチド(代表的にはRNA)分子は、目的のRNAの発現を変
化させる、または好ましくは阻害するように設計される。これらの分子は、リボ
ザイム、RNase PのためのEGS、またはアンチセンスRNAであり得る
。リボザイムおよびEGSは、標的部位でRNA分子を切断するかまたはその切
断を媒介することにより、RNA分子の発現を阻害する。アンチセンスRNAま
たはDNAは、RNA分子との配列特異的相互作用によりRNA分子の発現を阻
害する。
B. Functional Oligonucleotide Molecules Functional nucleotide (typically RNA) molecules are designed to alter, or preferably inhibit, the expression of an RNA of interest. These molecules can be ribozymes, EGS for RNase P, or antisense RNA. Ribozymes and EGSs inhibit the expression of RNA molecules by cleaving or mediating the cleavage at the target site. Antisense RNA or DNA inhibits expression of an RNA molecule by sequence-specific interaction with the RNA molecule.

【0024】 (外部ガイド配列(「EGS」)) 原核生物または真核生物の細胞における任意のRNA配列は、RNase P
についての基質へと変換され得る。細菌では、その基質は、その5’末端に切断
されるRNA中の切断部位に対して3’側のヌクレオチドと相補的なヌクレオチ
ドを、そしてその3’末端にヌクレオチドNCCA(Nは任意のヌクレオチド)
を有するEGSを用いて作製される。これは、米国特許第5,168,053号
、WO92/03566そしてForsterおよびAltman、Scien
ce 238:407−409(1990)に記載される。
External Guide Sequence (“EGS”) Any RNA sequence in a prokaryotic or eukaryotic cell may be an RNase P
Can be converted to a substrate for In bacteria, the substrate comprises at its 5 'end a nucleotide complementary to the nucleotide 3' to the cleavage site in the RNA to be cleaved, and at its 3 'end the nucleotide NCCA (where N is any nucleotide)
It is manufactured using EGS having This is described in US Pat. No. 5,168,053, WO 92/03566 and Forster and Altman, Science.
ce 238: 407-409 (1990).

【0025】 RNAのRNase P媒介切断を促進するためのEGSはまた、米国特許第
5,624,824号、Yuanら、Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 89:8006−8010(1992)、WO93/22434、WO
95/24489およびWO96/21731によって記載されるように、真核
生物系において用いるために開発された。本明細書において用いられる「外部ガ
イド配列」および「EGS」とは、標的RNAとの組み合わせにおいてRNas
e Pについての基質を形成する、任意のオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌク
レオチドアナログをいう。EGS技術を好首尾で用いて、細菌(Altmanら
、(1993))および組織培養中の哺乳動物細胞(Yuanら、Proc.N
atl.Acad.Sci.USA 89:8006−8010(1992);
LiuおよびAltman、Gene Dev.9:471−480(1995
))の両方において遺伝子発現のレベルを減少させた。
EGS to promote RNase P-mediated cleavage of RNA is also described in US Pat. No. 5,624,824, Yuan et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 89: 8006-8010 (1992), WO93 / 22434, WO
It has been developed for use in eukaryotic systems as described by 95/24489 and WO 96/21731. As used herein, “external guide sequence” and “EGS” refer to RNas in combination with a target RNA.
Refers to any oligonucleotide or oligonucleotide analog that forms a substrate for eP. Using EGS technology successfully, bacteria (Altman et al., (1993)) and mammalian cells in tissue culture (Yuan et al., Proc. N).
atl. Acad. Sci. USA 89: 8006-8010 (1992);
Liu and Altman, Gene Dev. 9: 471-480 (1995)
)) Reduced the level of gene expression.

【0026】 EGSが原核生物のRNase Pに関して機能的であるための必要条件は、
真核生物のEGSについての必要条件よりも厳しくない。原核生物のEGSの決
定的な要素は、以下である:(1)標的化されたRNA基質と特異的に結合し、
基質RNAの切断部位に対して3’側に短い配列の塩基対を生産する、ヌクレオ
チド配列、および(2)末端の3’−NCCA(ここでNは任意のヌクレオチド
であり、好ましくは、プリンである)。この配列は一般的に、4つより少なくは
なく、そしてよりたいてい6〜15の、標的化されたのRNAと相補的なヌクレ
オチドを有す。全てのヌクレオチドが相補的であることは、重要ではない。切断
の割合は、RNase P、標的化されたRNAを含むハイブリッド基質の2次
構造、およびハイブリッド基質中の3’−NCCAの存在に依存している。真核
生物のEGSはまた、原核生物のRNase Pによる切断を促進し、そしてこ
の目的のために用い得る。
The requirements for EGS to be functional with respect to prokaryotic RNase P are:
Less stringent than the requirements for eukaryotic EGS. The critical components of prokaryotic EGS are: (1) specifically binds to a targeted RNA substrate;
A nucleotide sequence that produces a short sequence base pair 3 ′ to the cleavage site of the substrate RNA, and (2) a terminal 3′-NCCA (where N is any nucleotide, preferably a purine is there). This sequence generally has no less than four, and most often six to fifteen, nucleotides complementary to the targeted RNA. It is not important that all nucleotides be complementary. The rate of cleavage is dependent on RNase P, the secondary structure of the hybrid substrate containing the targeted RNA, and the presence of 3'-NCCA in the hybrid substrate. Eukaryotic EGS also promotes prokaryotic RNase P cleavage and can be used for this purpose.

【0027】 真核生物のRNase Pによる切断の促進のためのEGSは、本明細書中で
真核生物のEGSといわれ、標的RNAと相補的で、そしてtRNA分子の一部
に類似した2次構造および3次構造を形成する配列を含む。真核生物のEGSの
好ましい形態は、意図する切断部位に対して3’側の標的配列との塩基対合して
アミノアシル受容体ステム(Aステム)と類似した構造を形成する少なくとも7
つのヌクレオチド、塩基対合してTステムおよびループと類似したステムおよび
ループ構造を形成するヌクレオチド、それに続く、標的配列と塩基対合してジヒ
ドロキシウラシルステム様構造を形成する少なくとも3つのヌクレオチドを含有
する。真核生物のEGSの別の好ましい形態は、本明細書中で短い外部ガイド配
列(SEGS)といわれ、標的の分子とハイブリダイズした場合、RNase
Pにより基質として認識される最小限の構造を提供する。SEGS/標的RNA
複合体は、RNase Pの天然の基質であるtRNAのAステムおよびTステ
ムと類似した構造を含む。
EGS for promoting cleavage by eukaryotic RNase P is referred to herein as eukaryotic EGS, and is secondary to the target RNA and similar to some of the tRNA molecules. Includes sequences that form structures and tertiary structures. Preferred forms of eukaryotic EGS are those that base pair with the target sequence 3 'to the intended cleavage site to form a structure similar to the aminoacyl receptor stem (A-stem).
Contains one nucleotide, base-paired to form a stem and loop structure similar to the T-stem and loop, followed by at least three nucleotides to base-pair with the target sequence to form a dihydroxyuracil stem-like structure. . Another preferred form of eukaryotic EGS is referred to herein as the short external guide sequence (SEGS), which, when hybridized to a target molecule, RNase
Provides a minimal structure that is recognized as a substrate by P. SEGS / Target RNA
The complex contains structures similar to the A and T stems of tRNA, the natural substrate for RNase P.

【0028】 (リボザイム) リボザイムは、任意のトランス切断触媒核酸を含む。そのようなリボザイムの
いくつかのクラスは、公知であり、そして部位特異的な様式でRNA分子の切断
のために適合または設計のいずれかがされている。イントロン由来リボザイムは
、米国特許第4,987,071号、WO88/04300、およびCech、
Annu.Rev.Biochem.59:543−568(1990)に記載
されるように、Tetrahymena RNAにおいて見られる、自己切除イ
ントロン由来である。ハンマーヘッドリボザイムは、特定のウイルスに存在する
自己切断RNA分子由来である(Buzayanら、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 83:8859−8862(1968);Forste
rおよびSymons、Cell 50:9−16(1987))。標的RNA
分子の特異的な切断のためのハンマーヘッドリボザイムの設計およびそれらの使
用は、米国特許第5,254,678号、WO89/05852、EP3210
21および米国特許第5,334,711号に記載される。ハンマーヘッドリボ
ザイムの誘導体は、米国特許第5,334,711号;WO94/13789;
およびWO97/18312に記載される。斧頭リボザイムは、デルタ型肝炎ウ
イルスのようないくつかのウイロイドRNAにおける自己切断ドメイン由来であ
る(米国特許第5,527,895号;米国特許第5,225,337号、WO
91/04319、およびWO91/04324)。リボザイムはまた、インビ
トロでの進化技術(WO95/24489および米国特許第5,580,967
号)を使用して生成され得る。
Ribozymes Ribozymes include any trans-cleaving catalytic nucleic acid. Several classes of such ribozymes are known and have been adapted or designed for cleavage of RNA molecules in a site-specific manner. Intron-derived ribozymes are described in U.S. Pat. No. 4,987,071, WO 88/04300, and Cech,
Annu. Rev .. Biochem. 59: 543-568 (1990), derived from a self-excised intron found in Tetrayhymena RNA. Hammerhead ribozymes are derived from self-cleaving RNA molecules present in certain viruses (Buzyan et al., Proc. Natl. Ac).
ad. Sci. USA 83: 8859-8862 (1968); Forste.
r and Symons, Cell 50: 9-16 (1987)). Target RNA
The design of hammerhead ribozymes for specific cleavage of molecules and their use is described in US Pat. No. 5,254,678, WO 89/05852, EP 3210.
21 and U.S. Patent No. 5,334,711. Derivatives of hammerhead ribozymes are described in US Pat. No. 5,334,711; WO 94/13789;
And WO 97/18312. Axhead ribozymes are derived from the self-cleaving domain in some viroid RNAs, such as hepatitis delta virus (US Pat. No. 5,527,895; US Pat. No. 5,225,337; WO
91/04319, and WO 91/04324). Ribozymes have also been developed using in vitro evolution techniques (WO 95/24489 and US Pat. No. 5,580,967).
No.).

【0029】 (アンチセンス) アンチセンス分子は、普通、ワトソン−クリック塩基対合を介して標的のRN
Aと結合し得、そしてそれらのRNAの翻訳を防止し得る、一本鎖DNA分子も
しくは一本鎖RNA分子、またはそれらの置換アナログである(Stein C
A、Antisense Nucleic Acid Drug Dev 8(
2):129−32(1998);Crooke ST、Antisense
Nucleic Acid Drug Dev 8(2):115−22(19
98);Akhtar S、J Drug Target.5(4):225−
34(1998);Mizuno,T.ら、Proc.Natl.Acad.S
ci.USA、81、(1983);Crooke ST、Biotechno
l Genet Eng Rev 15:121−57(1998);Zame
nik、Prospects for Antisense Nucleic
Acid Therapy of Cancer and Aids、Wick
strom編、Wiley−Liss、New York))。それらは,普通
15〜30のヌクレオチド長であり、そして種々のタンパク質の発現を阻害する
ために広く用いられている(Zamecnick,P.C.およびSteven
son,M.L.Proc.Natl.Acad.Sci.USA、75、28
0(1978);Agrawal,S.、Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA、85、7089(1988))。mRNAの翻訳の阻害に加えて、
DNAを基礎としたアンチセンスは、内因性のRNaseH酵素による切断のた
めの標的としてDNA−RNAハイブリッドを提示することによりタンパク質の
発現もまた阻害し得(Crooke ST、Antisense Nuclei
c Acid Drug Dev 8(2):133−4(1998);Cas
elmannら、Intervirology 40(5−6):394−9(
1997);Giles,R.V.およびTidd,D.M.、Nucleic
Acid Res.20、763(1992))、それにより、標的RNAが
破壊される。アンチセンス分子は、2’の修飾のような化学的修飾およびホスホ
ジエステル結合の代わりの、ホスホロチオエートジエステル結合を導入すること
により、ヌクレアーゼに対してより抵抗性にされ得(Agrawal Sおよび
Zhao Q、Antisense Nucleic Acid Drug D
ev 8(2):135−9(1998);Agrawal,S.ら、Proc
.Natl.Acad.Sci.、USA、85、7089、(1988))、
そしてこれらの分子のRNAとの二重鎖は、RNaseHによって認識される。
Antisense molecules typically target RN via Watson-Crick base pairing.
A or a single-stranded DNA molecule or a substituted analog thereof that can bind to A and prevent translation of their RNA (Stein C
A, Antisense Nucleic Acid Drug Dev 8 (
2): 129-32 (1998); Crooke ST, Antisense.
Nucleic Acid Drug Dev 8 (2): 115-22 (19
98); Akhtar S, J Drug Target. 5 (4): 225-
34 (1998); Mizuno, T .; Proc. Natl. Acad. S
ci. USA, 81, (1983); Crooke ST, Biotechno.
l Genet Eng Rev 15: 121-57 (1998); Zame.
Nik, Projects for Antisense Nucleic
Acid Therapy of Cancer and Aids, Wick
Strom, Wiley-Liss, New York)). They are usually 15-30 nucleotides in length and are widely used to inhibit the expression of various proteins (Zamecnick, PC and Steven).
son, M .; L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 28
0 (1978); Agrawal, S .; Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA, 85, 7089 (1988)). In addition to inhibiting translation of mRNA,
DNA-based antisense can also inhibit protein expression by presenting a DNA-RNA hybrid as a target for cleavage by the endogenous RNase H enzyme (Crooke ST, Antisense Nuclei).
c Acid Drug Dev 8 (2): 133-4 (1998); Cas
elmann et al., Intervirology 40 (5-6): 394-9 (
1997); Giles, R .; V. And Tidd, D.A. M. , Nucleic
Acid Res. 20, 763 (1992)), thereby destroying the target RNA. Antisense molecules can be made more resistant to nucleases by introducing a phosphorothioate diester bond instead of a chemical modification such as a 2 'modification and a phosphodiester bond (Agrawal S and Zhao Q, Antisense) Nucleic Acid Drug D
ev 8 (2): 135-9 (1998); Agrawal, S .; Proc
. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 7089, (1988)),
And the duplex of these molecules with RNA is recognized by RNaseH.

【0030】 (C.ベクター) 開示される方法は、一般的に、レポーター遺伝子、機能的なオリゴヌクレオチ
ド分子を含むか、または含まない細胞の選択のための遺伝子、およびベクターの
発現および複製のために必要な配列を含む、特定のエレメントを有するベクター
を用いる。開示されたベクターは、一般的に2つの型であり、それぞれの型は、
必須の遺伝子および機能的な遺伝子を同定するためのアッセイ、または機能的な
オリゴヌクレオチド分子を同定するアッセイのいずれにも適応する。これらを一
般的に以下に記載する。
C. Vectors The disclosed methods generally involve reporter genes, genes for selection of cells with or without functional oligonucleotide molecules, and expression and replication of vectors. A vector having a specific element containing a sequence necessary for is used. The disclosed vectors are generally of two types, each type being:
It is adaptable to assays for identifying essential and functional genes, or assays for identifying functional oligonucleotide molecules. These are described generally below.

【0031】 (必須の遺伝子または機能的な遺伝子の同定に用いるためのベクター) 必須の遺伝子または機能的な遺伝子の同定方法に用いるためのベクターは、縮
重した標的化配列を含む機能的なオリゴヌクレオチド分子をコードする。縮重し
た標的化配列を含むことにより、コードされる機能的なオリゴヌクレオチド分子
のセットは、すべての可能となる配列を標的とした、機能的なオリゴヌクレオチ
ド分子を含む。標的とする配列の長さは、好ましくは、アッセイされる細胞のゲ
ノムに存在する独特の配列の長さと合うように選ばれる。この関係を、以下にさ
らに詳しく記載する。その効果は、目的の細胞のゲノムにおける可能である全て
の独特な配列を標的とする機能的なオリゴヌクレオチド分子のセットを集合的に
コードするベクターのセットを得ることである。ベクターのセットは、細胞内に
形質転換またはトランスフェクトされ、そしてその細胞は、細胞死または目的の
表現型の変化ついてよりスクリーニングまたは選択される。選択された細胞は、
細胞内の必須の遺伝子または機能的な遺伝子へと標的化される機能的なオリゴヌ
クレオチド分子を含む。次いで、機能的なオリゴヌクレオチド分子は、細胞内の
ベクターの特徴づけにより同定され得る。機能的なオリゴヌクレオチド分子によ
って標的化された遺伝子は、機能的なオリゴヌクレオチド分子中の標的化された
配列を既知のゲノム配列と相関付けることにより、同定され得る。
(Vector for Use in Identification of Essential Gene or Functional Gene) A vector for use in the method for identifying an essential gene or a functional gene is a functional oligo containing a degenerate targeting sequence. Encodes a nucleotide molecule. By including a degenerate targeting sequence, the set of functional oligonucleotide molecules encoded includes functional oligonucleotide molecules that target all possible sequences. The length of the target sequence is preferably chosen to match the length of the unique sequence present in the genome of the cell being assayed. This relationship is described in further detail below. The effect is to obtain a set of vectors that collectively encode a set of functional oligonucleotide molecules that target all possible unique sequences in the genome of the cell of interest. The set of vectors is transformed or transfected into cells, and the cells are screened or selected for cell death or phenotypic alteration of interest. The selected cells are
Includes functional oligonucleotide molecules that are targeted to essential or functional genes in the cell. A functional oligonucleotide molecule can then be identified by characterization of the vector in the cell. Genes targeted by a functional oligonucleotide molecule can be identified by correlating the targeted sequence in the functional oligonucleotide molecule with a known genomic sequence.

【0032】 (機能的なオリゴヌクレオチド分子の同定に用いるためのベクター) 機能的なオリゴヌクレオチド分子アッセイに用いるためのベクターは、目的の
RNA分子およびレポータータンパク質AをコードするRNAを含む融合転写物
をコードするレポーター遺伝子1を含む。目的のRNA分子の不活化は、レポー
タータンパク質Aの発現を変化させる。このベクターは、第2のレポータータン
パク質Bをコードする、第2のレポーター遺伝子2もまた含む。第2のレポータ
ータンパク質Bの発現は、細胞内へのベクターの形質転換またはトランスフェク
ションを検出するために、および目的のRNA分子の発現の阻害に起因しない第
1のレポータータンパク質の発現に対する効果のコントロールとしての両方にお
いて用いられ得る。このベクターは、目的のRNAに標的化された機能的なオリ
ゴヌクレオチド分子もまた、コードする。この方法は、好ましくは、これらのベ
クターのセットを用い、ここでこのセットにおけるそれぞれのベクターは、異な
る機能的なオリゴヌクレオチド分子をコードし、目的のRNA分子の異なる部位
へとそれぞれ標的化される。ベクターのこのセットは、適切な細胞に形質転換ま
たはトランスフェクトされ、そしてその細胞は、第2のレポータータンパク質B
の発現についてスクリーニングまたは選択される。次いで、レポータータンパク
質Bを発現している細胞は、第1のレポータータンパク質Aを発現していない細
胞、またはレポータータンパク質Aを低レベルでしか発現していない細胞につい
て、スクリーニングまたは選択される。これらの細胞は、次いで細胞内のベクタ
ーを特徴付けることにより同定され得る、最も効率的な機能的なオリゴヌクレオ
チド分子を保有する。
(Vector for Use in Identification of Functional Oligonucleotide Molecule) A vector for use in a functional oligonucleotide molecule assay comprises a fusion transcript containing an RNA molecule of interest and an RNA encoding reporter protein A. Includes reporter gene 1 encoding. Inactivation of the RNA molecule of interest alters reporter protein A expression. This vector also contains a second reporter gene 2, which encodes a second reporter protein B. Expression of the second reporter protein B is used to detect transformation or transfection of the vector into cells and to control the effect on the expression of the first reporter protein not due to inhibition of expression of the RNA molecule of interest. As both. This vector also encodes a functional oligonucleotide molecule targeted to the RNA of interest. The method preferably uses these sets of vectors, wherein each vector in the set encodes a different functional oligonucleotide molecule and is targeted to a different site of the RNA molecule of interest, respectively. . This set of vectors is transformed or transfected into appropriate cells, and the cells are transformed into a second reporter protein B
Are screened or selected for expression. Cells expressing the reporter protein B are then screened or selected for cells that do not express the first reporter protein A or that express only low levels of the reporter protein A. These cells carry the most efficient functional oligonucleotide molecules that can then be identified by characterizing the vector within the cell.

【0033】 このベクターは、自立複製し得るベクター、ウイルスベクター、宿主の染色体
内に組込まれる核酸、および一次的に発現され得る核酸分子であり得る。レポー
ター遺伝子は、任意の適切な発現配列を用いて発現され得る。多数の発現配列は
、公知であり、そしてレポーター遺伝子の発現に用いられ得る。発現配列は、一
般的に、プロモーター、ターミネーター、および真核生物細胞に用いるためのエ
ンハンサーに分類され得る。原核生物細胞での発現はまた、適切な翻訳開始のた
めに、コード領域のすぐ上流に、シャイン−ダルガーノ配列を必要とする。誘導
性プロモーターは、第1のレポーター遺伝子と共に用いるために好ましい。なぜ
なら、第1のレポーター遺伝子の発現が、調節可能であることが好ましいからで
ある。
The vector can be an autonomously replicating vector, a viral vector, a nucleic acid that integrates into the host chromosome, and a nucleic acid molecule that can be primarily expressed. The reporter gene can be expressed using any suitable expression sequence. Numerous expression sequences are known and can be used for expression of a reporter gene. Expression sequences can be generally classified as promoters, terminators, and enhancers for use in eukaryotic cells. Expression in prokaryotic cells also requires a Shine-Dalgarno sequence, immediately upstream of the coding region, for proper translation initiation. An inducible promoter is preferred for use with the first reporter gene. This is because the expression of the first reporter gene is preferably regulatable.

【0034】 宿主細胞と適合性の種に由来するプロモーターおよび制御配列を含むプラスミ
ドベクターが、これらの宿主と共に用いられることが好ましい。そのベクターが
複製配列を保有することが好ましい。そのベクターは、宿主細胞を一時的にトラ
ンスフェクトまたは形質転換するのに用いられ得るか、あるいは宿主細胞染色体
へ組み込まれ得る。しかし、好ましくは、そのベクターは、ベクターの複製なら
びにベクターの安定または半ば安定(semi−stable)な維持を宿主細
胞において許容する配列を含有する。種々の真核生物および原核生物の細胞中で
用いるためのこの様な多くの配列が公知であり、そしてベクター中でのそれらの
使用は慣用的である。通常、目的の宿主細胞において機能することが公知な複製
配列が用いられることが好ましい。例えば、pBR322およびpUC19のよ
うなベクター由来の複製起点の使用が原核生物細胞には好ましく、YEP24お
よびYRP17のようなベクター由来の複製起点が真菌細胞には好ましく、そし
てSV40およびpEGFP−N由来の複製起点が真核生物細胞には好ましい。
全てのこれらの例は、市販されている(New England Biolab
s;Clontech)。
It is preferred that plasmid vectors containing promoter and control sequences derived from species compatible with the host cell be used with these hosts. Preferably, the vector carries a replication sequence. The vector can be used to transiently transfect or transform a host cell, or can be integrated into the host cell chromosome. However, preferably, the vector contains sequences that permit replication of the vector as well as stable or semi-stable maintenance of the vector in the host cell. Many such sequences are known for use in a variety of eukaryotic and prokaryotic cells, and their use in vectors is conventional. Usually, it is preferable to use a replication sequence known to function in a target host cell. For example, the use of a vector-derived origin of replication such as pBR322 and pUC19 is preferred for prokaryotic cells, a vector-derived origin of replication such as YEP24 and YRP17 is preferred for fungal cells, and replication from SV40 and pEGFP-N. The origin is preferred for eukaryotic cells.
All these examples are commercially available (New England Biolab)
s; Clontech).

【0035】 原核生物細胞中で使用するのに好ましいベクターは、Bluescript−
SK+(Stratagene)である。真核生物細胞中で使用するのに好まし いベクターは、シャトルベクターpEGFP−N(Clontech)である。
このベクターは、哺乳動物細胞における最大の活性に最適化されている緑色蛍光
タンパク質(GFP)をコードし、そしてGFP融合タンパク質の発現のために
設計されている。このベクターはまた、3つのリーディングフレーム全てにおけ
る融合タンパク質の生成のために設計されたGFP配列の5’側にマルチクロー
ニング部位(MCS)を含む。そのMCSは、目的のRNAをコードしているD
NAを挿入して融合タンパク質をコードする融合転写物をコードしている遺伝子
を産生するために用いられ得る。
[0035] A preferred vector for use in prokaryotic cells is Bluescript-
SK + (Stratagene). A preferred vector for use in eukaryotic cells is the shuttle vector pEGFP-N (Clontech).
This vector encodes a green fluorescent protein (GFP) that has been optimized for maximum activity in mammalian cells and is designed for expression of a GFP fusion protein. This vector also contains a multiple cloning site (MCS) 5 'to the GFP sequence designed for the generation of a fusion protein in all three reading frames. The MCS contains D encoding the RNA of interest.
The NA can be inserted and used to produce a gene encoding a fusion transcript encoding the fusion protein.

【0036】 レポータータンパク質は、直接的または間接的のどちらかで検出し得る任意の
タンパク質であり得る。これらは、特異的に検出可能な産物を産生し得る酵素(
例えば、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、およびアルカリホスファター
ゼ)、ならびに直接的に検出され得るタンパク質を含む。実質的に任意のタンパ
ク質は、例えば、そのタンパク質に対する特異抗体の使用により直接的に検出さ
れ得る。直接的に検出され得る好ましいレポータータンパク質は、緑色蛍光タン
パク質(GFP)である。GFP(クラゲAequorea victoria
由来)は、基質の添加なしに紫外光に曝露されると蛍光を生じる(Chalfi
eら、Science 263:802〜5(1994))。標準条件下で野生
型GFPが生じるよりも50倍程度強い蛍光を生じる多くの改変されたGFPが
、作製されている(Cormackら、Gene 173:33〜8(1996
);Zolotukhinら、J.Virol 70:4646〜54(199
6))。このレベルの蛍光は、細胞中の低いレベルの発現の検出を許容する。
The reporter protein can be any protein that can be detected either directly or indirectly. These are enzymes that can produce specifically detectable products (
For example, β-galactosidase, luciferase, and alkaline phosphatase), and proteins that can be directly detected. Virtually any protein can be detected directly, for example, by use of a specific antibody against the protein. A preferred reporter protein that can be detected directly is green fluorescent protein (GFP). GFP (Jellyfish Aequorea victoria)
Origin) produce fluorescence when exposed to ultraviolet light without the addition of substrate (Chalfi).
e et al., Science 263: 802-5 (1994)). Many modified GFPs have been made that produce fluorescence approximately 50-fold stronger than wild-type GFP under standard conditions (Cormac et al., Gene 173: 33-8 (1996)
); Zolotukhin et al. Virol 70: 4646-54 (199
6)). This level of fluorescence allows detection of low levels of expression in the cells.

【0037】 蛍光シグナルを生じるレポータータンパク質は有用である。なぜなら、そのよ
うなシグナルは、細胞がFACSを用いて選別されることを許容するからである
。そのレポータータンパク質の発現に基づいて細胞を選別する別の方法は、細胞
を結合するフックとしてのレポータータンパク質の使用に関与する。例えば、レ
セプタータンパク質のような細胞表面タンパク質は、特異抗体により結合され得
る。そのようなレポータータンパク質を発現する細胞は、例えば、固体基体に結
合した抗体を使用すること、磁性ビーズに結合した抗体を使用すること、または
そのレポータータンパク質に結合した抗体を捕捉することにより捕捉され得る。
捕捉物質としての抗体の使用のための多くの技術は、公知であり、そして開示さ
れた方法と共に用いられ得る。第二レポータータンパク質がCD4である場合、
第一レポータータンパク質として使用するための細胞表面タンパク質の好ましい
形態は、CD8であり、さもなければCD4が好ましい。
Reporter proteins that produce a fluorescent signal are useful. Because such signals allow cells to be sorted using FACS. Another method of sorting cells based on the expression of the reporter protein involves using the reporter protein as a hook to bind the cells. For example, cell surface proteins such as receptor proteins can be bound by specific antibodies. Cells expressing such a reporter protein are captured, for example, by using an antibody bound to a solid substrate, by using an antibody bound to magnetic beads, or by capturing an antibody bound to the reporter protein. obtain.
Many techniques for the use of antibodies as capture agents are known and can be used with the disclosed methods. When the second reporter protein is CD4,
The preferred form of cell surface protein for use as the first reporter protein is CD8, otherwise CD4 is preferred.

【0038】 そのレポータータンパク質は、別の遺伝子の発現を調節するタンパク質でもあ
り得る。これは、調節された遺伝子の発現の検出により、レポータータンパク質
の発現の検出を許容する。例えば、リプレッサータンパク質は、レポータータン
パク質として使用され得る。レポータータンパク質の発現の阻害は、次にその調
節された遺伝子の抑制解除を生じる。この種類の間接的検出は、機能的オリゴヌ
クレオチド分子によるレポータータンパク質の発現の阻害の正の検出を許容する
。この種類の調節の1つの好ましい形態は、レポータータンパク質として使用さ
れるリプレッサータンパク質により調節される抗生物質耐性遺伝子の使用である
。抗生物質へのその宿主細胞の曝露により、抗生物質耐性遺伝子の発現が抑制解
除されるので、レポーター遺伝子の発現が阻止されている細胞のみが増殖する。
その第二のレポータータンパク質は、抗生物質耐性をその宿主細胞または細胞表
面タンパク質に与えるタンパク質であることが好ましい。抗生物質耐性タンパク
質の使用は、原核生物宿主細胞において好ましく、そして細胞表面タンパク質の
使用は真核生物宿主細胞において好ましい。第二レポータータンパク質としての
使用に最も好ましい細胞表面タンパク質は、CD4である。
The reporter protein can also be a protein that regulates the expression of another gene. This allows for the detection of reporter protein expression by detecting the expression of the regulated gene. For example, a repressor protein can be used as a reporter protein. Inhibition of reporter protein expression in turn results in deregulation of the regulated gene. This type of indirect detection allows for positive detection of inhibition of reporter protein expression by a functional oligonucleotide molecule. One preferred form of this type of regulation is the use of an antibiotic resistance gene that is regulated by a repressor protein used as a reporter protein. Exposure of the host cell to the antibiotic derepresses expression of the antibiotic resistance gene, so that only cells in which reporter gene expression has been blocked grow.
Preferably, the second reporter protein is a protein that confers antibiotic resistance on its host cell or cell surface protein. The use of antibiotic resistance proteins is preferred in prokaryotic host cells, and the use of cell surface proteins is preferred in eukaryotic host cells. The most preferred cell surface protein for use as a second reporter protein is CD4.

【0039】 選択物質として使用するためのタンパク質をコードする遺伝子もまた、そのベ
クター中へ挿入され得る。例示的な物質は表1に示される。物質は、抗生物質も
しくは細胞に有毒な他の物質に対して耐性を与え得、または機能的オリゴヌクレ
オチド分子を含む細胞の選択を補助し得る。
A gene encoding a protein for use as a selection agent can also be inserted into the vector. Exemplary materials are shown in Table 1. The substance may confer resistance to antibiotics or other substances that are toxic to the cell, or may aid in the selection of cells containing a functional oligonucleotide molecule.

【0040】[0040]

【表1】 そのベクターは、十分に確立された組換えDNA技術を用いて構築され得る(
例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A La
boratory Manual,第二版,Cold Spring Harb
or Laboratory Press,New York(1990)を参
照のこと)。ベースベクターが第一に調製されることが好ましい。次に、目的の
RNA分子をコードするDNAが、このベースベクター中へ挿入されて第二のベ
ースベクターを形成し得る。異なる第二のベースベクターが、目的のそれぞれの
RNA分子のために構築され得る。最後に、機能的オリゴヌクレオチド分子をコ
ードするDNAのライブラリーは、適切な第二のベースベクター中へ挿入され得
る。同様のベースベクターは、目的の任意のRNA分子と共に容易に使用され得
、そして同様の第二のベースベクターは、機能的オリゴヌクレオチド分子の任意
の適切なライブラリーと共に使用され得る。例えば、同様の第二のベースベクタ
ーは、リボザイムのライブラリー、EGSのライブラリー、およびアンチセンス
RNA分子のライブラリーのために使用され得る。
[Table 1] The vector can be constructed using well-established recombinant DNA technology (
See, for example, Sambrook et al., Molecular Cloning: A La.
The Bounty Manual, Second Edition, Cold Spring Harb
or Laboratory Press, New York (1990)). Preferably, the base vector is prepared first. The DNA encoding the RNA molecule of interest can then be inserted into this base vector to form a second base vector. A different second base vector can be constructed for each RNA molecule of interest. Finally, a library of DNA encoding a functional oligonucleotide molecule can be inserted into a suitable second base vector. Similar base vectors can be readily used with any RNA molecule of interest, and similar second base vectors can be used with any suitable library of functional oligonucleotide molecules. For example, a similar second base vector can be used for a library of ribozymes, a library of EGSs, and a library of antisense RNA molecules.

【0041】 宿主細胞は、任意の適した手段を用いて開示されたベクターで形質転換され得
、そしてプロモータの導入、形質転換の選択、または発現の検出のために適切に
改変された従来の栄養培地で培養され得る。宿主細胞に適した培養条件(例えば
、温度およびpH)は、は周知である。細胞のトランスフェクションのために使
用されるプラスミドの濃度は、異なる機能的オリゴヌクレオチド分子をコードす
る複数のベクターの同一細胞中における発現の可能性を減らすために好ましくは
滴定される。
[0041] Host cells can be transformed with the disclosed vectors using any suitable means, and are modified with conventional nutrients as appropriate for the introduction of a promoter, selection of transformation, or detection of expression. It can be cultured in a medium. Culture conditions (eg, temperature and pH) suitable for host cells are well-known. The concentration of the plasmid used for transfection of the cells is preferably titrated to reduce the likelihood of expression of multiple vectors encoding different functional oligonucleotide molecules in the same cell.

【0042】 開示された方法における使用のために好ましい原核生物宿主細胞は、E.co
li細胞である。開示された方法における使用のために好ましい真核生物宿主細
胞は、SV40により形質転換されたサル腎臓CVI株(COS−7,ATCC
CRL 1651);ヒト胎児性腎臓株(293,Grahamら、J.Ge
n Virol.36:59[1977]);乳仔ハムスター腎臓細胞(BHK
,ATCC CCL 10);チャイニーズハムスター卵巣細胞DHFR(CH
O,UrlaubおよびChasin,Proc.Natl.Acad.Sci
.(USA)77:4216,[1980]);マウスセルトーリ細胞(TM4
,Mather,Biol.Reprod.23:243〜251[1980]
);サル腎臓細胞(CVI ATCC CCL 70);アフリカミドリザル腎
臓細胞(VERO−76,ATCC CRL−1587);ヒト子宮頚ガン細胞
(HELA,ATCC CCL 2);イヌ腎臓細胞(MDCK,ATCC C
CL 34);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A,ATCC CRL
1442);ヒト肺細胞(W138,ATCC CCL 75);ヒト肝臓細
胞(hep G2,HB 8065);マウス乳腺ガン(MMT 060562
,ATCC CCL 51);TRI細胞(Matherら、Annals N
.Y.Acad.Sci 383:44〜68(1982));ヒトB細胞(D
audi,ATCC CCL 213);ヒトT細胞(MOLT−4,ATCC
CRL 1582);およびヒトマクロファージ細胞(U−937,ATCC
CRL 1593)である。
Preferred prokaryotic host cells for use in the disclosed methods are those described in E. coli. co
Li cells. Preferred eukaryotic host cells for use in the disclosed methods include the monkey kidney CVI strain (COS-7, ATCC) transformed with SV40.
CRL 1651); human embryonic kidney strain (293, Graham et al., J. Ge.
n Virol. 36:59 [1977]); Infant hamster kidney cells (BHK
, ATCC CCL 10); Chinese hamster ovary cell DHFR (CH
O, Urlaub and Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci
. (USA) 77: 4216, [1980]); mouse Sertoli cells (TM4
, Mather, Biol. Reprod. 23: 243-251 [1980]
); Monkey kidney cells (CVI ATCC CCL 70); African green monkey kidney cells (VERO-76, ATCC CRL-1587); human cervical cancer cells (HELA, ATCC CCL 2); dog kidney cells (MDCK, ATCC CCL).
CL 34); Buffalorat hepatocytes (BRL 3A, ATCC CRL)
1442); human lung cells (W138, ATCC CCL 75); human liver cells (hep G2, HB8065); mouse mammary adenocarcinoma (MMT 060562).
, ATCC CCL 51); TRI cells (Mather et al., Annals N).
. Y. Acad. Sci 383: 44-68 (1982)); human B cells (D
Audi, ATCC CCL 213); human T cells (MOLT-4, ATCC
CRL 1582); and human macrophage cells (U-937, ATCC
CRL 1593).

【0043】 (II. 必須遺伝子または機能的遺伝子の同定法) 細胞の生存能力または他の機能に不可欠なタンパク質をコードするmRNAの
同定にEGSの組み合わせライブラリーを採用する方法が、開発されている。そ
の例は、細菌(例えば、E.coli)において使われるような方法を示す。
II. Methods for Identifying Essential or Functional Genes Methods have been developed that employ EGS combinatorial libraries to identify mRNAs that encode proteins essential for cell viability or other functions. . The example illustrates a method as used in bacteria (eg, E. coli).

【0044】 EGSは、一般的組成Nn7NACCAの短いオリゴリボヌクレオチドである
。このような配列が、第二のRNA中の相補的な配列とアニーリングした場合、
その二重鎖はRNase Pの基質として役目を果たす。RNase Pは遍在
する酵素であり、その細胞代謝における通常の役割は、トランスファーRNAの
5’末端の成熟である。全ての特徴付けられたRNase Pは、RNAおよび
タンパク質成分から成る。細菌において、単一タンパク質サブユニットおよび単
一RNAサブユニットがあり;そのRNA成分は、触媒作用的である。tRNA
成熟において、RNase Pは、受容体ステム、Dループ、および非二重鎖化
CCA中の決定基を認識する;実際は、そのCCAは、その酵素のそのRNAサ
ブユニットと塩基対を形成することが公知である。
EGS is a short oligoribonucleotide of general composition N n7 NACCA. When such a sequence anneals to a complementary sequence in the second RNA,
The duplex serves as a substrate for RNase P. RNase P is a ubiquitous enzyme whose normal role in cellular metabolism is the maturation of the 5 'end of transfer RNA. All characterized RNases P consist of RNA and protein components. In bacteria, there is a single protein subunit and a single RNA subunit; the RNA component is catalytic. tRNA
At maturation, RNase P recognizes determinants in the receptor stem, D-loop, and unduplexed CCA; in fact, the CCA can base pair with the RNA subunit of the enzyme. It is known.

【0045】 EGSは、別のRNA(その標的)と塩基対合を介して結合する。そのRNA
−RNA二重鎖は、RNase Pの天然のtRNA基質を模倣しそしてその酵
素を補充し、そしてそれは一本鎖/二本鎖の境界で標的RNAを切断する。らせ
ん領域では既知の配列または塩基組成の制限は存在しない;従って、EGSは、
理論上は、mRNAを含む、細胞中の任意のRNAのRNase P切断を指回
し得る。天然の基質以外のRNAを切断するRNase Pの能力は、以下に記
載する方法論の基礎を成す理論的根拠として役立つ。
EGS binds to another RNA (its target) via base pairing. That RNA
-The RNA duplex mimics the natural tRNA substrate of RNase P and recruits its enzymes, which cleave the target RNA at the single / double stranded boundary. There are no known sequence or base composition restrictions in the helical region;
In theory, RNase P cleavage of any RNA in the cell, including mRNA, could be dictated. The ability of RNase P to cleave RNAs other than natural substrates serves as the rationale underlying the methodology described below.

【0046】 (必須遺伝子をコードするmRNAの同定のための実験ストラテジーの概要) 実験の設計において基礎を成す仮定は、全ての(またはほとんどの)mRNA
が適切なEGS配列の存在下でRNase Pにより切断され得ることである。
したがって、全ての可能なEGS配列が発現され得る場合、それらの一部は、細
胞の生存能力に必須なタンパク質をコードするmRNAの切断を引き起こす。こ
れらの「活性」EGS配列の回復および特徴付けは、種々のストラテジーを経る
その標的化mRNA(遺伝子)の同定を許容する。この着想の好首尾な適用のた
めに必要な必要条件は、全てまたはほとんどの可能なEGSを合成および発現す
る能力、ならびに所望される表現型(例えば、細胞死)を誘発するそのEGSを
単離する方法を包含する。さらに、目的のそのメッセージのほぼ完全な破壊を引
き起こすことが可能なEGSが必然的に存在しなければならない。
Summary of Experimental Strategies for Identification of mRNA Encoding Essential Genes The assumptions underlying the design of experiments are that all (or most) mRNA
Can be cleaved by RNase P in the presence of the appropriate EGS sequence.
Thus, if all possible EGS sequences can be expressed, some of them will cause cleavage of mRNA encoding proteins essential for cell viability. Restoration and characterization of these "active" EGS sequences allows the identification of their targeted mRNA (gene) through various strategies. The prerequisites for a successful application of this idea are the ability to synthesize and express all or most of the possible EGSs, and to isolate those EGSs that trigger the desired phenotype (eg, cell death) Method. In addition, there must necessarily be an EGS capable of causing almost complete destruction of that message of interest.

【0047】 このことについて、どのEGSがもっとも効果的であるかを予測することは今
は出来ない。合理的な設計を用いて、Altmanおよび同僚は、単一EGS配
列を用いて特異的mRNAのささやかな減少のみを達成し得た(Guerrie
r−Takeda,C.ら、Proc.Natl.Acad.USA 94,8
468〜8472,1997)。EGS配列が、いずれかと組み合わせ(すなわ
ち、同一のmRNAに標的化された複数のEGS)て用いられた場合、またはE
GS/標的の割合が、極度に高い場合、生物学的に有意な減少が観察された。単
一EGSが、特異的mRNAの発現を厳しくダウンレギットし得ることを期待す
ることが可能であるかまたは合理的であるか確認するため、クロラムフェニコー
ルアセチルトランスフェラーゼmRNAに標的化された52個のEGS配列のラ
イブラリーが設計され、そして52個のEGSのうちの一つだけが、遺伝子発現
の≧90%の減少を引き起したことを見い出した。これらの実験を、後述の実施
例4に詳細な概要を記載する。これらの実施例の結果は、必須遺伝子または機能
的遺伝子を同定する方法の設計に対して3つの重要な暗示を有する:1)単一E
GSは、特異的mRNAの完全なまたは完全に近い分解を導き得ると期待するこ
とが合理的である;2)50個のEGS配列中ほぼ一つだけが、要求される阻害
レベルを成し遂げるようである;および3)インビボで活性でありそうな、EG
Sを予想する現在の方法は信頼できない。この最後の考察は、適切なEGS配列
を設計して、細菌ゲノム中の各公知の遺伝子の機能を系統的な方法で評価し得る
ことを非常に見込みがないものにしている。さらに、特定の遺伝子に標的化され
たEGSの小さなサブセットのみが生物学的効果を誘発するようであるという事
実は、ゲノムの広範なスクリーニングの設計および結果の解釈に影響を与える。
In this regard, it is not currently possible to predict which EGS is most effective. Using a rational design, Altman and colleagues were able to achieve only modest reductions in specific mRNA using a single EGS sequence (Guerrie
r-Takeda, C.I. Proc. Natl. Acad. USA 94,8
468-8472, 1997). If the EGS sequence is used in combination with either (ie, multiple EGSs targeted to the same mRNA), or
When the GS / target ratio was extremely high, a biologically significant decrease was observed. To confirm that it could be expected or rational that a single EGS could severely down-regulate the expression of specific mRNAs, the 52 chromamphenicol acetyltransferase mRNAs targeted A library of EGS sequences was designed and it was found that only one of the 52 EGSs caused a ≧ 90% decrease in gene expression. These experiments are described in detail in Example 4 below. The results of these examples have three important implications for the design of methods to identify essential or functional genes: 1) Single E
It is reasonable to expect that GS can lead to complete or near-complete degradation of specific mRNAs; 2) Almost only one out of 50 EGS sequences appears to achieve the required level of inhibition. And 3) EG likely to be active in vivo
Current methods of predicting S are unreliable. This last consideration makes it very unlikely that the proper EGS sequence can be designed to evaluate the function of each known gene in the bacterial genome in a systematic way. Furthermore, the fact that only a small subset of EGSs targeted to a particular gene is likely to elicit a biological effect affects the design of extensive screenings of the genome and interpretation of results.

【0048】 実施例に示すような計算に基づき、必須遺伝子または機能的遺伝子の同定にお
いて使用するためのEGS中のランダム配列または重複配列は、細菌において、
代表的にはN10-13の間であり;真菌において、代表的にはそれはN10-15の間で
あり、そして哺乳動物細胞において、代表的にはそれはN10-18の間であり、続 く配列は、標的化とされるRNAを切断する宿主細胞のRNase Pを標的と
する必要があった。原核生物RNase Pの場合、これはACCAのように単
純である;真核生物RNase Pに必要とされる構造はより複雑であり、そし
て前述のように必要に応じて設計され得、tRNA分子の一部分の構造と似た構
造を作製する。
Based on calculations as set forth in the Examples, random or overlapping sequences in the EGS for use in identifying essential or functional genes are
Typically between N10-13 ; in fungi, typically it is between N10-15 , and in mammalian cells, typically it is between N10-18 , Subsequent sequences had to target RNase P of the host cell, which cleaves the targeted RNA. In the case of prokaryotic RNase P, this is as simple as ACCA; the structure required for eukaryotic RNase P is more complex, and can be designed as needed as described above, A structure similar to a part of the structure is manufactured.

【0049】 この方法は、以下の非制限的実施例を参照することにより、より理解される。This method is better understood by reference to the following non-limiting examples.

【0050】 (実施例1:EGS配列のライブラリーを使用する広範なゲノム機能解析の原
理の最初の証明) (EGSの設計) 最初の実験は、3’の先端の2つの位置をシトシンとして固定した13マーE
GS配列を使用した。従って、このEGSは、配列N11CCに、ACCAが続く
配列:5’− N11CCACCA−3’ を有する。13マーを選んだ。なぜなら
ば、任意の特定の13マーが、約4×106塩基対、または2つの鎖が別々に考 慮される場合は、8×106の複雑性を有するE.coliゲノムにおいて、統 計的に独特であるはずだからである。このゲノムの有効な複雑性は、4×106 であり、それはDNAの1つの鎖のみが転写されるからである、ということに注
意されたい。任意の特定の13マー配列を発見する可能性は、約1/3×107 である。13マー配列を選択することに関して2番目に考えたことは、13は、
この実験の時点で、インビボで効果を誘発することが公知である最も短いEGS
であるという事実であった。
Example 1 First Proof of the Principle of Extensive Genomic Functional Analysis Using a Library of EGS Sequences EGS Design The first experiment fixed two positions at the 3 ′ tip as cytosines 13 mer E
The GS sequence was used. Therefore, the EGS has the sequence N 11 CC, ACCA continues sequence: having a 5'- N 11 CCACCA-3 '. I chose a 13 mer. This is because any particular 13-mer has a complexity of about 4 × 10 6 base pairs, or 8 × 10 6 when the two strands are considered separately. This should be statistically unique in the E. coli genome. Note that the effective complexity of this genome is 4 × 10 6 because only one strand of DNA is transcribed. The probability of finding any particular 13-mer sequence is about 1/3 × 10 7 . The second thought about selecting a 13-mer sequence was that 13
At the time of this experiment, the shortest EGS known to elicit an effect in vivo
Was the fact that

【0051】 (EGS配列の条件付き発現) この実験的設計の全体的目標は、生存能力に必須なタンパク質をコードするm
RNAの切断を誘発するEGS配列の同定である。この設計の直接かつ明白な成
果は、EGS発現が制御可能でなければならないということである;すなわち、
もしEGS発現が構成的であったならば、この所望の配列を有する細胞は死滅し
、そして結果としてこの適切な細胞は、このライブラリーの増殖に際して失われ
るだろう。E.coliにおいて、公知の多くの制御可能なプロモーターが存在
する。特に好ましいプロモーターは、外来配列の挿入部位での転写を開始する(
例えば、制御可能なアラビノースプロモーター)。この実施例は、EGS配列の
条件付き発現のためにara C−pBAD系を使用する。これは、しっかり制
御された系であり、ここで転写はアラビノース不在下で抑制され、そして低レベ
ルのアラビノース存在下で誘導される。
Conditional expression of EGS sequences The overall goal of this experimental design was to encode proteins that are essential for viability.
Identification of EGS sequences that trigger RNA cleavage. A direct and obvious consequence of this design is that EGS expression must be controllable;
If EGS expression was constitutive, cells with the desired sequence would die and consequently the appropriate cells would be lost upon expansion of the library. E. FIG. In E. coli, there are many known regulatable promoters. Particularly preferred promoters initiate transcription at the insertion site of the foreign sequence (
For example, a controllable arabinose promoter). This example uses the ara C-pBAD system for conditional expression of EGS sequences. This is a tightly regulated system where transcription is repressed in the absence of arabinose and induced in the presence of low levels of arabinose.

【0052】 図2a〜cは、実験において使用される構築物およびプラスミドを示す。ar
a c−pBADプロモーターが、(転写の開始を容易にするため)変化しない
Aに直接隣接し、EGS−ACCA配列が続く。次には、この配列にT7e転写
ターミネーターが続く。このような構築物からの転写物は、このEGS−ACC
A配列およびこのターミネーターを含む。Altmanが以前に、EGS−AC
CAの3’側の配列はEGS機能に干渉しないということを観察した。実際、付
随する3’ステムループ構造を有するこのターミネーター配列の存在は、EGS
媒介活性を増強する。おそらく、このステムループが、この短い転写物をより消
滅しにくくするからである。従って、このターミネーターに付随するEGS配列
は、EGS配列単独(すなわち、シス作用性リボザイムにより生成されるEGS
配列)よりも高い定常状態のレベルまで蓄積する。
FIGS. 2 a-c show the constructs and plasmids used in the experiments. ar
The ac-pBAD promoter is immediately adjacent to unchanged A (to facilitate the initiation of transcription), followed by the EGS-ACCA sequence. This sequence is then followed by a T7e transcription terminator. Transcripts from such a construct are identified in this EGS-ACC
A sequence and this terminator. Altman previously had an EGS-AC
It was observed that the sequence 3 'of CA did not interfere with EGS function. In fact, the presence of this terminator sequence with an associated 3 'stem loop structure indicates that EGS
Enhances mediating activity. Perhaps because the stem loop makes this short transcript less likely to disappear. Thus, the EGS sequence associated with this terminator is the EGS sequence alone (ie, the EGS sequence produced by the cis-acting ribozyme).
Sequence)) to a higher steady state level.

【0053】 この発現を、種々の条件下でEGS配列のRNAブロット解析により評価した
。予期したように、アラビノースを増殖培地に添加しない場合は、EGSプラス
ミドを有する細胞において、何らの発現も観察しない。アラビノース存在下で、
EGS発現を容易に検出し、そして高い定常状態のレベルの転写産物を誘導の3
0分後に観察する。このレベルの発現は、数時間維持される。
This expression was evaluated by RNA blot analysis of the EGS sequence under various conditions. As expected, when no arabinose is added to the growth medium, no expression is observed in cells with the EGS plasmid. In the presence of arabinose,
EGS expression is easily detected and high steady state levels of transcripts are induced 3
Observe after 0 minutes. This level of expression is maintained for several hours.

【0054】 (組合せEGSライブラリーの設計) 無作為化したEGSのライブラリーを、適切なDNA挿入物をpBADプラス
ミドに連結することにより作製し、全ての可能なEGS配列を発現させた。次い
で、連結したプラスミドを使用してE.coliを形質転換した。十分な量の独
立形質転換体を得、全ライブラリーが代表されることを保証した(EGS配列の
複雑性は約4×106;得られた独立形質転換体は約2×107;この形質転換体
の数は、このライブラリーの全てのメンバーが代表されるという95%信頼を示
す)。形質転換に続き、このライブラリー(各細菌は1つのプラスミド、それ故
1つのEGS、を含む)を、非誘導条件下での液体増殖を介して増幅した。次い
で、多く(50個以上)の個々のプラスミドを、精製し、そして配列決定して、
その挿入物の配列が正しいことおよび無作為化した(EGS)領域にヌクレオチ
ドの偏りが存在しないことを確認した。
(Design of Combined EGS Library) A library of randomized EGS was created by ligating the appropriate DNA insert to the pBAD plasmid to express all possible EGS sequences. The ligated plasmid was then used to transform E. coli. E. coli was transformed. Sufficient amounts of independent transformants were obtained, ensuring that the entire library was represented (the complexity of the EGS sequence was about 4 × 10 6 ; the resulting independent transformants were about 2 × 10 7 ; The number of transformants indicates 95% confidence that all members of this library are represented). Following transformation, this library (each bacterium containing one plasmid, and therefore one EGS) was amplified via liquid growth under non-induced conditions. Then, many (50 or more) individual plasmids were purified and sequenced,
The sequence of the insert was confirmed to be correct and the absence of nucleotide bias in the randomized (EGS) region.

【0055】 (13マーEGSライブラリーの効率の最初の試験) 発現される場合に致死性の原因となるEGS配列の同定は、通常何千もの個別
の細菌コロニーの解析を含む。従って、簡素化したアプローチを介してEGSラ
イブラリーの有用性を証明するための技術を開発した。その方法は、いくつかの
化学物質が、特定の非必須遺伝子が発現される場合のみ、E.coliに対して
毒性であるという事実を利用する。従って、このような物質の存在下での細菌の
生存は、機能的遺伝子産物の不在に依存する。例えば、高レベルのコバルトは、
E.coliに対して致命的である。この致死性は、その細胞内のコバルトイオ
ンの蓄積から生じる。コバルトがその細胞に侵入するのを妨げられる場合(すな
わち、イオントランスポーターの不活性化による)、その細胞は生存する。いく
つかのそのような毒性物質を選択し(表1)、そして研究を行って、適切なEG
Sが発現される場合に、かつそのような場合にのみ、この毒性処理で生存する細
胞を回収した。
Initial Testing of the Efficiency of a 13-mer EGS Library Identification of EGS sequences that, when expressed, cause lethality usually involves the analysis of thousands of individual bacterial colonies. Therefore, a technique was developed to prove the usefulness of the EGS library via a simplified approach. The method is based on the fact that some chemicals are only used when certain non-essential genes are expressed. Take advantage of the fact that it is toxic to E. coli. Therefore, the survival of bacteria in the presence of such substances depends on the absence of a functional gene product. For example, high levels of cobalt
E. FIG. fatal to E. coli. This lethality results from the accumulation of cobalt ions within the cell. If cobalt is prevented from entering the cell (ie, due to inactivation of the ion transporter), the cell survives. Several such toxicants were selected (Table 1) and studies were performed to determine the appropriate EG
Surviving cells were harvested with this toxic treatment if and only if S was expressed.

【0056】 次いで、コロニーを、アラビノース(誘導物質)に特異的な生存についてスク
リーニングした。アラビノースでない誘導物質依存の生存株が、関連の遺伝子の
自然発生突然変異により生じ得た。この実験の設計の概略を図3に示す。手短に
は、細胞を対数増殖期まで増殖させ、次いでアラビノースに曝露した。この時点
で、EGS発現を誘導した。次いでこの細胞を、毒性物質で処理する前に、数世
代の間アラビノース中に放置した。このインキュベーション時間は重要である。
なぜならば、このEGSは、mRNAレベルに影響するだけであり、そして先在
するタンパク質に影響を及ぼさないからである。従って、その先在するタンパク
質は、選別の前に消滅する(または増殖を介して希釈される)に違いない。
The colonies were then screened for arabinose (inducer) specific survival. Inducer-dependent survivors that are not arabinose could result from spontaneous mutations in the relevant gene. An outline of the design of this experiment is shown in FIG. Briefly, cells were grown to log phase and then exposed to arabinose. At this point, EGS expression was induced. The cells were then left in arabinose for several generations before being treated with the toxic agent. This incubation time is important.
This is because this EGS only affects mRNA levels and does not affect pre-existing proteins. Thus, the pre-existing protein must disappear (or be diluted via growth) prior to sorting.

【0057】 適切なインキュベーションに続き、細胞の集団を、選択物質で個々に処理し、
そして生存株を回収した。その選択物質の除去後に、細胞を、非選択培地上にプ
レーティングし、独立のコロニーを分析し得るようにした。次いで、この時点で
個々のクローンを、アラビノース存在下またはアラビノース非存在下での選択処
理を生存するその能力についてアッセイした。重要なことに、7つの異なる選択
物質各々について、いくつかのアラビノース依存(すなわち、EGS依存)生存
株を回収した。同様に重要な、観察される抵抗性の表現型は、高度に特異的であ
った;すなわち、1つの選択物質に対して抵抗性を与えるEGSは、他の任意の
このような物質に対する抵抗性を与えなかった。結局、抵抗性の表現型を特定の
EGSに結びつける明白な証拠を、適切なEGS配列を発現するプラスミドを有
する天然の細菌を再形質転換することにより得た。
Following appropriate incubation, the population of cells is individually treated with a selection agent,
The surviving strain was recovered. After removal of the selection, cells were plated on non-selective media so that independent colonies could be analyzed. At this point individual clones were then assayed for their ability to survive the selection treatment in the presence or absence of arabinose. Importantly, several arabinose-dependent (ie, EGS-dependent) viable strains were recovered for each of the seven different selections. Equally important, the observed resistance phenotype was highly specific; that is, EGS that confers resistance to one selected substance is resistant to any other such substance. Did not give. Ultimately, clear evidence linking the resistant phenotype to a particular EGS was obtained by retransforming native bacteria with plasmids expressing the appropriate EGS sequences.

【0058】 次いで、活性なクローン各々のヌクレオチド配列を、決定し、そしてE.co
liの公開されているヌクレオチド配列と比較した。この活性EGS配列は、こ
のゲノムの転写される領域に相補的であるということが、予想された。しかし、
いずれの場合にも、完璧な相補性(Watson−Crick)は観察されなか
った。これらの観察は、数ある可能性の中でとりわけ、EGS配列の13ヌクレ
オチドは生物学的機能に必要とされる情報量を超える情報量を有し得るというこ
とを示摘した。選択物質を用いるこれらの実験は、以下のことを明白に証明した
: 1.高い浸透度、高い特異性、条件付きの表現型が、EGS配列により誘発され
る 2.活性EGS配列を、効率的かつ迅速に、複雑なライブラリーから単離し得る
The nucleotide sequence of each of the active clones was then determined and co
li's published nucleotide sequence. This active EGS sequence was expected to be complementary to the transcribed region of the genome. But,
In each case, perfect complementarity (Watson-Crick) was not observed. These observations have shown, among other possibilities, that 13 nucleotides of the EGS sequence may have more information than is required for biological function. These experiments with the selection material clearly demonstrated the following: 1. High penetrance, high specificity, conditional phenotype is induced by the EGS sequence Active EGS sequences can be efficiently and rapidly isolated from complex libraries.

【0059】 (実施例2:発現される場合に増殖の障害または致死性を引き起こすEGS配 列の単離および特徴付け) 実施例1に記載される実験は、特定の選択物質存在下におけるEGSに依存の
生存を証明した。必須遺伝子の同定についてのEGS媒介アプローチの有用性を
より直接的に証明するために、発現される場合に生存能力の喪失を引き起こすE
GS配列を得るための研究を行った。類似しているが、これらの実験は、設計に
おいて、実施例1で概説される実験と多少異なる。すなわち、死んでいる細胞ま
たは死につつある細胞について選択するための方法が存在しない。従って、その
発現が増殖障害を導くEGSについてスクリーニングする必要がある。
Example 2: Isolation and characterization of EGS sequences that, when expressed, cause growth impairment or lethality. The experiments described in Example 1 demonstrate that EGS in the presence Demonstrated survival of dependence. To more directly demonstrate the utility of an EGS-mediated approach to identifying essential genes, Es that cause loss of viability when expressed
A study was performed to obtain a GS sequence. Although similar, these experiments differ somewhat in design from the experiment outlined in Example 1. That is, there is no method for selecting for dead or dying cells. Therefore, it is necessary to screen for EGS whose expression leads to a proliferative disorder.

【0060】 致死性の表現型についてスクリーニングするための最も簡単な方法は、「レプ
リカ平板法」によるものである。このようなアプローチでは、個々のクローン(
単一な細菌から生じるコロニー)を任意の種々の方法でアレイにし、そして複製
アレイを生成する。その最も簡単な形式で、誘導物質(従ってEGS)の存在下
または誘導物質非存在下のいずれかのコロニーの増殖を比較することが、増殖欠
損を引き起こすEGSを明らかにする。その欠損がEGSに媒介されるというこ
との確認を、再形質転換を含む種々の方法でなし得る。
The simplest method for screening for lethal phenotypes is by the “replica plating method”. In such an approach, individual clones (
The colonies arising from a single bacterium are arrayed in any of a variety of ways, and a replicate array is generated. In its simplest form, comparing the growth of colonies in either the presence or absence of the inducer (and therefore EGS) reveals the EGS that causes the growth defect. Confirmation that the deficiency is EGS-mediated can be made in a variety of ways, including retransformation.

【0061】 簡単なレプリカ平板法を使用する致死性EGS配列についてのスクリーニング
の実用性は、そのライブラリーの複雑性および予期されるポジティブの頻度に依
存する。限定された利用可能なデータを使用して、「ポジティブ」クローンの 予期される数を予測することができる。E.coliのゲノムは、4.6×10 6 bpの複雑性を有する。ほぼ100%に等しい転写密度および、たとえあった としても、ほとんどない対称な転写を仮定する場合、その転写された複雑性もま
た4.6×106である。さらに、必須遺伝子の妥当な予測は、約10%である 。平均サイズにおいて必須遺伝子と可欠遺伝子の間に有意な格差が存在しないと
いうことを仮定すると、致死性の表現型を誘発するEGSの有効な標的サイズは
、4.6×105塩基または1kbの約400個の遺伝子(極性効果、およびE .coliにおける大多数の遺伝子はオペロンの部分として転写されるというこ
とを、考慮に入れない)である。実施例4より示されるような第2の方法を用い
て得られるデータのセットから、標的化可能なヌクレオチドの約2%だけが「利
用可能」であり、すなわちゲノム中に配置される約10,000個の標的である
ということが有り得る。従って、本当に無作為化されたライブラリーを用いると
、約10,000個の活性EGSを予期する。このN11CCライブラリーの場合
には、可能性のある部位の1/16だけが標的化可能であり、活性EGSの数を
数百にまで減少させる。これらの条件を仮定する(およびこの仮定を認める)と
、このN11CCライブラリー(4.6×106の複雑性を有する)は、試験され る10,000クローンにつき1つのポジティブクローンを生ずる。
Screening for Lethal EGS Sequences Using a Simple Replica Plate Method
Utility depends on the complexity of the library and the expected frequency of positives.
Exist. With the limited data available, the expected number of “positive” clones can be predicted. E. FIG. The E. coli genome is 4.6 × 10 6 bp of complexity. Assuming a transfer density equal to almost 100%, and little, if any, symmetrical transfer, the transferred complexity is still greater.
4.6 × 106It is. Further, a reasonable prediction of an essential gene is about 10%. If there is no significant difference between essential and essential genes in average size
Assuming that, the effective target size of EGS to induce a lethal phenotype is
, 4.6 × 10FiveApproximately 400 genes of bases or 1 kb (polar effects and the fact that the majority of genes in E. coli are transcribed as part of the operon)
Is not taken into account). Using the second method as shown in Embodiment 4
From the resulting data set, only about 2% of the targetable nucleotides
Available ", ie, about 10,000 targets located in the genome
It is possible. Therefore, if you use a truly randomized library,
, Expect about 10,000 active EGSs. This N11For CC library
Only 1/16 of the potential sites can be targeted and the number of active EGSs
Reduce to a few hundred. Assuming these conditions (and accepting this assumption)
, This N11CC library (4.6 × 106Yields one positive clone per 10,000 clones tested.

【0062】 104中に1つというのは、直接のレプリカ平板法によるアッセイを意図する には、受容不可能なほど少ない数であり、従って、活性なクローンの頻度を、古
典的技術であるペニシリン濃縮を使用して増大させた。ペニシリン濃縮は、何十
年間も微生物学的研究において使用されており、まれな突然変異の回収における
援助となる。この技術は、ペニシリン、またはアンピシリンを含むその種々の誘
導体が、活発に増殖しつつある細胞のみを殺すという事実に基づいている;増殖
していない細胞はペニシリン殺害を逃れる。この濃縮ストラテジーを致死性EG
Sの単離に適用するのは、かなり簡単である。手短には、アラビノースを用いる
EGS発現の誘導後、「有効な」EGSを有する細胞(すなわち、必須遺伝子に
対して標的される細胞)は、増殖をやめ、従ってペニシリン殺害に耐性になる。
重要なことには、個々の細胞が増殖をやめる時間は、先在する目的タンパク質が
(代謝回転または希釈を介して)活性の生存可能な閾値より下に減少するのにど
れくらいかかるかの関数である。従って、異なる必須タンパク質をコードするm
RNAに対して標的される致死性EGSについて濃縮するために、誘導後の種々
の時点でペニシリンを用いて処理することが必要である(図4参照のこと)。
One out of 10 4 is an unacceptably low number for the purpose of direct replica plating assays, and therefore the frequency of active clones is a classical technique. Increased using penicillin concentration. Penicillin enrichment has been used in microbiological research for decades and aids in the recovery of rare mutations. This technique is based on the fact that penicillin, or its various derivatives, including ampicillin, kills only actively growing cells; non-proliferating cells escape penicillin killing. This enrichment strategy is called lethal EG
It is fairly simple to apply for the isolation of S. Briefly, after induction of EGS expression with arabinose, cells with "effective" EGS (ie, cells targeted to an essential gene) cease to grow and thus become resistant to penicillin killing.
Importantly, the time at which individual cells stop growing is a function of how long it takes for the pre-existing protein of interest to decrease below a viable threshold of activity (via turnover or dilution). is there. Thus, m encoding different essential proteins
To enrich for lethal EGS targeted to RNA, it is necessary to treat with penicillin at various time points after induction (see FIG. 4).

【0063】 濃縮実験を、上記に概説したように行い、生存株の増幅に続いて、誘導後の種
々の時点で回収した細胞を、レプリカ平板法を介して誘導物質依存性の致死性に
ついてアッセイした。誘導物質存在下でのみ明白な増殖欠損を示したいくつかの
クローンを回収した。上記のように、適切なプラスミドを回収し、配列決定し、
そして天然の細菌を形質転換した。どの場合においても、表現型(遅い増殖また
は増殖がない)は、特定のEGS配列の存在および発現が原因であることが示さ
れた。上記の選択から回収されるEGSに関して、そのヌクレオチド配列をE.
coliゲノム配列と比較した。また、回収されたEGSと公表された配列との
間に完璧な(Watson−Crick)相補性は存在しなかった。
Enrichment experiments were performed as outlined above and following amplification of viable strains, cells harvested at various time points after induction were assayed for inducer-dependent lethality via replica plating. did. Several clones that showed obvious growth defects only in the presence of the inducer were recovered. As described above, the appropriate plasmid is recovered, sequenced,
And transformed natural bacteria. In each case, the phenotype (slow or no growth) was shown to be due to the presence and expression of specific EGS sequences. For the EGS recovered from the above selection, its nucleotide sequence was
E. coli genome sequence. Also, there was no perfect (Watson-Crick) complementarity between the recovered EGS and the published sequence.

【0064】 これらの実験は、発現される場合に、E.coliにおいて明確な増殖欠損の
表現型を誘発する特定のEGS配列を単離することが可能であるということを、
直接証明した。さらに、これらは、活性EGS配列について濃縮するためのペニ
シリン処理を使用するという有用性を証明した。要するに、上記の実験は、以下
のことを示す: 1.EGS配列のライブラリーを構築し得、そして厳しい調節下で発現させ得
ること、および 2.これらの複雑なライブラリーを「分類」し、致死性を含む種々の表現型を
与える特定のEGSを、回収および特徴付けし得るようにし得る。
These experiments show that, when expressed, E. coli that it is possible to isolate specific EGS sequences that elicit a distinct growth deficient phenotype in E. coli.
Proven directly. In addition, they have demonstrated the utility of using penicillin treatment to enrich for active EGS sequences. In summary, the above experiments show that: 1. A library of EGS sequences can be constructed and expressed under tight regulation; These complex libraries can be "classified" so that specific EGSs that confer various phenotypes, including lethality, can be recovered and characterized.

【0065】 (実施例3:標的化(ガイド)配列が13ヌクレオチド未満であるEGSラ
イブラリーの分析) (原理) 実施例2において議論されるように、13塩基のガイド配列およびACCAか
らなる特定のEGSは、E.coliにおいて高い浸透度の表現型を誘発するこ
とが示された。しかし、従来の(Watson−Crick)塩基対形成規則を
使用して、EGS配列とE.coliゲノム配列との間に完全な相補性を発見す
ることは不可能であった。これらの結果は、以下に挙げる種々の方法において説
明し得る: 1.この13マーは、「過剰な」情報を提供した。このような場合において、
このEGSと標的との間のある程度のミスマッチは許容される。しかし、どの位
置がミスマッチであり得るかを区別する先験的方法は存在しない。
Example 3: Analysis of an EGS library with a targeting (guide) sequence of less than 13 nucleotides Principle As discussed in Example 2, a specific sequence consisting of a 13 base guide sequence and ACCA EGS is based on E.I. It has been shown to induce a high penetrance phenotype in E. coli. However, using conventional (Watson-Crick) base pairing rules, the EGS sequence and E. It was not possible to find perfect complementarity with the E. coli genomic sequence. These results can be explained in various ways, listed below: This 13 mer provided "excess" information. In such a case,
Some mismatch between the EGS and the target is tolerated. However, there is no a priori way to distinguish which positions can be mismatched.

【0066】 2.最も「有効な」EGSは、その標的との非Watson−Crick相互
作用に基づき選択される。このような相互作用は、ゆらぎ対形成および特異的3
次構造を含み得る。また、これらの型の相互作用は、その標的の予備知識なしで
は、予測または除外することが不可能だろう。
2. The most “effective” EGS is selected based on non-Watson-Crick interactions with its target. Such interactions are associated with fluctuation pairing and specific 3
The following structure may be included. Also, these types of interactions would not be possible to predict or rule out without prior knowledge of the target.

【0067】 このEGS配列を特定の標的に結びつけることに関するこの不確実性を仮定す
れば、インビボでのEGS活性のために必要な最小の長さを組織的に調査するこ
とが不可欠である。さらに、各特異的ライブラリーの絶対活性(すなわち選択ま
たは濃縮がない場合の)を決定することが所望され得る。活性のために選択され
るこのアッセイは、実施例2に記載される誘導可能な致死(増殖欠損)の表現型
であった。これらの実験を、完全培地において実行し、誘導可能な(EGS依存
の)栄養要求株(E.coliゲノムの有意な部分が最小培地において不可欠に
なる)を収集することを避けた。そのガイドの長さを9から12まで漸進的に変
化させたEGS配列の4つのライブラリー(すなわち、N9ACCA、N10AC CA、N11AACCAおよびN12ACCA)を調製し、インビボで必要な長さを
探求した。上記の13マーライブラリーとは異なり、ガイド配列のどの塩基も不
変性を保持しなかった。全ての場合において、適切な代表を保証するために十分
な量の形質転換体(5×複雑性)を得た。
Given this uncertainty associated with linking this EGS sequence to a particular target, it is essential to systematically investigate the minimum length required for EGS activity in vivo. Further, it may be desirable to determine the absolute activity (ie, in the absence of selection or enrichment) of each specific library. The assay selected for activity was of the inducible lethal (proliferation deficient) phenotype described in Example 2. These experiments were performed in complete medium to avoid collecting inducible (EGS-dependent) auxotrophs (a significant portion of the E. coli genome becomes essential in minimal medium). Four libraries of EGS sequences (ie, N 9 ACCA, N 10 ACCA, N 11 AACCA and N 12 ACCA) were prepared with progressively varying lengths of the guide from 9 to 12, and were required in vivo. Length was explored. Unlike the 13-mer library described above, none of the bases in the guide sequence retained invariance. In all cases, sufficient amounts of transformants (5 × complexity) were obtained to ensure a proper representation.

【0068】 (N9ACCAライブラリーおよびN10ACCAライブラリーの分析) このN9ライブラリーおよびN10ライブラリーの活性を評価するために、各々 から約45,000の個々のクローンを、EGS発現がある場合またはない場合
(すなわちアラビノースの存在下または非存在下)においてコロニーを形成する
これらライブラリーの能力についてアッセイした。N9ライブラリーの複雑性は 約2.6×105である;そしてN10ライブラリーの複雑性は約1×106である
。両方のライブラリーを用いて、ごく少数のポジティブクローンを発見した。N 9 ライブラリーにおける「活性な」分子の推定数は50以上であり、そしてN10 ライブラリーにおける「活性な」分子の推定数は約100であった。N9ライブ ラリーのさらなる分析は、活性クローンの回収を容易にするペニシリン濃縮を介
して行い、表現型を誘発するほとんどのクローンを、単一のヌクレオチド配列の
部分として整列し得るということを明らかにした。10マーライブラリーは、さ
らには分析しなかった。
(N9ACCA Library and NTenAnalysis of ACCA library) This N9Library and NTenTo assess the activity of the library, approximately 45,000 individual clones from each with or without EGS expression
Colonies (ie, in the presence or absence of arabinose)
These libraries were assayed for performance. N9The complexity of the library is about 2.6 × 10FiveAnd NTenLibrary complexity is about 1 × 106Is
. With both libraries, only a few positive clones were found. N 9 The estimated number of “active” molecules in the library is more than 50 and NTen The estimated number of "active" molecules in the library was about 100. N9Further analysis of the library is via penicillin enrichment to facilitate recovery of active clones.
Most clones that induce phenotypes have a single nucleotide sequence.
Revealed that it can be aligned as a part. The 10 mer library is
Did not analyze them.

【0069】 9マーライブラリーおよび10マーライブラリーの両方が、本質的に不活性で
あるという事実は重要である。なぜならば、これらの結果は、インビボの生物学
的に活性なEGS配列の長さの下限を決定するからである。さらに、これらの結
果は、13マーライブラリーを用いる発見と並べられた場合、重要である。明ら
かに、13マーは、あり得る全ての9マーおよび10マーをその中に含むが、1
3マーライブラリーを用いて種々の表現型を与える多くの別個のクローンを回収
し得た。この2組の結果の妥当な説明は、13マーは、多くとも2つのミスマッ
チを、活性を保持しつつ許容し得たということである。結局、かつ重要でないこ
とに、この短いEGS配列を用いた結果は、E.coliにおける生物学的に活
性なEGSの最小の長さが、ほぼ、この細菌のゲノムにおいて統計学的に独特で
ある必要がある配列の長さであるということを示唆する。
The fact that both the 9-mer and 10-mer libraries are essentially inactive is significant. Because these results determine a lower limit for the length of the biologically active EGS sequence in vivo. Furthermore, these results are significant when aligned with the findings using a 13-mer library. Clearly, the 13-mer contains all possible 9-mers and 10-mers therein, but the 1-mer
A number of distinct clones conferring different phenotypes using the 3-mer library could be recovered. A reasonable explanation for the two sets of results is that the 13 mer could tolerate at most two mismatches while retaining activity. Ultimately, and unimportantly, the results with this short EGS sequence were This suggests that the minimum length of biologically active EGS in E. coli is approximately the length of a sequence that needs to be statistically unique in the bacterial genome.

【0070】 (N11ACCAライブラリーの分析) 11マーライブラリーの絶対的な、つまり濃縮されていない活性を、45,0
00個の独立コロニーの分析により決定した。この集団における活性な(増殖阻
害)EGS配列の数から推定すると、11マーライブラリーは、合計約4×10 6 の複雑性の中から、約1,200個と1,400個との間の活性分子を含む。 9マーライブラリーおよび10マーライブラリーと比較した11マーライブラリ
ーにおける活性の増加は、11の総複雑性が、有意な生物学的活性を誘発するた
めの最小値であることを示唆した。さらに、「活性な」EGS配列の数は、「必
須」遺伝子の全推定数より多かったが、実施例4により例示される第2の方法に
より推定される全活性EGSの数の控えめな評価よりかなり下であった。これら
を考慮したため、有意な数(50を超える)の活性な11マーを、ヌクレオチド
配列決定を介して分析した。多くの、しかし全てではない、これらの配列は、E
.coliゲノムの転写される領域と完璧な(Watson−Crick)相補
性を有した。このような相補性を有する配列のいくつかを、E.coliにおけ
る生存可能性のために必須であるタンパク質をコードすることが公知であるmR
NAを不活性化すると推定し、他は、機能不明のmRNAを同定した(表2)。
(N11Analysis of ACCA Library The absolute, ie, non-enriched, activity of the 11-mer library was
Determined by analysis of 00 independent colonies. Active (proliferation inhibitor) in this population
Hazard) Estimated from the number of EGS sequences, the 11-mer library had a total of about 4 × 10 6 Out of the complexity of contains between about 1,200 and 1,400 active molecules. 11-mer library compared to 9-mer and 10-mer libraries
The increase in activity in the abdominal region indicates that the total complexity of 11 elicits significant biological activity.
It is suggested that it is the minimum value. In addition, the number of “active” EGS sequences
The second method, exemplified by Example 4, was greater than the total estimated number of
That was well below the conservative estimate of the number of total active EGSs to be estimated. these
, A significant number (greater than 50) of the active 11 mer
Analyzed via sequencing. Many, but not all, of these sequences
. Perfect (Watson-Crick) complementation with the transcribed region of the E. coli genome
Had the property. Some of the sequences having such complementarity are described in E. coli. in E. coli
MR which is known to encode proteins essential for viability
Others presumed to inactivate NA and others identified mRNAs of unknown function (Table 2).

【0071】[0071]

【表2】 観察されるこの相補性が生物学的に意味があるかどうかは、まだ公知ではない
が、少なくとも2つの考えが、11マーはゲノムのスクリーニングにとって次善
のものであるということを示唆する。第1に、活性クローンの数が少ない。第2
に、ヌクレオチド配列分析により、活性な11マーはその中に著しい配列の偏り
を有することを明らかになった。この事に関して、配列決定された50個のEG
Sの中から、20を超えるものが共通の6ヌクレオチドを共有し、そして共有さ
れた7ヌクレオチドおよび8ヌクレオチドの多くの例が存在した。50個の11
マーの線形な配列複雑性は、550ヌクレオチドである。特定の6ヌクレオチド
が現れるのを発見する確率は1/4096であり、そして、より長い特異的オリ ゴマーを発見する確率は、相応じてもっと低い。これらの結果についての1つの
可能性のある説明は、短いEGSの長さで、RNase Pは強い配列選択を有
するということである。もし真実である場合、11マーは、受容不可能なほど厳
しい標的部位の制限を有し得る。以下に示されるように、これらの制限(低活性
および標的部位の制限)の両方は、12マーを用いては観察されない。
[Table 2] Whether this observed complementarity is biologically significant is not yet known, but at least two ideas suggest that the 11-mer is the next best for genomic screening. First, the number of active clones is small. Second
In addition, nucleotide sequence analysis revealed that the active 11-mer had significant sequence bias therein. In this regard, the 50 EGs sequenced
Of the S, more than 20 share a common 6 nucleotides, and there were many examples of shared 7 and 8 nucleotides. Fifty eleven
The linear sequence complexity of the mer is 550 nucleotides. The probability of finding a particular 6 nucleotides to appear is 1/4096, and the probability of finding a longer specific oligomer is correspondingly lower. One possible explanation for these results is that at short EGS lengths, RNase P has strong sequence selection. If true, an 11 mer may have unacceptably severe target site restrictions. As shown below, neither of these restrictions (low activity and target site restriction) is observed with the 12-mer.

【0072】 (N12ACAAライブラリーの分析) 約50,000個の独立クローンを、上記のように12マーライブラリーにお
けるEGS依存活性について評価した。11マーライブラリーと比較して活性ク
ローンにおいて劇的な増加が存在した。約13,000個の活性分子を、12m
erライブラリーを用いて評価した。活性クローンのこの数は有意である。なぜ
ならば、推定必須遺伝子の数より十分多く、そして第2の方法により推定される
活性の推定レベルとよく一致するからである。14個の活性な12マーのヌクレ
オチド配列を、表3に示す。
Analysis of N 12 ACAA Library Approximately 50,000 independent clones were evaluated for EGS-dependent activity in the 12- mer library as described above. There was a dramatic increase in active clones compared to the 11-mer library. About 13,000 active molecules in 12m
The evaluation was performed using the er library. This number of active clones is significant. This is because it is much more than the number of putative essential genes, and matches well with the putative level of activity estimated by the second method. The nucleotide sequence of the 14 active 12-mers is shown in Table 3.

【0073】[0073]

【表3】 最も有意な6つのこれらの配列は、完全なワトソン−クリック塩基対形成を伴
い、標的配列に結合する。これらの標的のいくつかは、他の技術によって必須遺
伝子として個々に確認されている。
[Table 3] The six most significant of these sequences bind to the target sequence with complete Watson-Crick base pairing. Some of these targets have been individually identified as essential genes by other techniques.

【0074】 重要なことに、これらの配列は、11マーの非ランダムな特徴を全く提示しな
い。しかし、現在までに特徴付けられる「活性」12マーは、E.Coliゲノ
ムの転写される領域に存在する、独特の12マーの統計学的に有意な特徴を表示
しない。これらの結果は、インビボでの最適なEGS活性は、標的配列を有する
従来の(ワトソン−クリック)塩基対形成に無条件に関連付けられはしないこと
を示している。これらの結果の1つの結論は、単純な(すなわち、簡単な相同性
のマッチング)コンピューターベースの検索は、生物学的標的に関連する活性E
GSにおいては決定的でありそうにないということである。
Importantly, these sequences do not display any 11-mer non-random features. However, the "active" 12-mer that has been characterized to date is described in E. coli. It does not display the unique 12-mer statistically significant features present in the transcribed region of the E. coli genome. These results indicate that optimal EGS activity in vivo is not unconditionally linked to conventional (Watson-Crick) base pairing with the target sequence. One conclusion of these results is that a simple (ie, simple homology matching) computer-based search can be performed to determine the activity E related to biological targets.
In GS it is unlikely to be decisive.

【0075】 (逆重畳のためのストラテジー、すなわち、活性EGS配列とこれらの標的と
の間の明白な連関) 上述したように、12の細菌ゲノム(Aquifex aeolocus,B
acillus subtilis,Borrelia burgdorfer
ri,Chlamydia trachomatic,Escherichia
coli K−12 MG 1655,Haemophilus influ
enzae Rd,Helicobacter pylori 16695,M
ycobacterium tuberculosis,Mycoplasma
gentitalium G37,Mycoplasma pneumoni
ae M129,Rickettsia prowazekii,Trepon
ema pallidum)は完全に配列決定され、そして他の38の細菌ゲノ
ム(Aquifex aeolicus,Arcanobacterium p
yogenes,Bacillus pumilus,Bacillus su
btilis,Borrelia burgdorferi,Buchnera
aphidicola,Chlamydia trachomatis,Cl
ostridium MCF−1,Corynebacterium glut
amicum,Enterobacter aerogenes,Escher
ichia coli,Haemophilus influenzae,He
licobacter pylori,Lactobacillus delb
rueckii,Lactobacillus helveticus sub
sp.jugurti,Lactobacillus reuteri,Lac
tococcus lactis,Mycobacterium tuberc
ulosis,Mycoplasma genitalium,Mycopla
sma pneumoniae,Pantoea citrea,Pasteu
rella multocida,Prevotella ruminicol
a,Rhizobium sp.NGR234,Rhodothermus m
arinus,Rickettsia prowazekii,Ruminoc
occus flavefaciens,Salmonella berta,
Salmonella typhimurium,Staphylococcu
s aureus,Streptococcus agalactiae, S
treptomyces clavuligerus,Streptomyce
s nigrifaciens,Streptomyces phaeochr
omogenes,Synechocystis PCC6803,Trepo
nema pallidum,Yersinia pestis,Zymomo
nas mobilis)は進行中である。最も簡便な実施態様において、必須
または機能的な遺伝子をコードするRNAの切断を引き起こすEGSは、ワトソ
ン−クリック塩基対形成によって相補領域を探す、公知の配列との比較によって
同定される。
(Strategies for De-Overlapping, ie, Clear Link between Active EGS Sequences and These Targets)
acillus subtilis, Borrelia burgdorfer
ri, Chlamydia trachmatic, Escherichia
E. coli K-12 MG 1655, Haemophilus influ.
enzae Rd, Helicobacter pylori 16695, M
ycobacterium tuberculosis, Mycoplasma
gentitalium G37, Mycoplasma pneumoni
ae M129, Rickettsia prowazekii, Trepon
ema pallidum has been completely sequenced and the other 38 bacterial genomes (Aquifex aeolicus, Arcanobacterium p.
yogenes, Bacillus pumilus, Bacillus su
btilis, Borrelia burgdorferi, Buchnera
aphidicola, Chlamydia trachomatis, Cl
ostridium MCF-1, Corynebacterium glut
amicum, Enterobacter aerogenes, Escher
ichia coli, Haemophilus influenzae, He
licobacter pylori, Lactobacillus delb
rueckii, Lactobacillus helveticus sub
sp. jugurti, Lactobacillus reuteri, Lac
tococcus lactis, Mycobacterium tuberc
ulosis, Mycoplasma genitalium, Mycopla
sma pneumoniae, Pantoea citrea, Pasteu
rella multicida, Prevotella ruminicol
a, Rhizobium sp. NGR234, Rhodothermus m
arinus, Rickettsia prowazekii, Ruminoc
occus flavorefaciens, Salmonella berta,
Salmonella typhimurium, Staphylococcus
s aureus, Streptococcus agalactiae, S
treptomyces clavuligerus, Streptomyces
s nigrifaciens, Streptomyces phaeochr
omogenes, Synechocystis PCC6803, Trepo
nema pallidum, Yersinia pestis, Zymomo
nas mobilis) is ongoing. In the simplest embodiment, EGSs that cause the cleavage of RNA encoding essential or functional genes are identified by comparison to known sequences, searching for complementary regions by Watson-Crick base pairing.

【0076】 実施例は、かなりの数(例えば、表3で示される14中の6つ)の「活性」E
GSが、細菌ゲノムの独特な転写領域のホモロジー検索を通じて一致し得るが、
全てではないことを示す。しかし、この結果は、EGS活性は塩基対形成によっ
て媒介されないことを、除外しない、または示唆さえする。おそらく「ゆらぎ」
結合(すなわちG:U)にかなり限定されるであろうが、いくつかは、EGS−
標的二重鎖において許容されるようである。正確である場合、それは簡便なコン
ピューターベースの逆重畳を除外しないが複雑にする。活性EGSが、ハイブリ
ダイゼーションにとって利用可能であるmRNAの領域を明らかにすることが期
待される。これらの領域は、単一のヌクレオチドに制限されることはなさそうで
ある。従って、十分なEGSが分析された場合、同一ではないが重複している活
性クローンのクラスターを観察すべきである。これらのクラスターの分析は、E
GSの実際の標的EGSを明らかにすべきであり、ならびに同時に、それら自身
と活性EGSを比較することによって、ゆらぎ結合が許容されるかどうかを明ら
かにすべきである。
The examples show that a significant number (eg, 6 of 14 shown in Table 3) of “active” E
GS can be matched through homology search of unique transcribed regions of the bacterial genome,
Indicates not all. However, this result does not rule out or even suggest that EGS activity is not mediated by base pairing. Probably "fluctuation"
Some would be rather limited to binding (i.e., G: U), but some were EGS-
It appears to be acceptable in the target duplex. If accurate, it does not exclude, but complicates, simple computer-based deconvolution. It is expected that active EGS will reveal regions of the mRNA that are available for hybridization. These regions are unlikely to be restricted to a single nucleotide. Therefore, if enough EGSs are analyzed, clusters of non-identical but overlapping active clones should be observed. Analysis of these clusters
The actual target EGS of the GS should be revealed, and at the same time, by comparing active EGS with themselves, it should be revealed if wobble binding is tolerated.

【0077】 コンピューターベースの逆重畳が望ましいが、これはEGSと疑わしい標的と
の間の連関を証明しない。少なくとも2つのストラテジーが、EGSに媒介され
る特異的標的の不活性化の決定的な証拠を提供するために使用され得る。第1は
、「遺伝的」試験である。目的のEGSが、コード領域内の(塩基対を形成する
)mRNAを標的にすると考えられると仮定する。遺伝コードにおける縮重を利
用することによって、同一のタンパク質をコードするmRNAの能力を保持しな
がら、mRNAのヌクレオチド配列を変化することが可能である。変化したmR
NAの異所性(すなわち、プラスミドベース)の発現は、EGSアタックに由来
する免疫であるはずであり、それにより、EGS依存性表現型をレスキューする
。第2のアプローチは、EGS発現細胞におけるRNA発現パターンの直接的な
分析に基づくアプローチである。ゲノム配列全体の有用性は、DNA配列の並べ
たアレイの作製をもたらす。このようなアレイは、伝統的なメンブランまたは微
小化されたマイクロチップ上に作製され得る。細胞集団に由来する総RNAがこ
のようなアレイをプローブするために使用された場合、同時に全ての遺伝子の発
現プロフィールを得ることが可能である。EGS発現細胞において、特異的なm
RNAは切断され、そしてそれに応答して、その発現はアレイハイブリダイゼー
ションにおいて低下するはずである。ハイブリダイゼーションの欠乏は、標的に
された配列を明らかにする。細胞が死ぬまたは細胞増殖が緩やかになる場合、多
数の遺伝子の発現が変化する。これは、EGS標的の同定における発現プロフィ
ールの適用について問題を提示しない。なぜなら、EGS媒介性の効果は、既に
存在するタンパク質の希釈の後にのみ明確になるからである。この表現型のラグ
は、生じたmRNAの明白な決定を許容する。
Although computer-based deconvolution is desirable, it does not prove an association between the EGS and the suspected target. At least two strategies can be used to provide definitive evidence of EGS-mediated inactivation of specific targets. The first is a "genetic" test. Assume that the EGS of interest is believed to target mRNA (base pairing) within the coding region. By exploiting the degeneracy in the genetic code, it is possible to change the nucleotide sequence of an mRNA while retaining the ability of the mRNA to encode the same protein. Changed mR
Ectopic (ie, plasmid-based) expression of NA should be immune from an EGS attack, thereby rescuing the EGS-dependent phenotype. The second approach is based on direct analysis of RNA expression patterns in EGS expressing cells. The availability of the entire genomic sequence results in the generation of an ordered array of DNA sequences. Such arrays can be made on traditional membranes or miniaturized microchips. When total RNA from a cell population is used to probe such an array, it is possible to obtain an expression profile of all genes simultaneously. In EGS expressing cells, specific m
The RNA is cleaved, and in response, its expression should be reduced in array hybridization. Lack of hybridization reveals the targeted sequence. When cells die or cell growth slows down, the expression of many genes changes. This does not present a problem for the application of expression profiles in identifying EGS targets. This is because EGS-mediated effects become evident only after dilution of already existing proteins. This phenotypic lag allows unambiguous determination of the resulting mRNA.

【0078】 (EGS媒介性標的化の他の適用) 回収した効果的EGS配列は、それら自身、特定の遺伝子の発現を減弱するた
めの価値ある試薬である。従って、特定のEGSの発現を誘導することによって
、種々の表現型分析を介して、どのようにして細胞が死ぬかを決定することが可
能である。これらのEGS配列は、細菌集団に外来的に投与され得る。適切な送
達ビヒクルを使用して、このEGS自体は抗細菌治療剤として使用され得る。
Other Applications of EGS-Mediated Targeting Recovered effective EGS sequences are themselves valuable reagents for attenuating the expression of specific genes. Thus, by inducing the expression of a particular EGS, it is possible to determine, via various phenotypic analyzes, how cells die. These EGS sequences can be administered exogenously to a bacterial population. With a suitable delivery vehicle, the EGS itself can be used as an antibacterial therapeutic.

【0079】 (II.最適な機能的オリゴヌクレオチド分子の同定方法) ベクター、ならびに標的RNA分子の発現を阻害するリボザイム、EGS、お
よびアンチセンスRNAのような機能的オリゴヌクレオチド分子を同定するため
の方法は、開示されている。この方法は、可能性のある機能的オリゴヌクレオチ
ド分子のライブラリーに由来する目的のRNA分子配列を含む、融合転写物の発
現を変化するRNA分子を選別することによって、機能的オリゴヌクレオチド分
子を同定する。融合転写物の発現の阻害は、レポータータンパク質の発現を妨げ
る。これは、レポータータンパク質の発現を直接的または間接的に検出すること
によって、モニターされる発現の阻害を可能にする。あるいは、発現は、最適な
機能的オリゴヌクレオチド分子を含まない細胞において、分子の発現に比例して
増加され得る。機能的オリゴヌクレオチド分子を有する目的のRNAの発現に関
与する、核酸分子の相互作用によって、阻害は達成される。リボザイムおよびE
GSは融合転写物を切断し、そしてアンチセンスRNAは、融合転写物の発現に
関与する核酸分子へのハイブリダイゼーションを介して、発現を阻害する。
II. Methods for Identifying Optimal Functional Oligonucleotide Molecules Methods for Identifying Functional Oligonucleotide Molecules, such as Ribozymes, EGS, and Antisense RNA, that Inhibit Expression of Target RNA Molecules Is disclosed. This method identifies functional oligonucleotide molecules by selecting RNA molecules that alter the expression of the fusion transcript, including the RNA molecule sequence of interest from a library of potential functional oligonucleotide molecules. I do. Inhibition of the expression of the fusion transcript prevents expression of the reporter protein. This allows inhibition of the monitored expression by directly or indirectly detecting the expression of the reporter protein. Alternatively, expression can be increased in cells that do not contain the optimal functional oligonucleotide molecule in proportion to the expression of the molecule. Inhibition is achieved by the interaction of nucleic acid molecules involved in the expression of an RNA of interest having a functional oligonucleotide molecule. Ribozymes and E
GS cleaves the fusion transcript and antisense RNA inhibits expression via hybridization to nucleic acid molecules involved in the expression of the fusion transcript.

【0080】 機能的オリゴヌクレオチド分子アッセイに使用するためのベクターは、第1の
レポーター遺伝子、第2のレポーター遺伝子、および標的遺伝子を含む。レポー
ター遺伝子1は、目的のRNA分子およびレポータータンパク質Aをコードする
配列を含むRNA分子をコードする。融合転写物は、転写物の5’領域に目的の
RNA分子の配列、ならびに転写物の3’領域に第1のレポータータンパク質を
コードする配列を含んでいる。この配列は、融合転写物が、目的のRNA分子の
配列によってコードされるタンパク質とレポータータンパク質との間の融合物で
ある融合タンパク質をコードするように連結される。この配置は、目的のRNA
の発現に依存するレポータータンパク質の発現をもたらす。レポーター遺伝子1
はまた、適切な宿主細胞において、遺伝子の発現に必要な発現配列を含む。レポ
ーター遺伝子2は、異なるレポータータンパク質Bをコードする。ベクターはま
た、目的のRNAを特異的を標的にするか、あるいは縮重した標的配列または部
分的に縮重した標的配列を含む、のいずれかの機能的オリゴヌクレオチド分子を
コードする。
A vector for use in a functional oligonucleotide molecule assay includes a first reporter gene, a second reporter gene, and a target gene. Reporter gene 1 encodes an RNA molecule of interest and an RNA molecule containing a sequence encoding reporter protein A. The fusion transcript contains the sequence of the RNA molecule of interest in the 5 'region of the transcript, as well as the sequence encoding the first reporter protein in the 3' region of the transcript. The sequences are linked so that the fusion transcript encodes a fusion protein that is a fusion between the protein encoded by the sequence of the RNA molecule of interest and the reporter protein. This configuration is for the desired RNA
Results in expression of the reporter protein, which is dependent on the expression of the reporter protein. Reporter gene 1
Also contains expression sequences necessary for the expression of the gene in a suitable host cell. Reporter gene 2 encodes a different reporter protein B. The vector also encodes a functional oligonucleotide molecule that either specifically targets the RNA of interest or contains a degenerate or partially degenerate target sequence.

【0081】 レポータータンパク質Aの発現、あるいは発現の欠損は、機能的オリゴヌクレ
オチド分子の効果を評価するために使用される。レポータータンパク質Bの発現
は、細胞へのベクターの形質転換またはトランスフェクションを検出するために
、ならびに目的のRNA分子の切断に起因しないレポータータンパク質Aの発現
に対する効果についてのコントロールとして、の両方に使用され得る。
[0081] Expression of reporter protein A, or loss of expression, is used to evaluate the effect of a functional oligonucleotide molecule. Reporter protein B expression is used both to detect transformation or transfection of the vector into cells, and as a control for the effect on reporter protein A expression that is not due to cleavage of the RNA molecule of interest. obtain.

【0082】 3つの構成成分:第1のレポーター遺伝子、第2のレポーター遺伝子、および
標的遺伝子が、単一の核酸分子に含まれることが好ましいが、レポーター遺伝子
および標的遺伝子は別々の分子上に存在し得る。レポーター遺伝子および標的遺
伝子が別々の分子上に存在する場合、レポーター遺伝子を含む分子は、宿主の染
色体内に組み込まれることが望ましい。これは、適切なレポーター遺伝子を含む
細胞株を容易に維持することを可能にし、そして機能的オリゴヌクレオチド分子
の異なるライブラリーをコードするベクターの異なるセットを、同一のレポータ
ー遺伝子に対して都合よく試験することを可能にする。
[0082] The three components: the first reporter gene, the second reporter gene, and the target gene are preferably contained in a single nucleic acid molecule, but the reporter gene and the target gene are on separate molecules I can do it. When the reporter gene and the target gene are present on separate molecules, it is desirable that the molecule containing the reporter gene be integrated into the host chromosome. This allows for easy maintenance of cell lines containing the appropriate reporter gene, and conveniently tests different sets of vectors encoding different libraries of functional oligonucleotide molecules against the same reporter gene. To be able to

【0083】 レポーター遺伝子2を発現する細胞を、レポータータンパク質Bの存在を、直
接的にあるいは間接的に検出することによって同定する。レポーター遺伝子2は
、ベクターを含む細胞を保証し、そして一般に、発現に影響を及ぼし得る任意の
因子を制御するために使用される。このような制御下にない場合、レポーター遺
伝子1の発現の欠失は解釈を誤らせ得る。測定されるレポーター遺伝子2の発現
のレベルは重要ではない。レポータータンパク質Bは、選択を容易にするために
、抗菌性耐性を与えるタンパク質、または培養培地に存在しない必須栄養分を産
生するタンパク質のような、細胞にとって必須なタンパク質であることが好まし
い。
Cells expressing reporter gene 2 are identified by directly or indirectly detecting the presence of reporter protein B. Reporter gene 2 is used to ensure cells containing the vector and generally control any factors that can affect expression. Without such control, loss of expression of reporter gene 1 can be misinterpreted. The level of reporter gene 2 expression measured is not critical. The reporter protein B is preferably an essential protein for the cell, such as a protein that confers antimicrobial resistance or a protein that produces essential nutrients that are not present in the culture medium, to facilitate selection.

【0084】 第1のレポーター遺伝子の発現を変化する細胞は、直接的または間接的のいず
れかで、レポータータンパク質Aの発現レベルを測定することによって、あるい
はレポータータンパク質Aの発現レベルに基づいて細胞を分別することによって
同定され得る。検出の好ましい方法は、使用されるレポータータンパク質の性質
に依存する。例えば、発現レベルに比例した検出可能なシグナルを産生するレポ
ータータンパク質を使用する場合、細胞を、産生されるシグナルレベルに基づい
て分類または採集し得る。β−ガラクトシダーゼおよびグリーン蛍光タンパク質
のようなレポータータンパク質は、このようなカテゴリーにある。細胞表面タン
パク質をレポータータンパク質Aとして使用する場合、上述した細胞分離技術が
使用され得る。細胞はまた、レポータータンパク質Aとしてグリーン蛍光タンパ
ク質を使用する場合、FACSによって分類され得る。なぜなら、このタンパク
質は蛍光シグナルを産生するからである。
The cells that alter the expression of the first reporter gene can be either directly or indirectly measured by measuring the level of reporter protein A expression, or can be cells based on the level of reporter protein A expression. It can be identified by fractionation. The preferred method of detection depends on the nature of the reporter protein used. For example, if a reporter protein is used that produces a detectable signal proportional to the level of expression, the cells can be sorted or collected based on the level of signal produced. Reporter proteins such as β-galactosidase and green fluorescent protein fall into this category. When a cell surface protein is used as reporter protein A, the cell separation techniques described above can be used. Cells can also be classified by FACS when using green fluorescent protein as reporter protein A. This is because this protein produces a fluorescent signal.

【0085】 上述の選択過程は、選別された細胞からのベクターの単離、および新規の細胞
に得られたベクターを再導入することによって、均一集団のプラスミドを保持す
る細胞が単離され得るまで、数回繰り返され得ることが好ましい。次の、細胞の
最終分離に続き、以下に記載するようにしてベクターを単離し、そして増幅させ
得、そしてベクターの各調製物においてコードされる機能的オリゴヌクレオチド
分子の配列を決定し得る。
[0085] The selection process described above involves isolating the vector from the selected cells and reintroducing the resulting vector into a new cell until cells bearing a uniform population of plasmids can be isolated. Preferably, it can be repeated several times. Following the final isolation of the cells, the vector can be isolated and amplified as described below, and the sequence of the functional oligonucleotide molecule encoded in each preparation of the vector can be determined.

【0086】 (機能的リボザイムまたはEGSの同定) レポーター遺伝子1の発現の阻害に効果的な機能的オリゴヌクレオチド分子は
、任意の適切な技術を使用して同定される得る。機能的オリゴヌクレオチド分子
の配列は、選択された細胞内のベクターを配列決定することによって決定される
ことが好ましい。クローン由来のベクター配列を配列決定するための多数の技術
は公知であり、そして公開された方法において使用され得る。例えば、選択され
た細胞のHirt上清を作製し得、そしてこれらの細胞からプラスミドを抽出す
る。単離されたベクター中の機能的オリゴヌクレオチド分子の配列を同定するた
めの好ましい方法は、機能的ヌクレオチド領域の単一細胞PCR増幅とそれに続
く配列決定である。単離されたベクター中の機能的オリゴヌクレオチド分子の配
列を同定するための別の好ましい方法は、細胞を溶解し、プラスミドを抽出し、
細菌中でプラスミドを増幅し、そして細胞集団に関連する機能的オリゴヌクレオ
チド分子の配列を同定する、増幅されたプラスミドの配列決定である。
Identification of a Functional Ribozyme or EGS A functional oligonucleotide molecule that is effective in inhibiting reporter gene 1 expression can be identified using any suitable technique. Preferably, the sequence of the functional oligonucleotide molecule is determined by sequencing the vector in the selected cell. Numerous techniques for sequencing vector sequences from clones are known and can be used in published methods. For example, Hirt supernatants of selected cells can be made, and plasmids are extracted from these cells. A preferred method for identifying the sequence of a functional oligonucleotide molecule in an isolated vector is single cell PCR amplification of a functional nucleotide region followed by sequencing. Another preferred method for identifying the sequence of a functional oligonucleotide molecule in an isolated vector is to lyse the cells, extract the plasmid,
Sequencing of the amplified plasmid, which amplifies the plasmid in bacteria and identifies the sequence of functional oligonucleotide molecules associated with the cell population.

【0087】 開示された方法を使用して同定された機能的オリゴヌクレオチド分子は、機能
的オリゴヌクレオチド分子と同一の部位に対して標的化する(argeted)
オリゴマーを設計するために使用し得る。
A functional oligonucleotide molecule identified using the disclosed methods is targeted to the same site as the functional oligonucleotide molecule.
Can be used to design oligomers.

【0088】 (単一プラスミドへの形質転換) レポータータンパク質AとしてGFPをコードする第1のレポーター遺伝子、
第2のレポーター遺伝子、および機能的オリゴヌクレオチド分子としてEGSま
たはリボザイム分子のライブラリーをコードする標的遺伝子をコードする1組の
ベクターを、E.coliにおいて混合した集団を増殖することによって増幅さ
せる。固定された濃度のプラスミドを適切なキャリアー(例えば、脂質、リン酸
カルシウム、DEAEデキストラン)と複合体を形成させ、そして哺乳動物細胞
に送達する。発現のピークの日(通常2日目)に、GFPおよび第2のレポータ
ーの発現レベルをFACS分離によって測定する。第2のレポーターの発現(例
えば、CD4)は、GFP蛍光スペクトルと重複しない波長で測定される。代表
的に、蛍光タグと結合体化された抗体が使用され、第2のレポーターの発現レベ
ルをモニターするために第2のレポータータンパク質に対して指向される。抗体
を細胞と共にインキュベートし、過剰の抗体を洗い流し、そしてGFPと異なる
波長で蛍光をモニターする。第2のレポーター発現に対するGFP発現の割合を
、標的配列の発現の阻害程度を決定するための尺度として使用する。細胞を溶解
し、プラスミドを抽出し、細菌内で増幅し、そして細胞集団に関連するEGSま
たはリボザイムを同定するために配列決定した。
(Transformation into a Single Plasmid) A first reporter gene encoding GFP as reporter protein A,
A set of vectors encoding a second reporter gene and a target gene that encodes a library of EGSs or ribozyme molecules as functional oligonucleotide molecules was obtained from E. coli. Amplify by growing the mixed population in E. coli. A fixed concentration of plasmid is complexed with a suitable carrier (eg, lipid, calcium phosphate, DEAE dextran), and delivered to mammalian cells. On the day of peak expression (usually day 2), the expression levels of GFP and the second reporter are measured by FACS separation. Expression of the second reporter (eg, CD4) is measured at a wavelength that does not overlap with the GFP fluorescence spectrum. Typically, an antibody conjugated to a fluorescent tag is used and directed against the second reporter protein to monitor the expression level of the second reporter. The antibody is incubated with the cells, excess antibody is washed away, and fluorescence is monitored at a different wavelength than GFP. The ratio of GFP expression to second reporter expression is used as a measure to determine the degree of inhibition of target sequence expression. Cells were lysed, plasmids were extracted, amplified in bacteria, and sequenced to identify EGSs or ribozymes associated with the cell population.

【0089】 (2つの個々のプラスミドへの形質転換) 別の実施態様において、2つの個々のプラスミドをE.coliを形質転換す
るために使用する。第1のプラスミドは、融合タンパク質(標的−GFP)をコ
ードし、そして第2のプラスミドは、第2のレポーターおよびEGSまたはリボ
ザイムのライブラリーをコードする標的遺伝子をコードする。EGS/リボザイ
ムライブラリーをコードするプラスミドを、バクテリア内で増殖させ、そして上
記のように、混合したプラスミドを調製する。
Transformation into Two Individual Plasmids In another embodiment, two individual plasmids are transformed into E. coli. used to transform E. coli. The first plasmid encodes the fusion protein (target-GFP), and the second plasmid encodes the second reporter and a target gene encoding an EGS or ribozyme library. Plasmids encoding the EGS / ribozyme library are grown in bacteria and mixed plasmids are prepared as described above.

【0090】 固定された濃度の混合したプラスミド(個々は別々のEGSまたはリボザイム
をコードする)を、固定された濃度の標的プラスミドと組み合わせる(標的−G
FP融合タンパク質をコードする)。この混合物を、市販の脂質またはリン酸カ
ルシウムの調製物と複合体化し、そして96ウェルにプレートした細胞にトラン
スフェクトする。GFPの発現のピークで、GFP−蛍光レベルおよび第2のレ
ポーターの発現レベルを測定し、そして第2のレポーターに対するGFP発現の
比率を、EGSまたはリボザイムの効力を判定するために使用する。標的に対す
るEGSの比率は、この標的に対するEGSまたはリボザイムの発現レベルを変
化するために変更され得る。
A fixed concentration of mixed plasmids (each encoding a separate EGS or ribozyme) is combined with a fixed concentration of target plasmid (Target-G
FP fusion protein). This mixture is complexed with a commercial lipid or calcium phosphate preparation and transfected into 96-well plated cells. At the peak of GFP expression, the GFP-fluorescence level and the expression level of the second reporter are measured, and the ratio of GFP expression to the second reporter is used to determine EGS or ribozyme efficacy. The ratio of EGS to target can be altered to change the level of EGS or ribozyme expression for this target.

【0091】 機能的オリゴヌクレオチド分子を同定するためのこの方法は、(特に、RNa
se Pによる目的のRNA分子の切断の誘導において、増強されるかまたは最
適な活性を有するEGS)以下の限定されない実施例を参照することによりさら
に理解される。
This method for identifying functional oligonucleotide molecules is described in (particularly RNa
EGS with enhanced or optimal activity in the induction of cleavage of an RNA molecule of interest by se P) is further understood by reference to the following non-limiting examples.

【0092】 (実施例4:EGSプールからの機能的EGSの選択) CAT−β−ガラクトシダーゼの融合タンパク質を含む原核生物ベースのベク
ターは、濃青色のコロニーを発現した。CAT遺伝子に相補する55EGS配列
をコードするDNAライブラリーを、ベースのベクターの標的遺伝子内に挿入し
た。
Example 4: Selection of functional EGS from EGS pool Prokaryotic-based vectors containing the CAT-β-galactosidase fusion protein expressed dark blue colonies. A DNA library encoding the 55EGS sequence complementary to the CAT gene was inserted into the target gene of the base vector.

【0093】 2つのライブラリーを作製した。第1のライブラリー(ライブラリーA)は、
T7ターミネーターに続いてEGSをコードした。第2のライブラリーは、EG
Sの3’末端を完成するための自己切断ハンマーヘッドリボザイム(self−
cleaving hammerhead ribozyme)に続いてEGS
をコードした。第2のライブラリーにおける発現は、おそらくより低い安定性に
起因して、より低かった。
[0093] Two libraries were made. The first library (Library A)
The EGS was coded following the T7 terminator. The second library is EG
Self-cleaving hammerhead ribozyme to complete the 3 'end of S (self-
clearing hammerhead ribozyme) followed by EGS
Was coded. Expression in the second library was lower, probably due to lower stability.

【0094】 ライブラリーAをX−galプレートにプレートした。淡青色および濃青色の
コロニーを数えた。淡青色コロニーは、CAT発現のEGS媒介性の妨害を示す
と推定された。EGSライブラリー由来の増殖したコロニーは、コントロールプ
レート(EGS挿入のないライブラリー由来の増殖したコロニー)の1%未満の
淡青色コロニーと比較して、約5%の淡青色コロニーを提供した。この陽性の総
数は、効果的である初代ライブラリーからの2〜3のEGS配列に一致した。従
って、配列の厳格なグループ化が期待された。それ故に、淡青色コロニーを採集
し、再プレートした。淡青色コロニーを保存した。多数の淡青色コロニーを、β
−ガラクトシダーゼ活性についてアッセイし、そして酵素活性の80〜90%の
阻害を明らかにした。
Library A was plated on X-gal plates. Light blue and dark blue colonies were counted. Light blue colonies were presumed to show EGS-mediated disruption of CAT expression. Expanded colonies from the EGS library provided about 5% light blue colonies as compared to less than 1% light blue colonies in control plates (grown colonies from the library without EGS insertion). This total number of positives was consistent with a few EGS sequences from the primary library that were effective. Therefore, strict grouping of sequences was expected. Therefore, pale blue colonies were picked and replated. The pale blue colonies were preserved. Numerous pale blue colonies, β
-Assayed for galactosidase activity and revealed an 80-90% inhibition of enzyme activity.

【0095】 4つの淡青色コロニーに由来するDNAを単離し、そして配列決定した。各コ
ロニーは同一のEGSをコードした。このEGSをベースのベクター内に挿入し
た。約90%のCAT活性の阻害が認められた。定性的に、より少ない阻害が第
2のライブラリーで確認された。
[0095] DNA from four pale blue colonies was isolated and sequenced. Each colony encoded the same EGS. This EGS was inserted into the base vector. About 90% inhibition of CAT activity was observed. Qualitatively, less inhibition was confirmed in the second library.

【0096】 コントロールとして、反対の実験を行った。EGSをベースのベクターから除
去した。β−ガラクトシダーゼ発現の野生型レベルを観察した。これらのデータ
は、機能的EGSが大きなプールから選別され得ることを示している。EGS1
およびEGS2(Guerrier−Takedaら、Proc.Natl.A
cad.USA 1997に示される)(以前に同定された、CAT RNAを
標的とする機能的EGS)は、これらのアッセイにおいてほとんど活性を示さな
いか、または全く活性がない。
As a control, the opposite experiment was performed. EGS was removed from the base vector. Wild-type levels of β-galactosidase expression were observed. These data indicate that functional EGS can be sorted from a large pool. EGS1
And EGS2 (Guerrier-Takeda et al., Proc. Natl. A
cad. USA 1997) (previously identified, functional EGSs targeting CAT RNA) show little or no activity in these assays.

【0097】 ライブラリーAに由来する39の陽性を、三次スクリーニングで選択した。D
NAを調製し、そして配列決定した。最初の53EGS配列の8つのみが見出さ
れた(52番のEGSは23回出現した)。コントロールとして、48のコロニ
ーを、β−ガラクトシダーゼ発現レベルに関係なく無作為にライブラリーAから
選択した。この無作為のセットにおいて、28のEGS配列を見出した(1つと
して5回を超えて出現しなかった)。表4は、EGS配列の分布を示している。
[0097] Thirty-nine positives from library A were selected in a tertiary screen. D
NA was prepared and sequenced. Only eight of the first 53 EGS sequences were found (EGS # 52 appeared 23 times). As a control, 48 colonies were randomly selected from library A regardless of β-galactosidase expression level. In this random set, 28 EGS sequences were found (one did not appear more than 5 times). Table 4 shows the distribution of the EGS sequence.

【0098】[0098]

【表4】 従って、これらの判定基準によって、EGS52、EGS36、およびEGS
20が、最も高頻度に選択されるEGS分子として同定された。これらの同一の
EGS分子は、CAT遺伝子の発現の阻害に最も効果的であるはずである。これ
を試験するために、EGS52、EGS36、およびEGS20を、CAT遺伝
子を発現している細胞において発現させ、そしてその細胞をクロラムフェニコー
ルについて試験した。その結果を図9aおよび図9bに示す。任意のEGSを欠
くコントロールプラスミドを有する細胞は、クロラムフェニコール耐性を示す一
方、選択したEGS分子の全ての3つは、クロラムフェニコール耐性に対して有
意な効果を有する。
[Table 4] Therefore, according to these criteria, EGS52, EGS36, and EGS
Twenty were identified as the most frequently selected EGS molecules. These same EGS molecules should be most effective at inhibiting CAT gene expression. To test this, EGS52, EGS36, and EGS20 were expressed in cells expressing the CAT gene, and the cells were tested for chloramphenicol. The results are shown in FIGS. 9a and 9b. Cells with a control plasmid lacking any EGS exhibit chloramphenicol resistance, while all three of the selected EGS molecules have a significant effect on chloramphenicol resistance.

【0099】 図10はさらなるデータを図示する。各Xは、CAT遺伝子のmRNA転写物
の特異的配列に相補するEGSを表している。Xは、この実験においてEGSを
回復し、そしてライブラリーを代表することを示す。同じEGSが、クローンの
淡青色または青色がかった白色により選択された多数の異なるクローンから見出
された。同等に重要なことは、指標のないプレートから無作為に採集したほとん
どのEGSは、指標のあるプレートから選択された活性EGSと異なっていた。
mRNA分子における最も可能性のある部位は、明らかに相補的なEGSの作用
にアクセス不可能であった。しかし、特定のmRNA部位はEGSに対してアク
セス可能であることが同定された。
FIG. 10 illustrates further data. Each X represents an EGS that is complementary to a specific sequence of the mRNA transcript of the CAT gene. X indicates that EGS was restored in this experiment and is representative of the library. The same EGS was found from a number of different clones selected by the clones pale blue or bluish white. Equally important, most EGS randomly collected from non-indexed plates differed from active EGS selected from indexed plates.
The most likely site in the mRNA molecule was inaccessible to apparently complementary EGS action. However, certain mRNA sites were identified as being accessible to EGS.

【0100】 図10のデータはまた、各EGSが標的遺伝子の発現をノックダウンすること
による相対的な効力を示す。集団の各組を用いて、特異的EGSに起因するβ−
ガラクトシダーゼ活性の観察された阻害を示す。最も効果的であったのはEGS
−52であり、β−ガラクトシダーゼ活性の92%の減少という結果であった。
別に選択された3つのEGS(EGS−31、EGS−20、およびEGS−3
6)は、それぞれ20%および30%まで、β−ガラクトシダーゼ活性を減少し
た。
The data in FIG. 10 also shows the relative potency of each EGS by knocking down target gene expression. Using each set of populations, β-
4 shows the observed inhibition of galactosidase activity. EGS was most effective
-52, resulting in a 92% decrease in β-galactosidase activity.
Three separately selected EGSs (EGS-31, EGS-20, and EGS-3
6) reduced β-galactosidase activity by 20% and 30%, respectively.

【0101】 本明細書中で引用される文献および引用される資料は、特に参考として援用さ
れる。
The documents and materials cited herein are specifically incorporated by reference.

【0102】 当業者は、本明細書に記載される発明の特定の実施態様に対する多数の等価物
を、認めるか、あるいは慣用的にすぎない実験を使用して確認し得る。このよう
な等価物は、以下の特許請求の範囲によって包含されることを意図する。
One skilled in the art can ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention described herein. Such equivalents are intended to be encompassed by the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、標的mRNAの切断におけるEGSの作用機構の図である。FIG. 1 is a diagram of the mechanism of action of EGS in cleavage of target mRNA.

【図2a】 図2aは、E.coliにおける必須遺伝子の同定における使用のために、A
RA−N11ライブラリー(13−マーEGS、N11CCACCA)を作成する
ための実施例において使用される構造物の図である。
FIG. For use in identifying essential genes in E. coli,
FIG. 2 is a diagram of the structure used in the example for creating an RA-N11 library (13-mer EGS, N 11 CCACCA).

【図2b】 図2bは、pARANx(A/K)EGS転写ベクターの概略図である。FIG. 2b is a schematic diagram of the pARANx (A / K) EGS transcription vector.

【図2c】 図2cは、pARANベクターおよびライブラリー構築物の概略図である。FIG. 2c is a schematic of the pARAN vector and library construct.

【図3】 図3は、E.coli内のAraN11ライブラリーを固体培地において誘導
および選択するための方法の流れ図である。適切なEGSを発現する細胞のみ生
存し、そして増幅される。
FIG. 1 is a flow chart of a method for inducing and selecting an AraN11 library in E. coli on a solid medium. Only cells expressing the appropriate EGS survive and are amplified.

【図4】 図4は、EGS標的必須遺伝子を選択するためのアンピシリン濃縮方法の流れ
図である。
FIG. 4 is a flowchart of an ampicillin enrichment method for selecting an EGS target essential gene.

【図5a】 図5aは、アラビノースあり(円)およびアラビノースなし(四角)でのアン
ピシリン選択クローンE8−1の増殖を示したグラフである。
FIG. 5a is a graph showing the growth of ampicillin selection clone E8-1 with arabinose (circles) and without arabinose (squares).

【図5b】 図5bは、アラビノースあり(円)およびアラビノースなし(四角)でのコン
トロールの増殖を示したグラフである。
FIG. 5b is a graph showing the growth of controls with arabinose (circles) and without arabinose (squares).

【図6】 図6は、異なる大きさのEGSのライブラリー(9−マー、10−マー、11
−マー、および12−マー)において同定される活性EGSの相対数を示したグ
ラフである。
FIG. 6 shows a library of EGSs of different sizes (9-mers, 10-mers, 11-mers).
-Mer, and 12-mer).

【図7】 図7は、EGS、リボザイム、およびアンチセンスを含む機能的オリゴヌクレ
オチド分子を同定するための方法において使用するためのベクターの例を示した
図である。レポーター遺伝子1は、目的のRNAおよびレポータータンパク質(
レポータータンパク質A)をコードするRNAからなる融合転写物をコードする
。融合転写物は、目的のRNAによってコードされるタンパク質およびレポータ
ータンパク質Aからなる融合タンパク質をコードする。レポーター遺伝子2は、
レポータータンパク質Bをコードする。標的遺伝子は、試験されるための機能的
オリゴヌクレオチド分子の一つをコードする。
FIG. 7 shows an example of a vector for use in a method for identifying a functional oligonucleotide molecule containing EGS, ribozyme, and antisense. Reporter gene 1 is composed of target RNA and reporter protein (
It encodes a fusion transcript consisting of RNA encoding reporter protein A). The fusion transcript encodes a fusion protein consisting of the protein encoded by the RNA of interest and reporter protein A. Reporter gene 2
Encodes reporter protein B. The target gene encodes one of the functional oligonucleotide molecules to be tested.

【図8】 図8は、機能的オリゴヌクレオチド分子を同定するための方法において使用す
るためのベクターの例を示した図である。レポーター遺伝子1は、クロラフェニ
コールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をコードするRNAおよびβ−ガ
ラクトシダーゼをコードするRNAからなる融合転写物(レポータータンパク質
A)をコードする。この融合転写物は、CATおよびβ−ガラクトシダーゼから
なる融合タンパク質をコードする。レポーター遺伝子2は、アンピシリン抵抗遺
伝子である。標的遺伝子は、50EGS分子のライブラリーの一つをコードする
EGSカセットであり、CAT RNAにおいて異なる部位がそれぞれ標的化さ
れる。
FIG. 8 shows an example of a vector for use in a method for identifying a functional oligonucleotide molecule. Reporter gene 1 encodes a fusion transcript (reporter protein A) consisting of RNA encoding chloraphenicol acetyltransferase (CAT) and RNA encoding β-galactosidase. This fusion transcript encodes a fusion protein consisting of CAT and β-galactosidase. Reporter gene 2 is an ampicillin resistance gene. The target gene is an EGS cassette that encodes one of a library of 50 EGS molecules, each of which is targeted to a different site in the CAT RNA.

【図9a】 図9aは、5μg/mlクロラムフェニコールの存在下における細胞の、時間
(分)に対する細胞培養密度(A600)のグラフである。この細胞は、図8で示 されるベクターと類似した、EGSをコードしないベクター(円)、EGS36
をコードするベクター(三角)、EGS20をコードするベクター(逆三角)、
または両方のEGS52をコードするベクター(ひし形)を含んだ。
FIG. 9a is a graph of cell culture density (A 600 ) versus time (minutes) for cells in the presence of 5 μg / ml chloramphenicol. The cells contained a non-EGS encoding vector (circle), EGS36 similar to the vector shown in FIG.
, A vector encoding EGS20 (an inverted triangle),
Alternatively, vectors (diamonds) encoding both EGS52s were included.

【図9b】 図9bは、25μg/mlクロラムフェニコールの存在下における細胞の、時
間(分)に対する細胞培養密度(A600)のグラフである。この細胞は、図8で 示されるベクターと類似した、EGSをコードしないベクター(円)、EGS3
6をコードするベクター(三角)、EGS20をコードするベクター(逆三角)
、または両方のEGS52をコードするベクター(ひし形)を含んだ。
FIG. 9b is a graph of cell culture density (A 600 ) versus time (minutes) for cells in the presence of 25 μg / ml chloramphenicol. The cells contained a non-EGS encoding vector (circle), EGS3 similar to the vector shown in FIG.
Vector encoding 6 (triangle), vector encoding EGS20 (reverse triangle)
, Or both EGS52-encoding vectors (diamonds).

【図10】 図10は、EGS−CAT−1、EGS−CAT−2、EGS−20、EGS
−31、EGS−36およびEGS−52による、クロラムフェニコールアセチ
ルトランスフェラーゼ(CAT)活性の阻害百分率のグラフである。各Xは、C
AT遺伝子のmRNA転写物の特異的配列に相補的なEGSを表わす。この複数
のXは、EGSは回復されそしてライブラリーが本実験で表わされたことを示す
。円は、各EGSが標的化遺伝子の発現をノックダウンする相対頻度を示す。
FIG. 10 shows EGS-CAT-1, EGS-CAT-2, EGS-20, and EGS.
FIG. 4 is a graph of the percentage inhibition of chloramphenicol acetyltransferase (CAT) activity by -31, EGS-36 and EGS-52. Each X is C
EGS complementary to the specific sequence of the mRNA transcript of the AT gene. This multiple X indicates that the EGS was restored and the library was represented in this experiment. Circles indicate the relative frequency at which each EGS knocks down the expression of the targeted gene.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,CA,J P (72)発明者 キント, トーマス ジェイ. アメリカ合衆国 メリーランド 20817− 2727, ベセスダ, スティル スプリン グ コート 8313──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), AU, CA, JP (72) Inventors Quint, Thomas Jay. United States Maryland 20817-2727, Bethesda, Still Spring Court 8313

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のレポーター遺伝子、第2のレポーター遺伝子、および
標的遺伝子を含む核酸分子であって、 ここで、該第1のレポーター遺伝子は目的のタンパク質またはその一部分およ
び第1のレポータータンパク質を含む融合タンパク質をコードし、 そして、該第2のレポーター遺伝子は、第2のレポータータンパク質をコード
し、 そして、該目的のタンパク質またはその一部分は、目的のRNAによりコード
され、 そして、該標的遺伝子は、EGS、リボザイム、およびアンチセンスRNAか
らなる群より選択される機能的オリゴヌクレオチド分子をコードし、 そして、該機能的オリゴヌクレオチド分子は、目的のRNA分子における部位
または目的のRNA分子をコードする該第1のレポーター遺伝子の一部分におけ
る部位に標的化される、核酸分子。
1. A nucleic acid molecule comprising a first reporter gene, a second reporter gene, and a target gene, wherein the first reporter gene is a protein of interest or a part thereof and a first reporter protein And the second reporter gene encodes a second reporter protein; and the protein of interest or a portion thereof is encoded by RNA of interest; and the target gene Encodes a functional oligonucleotide molecule selected from the group consisting of EGS, ribozyme, and antisense RNA, and the functional oligonucleotide molecule encodes a site in the RNA molecule of interest or an RNA molecule of interest. At a site in a portion of the first reporter gene Matoka is is, the nucleic acid molecule.
【請求項2】 前記標的遺伝子によりコードされる前記機能的オリゴヌクレ
オチド分子がEGSである、請求項1に記載の核酸分子。
2. The nucleic acid molecule according to claim 1, wherein the functional oligonucleotide molecule encoded by the target gene is EGS.
【請求項3】 前記核酸分子が原核生物細胞において発現および複製される
ベクターである、請求項1に記載の核酸分子。
3. The nucleic acid molecule of claim 1, wherein said nucleic acid molecule is a vector that is expressed and replicated in prokaryotic cells.
【請求項4】 前記ベクターが真核生物細胞において発現および複製される
、請求項1に記載の核酸分子。
4. The nucleic acid molecule of claim 1, wherein said vector is expressed and replicated in eukaryotic cells.
【請求項5】 請求項1に記載の核酸分子のセットであって、ここで該セッ
トにおける各核酸分子は、前記コードされる機能的オリゴヌクレオチド分子を除
いて同じであって、そして該セットにおける該核酸分子においてコードされる該
機能的オリゴヌクレオチド分子が、目的のRNA分子上の部分的または完全非重
複のオリゴヌクレオチド配列部位に対して、あるいは目的のRNA分子をコード
する第1のレポーター遺伝子の前記部分における部分的または完全非重複のオリ
ゴヌクレオチド配列部位に対して標的化される、核酸分子のセット。
5. The set of nucleic acid molecules according to claim 1, wherein each nucleic acid molecule in the set is the same except for the encoded functional oligonucleotide molecule, and in the set. The functional oligonucleotide molecule encoded in the nucleic acid molecule may be directed to a partially or completely non-overlapping oligonucleotide sequence site on the RNA molecule of interest or to a first reporter gene encoding the RNA molecule of interest. A set of nucleic acid molecules targeted to partially or completely non-overlapping oligonucleotide sequence sites in said portion.
【請求項6】 前記セットにおける各前記核酸分子上の前記標的遺伝子によ
りコードされる前記機能的オリゴヌクレオチド分子がEGSである、請求項5に
記載のセット。
6. The set of claim 5, wherein the functional oligonucleotide molecule encoded by the target gene on each of the nucleic acid molecules in the set is EGS.
【請求項7】 前記セットにおける各前記核酸分子上の前記標的遺伝子によ
ってコードされる前記機能的オリゴヌクレオチド分子がアンチセンスである、請
求項6に記載のセット。
7. The set of claim 6, wherein said functional oligonucleotide molecule encoded by said target gene on each said nucleic acid molecule in said set is antisense.
【請求項8】 前記セットにおける各前記核酸分子上の前記標的遺伝子によ
ってコードされる前記機能的オリゴヌクレオチド分子がリボザイムである、請求
項5に記載のセット。
8. The set of claim 5, wherein said functional oligonucleotide molecule encoded by said target gene on each said nucleic acid molecule in said set is a ribozyme.
【請求項9】 前記セットが5つ以上の核酸分子を含む、請求項5に記載の
セット。
9. The set of claim 5, wherein said set comprises five or more nucleic acid molecules.
【請求項10】 前記セットが、部分的にまたは完全に無作為化されるオリ
ゴヌクレオチド分子のライブラリーを含む、請求項5に記載のセット。
10. The set of claim 5, wherein said set comprises a library of partially or completely randomized oligonucleotide molecules.
【請求項11】 目的のRNAの発現を減少させるか、または目的のRNA
を不活性化する機能的オリゴヌクレオチド分子を同定する方法であって、 (a)核酸分子のセットを細胞へ導入する工程であって、 ここで該核酸分子の導入後、各細胞は第1のレポーター遺伝子、第2のレポー
ター遺伝子、および標的遺伝子を含み、そして該第1のレポーター遺伝子が、目
的のタンパク質またはその一部分を含む融合タンパク質および第1のレポーター
タンパク質をコードし、そして該第2のレポーター遺伝子が第2のレポータータ
ンパク質をコードし、そして該目的のタンパク質またはその一部分が目的のRN
Aによってコードされ、そして該標的遺伝子が、リボザイム、EGS、およびア
ンチセンスからなる群より選択される標的配列を含む機能的オリゴヌクレオチド
分子をコードし、そして該セットにおける各核酸分子は該コードされる機能的オ
リゴヌクレオチド分子を除いて同じであり、そして各核酸分子においてコードさ
れる該セットにおける該機能的オリゴヌクレオチド分子が該目的のRNA上の部
分的または完全に非重複な部位に対して、あるいは該目的のRNA分子をコード
する該第1のレポーター遺伝子の部分における部分的または完全に非重複な部位
に対して標的化される、工程、 (b)該第2のレポータータンパク質を発現し、かつ該第1のレポータータンパ
ク質の発現の減少を示す工程(a)よりこれらの細胞を同定する、工程、および
(c)該第2のレポータータンパク質を発現し、かつ該第1のレポータータンパ
ク質の発現の減少を示す該細胞に存在する該核酸分子によりコードされる該機能
的オリゴヌクレオチド分子を同定する工程であって、 ここで同定される機能的オリゴヌクレオチド分子が、目的のRNAの発現を減
少させる機能的オリゴヌクレオチドである、工程、 を包含する、方法。
11. The method according to claim 11, wherein the expression of the RNA of interest is reduced or the RNA of interest is reduced.
A method for identifying a functional oligonucleotide molecule that inactivates a cell, comprising the steps of: (a) introducing a set of nucleic acid molecules into a cell, wherein after introduction of the nucleic acid molecule, each cell A reporter gene, a second reporter gene, and a target gene, wherein the first reporter gene encodes a fusion protein comprising the protein of interest or a portion thereof and a first reporter protein; and the second reporter gene The gene encodes a second reporter protein and the protein of interest or a portion thereof
A, and wherein the target gene encodes a functional oligonucleotide molecule comprising a target sequence selected from the group consisting of ribozyme, EGS, and antisense, and each nucleic acid molecule in the set is encoded The same except for a functional oligonucleotide molecule, and where the functional oligonucleotide molecule in the set encoded in each nucleic acid molecule is partially or completely non-overlapping on the RNA of interest, or Being targeted to partially or completely non-overlapping sites in the portion of the first reporter gene encoding the RNA molecule of interest, (b) expressing the second reporter protein; Identifying these cells from step (a) showing reduced expression of said first reporter protein, And (c) identifying the functional oligonucleotide molecule encoded by the nucleic acid molecule present in the cell that expresses the second reporter protein and exhibits reduced expression of the first reporter protein. The method, wherein the functional oligonucleotide molecule identified herein is a functional oligonucleotide that reduces the expression of the RNA of interest.
【請求項12】 請求項11に記載の方法であって、前記第2のレポータータンパク質を発現し
、かつ前記第1のレポータータンパク質の発現の減少を示す細胞が、 工程(a)からの前記細胞を、第2のレポータータンパク質を発現する細胞に
ついてスクリーニングするか、または工程(a)からの該細胞から、該第2のレ
ポータータンパク質を発現する細胞を選択する工程、および、 該第2のレポータータンパク質を発現する該細胞をスクリーニングするか、ま
たは該第2のレポータータンパク質を発現する細胞から、前記第1のレポーター
タンパク質の発現を減少を示す細胞を選択する工程、 によって同定される、請求項11に記載の方法。
12. The method of claim 11, wherein the cell that expresses the second reporter protein and exhibits reduced expression of the first reporter protein is the cell from step (a). Screening for cells that express a second reporter protein, or selecting cells that express the second reporter protein from the cells from step (a); and Screening the cells that express, or selecting from the cells that express the second reporter protein, cells that exhibit reduced expression of the first reporter protein. The described method.
【請求項13】 前記細胞が細菌である、請求項11に記載の方法。13. The method according to claim 11, wherein said cells are bacteria. 【請求項14】 前記細胞が真核生物細胞である、請求項11に記載の方法
14. The method of claim 11, wherein said cells are eukaryotic cells.
【請求項15】 前記細胞が真菌である、請求項14に記載の方法。15. The method of claim 14, wherein said cells are fungi. 【請求項16】 前記細胞が哺乳動物細胞である、請求項14に記載の方法
16. The method of claim 14, wherein said cells are mammalian cells.
【請求項17】 前記細胞がPseudomonas aeruginos
a、Mycobacterium tuberculosis、Hemophi
lus influenzae、Staphylococcus aureus
、Mycoplasma pneumoniae、Escherichia c
oli、Streptococcus pneumoniae、Neisser
ia gonorrhaoeae、Streptococcus virida
ns、Streptococcus pyogenes、Proteus mi
rabilis、Proteus vulgaris、Salmonella
typhimurium、Shigella dysentereae、Clo
stridium difficile、Klebsiella pneumo
niae、Candida albicans、Aspergillus fl
avus、Aspergillus fumagatus、およびHistop
lasmatus capsulatumからなる群より選択される、請求項1
1に記載の方法。
17. The method according to claim 16, wherein the cells are Pseudomonas aeruginos
a, Mycobacterium tuberculosis, Hemophili
rus influenzae, Staphylococcus aureus
, Mycoplasma pneumoniae, Escherichia c
oli, Streptococcus pneumoniae, Neisser
ia gonorrhoeae, Streptococcus virida
ns, Streptococcus pyogenes, Proteus mi
rabilis, Proteus vulgaris, Salmonella
typhimurium, Shigella dysentereae, Clo
stridium difficile, Klebsiella pneumo
niae, Candida albicans, Aspergillus fl
avus, Aspergillus fumagatas, and Histop
2. The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of:
2. The method according to 1.
【請求項18】 機能的オリゴヌクレオチド分子が前記第2のレポータータ
ンパク質を発現し、かつ前記第1のレポータータンパク質の発現の減少を示す前
記細胞に存在する前記核酸分子を同定する工程により同定される、請求項11に
記載の方法。
18. A functional oligonucleotide molecule is identified by the step of identifying the nucleic acid molecule present in the cell that expresses the second reporter protein and exhibits reduced expression of the first reporter protein. The method of claim 11.
【請求項19】 前記標的配列をコードする前記標的遺伝子の部分配列を決
定する工程をさらに包含する、請求項18に記載の方法。
19. The method of claim 18, further comprising determining a partial sequence of said target gene encoding said target sequence.
【請求項20】 請求項10〜19のいずれかの方法により得られる目的の
RNAの発現を減少させるための、機能的オリゴヌクレオチド分子。
20. A functional oligonucleotide molecule for reducing expression of a target RNA obtained by the method according to any one of claims 10 to 19.
【請求項21】 遺伝子から転写されるRNase P RNA分子による
切断を標的化する外部ガイド配列ライブラリーを、公知のヌクレオチド配列を有
する遺伝子を含む細胞と混合する工程を包含する、必須遺伝子または機能的遺伝
子を同定するための、方法。
21. An essential or functional gene comprising mixing an external guide sequence library targeting cleavage by RNase P RNA molecules transcribed from the gene with cells containing the gene having a known nucleotide sequence. A method for identifying a gene.
【請求項22】 前記外部ガイド配列が原核生物のRNase PによるR
NA分子の切断を標的化し、そして前記細胞が細菌細胞である、請求項21に記
載の方法。
22. The method according to claim 19, wherein the external guide sequence is a prokaryotic RNase P.
22. The method of claim 21, which targets cleavage of the NA molecule, and wherein said cell is a bacterial cell.
【請求項23】 前記外部ガイド配列が真核生物のRNase PによるR
NA分子の切断を標的化し、そして前記細胞が真核生物細胞である、請求項21
に記載の方法。
23. The method according to claim 23, wherein the external guide sequence is an Eukaryotic RNase P
22. Targeting the cleavage of a NA molecule, and wherein said cell is a eukaryotic cell.
The method described in.
【請求項24】 前記外部ガイド配列が真核生物のRNase PによるR
NA分子の切断を標的化し、そして前記細胞が真菌細胞である、請求項21に記
載の方法。
24. The method according to claim 24, wherein the external guide sequence is an eukaryotic RNase P
22. The method of claim 21, which targets cleavage of the NA molecule, and wherein said cell is a fungal cell.
【請求項25】 前記細胞が、Pseudomonas aerugino
sa、Mycobacterium tuberculosis、Hemoph
ilus influenzae、Staphylococcus aureu
s、Mycoplasma pneumoniae、Escherichia
coli、Streptococcus pneumoniae、Neisse
ria gonorrhaoeae、Streptococcus virid
ans、Streptococcus pyogenes、Proteus m
irabilis、Proteus vulgaris、Salmonella
typhimurium、Shigella dysentereae、Cl
ostridium difficile、Klebsiella pneum
oniae、Candida albicans、Aspergillus f
lavus、Aspergillus fumagatus、およびHisto
plasmatus capsulatumからなる群より選択される、請求項
21に記載の方法。
25. The cell according to claim 15, wherein the cell is Pseudomonas aerugino.
sa, Mycobacterium tuberculosis, Hemoph
ilus influenzae, Staphylococcus aureu
s, Mycoplasma pneumoniae, Escherichia
coli, Streptococcus pneumoniae, Neisse
ria gonorrhoeae, Streptococcus virid
ans, Streptococcus pyogenes, Proteus m
irabilis, Proteus vulgaris, Salmonella
typhimurium, Shigella dysentereae, Cl
ostridium difficile, Klebsiella pneum
oniae, Candida albicans, Aspergillus f
lavus, Aspergillus fumagatas, and Histo
22. The method according to claim 21, wherein the method is selected from the group consisting of plasmascapsatum.
【請求項26】 前記ライブラリーが、原核生物細胞内の任意のRNAにお
ける任意の切断部位に、RNase Pによる切断を特異的に指向するに有効な
長さのヌクレオチド配列の全ての可能な組み合わせを含むように構築される、請
求項21に記載の方法。
26. The library comprising all possible combinations of nucleotide sequences of a length effective to specifically direct RNase P cleavage at any cleavage site in any RNA in a prokaryotic cell. 22. The method of claim 21 constructed to include.
【請求項27】 前記外部ガイド配列がN1013オリゴマーを含む、請求項
26に記載の方法。
27. The external guide sequence comprises a N 10 ~ 13 oligomers The method of claim 26.
【請求項28】 前記外部ガイド配列がN1015オリゴマーを含み、そして
前記細胞が真菌である、請求項21に記載の方法。
28. The external guide sequence comprises N 10 ~ 15 oligomer, and wherein said cell is a fungus, The method of claim 21.
【請求項29】 前記外部ガイド配列がN1018オリゴマーを含み、そして
前記細胞が哺乳動物細胞である、請求項21に記載の方法。
29. The external guide sequence comprises N 10 ~ 18 oligomer, and wherein said cell is a mammalian cell, the method according to claim 21.
【請求項30】 前記外部ガイド配列が、前記細胞内で発現および複製され
得るベクターに存在する、請求項21に記載の方法。
30. The method of claim 21, wherein said external guide sequence is on a vector capable of being expressed and replicated in said cell.
【請求項31】 前記ベクターがレポーター遺伝子または該ベクターを有す
る細胞をスクリーニングするために使用され得る選択遺伝子、あるいは必須遺伝
子または機能的遺伝子をコードするRNAの切断を誘導する外部ガイド配列を有
する、請求項30に記載の方法。
31. The vector has an external guide sequence that induces cleavage of a reporter gene or a selection gene that can be used to screen cells harboring the vector, or an RNA encoding an essential or functional gene. Item 30. The method according to Item 30,
【請求項32】 前記RNAがウイルスRNA、メッセンジャーRNA、ト
ランスファーRNA、およびリボゾームRNAからなる群より選択される、請求
項21に記載の方法。
32. The method of claim 21, wherein said RNA is selected from the group consisting of viral RNA, messenger RNA, transfer RNA, and ribosomal RNA.
【請求項33】 必須遺伝子または機能的遺伝子によりコードされるRNA
の切断を誘導する外部ガイド配列を含む細胞を選択する工程をさらに包含する、
請求項31の方法。
33. RNA encoded by an essential or functional gene
Further comprising selecting cells containing an external guide sequence that induces cleavage of
The method of claim 31.
【請求項34】 前記細胞が最初に複製され、次いで必須遺伝子または機能
的遺伝子をコードするRNAを切断する外部ガイド配列を発現する細胞の表現型
を殺傷するかまたは変化させる薬剤へ曝露される、請求項33に記載の方法。
34. The cell is first replicated and then exposed to an agent that kills or alters the phenotype of the cell that expresses an external guide sequence that cleaves an RNA encoding an essential or functional gene. 34. The method according to claim 33.
【請求項35】 前記ベクターを発現する細胞が、必須遺伝子または機能的
遺伝子をコードするRNAの切断を誘導する外部ガイド配列を発現する細胞の表
現型を殺傷するかまたは変化させる薬剤への曝露より前に増幅される、請求項3
4に記載の方法。
35. The method according to claim 26, wherein the cells expressing the vector are exposed to an agent that kills or alters the phenotype of cells expressing an external guide sequence that induces cleavage of RNA encoding an essential or functional gene. 4. Amplified before
4. The method according to 4.
【請求項36】 前記細胞の表現型の殺傷または変化を誘導する前記外部ガ
イド配列の配列を同定する工程をさらに包含する、請求項33に記載の方法。
36. The method of claim 33, further comprising identifying a sequence of said external guide sequence that induces phenotypic killing or alteration of said cell.
【請求項37】 前記外部ガイド配列によって標的化される場合、コードさ
れるRNAがRNase Pによって切断される遺伝子の配列を決定する工程を
さらに包含する、請求項36に記載の方法。
37. The method of claim 36, further comprising determining the sequence of a gene whose encoded RNA is cleaved by RNase P when targeted by said external guide sequence.
【請求項38】 前記遺伝子の配列が所定の薬剤に曝露される場合、前記細
胞の表現型を殺傷するかまたは変化させる複数の外部ガイド配列の分析により決
定される、請求項37に記載の方法。
38. The method of claim 37, wherein the sequence of the gene is determined by analysis of a plurality of external guide sequences that kill or alter the phenotype of the cell when exposed to a predetermined agent. .
【請求項39】 請求項21〜38に記載の方法によって同定される、単離
された遺伝子配列。
39. An isolated gene sequence identified by the method of claims 21-38.
【請求項40】 請求項21〜38に記載の方法において使用するための外
部ガイド配列のライブラリー。
40. A library of external guide sequences for use in the method of claims 21-38.
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