JP2016513951A - 交替式捕捉トランスレータ - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2013年1月18日に出願された米国特許仮出願第61/754,339号に対して米国特許法第119条(e)の下で、及び2013年3月13日に出願の米国特許出願第13/801,762号に対して米国特許法第120条の下で利益を主張するものであり、それぞれの内容をその全体において参照により本明細書に組み込む。
固相捕捉とは、ビーズ、ナノ粒子又は表面を用いる、適当な配列/鎖の空間的な物理的分離を伴う。この手法は部位分離の原理を利用しており、有機化学において大量に使用されてきた。固相捕捉された幾何学的形状におけるこれらの置換事象の時期は、必要な鎖が系の溶液相にあるか又は固相にあるかを調節することによって制御することができる。
トーホールド捕捉は、固相トランスレータと同じ動作を果たすが、二本鎖中に結合している配列領域を保つことによって機能する。まさに固相トランスレータの場合のように、置換事象は、対象の配列を遊離させることができる。鎖の全ては、溶液中に一緒に存在することができ、その結果、置換事象は、トーホールドの利用能によって調節される。ここで用語「トーホールド」とは、置換事象のための出発点を提供する一本鎖核酸配列の短い領域のことを指す。
「トーホールド交換」は、トーホールド捕捉と類似の対合相互作用を使用するが、異なる幾何学による。トーホールド交換により、トーホールド捕捉手法によってもたらされたトーホールド衝突問題を解決しようと試みた。図5を参照すると、初期トーホールドA−Bは、二本鎖中のトーホールドのすぐ下の一本鎖領域と部分的にしか相補的でない
。同様に、B−C−Dトーホールドが、A−Bトーホールドとの交換反応よって生成されるとき、B−C−Dトーホールドも、その下の二本鎖の一本鎖の領域と部分的にしか相補的でない。したがって、トーホールド衝突は起こらない。
本開示は、上で詳述した手法によってもたらされた問題を解決する一連のトランスレータを提供する。これらのトランスレータにより、毒性のあるオフターゲット効果及びバックグラウンド反応性が最小化され、トーホールド衝突を防止することができ、全体の収率は完全に近く、変換速度は更に有意に改善される。
この開示に提供されるトランスレータを使用して、医学的に有用になり得る核酸コンピュータを作ることができる。例えば、トランスレータは、ウイルス核酸の存在を「検知する」ことができ、次いで、一連の変換事象を実行することにより、宿主細胞の抗ウイルス反応又はアポトーシスを開始してウイルスを除去するために使用できる調節RNA(例えば、siRNA、アンチセンスRNA)の「放出」をもたらすことができる。
「検知」は、1つ以上の鎖置換反応の開始として実施することができ、核酸(例えば、ウイルスDNA/RNA、腫瘍DNA/RNA)を入力として取り込み、1つ以上のトーホールドを出力として放出する。そのような1つ以上の鎖置換反応を実行するトランスレータは、「アダプター」と称される。腫瘍mRNAを検知する場合に、例えば、そのようなアダプターは、「mRNAアダプター」と呼ぶことができる。
核酸を入力として及びRNAi(例えば、siRNA)分子を出力として取り込むアダプターが更に提供され、それによりsiRNAは、放出により、目的とする生物学的機能を実行することができる。そのようなアダプターが、図11に例示され、複合体303及び304を含む。
「ファンイン」トランスレータセットも、提供される。ファンイントランスレータセットは、入力シグナルとして2つ以上の異なる核酸から入力を取り込むことができ、同じ出力を生じることができる。換言すれば、ファンイントランスレータセットは、OR演算を実行することができる。ファンインセットを、図13に例示する。
ファンイントランスレータセットと反対に、「ファンアウト」トランスレータセットは、単一入力を取り込み、複数の出力核酸を生じる。一態様において、複数の出力核酸は差異配列を有し、それにより異なる機能又は下流反応を実行することができる。別の態様において、複数の出力核酸は同一であり、したがってファンアウトトランスレータセットは増幅器として機能する。
「複合条件」トランスレータセットは、AND演算を実行する。複合条件セットは、出力核酸を活性化し、放出するために2つの別々の入力信号を必要とする。
「インバータ」は、入力シグナルとの接触により、系内の異なる入力シグナルによる開始によって別の場所で起こる鎖置換反応を遮断する核酸(「ストッパー」)を生じる1つ以上のトランスレータを構成する。
本開示は、本開示のトランスレータを使用して計算を実行し、特に、生物学的環境において情報を伝搬する方法を更に提供する。例えば、mRNAアダプターを使用して病原性又は新生物核酸の存在を検出し、例えば、トーホールドの形態で出力シグナルを生じることができる。必要に応じて、複数の核酸に対して特異性を有する複数のmRNAアダプターを使用して、信頼性が高い検出を確実にすることができる。
Claims (23)
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- 前記化学修飾が、ミニPEGコンジュゲートセリン由来γ−PNAで核酸断片の糖リン酸ジエステル主鎖を置き換えることを含む、請求項3に記載の組成物。
- 前記化学修飾が、核酸断片中の少なくとも1つのヌクレオシドの窒素塩基の代わりに三環シトシン類似体を置換することを含む、請求項4に記載の組成物。
- 前記化学修飾が、ヌクレオチド中の糖部分の2’−位にヘテロ原子を導入することを含む、請求項4に記載の組成物。
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- 第1核酸複合体の第1鎖(S−Q−P−R)が、病原性核酸の核酸断片に対して適切な配列相補性を有し、それによりハイブリダイズ条件下でそれらの間で結合が可能である、請求項8に記載の組成物。
- 病原性核酸が、ウイルスDNA、ウイルスRNA、細菌DNA、細菌RNA、変異体腫瘍DNA又は腫瘍RNAである、請求項9に記載の組成物。
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- 各断片が、約5塩基〜約50塩基長である、請求項1に記載の組成物。
- 一本鎖である各断片が、約5塩基〜約30塩基長である、請求項1に記載の組成物。
- 薬学的に許容できる担体を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 請求項1に記載の組成物を含む細胞。
- 請求項1に記載の組成物を表す又は表示するためのプログラムコードを含む、固定式のコンピュータ読み込み可能な媒体。
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