JP2015514402A - チオール官能基を含む修飾オリゴヌクレオチドおよび核酸検出のためのこれらの使用 - Google Patents

チオール官能基を含む修飾オリゴヌクレオチドおよび核酸検出のためのこれらの使用 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、2以上のチオール官能基を有する修飾オリゴヌクレオチドに関する。【解決手段】この修飾オリゴヌクレオチドは、金表面またはグラフト化表面、特に、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面に固定することができる。本発明はまた、修飾オリゴヌクレオチドと生体試料から増幅された標的核酸との間のハイブリダイゼーションを検出するステップを含む、生体試料中の核酸を検出する方法を含む。本発明は、より詳細には、病原体生物、好ましくはウイルスを、検出、遺伝子型決定またはシーケンシングするための方法を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、2以上のチオール官能基を有する修飾オリゴヌクレオチドに関し、この修飾オリゴヌクレオチドは、金表面またはグラフト化表面、特に、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面に固定することができる。本発明はまた、修飾オリゴヌクレオチドと生体試料から増幅された標的核酸との間のハイブリダイゼーションを検出するステップを含む、生体試料中の核酸を検出する方法に関する。本発明は、より詳細には、病原体生物(好ましくはウイルス)を、検出し(detecting)、遺伝子型決定し(genotyping)またはシーケンシングする(sequencing)ための方法に関する。
核酸は、それらを構成する異なるヌクレオチドの連続配置によりもたらされるそれらの物理化学的安定性および特異性のため、ヒト、動物、植物、細菌またはウイルス性生物の特異的検出および同定のための方法における使用に、非常に良く適した分子である。
これらの特性は、信頼性があり、感度の高いバイオセンサーの開発につながり、このバイオセンサーは、従来通り、分子認識要素およびトランスデュサーから構成される。「プローブ」と呼ばれる分子認識要素は、一般的にトランスデュサーの表面に固定されており、「標的」核酸分子に対して高い特異性および感度を表す。トランスデュサーの役割は、分子認識事象を変換することである。すなわちプローブのヌクレオチド配列と標的との間のハイブリダイゼーションを、容易に測定可能なシグナルに変換する。したがって、バイオセンサーは、プローブおよび標的中に含有される2つの相補的ヌクレオチド配列の対合に関する能力を活用し、2つの配列のハイブリダイゼーションが起こった時にシグナルを発生する。
バイオセンサーは、プローブと標的配列のハイブリダイゼーションを明らかにするために使用される、変換の方法により特徴付けられる。
直接変換によるバイオセンサーは、特殊な標識化を用いずに、配列のハイブリダイゼーションを検出可能にする。これらは、例えば、変換が電子移動反応により起こる電気化学系、例えば定電位における電流変化の検出に基づく電流測定、2つの電極間の導電率変化の検出に基づく導電率測定または定電流における電位変化の検出に基づく電位差測定を含む。直接変換によるバイオセンサーはまた、圧電技術に基づき、例えば、表面において起こる変化に応じて振動数が変動する水晶の特性を活用する重量測定系も含む。直接変換によるバイオセンサーは、一般的に迅速で特異的であるが、感度が限られている(10−9から10−12M)。直接変換によるバイオセンサーは、安価で、使い捨ての持ち運びのできる診断系の作製に非常に適している。
一方で、間接的変換によるバイオセンサーは、標的核酸配列の標識化を必要とし、検出前に洗浄ステップの実施が必要である。間接的変換によるバイオセンサーは、一般的に、光学系の形態である。そこでは、検出が共焦点顕微鏡に連結されたリーダーにおいて実施され、レーザーで誘起される励起に応じた、1以上の蛍光マーカーによる光の放射に基づく光学系の形態である。したがって、間接的変換によるバイオセンサーは、一般的に操作が複雑な重い機器を必要とし、有資格者を必要とするが、高い検出感度(10−12から10−15M)を有する。間接的変換によるバイオセンサーは、核酸に基づく診断分野において最も多く使用される技術を構成する。
直接または間接的な変換によるバイオセンサーは、何千または何万もの核酸配列のハイブリダイゼーションの検出を同時に可能にする。これらのバイオセンサーは、一般的に、固体支持体上のドットの形態で固定されたプローブの秩序だった形態で配置される。各ドットは、同じヌクレオチド配列を有する約10の同一プローブを含有し、プローブのヌクレオチド配列は、1つのドットと次のドットとで異なる。
「マイクロアレイ」は、約20から50μmのサイズの1000から10のドットを含む、非常に複雑なバイオセンサーである。マイクロアレイは、非常に洗練されており、高価であり、主にDNAシーケンシング、遺伝的疾患の調査および多型の分析を意図している。このタイプのバイオセンサーは、特に、Affymetrix社、Illumina社およびAgilent社により開発されている。一方で、「マクロアレイ」は、200μm以上のサイズの1000から10000のドットを含むあまり複雑ではないバイオセンサーである。
プローブは、共有結合または非共有結合によりバイオセンサーに固定され得る。プローブとトランスデュサーとの共有結合は、例えば、フォトリソグラフィーにより得ることもできる。またはアミノ化オリゴヌクレオチドと、官能化シランによりコーティングされた表面との反応により得ることができる。プローブは、金属表面、特に金表面にも、例えば金原子とイオウ原子との間の結合を用いて固定することができる。しかし、Au−S結合は中程度の強度の結合であり、単一の金−イオウ結合は、プローブを金表面に非常に安定な様式で固定するには十分でない。実際に、検出方法は特に洗浄ステップを含み、洗浄ステップは、Au−S結合を不安定化させ得る強力な機械的ストレスを生じる。
プローブはまた、トランスデュサーに非共有的に、例えば静電吸着により結合させることができる。非共有結合は、例えば、プローブのDNAの負に帯電したリン酸塩と、γ−アミノプロピルシランまたはポリ−L−リジンの層によりコーティングされたトランスデュサーの表面との間の相互作用からもたらされ得る。プローブとトランスデュサーとの間の非共有結合の相互作用は、検出手順の間に実施される洗浄ステップに対して、特に、検出が間接的変換により実施される場合、ほとんど抵抗性が無い。それは、ハイブリダイゼーションの検出は、ハイブリダイゼーションステップそれ自体の後に、プローブのヌクレオチド配列に結合しなかった標識標的ヌクレオチド配列を除去する必要があるためである。さらに、非共有結合は、ハイブリダイゼーションまたは洗浄のステップのストリンジェンシーの強化のための操作条件を有意に変化させることができず、したがってそれらをより特異的にしている。
文献EP 0 523 978は、チオール−修飾オリゴヌクレオチドを作製するために使用可能なホスホラミダイトまたはホスホネート化合物を開示している。しかし、これらの化合物は、1回だけ、オリゴヌクレオチドの5’末端にだけ導入可能である。
文献US 7,601,848は、少なくとも2つの金−イオウ結合を生じさせ、それ故、金表面のオリゴヌクレオチドを安定化させるために、オリゴマー中への組み込みが意図される2つのイオウ原子を含む、多官能性化合物を開示している。これらの化合物のいくつかは、ホスホラミダイト官能基を含む。しかし、この文献において使用される化合物は、非常に高価な化合物から製造され、多官能性化合物のオリゴヌクレオチドのカップリングは、この化合物の立体障害のため、満足の行く収率を有さない。この文献において、チオール化合物を互いに結合させるため、結合剤が必要であり、それによって、チオール化合物がオリゴヌクレオチド内へ複数導入される。
EP 0 523 978 US 7,601,848
Chattopadhyaya and Reese, Chem. Soc. Chem. Comm., 1978年, 639-640頁 Pourceau, G., Meyer, A., Vasseur, J. J., and Morvan, F., Journal of Organic Chemistry 74, 2009年, 1218-1222 Tamalet C.ら、 2003年、Journal of Medical Virology 71: 391-39頁 Scaramozzino N. ら、Comparison of Flavivirus universal primer pairs and development of a rapid, highly sensitive heminested reverse transcription-PCR assay for detection of flaviviruses targeted to a conserved region of the NS5 gene sequences. 2001年. Journal of Clinical Microbiology 39: 1922-1927頁
本発明の目的は、少なくとも2つのチオール官能基を有するオリゴヌクレオチドから形成されるプローブを、開発することである。前記プローブは、さまざまな支持体に、単純かつ効率的にグラフト可能であり、前記支持体は、両面が金属(例えば金)によりコーティングされた表面を有していてもよく、両面が、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基(好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基)を有するグラフト化表面を有してもよい。本発明のプローブは、前述の欠点を少なくとも部分的に克服し、検出の間に用いられる変換のタイプ(直接的変換または間接的変換)に関わらず、標的ヌクレオチド配列の検出の特異性および感度を増強可能にする。
本発明はまた、病原体生物もしくは感染性生物の核酸、または疾患の原因または疾患に関与する遺伝子の核酸を検出する方法、シーケンシングする方法および/または遺伝子型を決定する方法を提供することを目的とし、該方法は、経済的、迅速、高感度、より柔軟性であり、既存の方法より自動化が容易である。
本発明は、まず第1に、式(XIIb):
N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y-(M1-…-Mm-1-Mm)p-(I’b)y’(XIIb)
または式(XIIIb):
(Ic’)-(I’b)y-1-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y’-(M1-M2-…-Mm-1-Mm)p-(I’b)y”(XIIIb)
[式中、
、…、Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…、Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(I’b)は、式:
Figure 2015514402
の化合物を表し、
(Ic’)は、式:
Figure 2015514402
の化合物を表し、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
pは、0または1を表し、
pが値1を有する場合、y’は0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y’は0に等しく、
pが値1を有する場合、y”は0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y”は0の値を有し、
整数(y+y’)または(y+y’+y”)の合計は、2から12の間に含まれ、
Xは、直鎖または分岐鎖の、C1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
Yは、直鎖または分岐鎖の、C1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
Zは、C1−C12アルコキシ基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基、C1−C12NCO−アルキル基、C1−C12CON−アルキル基から選択され、
Wは、C1−C12アルカントリイル基、C6−C18アリールトリイル基およびC6−C18アラルカン(aralkane)トリイル基から選択され、好ましくは、CH、CCH、CCHCH、シクロヘキサントリイルおよびベンゼントリイルから選択される基であり、
Rは、HまたはC1−C12アシル、C1−C12S−アルキル、C6−C12S−アリール、S−2−ピリジン、酸素含有または窒素含有C1−C12S−ヘテロアルキル、C3−C12S−シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C12S−シクロヘテロアルキル基から選択され、ならびに、
R1は、2−シアノエチルまたはR’R’R’SiCHCH基(式中R’、R’およびR’は、同一であっても、または異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の、C1−12アルキルおよびC6−C12アリールから選択される基を表す)から選択される]
に対応する修飾オリゴヌクレオチドに関する。
本発明の一実施形態に従って、本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、式:
Figure 2015514402
(式中、n、y、N、…、Nn−1、X、Y、Z、WおよびRは、上記と同じ定義を有し、Bは、n番目のヌクレオチドの塩基を表す。)
に対応する。
本発明の別の実施形態に従って、修飾オリゴヌクレオチドは、式:
Figure 2015514402
(式中、n、y、N、…、N、X、Y、Z、WおよびRは、上記と同じ定義を有し、Bは、第1番目のヌクレオチドの塩基を表す。)
に対応する。
本発明の一実施形態に従って、上記の修飾オリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および、場合により、ヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)を含み、これらは、疾患の原因ないしは疾患に関与する、ウイルス、細菌、または遺伝子に対して特異的である。
本発明の一実施形態に従って、ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、
−C型肝炎ウイルス(HCV)に特異的な配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号35もしくは配列番号36の配列、
−フラビウイルスに特異的な配列番号16、配列番号17もしくは配列番号40の配列
−デングウイルスに特異的な配列番号18もしくは配列番号41の配列、または
−西ナイルウイルス(WNV)に特異的な配列番号19の配列、
から選択される。
本発明の一実施形態に従って、ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、アルファアノマー、ベータアノマー、直鎖もしくはステムループ(スネイル「snail」)タイプの構造を有する。
本発明はさらに、少なくとも1つの上記の修飾オリゴヌクレオチドによるグラフト化基材に関し、前記基材は、前記修飾オリゴヌクレオチドのグラフティングを許容する物質によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含む。
本発明の一実施形態に従って、前記グラフト化基材の前記レシービングゾーンは、金またはプラチナフィルムによりコーティングされ、前記基材は、金属、好ましくは銅製であるか、または前記レシービングゾーンは、その表面に少なくとも1つの炭素−炭素二重結合(アルケニル官能基)または炭素−炭素三重結合(アルキニル官能基)またはハロアセトアミド官能基(好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基)を含み、前記基材はプラスチック、好ましくはポリスチレン製である。本発明の一実施形態に従って、使用する基材は、非導電ポリマーである。本発明の別の実施形態に従って、本発明の実施に使用される基材は導電性である。
本発明の一実施形態に従って、グラフト化基材は、(部分的または全体に)平坦または曲面であり、球状であることが有利であり得る。一実施形態に従って、基材は非平面、例えば、マイクロ粒子またはナノ粒子の形態であり、好ましくは磁性である。
本発明はさらに、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出する方法に関する。この方法は、前記標的核酸を、上記の修飾オリゴヌクレオチドにより形成される少なくとも1つの検出プローブにより検出するステップを含む。
本発明の一実施形態に従って、本発明の検出方法は、
−生体試料から少なくとも1つ供給源核酸を得るステップ、
−前記供給源核酸からの標的核酸の増幅によりアンプリコンを作製するステップ、および
−前記アンプリコンと、上記の修飾オリゴヌクレオチドにより形成される少なくとも1つの検出プローブとのハイブリダイゼーションを検出するステップ、
を含む。
本発明の一実施形態に従って、本発明の検出方法は、生体試料中に存在するウイルスの遺伝子型および/または亜型の決定を可能にする。前記検出方法は、
−標的ヌクレオチド配列の増幅によりアンプリコンを作製するステップであって、前記標的ヌクレオチド配列は、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に関する情報を保有するウイルスのゲノム領域に対応するステップと、
−少なくとも1つの検出プローブを有する前記アンプリコンと、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に特異的なプローブとのハイブリダイゼーションを検出するステップであって、前記検出プローブは、上述した修飾オリゴヌクレオチドより形成されている検出プローブであるステップと、
を含む。
本発明の一実施形態に従って、本発明の検出方法のアンプリコンを作製するステップはヌクレオチドプライマーの混合物により実施される。好ましくは、下記のプライマーペア:
−配列番号8および配列番号9、どのようなウイルス遺伝子型が関与していても、アンプリコンがHCVから作製され、このプライマーペアは包括的であり、HCVの任意の遺伝子型から出発する401ntの「長鎖」アンプリコンの増幅を可能にするペア;
−配列番号10および配列番号9、遺伝子型1a/1bに特異的な191ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号29および配列番号9、遺伝子型2に特異的な108ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号8および配列番号11、遺伝子型3aに特異的な143ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号8および配列番号30、遺伝子型4a/4dに特異的な175ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;ならびに
−配列番号20および配列番号21、および/または配列番号22および配列番号21アンプリコンが、フラビウイルスから作製される場合のペア、
から選択されるヌクレオチドプライマーの混合物により実施される。
本発明はさらに、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するためのキットに関する。前記キットは、
−上記の少なくとも1つの修飾オリゴヌクレチド、および少なくとも1つの基材と、
−上記の少なくとも1つのグラフト化基材、を含み、
前記少なくとも1つの基材は、前記修飾オリゴヌクレオチドのグラフトに耐える物質によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含み、
前記レシービングゾーンが、好ましくは金、プラチナによりコーティングされるか、または少なくとも1つの炭素−炭素二重結合もしくは炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む少なくとも1つの基材である、
生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するためのキットに関する。
本発明はさらに、配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号35、配列番号36、配列番号40および配列番号41の配列から選択されるヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドに関する。
本発明はさらに、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するための、上記のオリゴヌクレオチドの使用もしくは修飾オリゴヌクレオチドの使用、または上記のグラフト化基材の使用に関する。
本発明の一実施形態に従って、前記使用は、ウイルス株(好ましくは、HCV、デングまたは西ナイルウイルス)の診断または遺伝子型決定を可能にする。
本発明の有利性は、
−チオール官能基を保有する本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、作製に要するコストが高価ではない、
−本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、金表面に、または少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面に安定に固定できる、
−核酸の検出、シーケンシングおよび/または遺伝子型決定のための方法における本発明の修飾オリゴヌクレオチドの使用は、数百のヌクレオチドの標的ヌクレオチド配列を特異的に検出可能にする、
−本発明の修飾オリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列は、検出のより優れた感度および特異性を有しながら、公知の検出方法および/または遺伝子型決定において使用されるプローブより有利に短い、
である。
本発明の他の特長および有利性は、下記の本発明の好ましい実施形態の説明、所与の実施例を読み、添付の図面を参照することにより明らかになると思われる。
図1は、化合物(I)の合成方法を説明する概略図を示す。 図2Aは、化合物(Ia)から出発する、本発明の化合物のオリゴマーの合成方法を説明する概略図を示す。 図2Bは、化合物(Ib)から出発する、本発明の化合物のオリゴマーの合成方法を説明する概略図を示す。 図3は、その5’末端において(I)のオリゴマーによりグラフト化されたオリゴヌクレオチド化合物(XIIc)の合成方法を説明する概略図を示す。 図4は、その3’末端において(I)のオリゴマーによりグラフト化されたオリゴヌクレオチド化合物(XIIIc)の合成方法を表す概略図を示す。 図5は、修飾オリゴヌクレオチドの金表面におけるグラフト率のヒストグラムを示す。 図6は、修飾オリゴヌクレオチドの金表面へのグラフティングの安定性を、60℃における時間の関数として表すグラフを示す。 図7は、修飾オリゴヌクレオチドの金表面へのグラフティングの安定性を、80℃における時間の関数として表すグラフを示す。 図8は、タイプ3aのテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図9は、タイプ3aのテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図10は、タイプ1a/1bのテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図11は、1、2、4、6または8つのチオール基を保有するタイプ1a/1bのプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図12は、異なるグラフト密度においてタイプ1a/1bのモノチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図13は、異なるグラフト密度においてタイプ1a/1bのジチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図14は、異なるグラフト密度においてタイプ1a/1bのテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図15は、金表面にグラフトされたテトラチオールプローブによる、プローブ/標的のハイブリダイゼーション試験の結果のグラフを示す。 図16aは、本発明に係る修飾オリゴヌクレオチドと、活性化されたアルケニルまたはアルキニル基によるグラフト化表面との間の反応式を示す。 図16bは、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドと、光(λ=265nm)により活性化されたアルケニルまたはアルキニル基によるグラフト化表面との間の反応式を示す。 図17は、タイプ1a/1bのテトラチオールHCVプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図18は、タイプ2a/2cおよび/2bの2つのテトラチオールHCVプローブの混合物により実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図19は、タイプ3aのテトラチオールHCVプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図20は、タイプ4a/4dのテトラチオールHCVプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図21は、フラビウイルスに包括的なテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図22は、デングの血清型4に特異的なテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。 図23は、西ナイルウイルスに包括的なテトラチオールプローブにより実施された、蛍光検出によるELOSA試験の結果のグラフを示す。
本出願は、ホスホラミダイト、H−ホスホネート構造の化合物、または固体支持体に結合された化合物であって、保護されたチオール官能基を有する化合物の調製を記載する。これらのチオール化合物は、本発明に係る修飾オリゴヌクレオチドを形成するために、オリゴヌクレオチド内への導入が意図される。このようにして得られた修飾オリゴヌクレオチドは、いくつかのチオール官能基を有し得る。
したがって、本発明は、下記の方法によって得られ、2から12のチオール官能基を含む修飾オリゴヌクレオチドに関する。本発明はさらに、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するための、これらの修飾オリゴヌクレオチドの使用に関する。
[チオール化合物]
チオール化合物は、本発明の修飾オリゴヌクレオチド内への導入が意図され、下記の式(I):
Figure 2015514402
(式中、
Tは、−O−P(OR)N(R、−O−PH(O)O、−OC(O)JC(O)NH−□から選択される基であり、
・Rは、2−シアノエチル、R’R’R’SiCHCHおよび基R’、R’、R’から選択され、R’、R’、R’は、同一であっても、または異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の、1から12の炭素原子を有するアルキル基およびC6−C12アリール基から選択され、
・Rは、直鎖もしくは分岐鎖の、1から12の炭素原子を含むアルキル基、ピロリジンから選択され、
・Jは、単結合、−CH−、−CHCH−、−CHOCH−、Phがベンジルである−CHOPhOCH−の基から選択され、
・□は、固体支持体を表し、
Dは、アルコールの保護基であり、
Wは、C1−C12アルカントリイル基、C6−C18アリールトリイル基およびC6−C18アラルカン(aralkane)トリイル基から選択され、
Zは、C1−C12アルコキシ、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル、C1−C12NCO−アルキル、C1−C12CON−アルキルから選択され、
Yは、直鎖または分岐鎖の、C1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
Xは、直鎖または分岐鎖の、C1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
Rは、C1−C12アシル、C1−C12S−アルキル、C6−C12S−アリール、S−2−ピリジン、酸素含有または窒素含有C1−C12S−ヘテロアルキル、C3−C12S−シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C12S−シクロヘテロアルキル基から選択される。)
に対応する。
本発明の意味の範囲内で、「アルカントリイル」は、1以上のアルキル基により場合により置換されている直鎖、分岐鎖または環状の、アルカントリイルを意味する。本発明に従った化合物中に存在できるアリールトリイル基としては、ベンゼントリイルおよびナフタレントリイルを挙げることができる。アラルカン(aralkane)基としては、1,3,5−トリメチルベンゼントリイルおよびトリメチルナフタレントリイルを挙げることができる。
化合物(I)は、下記の式(Ia)、(Ib)および(Ic)に対応する亜化合物(Ia)、(Ib)および(Ic)に分けることができ、式中、パラメーターX、Y、Z、R、R、RおよびDは、上記の式(I)と同じ定義を有する:
Figure 2015514402
好ましくは、Rは、2−シアノエチルおよびR’R’R’SiCHCH基から選択され、
R’、R’、R’は同一であっても、または異なっていてもよく、直鎖または分岐鎖の、1から6の炭素原子を含むアルキル基およびフェニルから選択される基を表し、
好ましくはRは、2−シアノエチルおよびR’R’R’SiCHCH基から選択され、
R’、R’、R’は同一であっても、または異なっていてもよく、直鎖または分岐鎖の、1から3の炭素原子を含むアルキル基およびフェニルから選択される基を表し、
さらにより好ましくは、Rは、2−シアノエチル、2−(トリメチルシリル)エチル、2−(トリフェニルシリル)エチル、2−(ジフェニルメチルシリル)エチル基から選択される。
好ましくは、Rは、直鎖または分岐鎖の、1から6の炭素原子を含むアルキル基から選択される。好ましくは、Rは、イソプロピル基(iPr)を表す。
好ましくは、固体支持体は、樹脂、特にポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、セルロース、ポリエチレン、ポリエステル、ラテックス、ポリアミド、ポリジメチルアクリルアミドで構成される樹脂、合成または天然の親水性ポリマー、ガラスビーズ、シリカゲルから選択される。
好ましくは、Wは、C1−C6アルカントリイル基、C6−C12アリールトリイル基、C6−C12アラルカン(aralkane)トリイル基から選択され、より好ましくは、CH、CCH、CCHCH、シクロヘキサントリイルおよびベンゼントリイル基から選択される。
好ましくは、Dは、化合物(I)の他の基に対して直交脱保護(orthogonal deprotection)が可能なアルコールの保護基から選択される。より詳細には、Dは、4,4’−ジメトキシトリチル(DMTr)、9−フェニルキサンテン−9−イル(ピキシル(pixyl))またはフルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)から選択される。ピキシル保護基は、特に、文献Chattopadhyaya and Reese, Chem. Soc. Chem. Comm., 1978年, 639-640頁に記載されている。アルコールの別の保護基候補は、tert−ブチル−ジメチルシリル基であり、およびこの場合ポリスチレン支持体が特に好ましいと思われる。
好ましくは、Zは、C1−C6アミノアルキル、C1−C6アルコキシ、酸素含有または窒素含有C3−C6シクロヘテロアルキル、C1−C6NCO−アルキル、C1−C6CON−アルキル基から選択される。
好ましくは、Yは、直鎖または分岐鎖の、C1−C6アルキル基、C1−C6アミノアルキル、C1−C6アルコキシ、C3−C6シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C6シクロヘテロアルキル基から選択される。
好ましくは、Xは、直鎖または分岐鎖の、C1−C6アルキル基、C1−C6アミノアルキル、C1−C6アルコキシ、C3−C6シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C6シクロヘテロアルキル基から選択される。
好ましくは、Rは、C1−C12アシル、C1−C6S−アルキル、C6S−アリール、酸素含有または窒素含有C6S−ヘテロアルキル、C6S−シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C6S−シクロヘテロアルキル基から選択される。
一実施形態に従って、直鎖または分岐鎖のアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、イソプロピル、イソブチル、tert−ブチルの基から選択される。
一実施形態に従って、アミノアルキルは、1以上の窒素原子を含む、アミノメチル、アミノエチル、アミノプロピル、アミノブチル、アミノペンチル、アミノヘキシル、アミノヘプチル、アミノオクチル、アミノノニル、アミノデシル、アミノウンデシル、アミノドデシル、アミノイソプロピル、アミノイソブチル、アミノ−tert−ブチルの基から選択される。
一実施形態に従って、アルコキシは、1以上の酸素原子を含む、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、オキシブチルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、イソプロピルオキシ、イソブチルオキシ、tert−ブチルオキシの基から選択される。
一実施形態に従って、シクロアルキルは、場合により1以上の不飽和を含み、3から12の間の炭素原子、好ましくは6の炭素原子を含む環から選択される。
一実施形態に従って、シクロヘテロアルキルは、1以上の窒素原子および/または酸素原子により置換され、場合により、1以上の不飽和を含み、3から12の間の炭素原子、好ましくは5の炭素原子および1個の窒素原子または酸素原子を含む環から選択される。
一実施形態に従って、NCO−アルキルおよびCON−アルキルは、アルキルが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、イソプロピル、イソブチル、tert−ブチルの基から選択される直鎖または分岐鎖のアルキル基であってよい基である。
一実施形態に従って、Rは、イソプロピル基(iPr)である、および/またはRはシアノエチル基である。
好ましい実施形態に従って、チオール化合物(Ia)は、下記の式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
R、R、RおよびDは、上記の(Ia)と同じ定義を有する)
に対応する化合物(VI)である。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
好ましくは、Rはアセチル基である。
好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
別の実施形態に従って、チオール化合物(Ia)は、下記の式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
R、R、RおよびDは、上記の式(Ia)と同じ定義を有する)
に対応する化合物(VII)である。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
好ましくは、Rはアセチル基である。
好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
一実施形態に従って、チオール化合物(Ic)は、下記の式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
Rおよび□は、上記の式(Ic)と同じ定義を有する)
に対応する化合物(VIII)である。
好ましくは、Rはアセチル基である。好ましくは、Jはエチル基である。好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
一実施形態に従って、チオール化合物(Ia)は、式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
R、R、RおよびDは、上記の式(Ia)と同じ定義を有する)
の化合物(IX)である。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
好ましくは、Rはアセチル基である。
好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
一実施形態に従って、チオール化合物(Ia)は、式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
R、R、RおよびDは、上記の(Ia)と同じ定義を有する)
の化合物(X)である。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
好ましくは、Rはアセチル基である。
好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
一実施形態に従って、チオール化合物(Ia)は、式:
Figure 2015514402
(式中、
nは、1から12の間、好ましくは1から6の間の整数であり、
R、R、RおよびDは、上記の式(Ia)と同じ定義を有する)
の化合物(XI)である。
好ましくは、Rはイソプロピル基(iPr)であり、Rはシアノエチル基である。
好ましくは、Rはアセチル基である。
好ましくは、Dは4,4’−ジメトキシトリチルである。
[製造方法]
化合物(Ia)、(Ib)および(Ic)の製造方法を、図1の概略図に表す。
化合物(Ia)、(Ib)および(Ic)は、下記の式:
Figure 2015514402
(式中、D、X、W、Y、ZおよびRは、チオール化合物(I)と同じ定義を有する)
を有する同じ化合物(II)から得られる。
式(Ia)の化合物は、下記の式:
Figure 2015514402
に表された反応により、
または、好ましくはジイソプロピルアミンテトラゾリドの塩の存在下で、下記の式:
Figure 2015514402
に表された反応によって得ることができる。
式(Ib)の化合物は、下記の式:
Figure 2015514402
(式中、QおよびQ’は互いに独立して、置換または非置換のベンゼン基を表す)
に表された反応によって得ることができる。
化合物(Ia)または(Ib)を得るための前述の反応は、化合物(II)から出発して、好ましくは塩基、例えばジイソプロピルエチルアミン(DIEA)の存在下で、無水溶媒、例えば無水ジクロロメタン中で実施される。
式(Ic)の化合物もまた、化合物(II)から出発するが、好ましくは下記の式:
Figure 2015514402
に表される反応ステップに従う。
化合物(Ic)を得るための前述の反応は、好ましくは無水溶媒、例えばピリジン中で、塩基、例えばトリエチルアミンの存在下で実施される。
化合物(Ic)を、下記の反応式:
Figure 2015514402
に従って得ることもまた可能である。
上記の式の化合物(II)(式中、X、W、Z、YおよびR基は、化合物(I)と同じ定義を有する)は、一実施形態に対応する。
式(II)の化合物は、化合物(III)から下記の反応ステップ:
Figure 2015514402
(式中、Gはハロゲン、好ましくは臭素またはヨウ素である)
に従って得ることができる。
上記の反応は、好ましくは、無水溶媒、例えば無水トルエン中で、クラウンエーテルの存在下で実施される。
化合物(III)は、化合物(IV)から、下記の反応ステップ:
Figure 2015514402
(式中、
GおよびG’はハロゲン原子であり、同一であっても、または異なっていてもよく、好ましくはGおよびG’は臭素またはヨウ素原子であり、
Z’は、C1−C12アミノアルキル、C1−C12アルコキシ、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル、C1−C12NCO−アルキル、C1−C12CON−アルキル基であり、
Z”は、C1−C12の直鎖または分岐鎖アルキル、C1−C12アミノアルキル、C1−C12アルコキシ、C3−C12シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル、C1−C12NCO−アルキル、C1−C12CON−アルキル基であり、
ジハロゲン化化合物G−Z”−G’は、化合物(IV)のZ’基と反応して、化合物(III)のZ−G基の形成をもたらすことが意図される)
に従って得ることができる。
化合物(III)を得るステップは、好ましくはアルカリ金属水素化物、例えばNaHの存在下で実施される。
化合物(IV)は、市販の化合物(V)から、下記の反応ステップ:
Figure 2015514402
に従ってアルコール官能基の保護によって得ることができる。
アルコール官能基の保護のこのステップは、当業者に周知の条件下で、Dの選択に依存して実施される。
一実施形態に従って、化合物(IV)は、化合物(V)からアルコール官能基を保護するために好ましくは溶媒、例えばピリジン中で、4,4’−ジメトキシトリチル塩化物(DMTr−Cl)との反応により、得られる。
別の実施形態に従って、化合物(IV)は、化合物(v)から、9−フェニルキサンテン−9−イル塩化物(ピキシル−Cl)から出発して、文献Chattopadhyaya and Reese, Chem. Soc. Chem. Comm., 1978年, 639-640頁に記載の条件下で得られる。
別の実施形態に従って、化合物(IV)は、化合物(V)から、当業者に周知の条件下でフルオレニルメトキシカルボニル塩化物(Fmoc−Cl)との反応により得られる。
上記の式(II)から(V)において、X、Y、W、Z、D、R、R、Rは、上記の化合物(I)の定義と同じ定義を有する。
好ましくは、出発化合物(V)は、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタンまたは2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸または1,3,5−トリス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼンまたは1,3,5−トリス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンまたは2−アミノ−1,3−プロパンジオールである。
[チオール化合物のオリゴマー]
オリゴマーは、上記の式(I)のチオール化合物から形成することができる。これらのオリゴマーの合成方法は、式(Ia)の化合物のオリゴマー化に関しては図2Aの略図に、式(Ib)の化合物のオリゴマー化に関しては図2Bの略図に記載する。
第1のステップにおいて、化合物(Ic)のアルコール官能基を、化合物(Ic.1)を得るために脱保護させる。この脱保護ステップは、当業者に周知の手段により、好ましくは、DMTrおよびPixyl基に関してはジ−またはトリクロロ酢酸の存在下で、およびFmoc基に関してはピペリジンの存在下で実施される。
Figure 2015514402
次いで、化合物(Ic.1)を化合物(Ia)または(Ib)と反応させ、それぞれ、化合物亜リン酸トリエステル(XIV’)1またはH−ホスホネートジエステル(XV’)1を得る。
Figure 2015514402
次いで、化合物(XIV’)1を、好ましくは2ヨウ素(diiodine)の存在下で酸化させ、この2ヨウ素をその後、亜リン酸トリエステル結合の酸素原子を供給する水により置き換え、リン酸トリエステル化合物(XIV)1を得る。この酸化ステップは、化合物(XIV)iと化合物(Ia)との間の各カップリングステップ後に実施される。
Figure 2015514402
次いで、同じ方法において、化合物(XIV)1を(k−1)の化合物(Ia)と反応させ、(k−1)の酸化後、化合物(XIV)を得:
Figure 2015514402
化合物(XV’)1を、そのアルコール官能基において脱保護し、(XV”)1を得、これを(k−1)の化合物(Ib)と反応させ、化合物(XV’)を得る:
Figure 2015514402
次いで、化合物(XV’)を、好ましくは2ヨウ素および水の存在下で酸化させ、リン酸ジエステル化合物(XV)を得る。
Figure 2015514402
最終的に、任意選択の最終ステップは、化合物(XIV)または(XV)の脱保護から成り、同じ化合物(I)を得る。
Figure 2015514402
好ましくは、オリゴマーは、2から12の化合物(I)、特に2から8の間の化合物(I)のオリゴマー化からもたらされる、すなわち、このオリゴマーは、2、3、4、5、6、7または8の化合物(I)を含み得る。好ましくは、金表面へのグラフトが意図されるチオールオリゴマーは、3から8、有利には4から8の化合物(I)を含み、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面への連結が意図されるチオールオリゴマーは、有利には、2から6の化合物(I)を含む。
一実施形態に従って、オリゴマーは、式(Ia)の化合物または式(Ib)化合物から単独で作製可能である。オリゴマー化は、第1の化合物(I)の脱保護されたアルコール官能基と、第2の化合物(I)のホスホラミダイトまたはH−ホスホネート官能基との間の反応により実施される。
化合物(Ia)および化合物(Ib)の混合物から出発するオリゴマーの作製を想定することも可能であるが、この実施形態はあまり興味深くない。
好ましくは、オリゴマーは、ホスホラミダイトの化学的性質を利用して、すなわち、タイプ(Ia)の化合物のオリゴマー化により作製される。
オリゴマー化は、固体支持体上、または溶液中で実施可能である。好ましくは、オリゴマー化は、固体支持体上で実施される。実際に、溶液中のオリゴマー化は、特に、診断応用に必要な少量のために経済的には採算の合わないクロマトグラフィーによる精製ステップを伴う。
化合物(Ia)のオリゴマーまたは化合物(Ib)のオリゴマーによるグラフト化固体支持体は、下記の式(XVI)
(Ic)-(I’)k (XVI)
(式中、
kは、1から11の整数を表し、
(Ic)は、上記と同じ意味を有し、
(I’)は、(I’a)または(I’b):
Figure 2015514402
を表す)
に対応する。
化合物(Ic)および式(Ia)の化合物から形成された固体支持体上のオリゴマーは、下記の式(XIV)
Figure 2015514402
(式中、D、X、Y、W、Z、J、RおよびRは、上記と同じ定義を有し、RはさらにHを表してもよく、kは、1から11の間の整数である)
に対応する。
化合物(Ic)および式(Ib)の化合物から形成された固体支持体上のオリゴマーは、下記の式(XV)
Figure 2015514402
(式中、D、X、Y、W、Z、JおよびRは、上記と同じ定義を有し、RはさらにHを表してもよく、kは、1から11の間の整数である)
に対応する。
オリゴマーが、化合物(Ic)および化合物(Ib)から出発して、固体支持体上に形成される場合、得られた化合物(XV)は、化合物(XIV)と同じ式に対応するが、H−ホスホネートジエステル結合の酸化後、Rは水素原子である。
オリゴマー化反応の終わりに、既存の方法によるチオール官能基の脱保護が想定され、その後RはHを表す。
[修飾オリゴヌクレオチド]
本発明の対象は、上記のような、少なくとも10のヌクレオチドおよび少なくとも2のチオール化合物(I)を含む修飾オリゴヌクレオチドに関する。
本出願において、オリゴヌクレオチドという用語は、4から100のヌクレオチドを含む鎖を表す。
本発明に従ったチオール化合物は、鎖の3’位、またはオリゴヌクレオチドの5’位にグラフトされる。
前記修飾オリゴヌクレオチドの調製方法は、少なくとも:
−化合物(I)をオリゴヌクレオチド上にグラフトして、5’−チオールオリゴヌクレオチドを得るステップ、または
−化合物(I)のオリゴマー上にヌクレオチドをグラフトして、3’−チオールオリゴヌクレオチドを得るステップ、
を含む。
一実施形態に従って、グラフト化オリゴヌクレオチドは、下記の式(XIIa):
□-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’)y-(M1-…-Mm-1-Mm)p-(I’)y’ (XIIa)
(式中、
、…Nは、互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは、互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(I’)は、式(I’a)または(I’b)の化合物を表し、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
pは、0または1を表し、
y’は、pが値1を有する場合、0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y’は0に等しく、
整数(y+y’)の合計は12を超えることがなく、
□は固体支持体をあらわす)
に対応する。
修飾オリゴヌクレオチド(XIIa)は、オリゴヌクレオチドNの5’位またはヌクレオチド鎖に、2以上のチオール化合物を有する。修飾オリゴヌクレオチド(XIIa)は、化合物(I)をグラフトし、その後、オリゴヌクレオチドの5’位における(I)から得られたオリゴマーを伸長することによって得られる。次いで、p=1の場合、ヌクレオチド鎖の伸長を継続する。次いで、同じ方法で、1以上の追加の化合物(I)を、オリゴヌクレオチドMの5’位へのグラフティングを、想定することができる。
化合物(XIIa)を得るための略図を、図3に記載するが、ここでチオール化合物はタイプ(Ia)であり、pは0に等しい。化合物(XIIa)の調製の最初の3ステップにより、オリゴヌクレオチドの合成が可能である。オリゴヌクレオチドは、固体支持体上に、当業者に周知の方法により合成される。第1のステップにおいて、第1のヌクレオチドを固体支持体にグラフトし、次いで、他のヌクレオチドを、当業者に周知の合成方法によりグラフトさせる。下記の化合物が得られる:
Figure 2015514402
その後、別のヌクレオチドを、同じ方法によりグラフトし、式(XIIa.2)の化合物を得る。
次のステップにおいて、上記のチオール化合物タイプ(Ia)を、オリゴヌクレオチド(XIIa.2)の5’位にグラフトし、化合物(XIIa.3)を得る:
-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’a) (XIIa.3)
このステップにおいて、グラフティングは、化合物(Ia)のホスホラミダイト官能基と、化合物(XIIa.2)の末端ヌクレオチドの5’位のアルコール官能基との反応により、従来通りに実施される。
図3の概略図において、合成例は、タイプ(Ia)のチオール化合物のオリゴマー化により記載しているが、同様の合成方法は、タイプ(Ib)のチオール化合物により修飾されたオリゴヌクレオチドの合成にも使用される。
その後、前記のオリゴマー化、特に図2Aおよび図2Bに記載のオリゴマー化を、上記の化合物(XIIa.3)から出発して実施し、1以上の化合物(Ia)または(Ib)との反応により、式:
□-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’a)y
の化合物(XIIa.4)
または構造式(p=0の場合):
Figure 2015514402
(式中、
D、R、X、Y、W、Z、Rは、化合物(I)と同じ定義を有し、RはさらにHを表してもよく、
n、yおよびN、N、…Nn−1は、化合物(XIIa)と同じ定義を有し、
Bnは、ヌクレオチド鎖に従来通り使用される塩基を表す)
を得る。
オリゴマーの伸長がタイプ(Ib)の化合物により実施される場合、修飾オリゴヌクレオチドは、修飾オリゴヌクレオチド(XIIa.4)と類似の構造を有するが、RはHを表す。
その後、ヌクレオチド化合物M、M、…Mを続けてグラフティングすることが可能であり、p=1の生成物(XIIa)が得られる。これらの場合も、固体支持体上においてさらに伸長が起こる。
このグラフトステップは、当業者に周知の方法により、従来通り実施される。
別の実施形態では、グラフト化オリゴヌクレオチドは、下記の式(XIIIa):
(Ic)-(I’)y-1-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’)y’-[M1-M2-…-Mm-1-Mm]p-(I’)y” (XIIIa)
(式中、
、…Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(I’)は、式(I’a)または(I’b)の化合物を表し、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
y’は、2から12の範囲の整数であり、
pは、y’が0でなければ値0または1を有し、y’が値0を有する場合、その時pは値0を有し、
y”は、pが値1を有する場合0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、その時y”は0を有し、
整数(y+y’+y”)の合計は12を超えることはない)
に対応する。
Jがエチル基であるタイプ(Ic)の化合物およびタイプ(Ib)の化合物から形成されるオリゴマーを使用する、化合物(XIIIc)の合成方法を表す略図を図4に記載する。
式(XIIIc)の化合物の合成は、式(I)の本発明に従ったチオール化合物のオリゴマー化からなる第1のステップを含み、そのための方法は上に記載しており、式(XIIIa.1):
(Ic)-(I’)y-1 (XIIIa.1)
(式中、
(Ic)は、前述と同じ定義を有し、
(I’)は、タイプ(I’a)または(I”b)の基を表し、
Figure 2015514402
である)
または
(I’)が(I”b)を表す場合の構造式として、
Figure 2015514402
の化合物をもたらす。
第2のステップにおいて、第1のヌクレオチドNを式(XIIIa.1)のオリゴマーにグラフトし、下記の式(XIIIa.2):
(Ic)-(I’)y-1-N1 (XIIIa.2)
の化合物を得る。
このグラフトステップは、化合物(XIIIa.1)のオリゴマー鎖の末端の脱保護されたアルコール官能基と、第1のヌクレオチドNのホスホラミダイトまたはH−ホスホネート官能基との間の反応により実施される。
修飾オリゴヌクレオチドは、次いで、当業者に公知の任意の方法、特に、チオール化合物のオリゴマー上に存在する第1のヌクレオチドの5’のアルコール官能基と、第2のヌクレオチドの3’位のホスホラミダイトまたはH−ホスホネート官能基との間の反応による、当業者に周知の従来どおりの方法により合成される。合成を、当業者に周知のヌクレオチド鎖の伸長の同様の連続ステップにより継続し、式(XIIIa)の化合物を得る。
したがって、本発明の主題は、修飾オリゴヌクレオチドを固体支持体に結び付ける結合の切断後の、上記の式(XIIa)および(XIIIa)の化合物から得られる化合物に関する。結合の切断は、エステル官能基のレベルにおいて起こる。
したがって、本発明の一実施形態に従って、本発明の支持されていない修飾オリゴヌクレオチドは、下記の構造(XIIb):
N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y-(M1-…-Mm-1-Mm)p-(I’b)y’ (XIIb)
(式中、
、…Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(I’b)は、上で定義された式の化合物を表し、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
pは、0または1を表し、
y’は、pが値1を有する場合、0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y’は0に等しく、
整数(y+y’)の合計は12を超えることはない)
を有する。
支持体の離脱は2ステップで実施される。まず、シアノエチル基が存在する場合(ホスホラミダイトの場合)その除去が非求核性強塩基(ピペリジンまたはDBU)により行われ、第2に、当業者に公知の従来の方法、好ましくは化合物(XIIa)を水酸化アンモニウム(NHOH)により処理することによって実施される。シアノエチル基はその除去の間にアクリロニトリルを形成し、アクリロニトリルはチオール官能基と強力に反応するので、チオール基の脱保護の前にシアノエチル基を除去することが必要である。
本発明の別の実施形態に従って、支持されていない本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、下記の構造(XIIIb):
(Ic’)-(I’b)y-1-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y’-[M1-M2-…-Mm-1-Mm]p-(I’b)y”
(XIIIb)
(式中、
、…Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(Ic’)は、(Ic)から、固体支持体とのエステル結合を切断することによって得られる化合物を表し、好ましくは構造
(Ic’)
Figure 2015514402
を有し、
(I’b)は上で定義された式の化合物を表し、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
y’は、0から12の範囲の整数であり、
pは、y’が0でなければ値0または1を有し、y’が値0を有する場合、その時pは値0を有し、
y”は、pが値1を有する場合0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、その時y”は値0を有し、
整数(y+y’+y”)の合計は12を超えることはない)
を有する。
支持体の離脱は、当業者に公知の従来の方法、好ましくは化合物(XIIIa)を水酸化アンモニウム(NHOH)により処理することによって実施される。
本発明の一実施形態に従って、p=0の場合、修飾オリゴヌクレオチドは構造式(XIIb):
Figure 2015514402
(式中、y、N、…、Nn−1、X、Y、Z、WおよびRは上記と同じ定義を有し、Bは、n番目のヌクレオチドの塩基を表す)
に対応する。
本発明の別の実施形態に従って、p=0の場合、修飾オリゴヌクレオチドは、構造式(XIIIb):
Figure 2015514402
(式中、n、y、N,…、N、X、Y、Z、WおよびRは上記と同じ定義を有し、Bは、第1のヌクレオチドの塩基を表す。
に対応する。
本発明はさらに、修飾オリゴヌクレオチド(XIIc)および(XIIIc)に関し、それぞれ、化合物(XIIa)および(XIIIa)から出発して、チオール官能基の脱保護および化合物と支持体とを結ぶ結合の切断により得られる(それぞれ、図3および4)。
オリゴヌクレオチドが、1以上のタイプ(Ia)のチオール化合物により修飾される場合、当業者に公知の処理によるチオール官能基および化合物(XIIa)のホスホラミダイトの脱保護後、式(XIIc):
N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I”)y-(M1-…-Mm-1-Mm)p-(I”)y’ (XIIc)
(式中、
、…Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
Figure 2015514402
であり、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
pは、0または1を表し、
y’は、pが値1を有する場合、0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y’は0に等しく、
整数(y+y’)の合計は12を超えることはない)
の化合物
またはp=0の場合、構造式:
Figure 2015514402
(式中、
X、Y、W、Z、Rは化合物(I)と同じ定義を有し、
、…N、n、yは、化合物(XIIa)と同じ定義を有し、
Bnは、ヌクレオチド鎖中に従来通り使用される塩基を表す)
の化合物を得る。
オリゴヌクレオチドが、1以上のタイプ(Ib)のチオール化合物により修飾される場合、当業者に公知の処理による化合物(XIIIa)のチオール官能基の脱保護後、式(XIIIc):
(Ic’)-(I’)y-1-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I”)y’-[M1-M2-…-Mm-1-Mm]p-(I”)y” (XIIIc)
(式中、
、…Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
、…Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
(Ic’)は、(Ic)から、固体支持体とのエステル結合を切断することによって得られる化合物を表し、
Figure 2015514402
であり、
nは、4から100の範囲の整数であり、
mは、4から100の範囲の整数であり、
yは、2から12の範囲の整数であり、
y’は、2から12の範囲の整数であり、
pは、y’が0でなければ値0または1を有し、y’が値0を有する場合、その時pは値0を有し、
y”は、pが値1を有する場合0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、その時y”は値0を有し、
整数(y+y’+y”)の合計は12を超えることはない)
の化合物;
またはy’=p=0の場合、構造式:
Figure 2015514402
(式中、
X、Y、W、Zは、化合物(I)と同じ定義を有し、
、…N、nおよびyは、化合物(XIIa)と同じ定義を有し、
Bnは、ヌクレオチド鎖中に従来通り使用される塩基に対応する)
の化合物を得る。
オリゴヌクレオチドの合成の間に、チオール官能基は保護されることが好ましい。実際に、チオール官能基は、入ってくるホスホラミダイト官能基と反応可能である。
チオール官能基の脱保護および固体支持体の除去のステップは、修飾オリゴヌクレオチド(XIIa)または(XIIIa)の単一ステップ処理で実施することができる。
さらに、固体支持体の除去、第1のステップにおいて実施することができ、チオール官能基の脱保護は、その後第2のステップにおいて実施することができる。
最終オリゴヌクレオチド(XIIc)(それぞれ、最終オリゴヌクレオチド(XIIIc))は、出発チオール化合物とは独立して、化合物(Ia)から出発しても、または化合物(Ib)から出発しても得られる。実際、モノマー(Ia)または(Ib)のいずれを使用するかに関わりなく、オリゴマー化反応から得られるチオールモノマー単位は、上記の化合物(I”)に対応する。
上記の式(XVI)のグラフト化支持体は、オリゴヌクレオチドの合成開始を可能にする。オリゴヌクレオチドの3’位において、ポリチオール配列として使用されるオリゴマーの配列によりグラフト化された固体支持体の工業的または半工業的調製が、特に想定可能である。
本発明の一実施形態に従って、上記のような本発明の修飾オリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および、場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、疾患の原因である、または疾患に関与する、ウイルス、細菌または遺伝子に特異的である。
本出願の意味の範囲内で、「特異的」は、配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合により配列(M−M−…−Mm−1−M)が、ウイルスまたは細菌の遺伝子またはゲノムに含まれる少なくとも1つの標的核酸配列の全体もしくは一部に相補的であり、後者に特徴的であることを意味する。したがって、配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合により配列(M−M−…−Mm−1−M)と、それに対応する標的配列の一部またはすべてとのハイブリダイゼーションが、多くても2の誤対合を有する核酸の二本鎖の形成をもたらすことが理解される。本発明の一実施形態において、「特異的」という用語は、形成された二本鎖がわずか1または2の誤対合を含むだけであることを表す。有利には、形成された二本鎖は、いずれの誤対合も含有しない。「ウイルスまたは細菌の遺伝子またはゲノムに特徴的な配列」は、固有の遺伝的変異のため、他の生物には見出されないヌクレオチドの配置を有する、生物、ウイルスまたは細菌のゲノム、染色体またはプラスミドの領域を意味する。
本発明の文脈において、「修飾オリゴヌクレオチド」および「プローブ」という用語は同義的に使用され、4から100ヌクレオチドを有し、上記のように少なくとも2つのチオール官能基を有するオリゴヌクレオチドを表す。有利には、遺伝子型決定に使用する場合、本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、13から20のヌクレオチド、有利には14または15のヌクレオチドを含む。従って、プローブは、適切な表面、例えば金またはマレイミド基によりコーティングされた表面にグラフトすることができ、さらにそのヌクレオチド部分によって、標的ヌクレオチド配列とハイブリダイズすることができる。
好ましくは、本発明の修飾オリゴヌクレオチドは、2から12のチオール官能基、特に2から8の官能基を含み、すなわち、修飾オリゴヌクレオチドは、2、3、4、5、6、7または8の官能基を含むことができる。好ましくは、金表面へのグラフトが意図される修飾オリゴヌクレオチドは、3から8、有利には4から8のチオール官能基を含む。少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面への連結が意図される修飾オリゴヌクレオチドは、有利には2から8のチオール官能基、好ましくは4つのチオール官能基を含む。
本発明の文脈において使用される「標的配列」という用語は、本発明のプローブに相補的または部分的に相補的であり、ウイルスまたは細菌の、遺伝子またはゲノム、好ましくは後者に特徴的な領域から増幅される配列を表す。
「ウイルス」という用語は、複製のために宿主細胞を必要とし、最低限核酸およびタンパク質を含み、さらに該核酸が一本鎖または二本鎖のDNAおよび/またはRNAであってよい生物学的実体を表す。ウイルスは、原核生物に寄生可能なウイルス(例えば、ミオウイルス科(Myoviridae)、シホウイルス科(Siphoviridae)、ポドウイルス科(Podoviridae)、ミクロウイルス科(Microviridae)およびイノウイルス科(Inoviridae))、植物に寄生可能なウイルス(植物ウイルス、例えばタバモウイルス)、昆虫に寄生可能なウイルス(例えば、バキュロウイルス)、真菌およびヒトに寄生可能なウイルスを含む。本発明の文脈において、ウイルスはアルボウイルスをさらに含む。アルボウイルス群は、形態学的に異種のウイルスと一緒に、いくつかの異なる属、より詳細にはフラビウイルス(Flavivirus)(フラビウイルス科(Flaviviridae family))、アルファウイルス(Alphavirus)(トガウイルス科(Togaviridae family))、コルティウイルス(Coltivirus)(レオウイルス科(Reoviridae family))、フレボウイルス(Phlebovirus)(ブニヤウイルス科(Bunyaviridae family))を含む属に属する。より広範囲には、フラビウイルス科は、特に、フラビウイルス属(黄熱病ウイルス、西ナイルウイルス、ダニ媒介性脳炎ウイルス(TBE)、日本脳炎ウイルス、セントルイス脳炎ウイルス、ウスツウイルスおよびデングウイルス)、へパシウイルス属(Hepacivirus)(C型肝炎ウイルス)およびペスチウイルス属(Pestivirus)(ウシウイルス性下痢症ウイルス(bovine viral diarrhoea virus)(BVD)、ブタ熱ウイルス)を含む。トガウイルス科は、特に、アルファウイルス属(シンドビウイルス(Sindbis virus)、ロスリバーウイルス(Ross River virus)、オニョンニョンウイルス(O’nyong’nyong virus)、チクングニヤウイルス(Chikungunya virus))およびルビウイルス属(Rubivirus)(風疹ウイルス(Rubella virus))を含む。レオウイルス科は、特に、消化器系を侵すウイルス(例えばロタウイルス(Rotavirus))または呼吸器系を侵すウイルスを含む。ブニヤウイルス科は、特に、ハンタウイルス属(Hantavirus)(ハンタウイルス肺症候群(Hantavirus pulmonary syndrome)、韓国型出血熱(Korean haemorrhagic fever))、ナイロウイルス属(Nairovirus)(ジュグベウイルス(Dugbe virus))、オルソブニヤウイルス属(Orthobunyavirus)(ブニヤムウェラウイルス(Bunyamwera virus))、フレボウイルス(Phlebovirus)(リフトバレー熱(Rift Valley fever))およびトスポウイルス(Tospovirus)を含む。本発明の文脈において、ヒトに感染可能なウイルスは、ベシクロウイルス(Vesiculoviruses)(水疱性口内炎ウイルス(stomatitis vesicular virus)など)、リッサウイルス属(Lyssaviruses)(狂犬病ウイルス(Rabies virus)、オーストラリアコウモリリッサウイルス(Australian bat virus));ピコルナウイルス(Picornaviruses)(ライノウイルス(Rhinovirus)、ポリオウイルス(Poliovirus)、A型肝炎ウイルス(hepatitis A virus)など)、ヘルペスウイルス(Herpesviruses)(水痘(chickenpox)、帯状疱疹(shingles)、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus)CMV、エプスタイン・バー・ウイルス(Epstein Barr virus)EBVなど)、オルソミクソウイルス(Orthomyxoviruses)(インフルエンザウイルスなど)、パラミクソウイルス(Paramyxoviruses)(麻疹ウイルス、ムンプウイルスなど)、ポックスウイルス(Poxviruses)(天然痘ウイルスなど)、コロナウイルス(Coronaviruses)(SARSなど)、フィロウイルス(Filoviruses)(エボラ(Ebola)など)、ヘパドナウイルス(Hepadnaviruses)(HBV)およびレトロウイルス(Retroviruses)(HIV、HTLVなど)を含む。
「細菌」という用語は、核およびオルガネラの不在並びに細胞壁を備えることにより特徴付けられる任意の原核生物を表す。この用語は特に、病原性であり、ヒトにおいて疾患および/または感染症を引き起こし得る細菌、例えば、コリネバクテリウム・ジフテリエ(Corynebacterium diphtheriae)(ジフテリア)、トレポネーマ・パリダム(Treponema pallidum)(梅毒)、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)(結核)、マイコバクテリウム・レプレ(Mycobacterium leprae)(らい病)、ナイセリア・ゴノレエ(Neisseria gonorrhoeae)(淋病)、リッケチア(Rickettsia)(発疹チフス)、クロストリジウム・テタニ(Clostridium tetani)(破傷風)、ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae)(コレラ)、シュードモナス・エルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)およびブドウ球菌(Staphylococci)(日和見病原体)を含む。この用語は、輸血による危険性および院内感染に関係する細菌、例えば、グラム陰性細菌の大腸菌(Escherichia coli)、クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella oxytoca)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、エンテロバクター・アエロゲネス(Enterobacter aerogenes)、アシネトバクター・バウマンニ(Acinetobacter baumannii)およびシュードモナス・エルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)またはグラム陽性細菌のスタフィロコッカス・エピデルミディス(Staphylococcus epidermidis)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、スタフィロコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)、プロピオニバクテリウム・アクネス(Propionibacterium acnes)およびクロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium perfringens)をさらに含む。
本発明の一実施形態に従って、ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、
−C型肝炎ウイルス(HCV)に特異的な、配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号35もしくは配列番号36の配列、
−フラビウイルスに特異的な、配列番号16、配列番号17もしくは配列番号40の配列、
−デングウイルスに特異的な、配列番号18もしくは配列番号41の配列、または
−西ナイルウイルス(WNV)に特異的な、配列番号19の配列、
から選択される。
本発明の一実施形態に従って、ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、アルファアノマー、ベータアノマー、直鎖もしくは「スネイル(snail)」タイプの構造を有する。ヌクレオチド配列がベータアノマータイプの構造を有する場合、本発明の修飾オリゴマー(このチオールは5’に位置する)は、逆平行様式で標的配列とハイブリダイズする。ヌクレオチド配列がアルファアノマータイプの構造を有する場合、本発明の修飾オリゴマー(このチオールは3’末端に位置する)は、平行様式で標的配列とハイブリダイズする。
[表面の官能化]
本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドは、基材の表面を官能化するために、この基材上に付着させることができる。基材は、金属またはポリマー製、導電性または非導電性であってよい。基材は、平坦(部分的または全体に)または曲面であってよく、有利には球状であってよい。
一実施形態に従って、基材は非平面、例えば、マイクロ粒子またはナノ粒子である。本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドは、これらのマイクロ粒子またはナノ粒子にグラフト可能である。好ましくは、これらの粒子は磁性的である。実際、検出、遺伝子型決定またはシーケンシングのための試験のため、これらの磁性粒子は、磁石を利用して、電極の表面に、またはマイクロプレートのウェルの底に容易に運ぶことが可能である。本発明の検出方法に関連して、マイクロ粒子またはナノ粒子のタイプの非平面支持体の使用は、本発明の修飾オリゴヌクレオチドをグラフトできる表面積の増加を有利に可能にし、したがって、プローブと標的配列との間のハイブリダイゼーションの割合の増加を可能にする。
一実施形態に従って、基材は、金属、例えば銅またはチタン製であり、その表面は、金またはプラチナ膜により、好ましくは金により、部分的または完全にコーティングされる。
一実施形態に従って、基材は、ポリマー、好ましくは導電性ポリマーである。
一実施形態に従って、基材は、金またはプラチナの膜により被覆された、またはアルケニル、アルキニルもしくはハロアセトアミド官能基、例えばマレイミドまたはアクリルアミド官能基により被覆された、修飾オリゴヌクレオチドが付着されるレシービングゾーンを含み得る。
本発明の一実施形態に従って、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を含む基は、アルファ位のカルボニル官能基により活性化されたアルケンから選択され、このアルケンは、好ましくはマレイミドおよびアクリルアミド基から選択される。
本発明の一実施形態に従って、ハロアセトアミド基は、ブロモアセトアミドおよびヨードアセトアミド基から選択される。
本発明の一実施形態に従って、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含む基は、アルファ位のカルボニル官能基により活性化されたアルキンから選択され、このアルキンは、好ましくは2−プロピンアミド基から選択される。
化合物gpt−SHが本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドを表す図16aに例示するように、チオール官能基は、アルファ位のカルボニル官能基により活性化された炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合と反応する。図16aの上から下に示すように、いずれも、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドが2つのチオール化合物を含む場合に調製される。第1の官能化反応はマレイミドによるグラフト化表面に対応し、第2の反応はアクリルアミドによるグラフト化表面に対応し、第3の反応はヨードアセトアミドまたはブロモアセトアミドによるグラフト化表面に対応し、第4の反応は2−プロピンアミドによるグラフト化表面に対応する。
図16bの場合、表面は、活性化されていないアルケニル基(第1の反応)およびアルキニル基(第2の反応)によりグラフト化される。修飾オリゴヌクレオチドのチオール官能基と、表面基との間の反応は、光(λ=265nm)による活性化を使用して実施される。第1の官能化反応は、gpt−SHにより模式的に表されるモノチオール修飾オリゴヌクレオチドを使用して実施され、第2の反応は、ジチオール修飾オリゴヌクレオチドを使用して実施される。
支持体がアルキニル官能基によりグラフト化される場合、ポリチオール修飾オリゴヌクレオチドによる表面官能化は非常に興味深い(図16aおよび16b)。なぜなら第1ステップにおける第1のチオール官能基と、−イン官能基との間およびその後の第2ステップにおける第2のチオール官能基と得られた−エン官能基との間の、2つの連続反応により環状構造がもたらされるためである。
好ましい実施形態に従って、基材は、マレイミドまたはアクリルアミド基によりグラフト化される。
したがって、本発明は、例えば、基材の表面と修飾オリゴヌクレオチドとの間に金−イオウ結合を作製することによる、金表面の官能化を可能にしてもよいし、またはチオエーテル結合の作製による、マレイミドまたはアクリルアミド官能基によるグラフト化表面の官能化を可能にする。
修飾オリゴヌクレオチドの基材表面への固定化は、処理される表面を、上記の本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドを含む溶液に浸漬することによって実施される。洗浄および乾燥の1以上のさらなるステップが、一般的に提供される。概して、修飾オリゴヌクレオチドの溶液は、基材表面が金製である場合、0.10μMから500μM、好ましくは0.5μMから100μMの間が含まれる濃度であり、基材表面がマレイミドから形成される場合、50nMから200nMの間、好ましくは75nMから150nMの間が含まれる濃度である。浸漬の次に、洗浄を行い、反応しなかったものをすべて除去する。
オリゴヌクレオチド上のいくつかのイオウ原子の存在は、いくつかの金−イオウ結合、またはいくつかのチオエーテル結合の作製を可能にし、これにより、オリゴヌクレオチドを表面に安定化させることができる。
したがって、本発明の主題は、少なくとも1つの上記の修飾オリゴヌクレオチドによるグラフト化基材を含み、前記基材は、前記修飾オリゴヌクレオチドのグラフティングに耐える物質によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含む。本発明の一実施形態に従って、基材は、電極の形態である。本発明の別の実施形態に従って、基材は、96ウェル以上を有するマイクロプレートの形態である。
本発明の一実施形態に従って、本発明に従ったグラフト化基材は金属、好ましくは銅またはチタン製であり、金またはプラチナの膜によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含む。本発明の別の実施形態に従って、グラフト化基材は、プラスチック、好ましくはポリスチレン製であり、レシービングゾーンは、マレイミド基によりコーティングされるか、および/またはその表面に少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む。
本発明の一実施形態に従って、レシービングゾーン上に得られる本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドのグラフト密度は、96ウェルプレートを基材として使用する場合、10nM/ウェルから500nM/ウェルのグラフティング溶液からもたらされる。有利には、基材のレシービングゾーン上の本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドグラフト密度は、96ウェルプレートを基材として使用する場合、100nM/ウェルのグラフティング溶液を使用して得られる。
[マーカーまたはリガンドへの固定]
本発明の修飾オリゴマーは、1以上の結合点によりマーカーまたはリガンドに結合させることができ、このマーカーまたはリガンドは、例えば、酵素性、発色性、蛍光発生的、放射性、または化学発光のマーカー、金属、金属イオン、ホルモン、タンパク質、ペプチド、糖類、オリゴ糖、核酸分解剤もしくはタンパク質分解剤、ビオチンなどの結合剤、抗原、ハプテン、抗体または受容体であってよい。有利には、このマーカーまたはリガンドは、本発明の修飾オリゴヌクレオチドと、ウイルスまたは細菌の遺伝子の代表的標的配列との間のハイブリダイゼーション事象の検出を可能にする。
本発明の別の実施形態に従って、マーカーまたはリガンドは、遺伝子の、ウイルスの、または細菌の代表的標的ヌクレオチド配列と結合し、本発明の修飾オリゴヌクレオチドと標的配列との間のハイブリダイゼーション事象の検出を可能にする。
[検出方法]
本発明はさらに、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出する方法に関し、この方法は、前記標的核酸を、上記の修飾オリゴヌクレオチドにより形成された少なくとも1つの検出プローブにより検出するステップを含む。
本発明の一実施形態に従って、検出方法は、
−生体試料から少なくとも1つの「供給源」核酸を得るステップ、
−供給源核酸から標的核酸の増幅によりアンプリコンを作製するステップ、および
−アンプリコンと、上記の修飾オリゴヌクレオチドにより形成された少なくとも1つの検出プローブとの間のハイブリダイゼーションを検出するステップ、
を含む。
「生体試料」は、核酸、例えばDNAまたはRNAを含有する、または含有する疑いのあるあらゆる物質であり、ヒト、動物、植物から、または任意の液体もしくは固体組成物から得られる物質を意味する。生体試料は、例えば個体(単数または複数)から単離された組織または液体の試料を含み、限定するものではないが、皮膚、血液、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、滑液、尿、涙、血液細胞、骨髄、器官、腫瘍ならびにin vitroの細胞培養の構成成分の試料を含む。生体試料は、それらの細胞内成分を溶液に移すために、組織または細胞の構造を破壊するように、有利に処理されてよい
「アンプリコン」は、生体試料に含有される遺伝子、ウイルスまたは細菌の特徴的標的核酸配列の増幅のための手順の間に作製される核酸分子を意味する。本発明の一実施形態に従って、アンプリコンは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術により作製される。本発明の検出方法に使用されるアンプリコンは、有利には、75bpから約500bpの範囲のサイズを有する。特に、本発明の方法の有利性の1つは、百以上のヌクレオチド長を有するアンプリコンを使用する可能性であると思われ、これは、先行技術において公知の検出方法では不可能であることが証明されている。本発明の検出方法は、したがって、遺伝子、ウイルスまたは細菌中のより大きな標的配列を選択および増幅可能にする。
本発明の一実施形態に従って、検出方法は、生体試料中に存在するウイルスの遺伝子型および/または亜型の決定を可能にする。アンプリコンは、より詳細には、標的ヌクレオチド配列の増幅により作製され、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に関する情報を保有するウイルスのゲノム領域に対応する。検出は、特定のウイルスの遺伝子型および/または亜型に特異的なプローブにより実施される。本発明の方法は、したがって、ウイルスまたは細菌の型または亜型についてのより多くの情報を含有する標的配列に基づく検出をもたらすことを可能にする。この有利性は、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチド、基材の固定ゾーンに固定するための、その方法および能力から直接もたらされる。したがって有利には、ウイルスまたは細菌のゲノムから可能な限り短い標的配列を増幅するためのプライマーを規定することはもはや必須ではない。本発明の方法は、代わりに、問題となるウイルスまたは細菌の科における保存領域に局在するプライマーを選択し、より長い標的配列を増幅することを可能にする。このことは、同じプライマーを、いくつかのウイルスまたは細菌の型および/または亜型において遭遇するゲノムゾーンの増幅に使用でき、使用するアンプリコンのサイズにより歪められたハイブリダイゼーション結果を見る恐れがないという点で、有意な省力および使用の容易さの増加をもたらす。
本発明の一実施形態に従って、本発明の検出方法のアンプリコンを作製するステップはヌクレオチドプライマーの混合物により実施され、好ましくはプライマーペア
−配列番号8および配列番号9、どのようなウイルス遺伝子型が関与していても、アンプリコンがHCVから作製される場合。このプライマーペアは包括的であり、HCVの任意の遺伝子型から出発する401ntの「長鎖」アンプリコンの増幅を可能にする;
−配列番号10および配列番号9、遺伝子型1a/1bに特異的な、191ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号29および配列番号9、遺伝子型2に特異的な108ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号8および配列番号11、遺伝子型3aに特異的な143ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;
−配列番号8および配列番号30、遺伝子型4a/4dに特異的な175ntの「短鎖」アンプリコンの作製を可能にするペア;ならびに
−配列番号20および配列番号21、および/または配列番号22および配列番号21、アンプリコンが、フラビウイルスから作製される場合;
から選択されるヌクレオチドプライマーの混合物により実施される。
一実施形態に従って、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドは、96ウェルプレートを基材として使用した場合、10nMから500nMの範囲のグラフティング溶液とウェルを接触させることからもたらされる密度で検出方法に使用される。有利には、96ウェルプレートを基材として使用した場合、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドのグラフティング溶液は100nMの溶液である。本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドが2つのチオール官能基を含む場合、使用するグラフティング溶液は、少なくとも10nM(96ウェルプレートを基材として使用した場合)の修飾オリゴヌクレオチド濃度を有し、検出方法に使用するアンプリコンの濃度は、少なくとも100pMである。本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドが、4つのチオール官能基を含む場合、使用するグラフティング溶液は、96ウェルプレートを基材として使用した場合、少なくとも10nM/ウェルの修飾オリゴヌクレオチド濃度を有し、検出方法に使用するアンプリコンの濃度は、少なくとも10pM/ウェルである。
本発明に従った検出方法は、特に、HCVのさまざまな公知の遺伝子型および亜型を、単純な分子検出試験を使用して識別可能にするという点で、HCVの遺伝子型決定に特定の有利性を提示する。
C型肝炎ウイルスに関連する感染症は、極めて重要な健康問題を表す。なぜなら、感染個体が、肝臓疾患、肝硬変および原発性肝臓癌を発症する危険性があり、また、感染個体は感染症の保菌者を構成する。疫学的研究は、新しい診断系および治療系が開発されない場合、今後10年間の期間にわたるHCVによりもたらされる年間死亡数が3倍になることを予見する。
かなりの数の遺伝的変異性により特徴付けられて、HCVは、6種の主要な遺伝子型に分類され、これらは、80を超える亜型を含む。感染性の遺伝子型および/または亜型の正確な決定は、治療戦略には極めて重大であり、抗ウイルス応答の有効性の予測および療法の期間の規定、治療タイプおよび投薬量の予測を可能にする。感染個体に見出されるHCVの詳細な分類の同定もまた、ウイルス株の分布のモニタリングおよび伝染要因の同定の目的で、疫学的モニタリングにとって重要である。
HCVのRNAの検出および/または定量のための上市されている試験の多くは、5’非コーディング領域(5’NCR)に見出される配列に基づき、5’非コーディング領域は、HCVの領域のうち、最も多く保存され、最もよく特徴付けられた領域の1つを構成する。5’NCR領域は、したがって、市販品として流通している遺伝子型決定のさまざまな公知の方法において、標的として選択される。そのような方法としては、例えば、配列解析および二本鎖運動性試験に基づくINNO LiPA HCV II試験(Bayer社)、Trugene HCV 5’NCRキット(Bayer/Siemens Healthcare社(WO2007/076493))が挙げられ、またはRoche Molecular Systemsにより開発された、5’NCR領域またはNS5領域において設計された複数のHCVのタイプ決定を含むハイブリダイゼーションの検出系(US 2007/014160)が挙げられる。
しかし、5’NCR領域における突然変異の存在は、5から8%の事例においてHCV遺伝子型の分類不良をもたらし、治療の結果にとって深刻な結果につながる。5’NCR領域はもはや、ウイルスの遺伝子型2および4を同定するために十分な程度の信頼性を表すとは思われない。
HCVの遺伝子型決定を実施するための参照方法は、さらに、HCVの特異的領域に存在し、特に、RNA−依存性RNAポリメラーゼをコードする、ウイルスのNS5b領域のシーケンシングに存在する。しかし、シーケンシングは、高価であり、時間がかかり、特殊な設備および熟練した操作者を必要とする。したがって、シーケンシングは、大規模臨床研究には適切ではない。
したがって、HCVのさまざまな公知の遺伝子型および亜型を、単純な分子試験、例えば本発明の試験を使用して識別するための、HCVを検出および/または遺伝子型決定するための改良された方法の必要性が存在する。
本発明はさらに、配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号35、配列番号36、配列番号40および配列番号41の配列から選択されるヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドに関する。有利には、配列番号1の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ1a/1bのHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号27の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ2のHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号35の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ2a/2cのHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号36の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ2bのHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号4の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ3aのHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号28の配列のオリゴヌクレオチドは、タイプ4a/4dのHCVに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号16、配列番号17または配列番号40の配列のオリゴヌクレオチドは、フラビウイルスに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号18の配列のオリゴヌクレオチドは、デングウイルスに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号41の配列のオリゴヌクレオチドは、血清型4のデングウイルスに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。有利には、配列番号19の配列のオリゴヌクレオチドは、西ナイルウイルスに特異的に見出されるヌクレオチド配列に対応し、上記の検出方法との関連において、後者の特異的検出を可能にする。
[検出キット]
本発明の別の主題は、少なくとも1つのレシービングゾーンを含み、その上に少なくとも1つの本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドを配置した少なくとも1つの支持体を含む、検出および/または診断キットからなる。
したがって、検出キットは、生物学的活性分子のスクリーニングまたは診断もしくはシーケンシング試験のために使用することができる。診断キットが、いくつかの別個のレシービングゾーンを含み、その上に、同一もしくは異なるオリゴヌクレオチドによるグラフト化固体支持体が付着されることが想定可能である。例えば、同一または異なる修飾オリゴヌクレオチドによるグラフト化固体支持体は、基材の別個のレシービングゾーンに、試験および/または診断用支持体を形成するように配置することができ、ここで前記基材は、金フィルムにより被覆された基材であってもよく、または少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む官能基によるグラフト化基材であってもよい。
支持体は、特に金電極であってよい。試験キットは、有利には、作用電極、対電極および基準電極を含む、電気化学セルを含んでもよい。作用電極は金製、対電極はプラチナ製および基準電極は銀製であってよい。修飾オリゴヌクレオチドと被験分子との間の相互作用の調査は、サイクリックボルタンメトリーのステップを含むことができる。
少なくとも1つの炭素−炭素二重結合(アルケニル官能基)または炭素−炭素三重結合(アルキニル官能基)またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面へのグラフティングは、例えば、マイクロプレートフォーマットにおける診断分野への応用のため、および/またはELOSAタイプ(Enzyme−Linked OligoSorbent Assay)の試験を実施するために使用することができる。このタイプの試験の過程において、ウェルの表面は、アルケニル、アルキニルまたはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基1によりグラフト化される。その後、この表面を、本発明に従った修飾オリゴヌクレオチドと接触させる。したがって、本発明に従ったオリゴヌクレオチド上の1以上のチオール官能基の存在のため、1以上のチオエーテル結合が形成される。次いで、試験は、標的ヌクレオチド配列を含む試験試料と、このように官能化されたウェルとを接触させるステップからなる。特に、試験は、オリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションを測定するために行われる。測定は、例えば、オリゴヌクレオチド鎖を標識化することによって、蛍光に基づくことができる。
本発明はさらに、上記の修飾オリゴヌクレオチドの使用に関し、上記の修飾オリゴヌクレオチドは、表面グラフトのための少なくとも2つのチオール官能基を含み、前記表面は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む。一実施形態に従って、化合物は、3または4のチオール官能基を含んでもよい。少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含む表面に固定された修飾オリゴヌクレオチドは、少なくとも2つのチオール官能基を介して、診断試験、例えばELOSAタイプの試験における使用に対する非常に優れた安定性を示すとともに、標的に関するより優れた利用可能性を示す。化合物中のチオール官能基の数が増加する場合、検出試験の間にグラフト化される支持体全体のハイブリダイゼーションの数が増加する。したがって、4つのチオール官能基を有する修飾オリゴヌクレオチドは、標的のより効率的なハイブリダイゼーションの獲得を可能にする。
実施例において、「プローブ」は、表面への固定が意図される、少なくとも1つの本発明に従ったチオール化合物を含むオリゴヌクレオチド鎖を意味する。
「標的」は、例えば診断試験の間に、プローブとのハイブリダイズが意図されるオリゴヌクレオチド鎖を意味する。
[オリゴマーの合成]
[化合物1−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2−(6−S−アセチルチオヘキシルオキシメチル)−2−メチルプロパン−1,3−ジオール4の合成]
Figure 2015514402
化合物3を、Pourceau, G., Meyer, A., Vasseur, J. J., and Morvan, F., Journal of Organic Chemistry 74, 2009, 1218-1222に記載のプロトコルに従って、化合物1から得る。
クラウンエーテル18−6(70mg、0.26mmol)を、無水トルエン(10mL)中1−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2−(6−ブロモヘキシルオキシメチル)−2−メチル−1,3−プロパンジオール3(556mg、0.95mmol)およびチオ酢酸カリウム(162mg、1.42mmol)の溶液に加える。この混合物を、2時間、50℃において磁気撹拌に供する。ジクロロメタン(150mL)による希釈後、混合物をろ過し、有機相を水(2×50mL)で洗浄し、次いで、NaSOで乾燥する。蒸発後、粗反応生成物をシリカクロマトグラフィー(シクロヘキサン中0から30%のエチルアセテート)により精製し、所望の生成物を、無色の油状物質の形態で得る(413mg、75%)。
[1−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2−(6−S−アセチルチオヘキシルオキシメチル)−2−メチル−3−O−(2−シアノエチル−N,N’−ジイソプロピルホスホラミダイト)−プロパン−1,3−ジオール5の合成]
Figure 2015514402
2−シアノエチル−N,N’−ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(190μL、0.85mmol)を、無水ジクロロメタン(10mL)中1−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2−(6−S−アセチルチオヘキシルオキシメチル)−2−メチルプロパン−1,3−ジオール4(413mg、0.71mmol)およびジイソプロピルエチルアミン(186μL、1.06mmol)の溶液に加える。混合物を、1時間、周囲温度において磁気撹拌に供する。過剰な試薬を、500μLの水を加えることによって中和し、次いで混合物を、ジクロロメタン(150mL)で希釈する。有機相を飽和NaHCO水溶液(100mL)で洗浄し、次いでNaSOで乾燥する。蒸発後、粗反応生成物を、シリカクロマトグラフィー(4%のトリエチルアミン含有シクロヘキサン中0から30%の酢酸エチル)により精製し、所望の化合物5を、無色の油状物の形態で得る(400mg、72%)。
[チオール固体支持体6の合成]
Figure 2015514402
すりガラス管において、1−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2−(6−S−アセチルチオヘキシルオキシメチル)−2−メチル−1,3−プロパンジオール4(178mg、0.3mmol)およびジメチルアミノピリジン(DMAP 36mg、0.3mmol)を3mLの無水ピリジンと一緒に同時蒸発させる。次いで、スクシニル−長鎖アルキルアミン-CPG(Controlled Pore Glass)(1g)、無水ピリジン(5mL)、無水トリエチルアミン(160mL、1.2mmol)およびエチルジメチルアミノプロピルカルボジイミド(EDC、280mg、2.0mmol)を加える。次いで、1mLの無水ピリジンによりすすぐ。混合物を一晩撹拌する。
混合物をろ過し、CHCl(10mL)で洗浄し、その後デシケーター中で乾燥させる。支持体上のチオール化合物を、THF中無水酢酸、N−メチルイミダゾール、2,6−ルチジンの溶液により、3時間、撹拌しながら処理する。混合物をろ過し、CHCl(10mL)で洗浄し、その後デシケーター中で乾燥させ、29μmol/gで官能化されたチオール固体支持体6(940mg)を得る。
[修飾オリゴヌクレオチドの調製]
フェロセン基を5’位に含み、本発明に従ったタイプ(Ia)の漸増数のチオール化合物(1、2および4チオールの化合物)を含む3種のオリゴヌクレオチドを、DNA合成装置で合成した。金表面へのオリゴヌクレオチドの固定化をサイクリックボルタンメトリーにより可視化するために、フェロセン基を使用した。1、2または4つのチオール基を、プロパンジオールタイプの固体支持体に導入し、配列番号7のDNA配列をグラフトした。最終的に、フェロセン基を保有するアルファ−チミジンホスホラミダイトを、修飾オリゴヌクレオチドの5’位に導入した。その後の脱保護は、2ステップで実施する。第1に、ベータ−除去によりシアノエチル基を除去するために、媒体を、アセトニトリル中10%のピペリジンにより10分間処理し、得られたアクリロニトリルを、アセトニトリルによる洗浄によって媒体から除去する。次いで、濃水酸化アンモニウムによる処理で、核酸塩基上およびチオール官能基上のアシル保護基の除去を可能にし、スクシニル連結(固体支持体)の加水分解を可能にする。このプロトコルは、脱保護されたチオール官能基とアクリロニトリルとの間のMichael付加の回避を可能にする。蒸発後、支持されていない修飾オリゴヌクレオチドを、C18カラムによる逆相HPLCクロマトグラフィーにより精製する。
Figure 2015514402
[修飾オリゴヌクレオチド(テトラチオール、ジチオールおよびモノチオール)のグラフティングおよび安定性調査]
この研究のために、VMP3 Biologicマルチチャンネル・ポテンショスタット(Biologic Science Instruments、Pont de Claix)を使用した。結果を、EC−Labソフトウェア、Biologic Science Instruments社製を使用して記録した。
電気化学セルは、表面積0.28cm2の金電極、プラチナの対電極およびAg/AgCl基準電極からなる。
ステップ1:チオール基の還元
4nmolのODN−チオール(1以上のチオール化合物により修飾されたオリゴヌクレオチド)を、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP−HCL、Sigma−Aldrich)(160mM)、すなわち、溶液中、濃度20mMのTCEP−HCLで、20℃において2時間アルゴン下で還元する。
ODNを、TCEP−HClの20mM溶液による2回連続の希釈/遠心分離により精製し、アミコンYM3000フィルター(Millipore)において15分間14000rcf(rcf=相対遠心力(Relative Centrifugal Force))でガス抜きする。450μLのガス抜きした100mMのリン酸バッファーで希釈後、媒体を、アミコンYM3000フィルターにおいて30分、14000rcfで、再度遠心分離する。
4nmolのODN、90mMのリン酸ナトリウム、2mMのTCEP−HClを含有するグラフティング溶液を得る。
ステップ2:金電極の活性化
金の作用電極を、アセトン中で10分間、超音波による1回目の洗浄により、浄化する。一度乾燥させ、すべての有機残留物を表面から除去するために、表面を「ピラニア」溶液(0.7mLのHSO、0.3mLのH)に1分間浸漬する。
電極の最終基本活性化は、0.5Mのソーダ中で負電位(−1.4V対Ag/AgCl)において数サイクル、水の加水分解により電極において水素を発生させることによる金の表面浄化からなる。
ステップ3:プローブのグラフティング
すすぎ後、チオールオリゴヌクレオチドを含有するグラフティング溶液を、活性化された金電極と、不活性雰囲気下で3日間接触させる。
すすぎ後、電気化学セルに分析電解質(10mMの二塩基性のリン酸ナトリウム、10mMの一塩基性のリン酸カリウム、250mMの過塩素酸ナトリウム、pH6.5)を満たす。
表面を、1mMのメルカプトプロパノール溶液により30分間不動態化し、すすぎ後、グラフト層を安定化させるために、セルを分析電解質に2時間入れる。
ステップ4:表面にグラフトされた化合物の安定性分析
分析は、50mV/秒において−0.1Vから0.45Vの間で、サイクリックボルタンメトリー(CV)により実施される。グラフト層の安定性の研究は、30分ごとのサイクルで2時間、電気化学シグナルの安定化後、実施される。
セルを、60℃または80℃で1または5分ガス抜きした蒸留水で満たし、すすぎ後、セルを、1.5mLの分析電解質のリン酸塩(20mM)過塩素酸塩(250mM)で満たす。30分間安定化後、CVを実施する。
操作を必要な回数繰り返す。
結果
チオール化合物(テトラチオール、ジチオールおよびモノチオール)により修飾された3種のオリゴヌクレオチドのグラフト率の比較を実施した。グラフト率は、フェロセンの酸化ピークの積分により決定した。実際、移動した電子電荷は、電極の表面に存在するフェロセンの数に直接関係し、したがって、金にグラフトされたプローブの数に直接関係する。
下記の得られた結果は、各プローブに関する3種の異なるグラフティングのグラフト率の平均値に対応する。
Figure 2015514402
結果のヒストグラムを図5に示す。
モノチオールおよびジチオールに関するグラフト率は極めて同等であり、テトラチオールのグラフティングは、チオール連結の数との調和においておそらく障害の大きさのため、低レベルであることが観察されている。この差にもかかわらず、テトラチオールのグラフト率はそれでもかなりの量であり、非常に再現性がある。
チオール化合物により修飾された3種のオリゴヌクレオチドの、温度に対する安定性試験を、ガス抜きした蒸留水中で実施した。電気化学応答の進展を、サイクリックボルタンメトリーによりモニターした。フェロセンの酸化強度の百分率低下を、安定化後に得られたシグナルに関して計算する。
時間の関数としてのこれらの低下を、図6および7に提示する。
テトラチオール分子は、60℃の水中における連続処理に対し非常に安定である(図6)。実際に、1分のこの処置を5回後、モノチオール(出発シグナルの70%)およびジチオール(出発シグナルの62%)とは対照的に、97%の出発シグナルが残存する。
80℃において、シグナルの喪失はより多い(図7)。1分間の5回連続処理後、83%の出発シグナルがテトラチオールに関して再度定量可能である。したがって、テトラチオールの安定性は、モノチオール(残留シグナルの45%)の安定性およびジチオール(残留シグナルの18%)の安定性を超えて十分上である。
この研究は、4チオール化合物(テトラチオール)により修飾されたオリゴヌクレオチドの使用により、金へのチオールのグラフティングの安定性が、モノチオールまたはジチオールのグラフティングと比較して著しく増加することを示す。この最後に述べたジチオールの安定性の欠如は、金へのグラフティングと、分子内ジスルフィド結合の再形成のための閉環との間の競合による可能性があり得る。したがって、グラフティング連結における4つのチオールの数を維持し、温度に対する優れた安定性を確実にすることが好ましいと思われる。
[C型肝炎ウイルスの検出への応用]
被験標的試料
1)天然標的:「HCV(+)」アンプリコン
国家規模でHCVの存在に関する検査で陽性と出た血液ドナー由来の血漿試料を、シーケンシングにより解析する。各ドナーに感染しているHCVのウイルスの遺伝子型および亜型を決定する。
401bpの「HCV(+)」アンプリコンを、RT−PCRにより、上記の血漿試料それぞれに由来するHCVのNS5bウイルス領域から作製する。RNAを、200μLのヒト血漿からHigh Pure Viral Nucleic Acid kit(Roche)を使用して、製造業者の推奨に従って抽出する。RNAを、50μLの滅菌水(DNase/RNase非含有)に溶出させる。逆転写(AT)ステップのために、11μLのRNAを72℃で10分間変性させ、4μLの5X First Strand Buffer(Invitrogen)、2μLの10X HexaNucleotide Mix(Roche)、2μLの10mMのdNTP mix(Invitrogen)および200UのSuperScript(登録商標)II Reverse Transcriptase(Invitrogen)の存在下で逆転写する。逆転写条件は、下記のとおりである:10分23℃、45分37℃、および10分95℃。
5マイクロリットルのcDNAをその後、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)により、プライマー:
−「ビオチン化HCVセンス」(配列:[Btn]−TGG GGA TCC CGT ATG ATA CCC GCT GCT TTG A(または[Btn]−配列番号8))および
−「HCVアンチセンス」(配列 GGC GGA ATT CCT GGT CAT AGC CTC CGT GAA (配列番号9))(Tamalet C.ら、 2003年、Journal of Medical Virology 71: 391-398頁を参照されたい)
を使用して増幅する。
増幅反応を、MgCl非含有1X PCR Buffer(Invitrogen)、0.2μMの各プライマー、1.5mMのMgCl(Invitrogen)、0.2mMのdNTPミックス(Invitrogen)および1.3UのTaq Polymerase(Invitrogen)を含む50μLの反応混合物中で実施する。PCR条件は以下のとおりである:5分95℃、40サイクル(変性:40秒95℃;ハイブリダイゼーション:40秒56℃;伸長:50秒72℃)および最終伸長が10分72℃。
得られたHCVアンプリコンを、アガロースゲル電気泳動により解析し、アリコートを採取し、−20℃において使用まで保存する。
元々のウイルス遺伝子型が公知であるこれらのアンプリコンを、ライブラリの形態で保存する。
参照番号PTR6719の、ウイルス株1a/1bから得られた401bpの長さのアンプリコンの例は、配列:
5’−
TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCAACGGTCACTGAGAATGACATCCGTGTTGAGGAGTCAATTTACCAATGTTGTGACCTAGCCCCCGAAGCCAGACAGGCCATAAGGTCGCTCACAGAGCGGCTTTACATCGGGGGTCCCCTGACTAATTCAAAAGGGCAGAACTGCGGCTATCGCCGGTGCCGCGCGAGCGGTGTGCTGACGACCAGCTGCGGTAATACCCTCACATGTTACTTGAAGGCCTCTGCGGCCTGTCGAGCTGCAAAGCTCCAGGACTGCACAATGCTCGTGTGCGGAGACGACCTTGTCGTTATCTGTGAAAGCGCGGGAACCCARGAGGATGCGGCGAGCCTACGAGTCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号12)
を有する。
参照番号PTR7761の、ウイルス株2から得られた401bpの長さのアンプリコンの例は、配列:
5’−
TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCAACTGTCACTGAGAGAGACATCAGAACCGAGGAGTCCATATACCAGGCCTGCTCCCTAACCGAGGAGGCTCGCACCGCCATACACTCGCTGACTGAGAGGCTATACGTGGGAGGGCCCATGCTCAATAGCAAAGGCCAGACCTGCGGGTACAGGCGTTGCCGCGCCAGCGGGGTGCTCACCACTAGCATGGGAAACACCATTACGTGCTATGTGAAAGCTCTAGCGGCATGCAAGGCCGCAGGGATAGTAGCGCCCACGATGCTGGTATGCGGCGACGACCTGGTCGTCATCTCAGAAAGCCAGGGGACTGAGGAGGACGAGCGGAACCTGAGAGTCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号31)
を有する。
参照番号PTR9058の、ウイルス株3aから得られた401bpの長さのアンプリコンの例は、配列:
5’−
TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCGACTGTCACTGAACAGGATATCAGGGTGGAAGAGGAGATATACCAATGCTGTAATCTTGAACCGGAGGCCAGGAAGGTGATCTCCTCCCTCACGGAGCGGCTTTACTGCGGGGGTCCTATGTTCAACAGCAAAGGGGCCCAGTGTGGTTATCGCCGTTGCCGTGCTAGTGGAGTTCTACCTACCAGCTTCGGCAATACAATCACTTGCTACATCAAGGCCACAGCGGCTGCAAGGGCCGCAGGCCTCCGGAACCCGGACTTTCTTGTCTGCGGAGACGATCTAGTCGTGGTGGCTGAGAGTGACGGCGTCGACGAGGATGGGGCGGCCCTGAGAGCCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号:14)
を有する。
参照番号PTR4162の、ウイルス株4a/4dから得られた401bpの長さのアンプリコンの例は、配列:
5’−
TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCCACTGTAACCGAAAGAGACATCAGGGTCGAGGAGGAGGTCTATCAGTGTTGTGACCTAGAGCCCGAAGCCCGCAAGGTAATATCCGCCCTCACAGAGAGACTCTACGTGGGCGGTCCCATGTACAACAGCAGGGGAGACCTTTGCGGAACTCGACGGTGCCGTGCAAGCGGCGTATTCACCACCAGCTTTGGGAACACACTGACGTGCTATCTTAAGGCCAGCGCGGCCATCAGGGCTGCAGGCCTAAAGGACTGCACCATGCTGGTCTGTGGCGACGACTTAGTCGTTATCGCTGAAAGCGATGGCGTGGAGGAGGACAACCGTGCGCTCAGAGCCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号32)
を有する。
これらの長鎖アンプリコンを補完するために、上記の各血漿試料から出発して、より短いアンプリコンを作製するために、他のプライマーを設計した。同じ全プロトコルを辿り、プライマーを変更しただけで「短鎖」アンプリコンを作製した。使用するプライマーは、患者を感染させたHCVの遺伝子型および/または亜型に従って選択する。
サイズ191ヌクレオチドの、亜型1a/1bのHCVの特異的アンプリコンを、下記のプライマー:
−ビオチン化センスプライマー「1a/1bセンス」、配列5’−[Btn]−TGA−CRA−CYA−GCT−GYG−GTA−AYA−CCC−T−3’(または[Btn]−配列番号10)および
−アンチセンスプライマー「HCVアンチセンス」、配列番号9(上記を参照されたい)
により増幅させる。
参照番号PTR6719の、ウイルス株1a/1bから得られた191ヌクレオチドの短鎖アンプリコンの例は、配列:
5’−
TGACGACCAGCTGCGGTAATACCCTCACATGTTACTTGAAGGCCTCTGCGGCCTGTCGAGCTGCAAAGCTCCAGGACTGCACAATGCTCGTGTGCGGAGACGACCTTGTCGTTATCTGTGAAAGCGCGGGAACCCARGAGGATGCGGCGAGCCTACGAGTCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号13)
を有する。
サイズ108ヌクレオチドの、亜型2のHCVの特異的アンプリコンを、下記のプライマー:
−ビオチン化センスプライマー「ビオチン化HCV2センス」、配列5’−[Btn]−ATG−YTG−GTR−TGC−GGC−GAC−GAC−3’(または[Btn]−配列番号29)、および
−アンチセンスプライマー「HCVアンチセンス」、配列番号9(上記を参照されたい)
により増幅させる。
参照番号PTR7761の、ウイルス株2から得られた108ヌクレオチドの短鎖アンプリコンの例は、配列:
5’−ATGCTGGTATGCGGCGACGACCTGGTCGTCATCTCAGAAAGCCAGGGGACTGAGGAGGACGAGCGGAACCTGAGAGTCTTCACGGAGGCTATGACCAGGAATTCCGCC−3’(配列番号33)
を有する。
サイズ143ヌクレオチドの、亜型3aのHCVの特異的アンプリコンを、下記のプライマー:
−ビオチン化センスプライマー「HCVセンス」、配列番号8(上記を参照されたい)、および
−アンチセンスプライマー「3a rev」、配列:5’−GCA−GTA−AAG−CCG−YTC−CGT−GAG−3’(配列番号11)
により増幅させる。
参照番号PTR9058の、ウイルス株3aから得られた143ヌクレオチドの短鎖アンプリコンの例は、配列:
5’−
TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCGACTGTCACTGAACAGGATATCAGGGTGGAAGAGGAGATATACCAATGCTGTAATCTTGAACCGGAGGCCAGGAAGGTGATCTCCTCCCTCACGGAGCGGCTTTACTGC−3’(配列番号15)
を有する。
サイズ175ヌクレオチドの、亜型4a/4dのHCVの特異的アンプリコンを、下記のプライマー:
−ビオチン化センスプライマー「HCVセンス」、配列番号8(上記を参照されたい)、および
−アンチセンスプライマー「HCVアンチセンス4 rev」、配列:5’−AGG−TCT−CCC−YTG−CTG−TTG−TRC−AT−3’(配列番号30)
により増幅させる。
参照番号PTR4162の、ウイルス株4a/4dから得られた175ヌクレオチドの短鎖アンプリコンの例は、配列:
5’−TGGGGATCCCGTATGATACCCGCTGCTTTGACTCCACTGTAACCGAAAGAGACATCAGGGTCGAGGAGGAGGTCTATCAGTGTTGTGACCTAGAGCCCGAAGCCCGCAAGGTAATATCCGCCCTCACAGAGAGACTCTACGTGGGCGGTCCCATGTACAACAGCAGGGGAGACCT−3’(配列番号34)
を有する。
前述のように、191、108、175および143ヌクレオチドの得られた「短鎖」HCVアンプリコンを、アガロースゲル電気泳動により解析し、アリコートを採取し、使用まで−20℃において保存する。
元々のウイルス遺伝子型が公知であるこれらのアンプリコンを、ライブラリの形態で保存する。
2)合成標的:15−merまたは105−merのビオチン化オリゴヌクレオチド
5’末端がビオチン化された、15−merまたは105−merの合成オリゴヌクレオチドを合成した。
15−merの合成オリゴヌクレオチドは、選択されたHCVプローブ(下記を参照されたい)に厳密に相補的であり、下記の配列:
−亜型1a/1bに特異的な15−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−GCT CCR GGA ACT GCA C−3’(または[Btn]−配列番号2)を有し;
−亜型3aに特異的な15−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:[Btn]−CTT GAA CCG GAG GCC−3’(または[Btn]−配列番号5)を有し、および
−亜型4a/4dに特異的な15−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−CTA YGT GGG CGG YCC−3’(または[Btn]−配列番号39)を有する。
下記のHCVプローブの相補配列を含む長鎖オリゴヌクレオチドであって、45ヌクレオチドの配列により両側を構成されるか、または全体で105ヌクレオチドの配列で構成され、5’末端がビオチン化された長鎖オリゴヌクレオチドについても、プローブ/標的ハイブリダイゼーション試験の開発のために合成した。
使用した105−merの合成オリゴヌクレオチドは下記の配列:
−亜型 1a/1bに特異的な105−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−CCT CAC TTG CTA CAT CAA GGC CCA GGC AGC CTG TCG AGC CGC AGG − GCT CCR GGA ACT GCA C − CAT GCT CGT GTG TGG CGA CGA CTT AGT CGT TAT CTG TGA AAG TGC−3’(または[Btn]−配列番号3)を有し、および
−亜型3aに特異的な105−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−GAA CAG GAC ATC AGG GTG GAA GAG GAG ATA TAC CAA TGC TGT AAC − CTT GAA CCG GAG GCC - AGG AAA GTG ATC TCC TCC CTC ACG GAG CGG CTT TAC TGC GGG GGC−3’(または[Btn]−配列番号6)
を有する。
[HCV配列の認識のためのオリゴヌクレオチドプローブの設計]
HCVのRNAポリメラーゼをコードするNS5b領域を、本発明のオリゴヌクレオチドプローブの設計のための標的とした。
HCVの各遺伝子型および/または亜型の最も保存されたゾーンを同定するために、NS5b領域において増幅されたHCVゲノム配列(800試料の代表的バンク)を決定し、クラスタルW2アライメントソフトウェアおよびMega5系統樹解析ソフトウェアを使用して解析した。遺伝子型(および場合により所与の亜型)のウイルスの配列の包括的認識が可能な個別の領域を選択した。したがって、ウイルスの遺伝子型1a/1bのすべてのHCVの特異的検出を可能にする高度に保存された領域を同定し、選択した。同じ方法で、ウイルスの遺伝子型2、2a/2c、2b、3aおよび4a/4dのHCVの特異的検出を可能にする領域を同定し、選択した。選択された各領域の相補的な15−merのオリゴヌクレオチドを設計し、次いで、マルチ−チオールオリゴヌクレオチドを、亜型1a/1b、2、2a/2c、2b、3aおよび4a/4dの特異的認識のために選択された配列に基づき合成した。
プローブ1a/1bの作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−GTG−CAG−TCC−YGG−AGC(配列番号1)である。このプローブは、亜型1aおよび1bの株に特異的である。
プローブ2の作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−TGG−CTY−TCT−GAG−ATG(配列番号27)である。このプローブは、亜型2の株に特異的である。
プローブ2a/2cの作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−GGA−CTC−CTC−RGT−TCT(配列番号35)である。このプローブは、亜型2aおよび2cの株に特異的である。
プローブ2bの作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−TAT−GGA−TTC−TTC−TGT(配列番号36)である。このプローブは、亜型2bの株に特異的である。
プローブ3aの作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−GGC−CTC−CGG−TTC−AAG(配列番号4)である。このプローブは、亜型3aの株に特異的である。
プローブ4a/4dの作製のために保持されたオリゴヌクレオチド配列は、5’−GGR−CCG−CCC−ACR−TAG(配列番号28)である。このプローブは、亜型4aおよび4dの株に特異的である。
[ELOSA(enzyme−linked oligosorbent assay)によるプローブ/標的のハイブリダイゼーションの評価]
任意のタイプのチオールプローブ(アルファ−アノマーまたはベータ−アノマーのオリゴヌクレオチド、線形またはステム−ループのプローブ(スネイル「snail」)など)のグラフティングは、下記の最適化されたプロトコルに従って実施することができる。マレイミド活性化マイクロプレートウェル(Pierce)を、WB1バッファー(0.1MのNaHPO、0.15MのNaCl、0.05%のTween20(w/v)、pH7.2)により洗浄する。ウェルの官能化を、BBバッファー(0.1MのNaHPO、0.15MのNaCl、10mMのEDTA、pH7.2)中100nMのマルチチオールプローブ(上記)により、2時間、周囲温度(AT)において実施する。次いでウェルをWB1により3回洗浄し、BB中10μg.mL−1のシステイン−HCl溶液(Pierce)で1時間ATにおいて満たし、WB1により再度3回洗浄する。
ハイブリダイゼーション試験を、短鎖の15−merまたは105−merの合成標的により、または実際のHCVアンプリコン:長鎖(401nt)または短鎖(191ntまたは143nt)により実施する。合成標的およびアンプリコンを、150μLのハイブリダイゼーションバッファー(HB:0.9MのNaCl、60mMのNaHPO、6mMのEDTA、pH7.4、Denhardt 5X)で希釈し、その後ウェルに付着させた。10分、95℃の追加の変性ステップをアンプリコンに実施し、その後マイクロウェルに移す。ハイブリダイゼーションを、一晩、37℃において実施する。ウェルを、WB2バッファー(0.75MのNaCl、50mMのNaHPO、5mMのEDTA、pH7.4、SDS 0.1%)により、2分間ATにおいて3回、および30分間50℃において1回洗浄する。
検出ステップを、30分間ATにおけるウェルのインキュベーション後に、100μLのアッセイバッファー(「Assay Buffer」、Perkin Elmer)で希釈された100μL/ウェルのストレプトアビジン−ユーロピウム(Perkin Elmer)の存在下で実施する。ウェルを最終的にWB3バッファー(WB1X、Perkin Elmer)により6回洗浄し、200μLのシグナル発生バッファー(「Enhancement Buffer」、Perkin Elmer)を、各ウェルに5分間ATにおいて加える。時間分解蛍光(time-resolved fluorescence)を、Victor(商標)1420マルチ標識検出器(「マルチカウンター(multilabel counter)」、Perkin Elmer)において、製造業者のプロトコル(340nmにおいて励起および615nmにおいて放射)に従って測定する。
[結果1:4つのチオール官能基を有するベータ−アノマーの線形プローブに関するハイブリダイゼーション試験]
4つのチオール官能基を有するベータ−アノマーの線形3aプローブを、100nMの密度で、マレイミド基により被覆された支持体に上記のプロトコルに従ってグラフトする。3aプローブにより得られた結果を、図8および9に提示する。
保持されたプローブの特異性を検証するために、ELOSA試験を、使用する標的の性質および濃度を変化させて(短鎖の15−merおよび105−mer合成標的、143ntまたは191ntの短鎖アンプリコン、401ntの長鎖アンプリコン)実施する。
図8に提示した結果は、1/10、1/100および1/1000希釈の、HCV3a遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコンおよび非特異的長鎖アンプリコン(HCV1a/1b遺伝子型に対応する)により実施したELOSA試験に対応する。ハイブリダイゼーションの陽性対照は、3a遺伝子型に特異的な合成標的(15−mer)により、1000pMおよび5pMの濃度で実施する。ハイブリダイゼーションの陰性対照は、非特異的合成標的(15−mer)(1a/1bの標的配列に対応する)により1000pMの濃度で、または標的を含まないHB(ハイブリダイゼーションバッファー)単独により実施する。
3a亜型に「特異的」としてみなされる3aプローブに関して、「3a」標的により得られる結果は、プローブ/標的ハイブリダイゼーションが定量化可能なように、陰性対照により得られるバックグラウンドノイズを超えている必要がある。
図9に提示した結果は、下記の標的:
−15−merまたは105−merの3a特異的合成標的、濃度10pM、100pMまたは1000pM、
−15−merまたは105−merの1a/1b非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pM、100pMまたは1000pM、
−3a特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−1a/1b非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−3a特異的短鎖アンプリコン(143nt)、1/100および1/1000希釈、
−1a/1b非特異的短鎖アンプリコン(191nt)、1/100および1/1000希釈、
−HB単独、標的非含有、
により実施されたELOSA試験に対応する。
図8および9において得られた結果は、本発明に従った「3a」プローブが、3a特異的合成標的の15−mer(5pMの濃度を有する標的)または105−mer(10pMの濃度を有する標的)とハイブリダイズ可能であるだけでなく、遺伝子型3aの血漿から得られた401ntの長鎖アンプリコンまたは143ntの短鎖アンプリコンともハイブリダイズ可能であり、したがって3a遺伝子型(1/1000希釈)に特異的であることを示している。これらの結果は、3aプローブに特異的ではない1a/1b標的が、それらの形態(15−merまたは105−merの合成標的、短鎖アンプリコン191ntまたは長鎖アンプリコン401nt)またはそれらの濃度(合成標的に関しては1000pMまたはアンプリコンに関しては1/10希釈)に関わらず、検出可能な程度に後者とハイブリダイズしないこともさらに示している。
図10に提示した結果は、ベータ−アノマーの、4つのチオール官能基を有する1a/1bの線形プローブ(上記を参照されたい)により実施されたELOSA試験に対応し、この線形プローブは、100nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。
図10の結果は、下記の標的:
−15−merまたは105−merの1a/1b特異的合成標的、濃度10pM、100pMまたは1000pM,
−15−merまたは105−merの3a非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pM、100pMまたは1000pM、
−1a/1bHCV遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−3a非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−1a/1b特異的短鎖アンプリコン(191nt)、1/100および1/1000希釈、
−3a非特異的短鎖アンプリコン(143nt)、1/100および1/1000希釈、
−HB単独、標的非含有、
から得られる。
図10から得られた結果は、本発明に従った1a/1bプローブが、1a/1bに特異的な15−merまたは105−merの合成標的(10pMの濃度を有する標的)とハイブリダイズ可能であるだけでなく、遺伝子型1a/1bの血漿から得られた191ntの短鎖アンプリコンともハイブリダイズ可能であり、したがって、遺伝子型1a/1b(1/1000希釈)および遺伝子型1a/1bに特異的な401ntの長鎖アンプリコン(1/100希釈)に特異的であることを示している。
これらの結果は、1a/1bプローブに非特異的な3a標的が、それらの形態(15−merまたは105−merの合成標的、短鎖アンプリコン143ntまたは長鎖アンプリコン401nt)またはそれらの濃度(合成標的に関しては1000pMまたはアンプリコンに関しては1/10希釈)に関わらず、検出可能な程度に後者とハイブリダイズしないこともさらに示している。
図17に提示した結果は、4つのチオール官能基を有する、ベータ−アノマーの線形1a/1bプローブにより実施されたELOSA試験に対応し、この線形プローブは、100nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。
図17の結果は、下記の標的:
−15−merの1a/1b特異的合成標的、濃度10pMまたは1000pM、
−15−merの2a/2c、2b、3aまたは4a/4d非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pMまたは1000pM、
−1a/1bHCV遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−2a/2c、2b、3aまたは4a/4d非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−HB単独、標的非含有、
から得られる。
図18に提示した結果は、4つのチオール官能基を有する2種のベータ−アノマーの線形プローブ(配列番号35の2a/2cおよび配列番号36の2b)の混合物により実施されたELOSA試験に対応し、これらの線形プローブは、それぞれ50nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。
図18の結果は、下記の標的:
−15−merの2a/2cおよび2b特異的合成標的、濃度10pMまたは1000pM、
−15−merの1a/1b、3aまたは4a/4d非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pMまたは1000pM、
−2a/2b/2cHCV遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−1a/1b、3aまたは4a/4d非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−HB単独、標的非含有、
から得られる。
図19に提示した結果は、4つのチオール官能基を有する、ベータ−アノマーの線形3aプローブにより実施されたELOSA試験に対応し、この線形プローブは、100nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。
図19の結果は、下記の標的:
−15−merの3a特異的合成標的、濃度10pMまたは1000pM、
−15−merの1a/1b、2a/2b/2cまたは4a/4d非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pMまたは1000pM、
−3aHCV遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−1a/1b、2a/2b/2cまたは4a/4d非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−HB単独、標的非含有、
から得られる。
図20に提示した結果は、4つのチオール官能基を有する、ベータ−アノマーの線形4a/4dプローブにより実施されたELOSA試験に対応し、この線形プローブは、100nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。
図20の結果は、下記の標的:
−15−merの4a/4d特異的合成標的、濃度10pMまたは1000pM、
−15−merの1a/1b、2a/2b/2cまたは3a非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pMまたは1000pM、
−4a/4dHCV遺伝子型に特異的な長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−1a/1b、2a/2b/2cまたは3a非特異的長鎖アンプリコン、1/100希釈、
−HB(ハイブリダイゼーションバッファー)単独、標的非含有、
から得られる。
アンプリコンを使用して実施した試験に関して、起源が異なるが同じ亜型のウイルス株から出発して実施した、3つの独立した検査の結果を、図17から20に提示する。
図17から20に提示した結果は、本発明に従ったそれぞれのプローブ1a/1b、2a//2c、2b、3aまたは4a/4dが、それに特異的な15−merの合成標的(10pMの濃度を有する標的)とハイブリダイズ可能であるだけでなく、同じ遺伝子型の特異的アンプリコン(1/100希釈)ともハイブリダイズ可能であることを示している。
これらの結果もまた、非特異的標的が検出可能な程度にハイブリダイズしないことを示している。
[結果2:チオール官能基の数の効果の調査]
ELOSA試験を、使用するプローブ中のチオール官能基の数を変化させ、異なるタイプおよび濃度の標的(15−merまたは105−merの短鎖合成標的、143ntまたは191ntの短鎖アンプリコン、401ntの長鎖アンプリコン)を試験して、実施した。図11に提示した結果は、1、2、4、6または8のチオール官能基を有する、ベータ−アノマーの線形1a/1bプローブ(上記)により実施したELOSA試験に対応し、この線形プローブは、100nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。図11の結果は、下記の標的:
−15−merまたは105−merの1a/1b特異的合成標的、濃度10pM、100pMまたは1000pM、
−15−merまたは105−merの3a非特異的合成標的(陰性対照)、濃度10pM、100pMまたは1000pM、
−HB単独、標的非含有、
から得られる。
各プローブ/標的のハイブリダイゼーション条件は、マイクロプレートにおいて三連に試験する。試験は、3回、プローブのグラフティングからハイブリダイゼーションの検出までのステップを、完全に3回(3つの異なるマイクロプレートにおいて)再現する。したがって、本出願に提示する結果は、9回の測定の平均値に対応する。
図11に得られた結果は、15−merの1a/1b特異的合成標的と、1a/1bプローブとのハイブリダイゼーションが、ひとたびチオールが存在すると、10pMの標的から検出可能であることを示す。105−merの1a/1b特異的合成標的の検出は、今度は、プローブが2つのチオール官能基を含む場合100pMの標的濃度を必要とし、プローブが4、6または8つのチオール官能基を含む場合、10pMの標的濃度を必要とする。検出可能なハイブリダイゼーションは、1a/1bプローブに非特異的な3a標的の存在下で、それらのサイズ(15−merまたは105−mer)またはそれらの濃度(最大被験濃度:1000pM)に関わらず、観察されない。したがってこの結果は、チオール官能基をグラフト化オリゴヌクレオチドプローブに加えることによって、問題となる標的の検出性能が改善されることを示している。使用するプローブ中の4つのチオール官能基の存在は、すべての合成標的(15−merまたは105−mer)を、10pMの濃度で検出可能にする。
[結果3:グラフト密度の効果の調査]
図12、13および14に提示した結果は、1、2または4つのチオール官能基を有する、ベータ−アノマーの線形1a/1bプローブ(上記を参照されたい)により実施されたELOSA試験に対応し、このプローブは、1、10、25、50または100nMの密度で、上記のプロトコルに従って、マレイミド基により被覆された支持体にグラフトされる。図12は、モノチオールプローブ、すなわち、本発明に従った単一のチオール化合物を含むプローブに関して得られた結果を示す。図13は、ジチオールプローブ、すなわち、本発明に従った2つのチオール化合物を含むプローブに関して得られた結果を示し、図14は、テトラチオールプローブ、すなわち、本発明に従った4つのチオール化合物を含むプローブに関して得られた結果例示す。
それぞれの事例において、ハイブリダイゼーション試験を、下記の標的:
−15−merまたは105−merの1a/1b特異的合成標的、濃度1000pM、100pMまたは10pM、
−15−merまたは105−merの3a非特異的合成標的(陰性対照)、濃度、1000pM、100pMまたは10pM、
−HB単独、標的非含有、
により実施する。
図12、13および14に提示した結果は、検出可能なハイブリダイゼーションが、3a標的の存在下で後者の濃度とは独立して、観察されないという点で、1a/1bプローブと1a/1b標的とのハイブリダイゼーションの特異性を確認している。
これらの結果は、(1)使用するプローブ中の単一のチオールの存在は、105ntのサイズを有する標的を検出可能にしないこと、(2)2つのチオール官能基から出発して、プローブと105ntの標的との(特に、100pMの標的から出発して)との間のハイブリダイゼーションが検出可能になること、(3)テトラチオールプローブにより最もよい結果が得られること、を確認している。
他方で、モノチオールプローブのグラフティングの密度は、どのような標的(15−merおよび105−mer)であっても、ハイブリダイゼーションシグナルにあまり影響を与えず、一方で、ジチオールおよびテトラチオールプローブの場合、ハイブリダイゼーションは、グラフティング密度に用量依存性であると思われる。最も優れたプローブ/標的ハイブリダイゼーションシグナル(15−merおよび105−mer)は、100nMでグラフトされたテトラチオールプローブにより得られる。
[金表面を有する電極におけるプローブ/標的のハイブリダイゼーションの評価]
ハイブリダイゼーション試験を、1a/1b特異的プローブ配列を、金表面を有する電極にグラフトすることによって実施した。
配列番号1の配列のオリゴヌクレオチドを保有するテトラチオールプローブを、セルの金表面を有する作用電極にグラフトした。105−merの1a/1b特異的標的(配列番号3)のハイブリダイゼーションを、3種の異なる標的濃度:1pM、10pMおよび100pMに関して評価した。陰性対照を、配列番号6(陰性対照)の105−merの3a特異的標的により実施する。
ハイブリダイゼーション反応を、差次的パルスボルタンメトリーによりモニターする。得られた結果を図15に提示する。
y軸の値は、電流変化の正規化された値に対応する。
得られた結果は、電気化学によるハイブリダイゼーション試験が、1pMの標的濃度において感度が高く、特異的であることを示している。シグナルの変動もまた、試験を100pMにおいて実施する場合よりも、1pMにおいて大きくなると思われる。より高い標的濃度において、電極表面における標的の非特異的吸着の効果は、認識反応の有効性を低下させる。電気化学的方法では、ハイブリダイゼーション反応の定量的モニタリングは不可能である。にもかかわらず、電気化学的方法は、非常に高い感度で特異的応答の有無を供給する。
[フラビウイルス、例えばデングおよび西ナイルウイルスの検出への応用]
デングウイルス(血清型1、2、3および4)および西ナイルウイルスの公知の配列を、GenBankデータベースから抽出し解析した。表1は、アライメントの実施に使用したデングおよび西ナイルウイルスの配列のGenBank受託番号を載せている。
Figure 2015514402
[デングまたは西ナイルの配列の認識のためのオリゴヌクレオチドプローブの設計]
アライメントおよび配列比較を、クラスタルW2およびMega5のソフトウェアを使用して実施し、4つの領域を規定し、そのうち、
−2つは、デングおよび西ナイルウイルスのすべて並びに他のフラビウイルス、例えば日本脳炎ウイルス、ダニ媒介性脳炎ウイルス、黄熱病ウイルスおよびウスツウイルス(非限定的リスト)に保存されており、
−1つは、デングウイルスに保存されており、
−1つは、西ナイルウイルスに保存されている。
これらの領域を、生体試料中のフラビウイルスの包括的検出またはデングウイルス、デング亜型4もしくは西ナイルウイルスの特異的検出を可能にする目的で、本発明に従ったプローブの設計に使用した。
下記の表2に提示したプローブ1から3は、したがって、包括的に(デングおよび西ナイルフラビウイルスを含む)フラビウイルスの検出を可能にする。プローブ4は、血清型に関わらずデングウイルスに特異的である。プローブ5は、デングウイルスの血清型4に特異的である。プローブ6は、西ナイルウイルスに特異的である。
Figure 2015514402
[プローブ1から6の認識特異性を試験するための標的の設計]
同定された6つの領域を含むそれぞれのアンプリコンを、表1に述べた配列から出発して、Scaramozzinoらにより記載されたプライマーおよびプロトコル(Scaramozzino N. ら、Comparison of Flavivirus universal primer pairs and development of a rapid, highly sensitive heminested reverse transcription-PCR assay for detection of flaviviruses targeted to a conserved region of the NS5 gene sequences. 2001. Journal of Clinical Microbiology 39: 1922-1927)を使用して、単純PCRを実施することによって調製する。
PCRによる一次増幅は、
−MAMDセンスプライマー:[Btn]−5’−AAC−ATG−ATG−GGR−AAR−AGR−GAR−AA−3’(または[Btn]−配列番号20)、および
−cFD2アンチセンスプライマー(配列番号21):5’−GTG−TCC−CAG−CCG−GCG−GTG−TCA−TCA−GC−3’、
により実施される。
この増幅は、263bpの一次アンプリコンを得ることにつながる。
ウイルス負荷が非常に低い場合、二次PCRを、初回のPCRから得られた増幅産物をマトリックスとして使用して実施する。この「セミネスティッド(semi-nichee)」PCRは、有利な感度の上昇をもたらす。
参照番号FJ882517の、デングウイルスの株から出発する増幅後に得られた263bpのアンプリコンの例は、配列:5’−AACATGATGGGGAAGAGAGAGAAAAAACTAGGAGAGTTCGGAAAGGCAAAAGGAAGTCGTGCAATATGGTACATGTGGCTGGGAGCACGCTTTCTAGAGTTCGAAGCTCTTGGTTTCATGAACGAAGATCACTGGTTCAGCAGAGAGAATTCACTCAGCGGAGTGGAAGGAGAAGGACTCCACAAACTTGGATATATACTCAGAGACATATCAAAGATTCCAGGGGGAAACATGTATGCAGATGACACAGCCGGATGGGACAC−3’(配列番号23)
を有する。
参照番号EF429200/H442の、西ナイルウイルスの株から出発する増幅後に得られた263bpのアンプリコンの例は、配列:5’−AACATGATGGGAAAGAGAGAGAAGAAGCCTGGAGAGTTCGGCAAGGCTAAAGGCAGCAGAGCCATCTGGTTCATGTGGCTGGGGGCTCGTTTCCTGGAGTTTGAAGCTCTCGGATTCCTCAATGAAGACCACTGGCTGGGTAGGAAGAACTCAGGAGGAGGAGTTGAAGGCTTAGGACTGCAGAAGCTTGGGTACATCTTGAAGGAAGTTGGGACAAAGCCTGGAGGAAAGATTTACGCCGATGATACCGCAGGCTGGGACAC−3’(配列番号25)
を有する。
その後、必要に応じてPCRによる二次増幅を、Scaramozzinoらにより公開されたプロトコルに従って、上記の一次アンプリコンをマトリックスとして使用して、:
−FS778センスプライマー:[Btn]5’−AAR−GGH−AGY−MCD−GCH−ATH−TGG−T−3’(または[Btn]−配列番号22)、および
−cFD2アンチセンスプライマー(配列番号21):5’−GTG−TCC−CAG−CCG−GCG−GTG−TCA−TCA−GC−3’、
により場合により実施してもよい。
この増幅は、215bpの二次アンプリコンを得ることにつながる。
参照番号FJ882517の、デングウイルスの株から出発する増幅後に得られた215bpのアンプリコンの例は、配列:5’−AAAGGAAGTCGTGCAATATGGTACATGTGGCTGGGAGCACGCTTTCTAGAGTTCGAAGCTCTTGGTTTCATGAACGAAGATCACTGGTTCAGCAGAGAGAATTCACTCAGCGGAGTGGAAGGAGAAGGACTCCACAAACTTGGATATATACTCAGAGACATATCAAAGATTCCAGGGGGAAACATGTATGCAGATGACACAGCCGGATGGGACAC−3’(配列番号24)
を有する。
参照番号EF429200/H442の、西ナイルウイルスの株から出発する増幅後に得られた215bpのアンプリコンの例は、配列:5’−AAAGGCAGCAGAGCCATCTGGTTCATGTGGCTGGGGGCTCGTTTCCTGGAGTTTGAAGCTCTCGGATTCCTCAATGAAGACCACTGGCTGGGTAGGAAGAACTCAGGAGGAGGAGTTGAAGGCTTAGGACTGCAGAAGCTTGGGTACATCTTGAAGGAAGTTGGGACAAAGCCTGGAGGAAAGATTTACGCCGATGATACCGCAGGCTGGGACAC−3’(配列番号26)
を有する。
別の実施形態において、アンプリコンは、フラビウイルス、デングまたは西ナイルウイルスのRNAから、非対称RT−PCRにより調製される。ウイルスのRNAを、in vitroで作製されたデングウイルス(1−4)および西ナイルウイルス(アメリカ起源のNYまたはアフリカのAf)から抽出する。263bpのアンプリコンを、フラビウイルスのNS5ウイルス領域から、上記の各RNA試料から出発してRT−PCRにより作製する。逆転写ステップ(AT)を実施するために、5μLのRNAを72℃で10分間変性させ、全量20μL中4μLの5X First Strand Buffer(Invitrogen)、2μLの10X Hexanucleotide Mix(Roche)、2μLの10mM dNTP mix(Invitrogen)および200UのSuperScript(登録商標)II Reverse Transcriptase(Invitrogen)の存在下で逆転写させる。逆転写条件は、下記:10分25℃、60分42℃および10分95℃のとおりである。その後、5マイクロリットルのcDNAを、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)により、プライマー:
−ビオチン化「MAMD」センスフラビウイルス(配列:[Btn]−AAC ATG ATG GGR AAR AGR GAR AA(または[Btn]−配列番号20))および
−「cFD2」アンチセンスフラビウイルス(配列GTG TCC CAG CCG GCG GTG TCA TCA GC(配列番号21))(Scaramozzino N.ら、2001年、Journal of Clinical Microbiology 39: 1922-1927頁を参照されたい)
を使用して増幅させる。
非対称増幅反応を、MgCl非含有1X PCR Buffer(Invitrogen)、0.2μMのMAMD、0.02μMのcFD2、1.5mMのMgCl(Invitrogen)、0.2mMのdNTP mix(Invitrogen)および1.5UのTaq Polymerase(Invitrogen)を含む50μLの反応混合物において実施する。PCR条件は、下記:5分95℃、40サイクル(変性:40秒、94℃;ハイブリダイゼーション:40秒、53℃;伸長:50秒、72℃)、および最終伸長の10分72℃、のとおりである。得られたアンプリコンを、アガロースゲル電気泳動により解析し、アリコートを採取し、使用まで−20℃において保存する。元々のウイルス遺伝子型が公知であるこれらのアンプリコンを、ライブラリの形態で保存する。
5’末端においてビオチン化された15−merの合成オリゴヌクレオチドを合成した。これらのオリゴヌクレオチドは、上で選択されたプローブ、すなわち、フラビウイルス検出用の包括的プローブ3、西ナイルウイルス検出用の包括的プローブおよびデングウイルスの血清型4に特異的なプローブに、厳密に相補的である。これらの合成オリゴヌクレオチドは、下記の配列:
−フラビウイルスに特異的な14−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−TGG TWC ATG TGG CT−3’(または[Btn]−配列番号43)を有し;
−西ナイルウイルスに特異的な15−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−AGA AYT CAG GAG GMG−3’(または[Btn]−配列番号42)および
−デングウイルスの血清型4に特異的な15−merの合成オリゴヌクレオチドは、配列:5’[Btn]−TCA TGG AGT GGA GTG−3’(または[Btn]−配列番号44)を有する。
ハイブリダイゼーション試験を、フラビウイルスを一般的に認識するプローブ3(図21を参照されたい)、デングの血清型4を特異的に認識するプローブ5(図22を参照されたい)および西ナイルウイルスを認識するプローブ6(図23を参照されたい)により実施する。4つのチオール官能基を有するプローブを、200nMの密度で、上記のプロトコルに従ってマレイミド基により被覆された支持体にグラフトする。次いで、保持されたプローブの特異性を検証するために、ELOSA試験を、デングの血清型1、2、3または4、アメリカ起源(NY)もしくはアフリカ(Af)の西ナイルウイルスまたはC型肝炎ウイルス(長鎖3aアンプリコン)から調製したアンプリコンを、プローブ3に関しては1/10希釈およびプローブ5および6に関しては1/50で使用して実施する。図21、22および23のダイアグラムにおいて、「試料/バックグラウンドノイズ」の値を、各試料に関して測定されたカウント数対、標的を含まないハイブリダイゼーションバッファー単独に対応する対照(HB)に関して測定されたカウント数の比を計算することによって得る。これら試験に使用されたデングウイルスおよび西ナイルウイルスのアンプリコンは、上記の非対称RT−PCRの方法により得た。
図21、22および23に提示した結果は、フラビウイルス包括的プローブ、デング特異的プローブ4および西ナイルウイルス包括的プローブが、問題となるウイルスに対応するアンプリコンとだけ有意にハイブリダイズすることを示している。

Claims (18)

  1. 式(XIIb):
    (XIIb)N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y-(M1-…-Mm-1-Mm)p-(I’b)y’
    または式(XIIIb):
    (XIIIb)(Ic’)-(I’b)y-1-N1-N2-…-Nn-1-Nn-(I’b)y’-(M1-M2-…-Mm-1-Mm)p-(I’b)y”
    [式中、
    、…、Nは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
    、…、Mは互いに独立して、ヌクレオチドを表し、
    (I’b)は、式:
    Figure 2015514402
    の化合物を表し、
    (Ic’)は、式:
    Figure 2015514402
    の化合物を表し、
    nは、4から100の範囲の整数であり、
    mは、4から100の範囲の整数であり、
    yは、2から12の範囲の整数であり、
    pは、0または1を表し、
    y’は、pが値1を有する場合、0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、y’は0に等しく、
    y”は、pが値1を有する場合、0から12の範囲の整数であり、pが値0を有する場合、その際は、y”は0の値を有し、
    整数(y+y’)または(y+y’+y”)の合計は、12を超えることがなく
    Xは、直鎖または分岐鎖のC1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
    Yは、直鎖または分岐鎖のC1−C12アルキル基、C1−C12アミノアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C3−C12シクロアルキル基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基から選択され、
    Zは、C1−C12アルコキシ基、酸素含有または窒素含有C3−C12シクロヘテロアルキル基、C1−C12NCO−アルキル基、C1−C12CON−アルキル基から選択され、
    Wは、C1−C12アルカントリイル基、C6−C18アリールトリイル基およびC6−C18アラルカン(aralkane)トリイル基から選択され、
    Rは、Hであるか、またはC1−C12アシル、C1−C12S−アルキル、C6−C12S−アリール、S−2−ピリジン、酸素含有または窒素含有C1−C12S−ヘテロアルキル、C3−C12S−シクロアルキル、酸素含有または窒素含有C3−C12S−シクロヘテロアルキル基から選択され、ならびに、
    R1は、2−シアノエチルまたはR’R’R’SiCHCH基(式中R’、R’およびR’は、同一であっても、または異なっていてもよく、1から12の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖のアルキルおよびC6−C12アリールから選択される基を表す)から選択される]
    に対応する修飾オリゴヌクレオチド。
  2. 式:
    Figure 2015514402
    (式中、n、y、N1、…、Nn−1、X、Y、Z、WおよびRは、請求項1と同じ定義を有し、
    Bnは、n番目のヌクレオチドの塩基を表す)
    に対応する、請求項1に記載の修飾オリゴヌクレオチド。
  3. 式:
    Figure 2015514402
    (式中、n、y、N、…、N、X、Y、Z、WおよびRは、請求項1と同じ定義を有し、
    は、第1番目のヌクレオチドの塩基を表す。)
    に対応する、請求項1に記載の修飾オリゴヌクレオチド。
  4. ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合により、ヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)が、疾患の原因である、または疾患に関与する、ウイルス、細菌または遺伝子に対して特異的である、請求項1から3のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレオチド。
  5. ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)が、
    −C型肝炎ウイルス(HCV)に特異的な配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号35もしくは配列番号36の配列、
    −フラビウイルスに特異的な配列番号16、配列番号17もしくは配列番号40の配列、
    −デングウイルスに特異的な配列番号18もしくは配列番号41の配列、または
    −西ナイルウイルス(WNV)に特異的な配列番号19の配列、
    から選択される、請求項4に記載の修飾オリゴヌクレオチド。
  6. ヌクレオチド配列(N−N−…−Nn−1−N)および場合によりヌクレオチド配列(M−M−…−Mm−1−M)は、アルファアノマー、ベータアノマー、直鎖もしくはスネイルタイプの構造を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレオチド。
  7. 前記修飾オリゴヌクレオチドのグラフティングに耐える物質によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含む、少なくとも1つの請求項1から6に記載の修飾オリゴヌクレオチドによるグラフト化基材。
  8. −前記レシービングゾーンが金またはプラチナのフィルムによりコーティングされ、前記基材が金属、好ましくは銅もしくはチタン製である、または
    −前記レシービングゾーンがその表面に、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基を含み、および前記基材がプラスチック、好ましくはポリスチレン製である、
    請求項7に記載のグラフト化基材。
  9. 前記基材が非平面であり、好ましくはマイクロ粒子またはナノ粒子である、請求項7または8に記載のグラフト化基材。
  10. −前記標的核酸を、請求項1から6のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレオチドにより形成される少なくとも1つの検出プローブにより検出するステップを含む、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出する方法。
  11. −前記生体試料から少なくとも1つ供給源核酸を得るステップ、
    −供給源核酸から前記標的核酸の増幅によりアンプリコンを作製するステップ、および
    −前記アンプリコンと、請求項1から6のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレオチドにより形成される少なくとも1つの検出プローブとのハイブリダイゼーションを検出するステップ、
    を含む、請求項10に記載の検出方法。
  12. −アンプリコンが、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に関する情報を保有するウイルスのゲノム領域に対応す標的ヌクレオチド配列の増幅により作製され、ならびに
    −検出が、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に特異的なプローブにより実施される、
    生体試料中に存在するウイルスの遺伝子型および/または亜型を決定するための、請求項11に記載の方法。
  13. アンプリコンの作製するステップが、ウイルスの遺伝子型および/または亜型に関する情報を保有するウイルスのゲノム領域に対応する標的ヌクレオチド配列の増幅により、好ましくはプライマーペア:
    −配列番号8および配列番号9、アンプリコンがHCVの任意の遺伝子型から出発して作製される場合;
    −配列番号10および配列番号9、アンプリコンが遺伝子型1a/1bのHCVから出発して作製される場合;
    −配列番号29および配列番号9、アンプリコンが遺伝子型2のHCVから出発して作製される場合;
    −配列番号8および配列番号11、アンプリコンが遺伝子型3aのHCVから出発して作製される場合;
    −配列番号8および配列番号30、アンプリコンが遺伝子型4a/4dのHCVから出発して作製される場合;
    −配列番号20および配列番号21、または配列番号22および配列番号21、アンプリコンがフラビウイルスから作製される場合、
    から選択されるヌクレオチドプライマーの混合物により実施される、請求項12に記載の方法。
  14. −少なくとも1つの請求項1から6のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレチド、および前記修飾オリゴヌクレオチドのグラフティングに耐える物質によりコーティングされた少なくとも1つのレシービングゾーンを含み、前記レシービングゾーンが、好ましくは金、プラチナによりコーティングされるか、または少なくとも1つの炭素−炭素二重結合もしくは炭素−炭素三重結合またはハロアセトアミド官能基、好ましくはマレイミドもしくはアクリルアミド官能基ををその表面に含む少なくとも1つの基材、または
    −請求項7から9のいずれか一項に記載の少なくとも1つのグラフト化基材、
    を含む、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するためのキット
  15. 配列番号1、配列番号4、配列番号27、配列番号28、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号35、配列番号36、配列番号40および配列番号41の配列から選択されるヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチド。
  16. 請求項1から6のいずれか一項に記載の修飾オリゴヌクレオチド、請求項15に記載のオリゴヌクレオチドまたは請求項7から9のいずれか一項に記載のグラフト化基材の、生体試料中の少なくとも1つの標的核酸を検出するための使用。
  17. ウイルス株、好ましくは肝炎ウイルス、アルボウイルス、好ましくはフラビウイルス科(Flaviviridae)、トガウイルス科(Togaviridae)またはブニヤウイルス科(Bunhyaviridae)の、診断、遺伝子型決定またはシーケンシングのための、請求項16に記載の使用。
  18. HCV、HBV、デングウイルスまたは西ナイルウイルスの、診断、遺伝子型決定またはシーケンシングのための、請求項17に記載の使用。
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