JP2021526804A - 遺伝子編集のための修飾されたガイドrna - Google Patents

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Abstract

本開示は、遺伝子編集方法における改善されたインビトロおよびインビボ活性を有する修飾ガイドRNAに関する。
【選択図】なし

Description

本出願は、2018年6月8日に出願された米国仮特許出願第62/682,838号および2018年6月8日に出願された米国仮特許出願第62/682,820号の利益を主張し、これらは各々、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、外因性遺伝子エレメントを認識して切断する原核免疫システムの一部であるCRISPR/Casシステムを使用した遺伝子編集の分野に関する。CRISPR/Casシステムは、DNAの部位特異的破壊を誘導する、CRISPR関連タンパク質9(Cas9)と称される単一のヌクレアーゼに依る。Cas9は、ガイドRNA(gRNA)と称される小RNA分子によって特定のDNA配列に誘導される。完全なガイドRNAは、tracrRNA(trRNA)およびcrisprRNA(crRNA)を含む。ガイド領域を含むcrRNAは、完全なgRNAを形成するために、trRNAと共有結合的または非共有結合的に会合する必要があるか、または会合するようになることを理解の下、gRNAと称してもよい。TrRNAおよびcrRNAは、シングルガイドRNA(sgRNA)内に含まれるか、またはデュアルガイドRNA(dgRNA)の2つの別々のRNA分子内に含まれ得る。TrRNAおよびcrRNAまたはsgRNAと組み合わせたCas9は、Cas9リボ核タンパク質複合体(RNP)と称される。
オリゴヌクレオチド、特にRNAは、非酵素的切断、エンドヌクレアーゼ切断、またはエキソヌクレアーゼ切断によって細胞中および血清中で分解される場合がある。そのような分解を防止し、gRNAの安定性を向上させ、遺伝子編集効率を向上させるための改善された方法および組成物は、特に治療用途に望ましい。
いくつかの実施形態では、修飾ガイドRNA(gRNA)を含むゲノム編集ツールが提供される。本明細書に記載のgRNAの修飾は、gRNAおよびgRNA/Cas9複合体の安定性を改善し、標的DNAを切断するCas9(例えば、SaCas9、spyCas9、および等価物)の活性を改善し得る。
いくつかの実施形態では、修飾crisprRNA(crRNA)および/または修飾tracrRNA(trRNA)が提供される。いくつかの実施形態では、修飾crRNAおよび/または修飾trRNAは、デュアルガイドRNA(dgRNA)を含む。いくつかの実施形態では、修飾crRNAおよび/または修飾trRNAは、単一のガイドRNA(sgRNA)を含む。本明細書に記載のcrRNAおよび/またはtrRNAの修飾は、gRNAおよびgRNA/Cas9複合体の安定性を改善し、標的DNAを切断するCas9(例えば、SauCas9、spyCas9、および等価物)の活性を改善し得る。いくつかの実施形態では、dgRNAまたはsgRNAのcrRNA部分は、標的化ドメインにおいて修飾されている。
いくつかの実施形態では、短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)を含むゲノム編集ツールが提供される。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは修飾されている。本明細書に記載の短いsgRNAは、短いsgRNAおよび短いsgRNA/Cas9複合体の安定性を改善し、標的DNAを切断するCas9(例えば、SauCas9、spyCas9、および等価物)の活性を改善し得る。
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)は、例えば以下の実施形態、表1、ならびに実施例および関連する図において記載されるような、1つ以上のYA部位における修飾を含む。疑義を回避するために、sgRNAには、短いsgRNAが含まれるが、これに限定されない。実施例の項目で考察されるように、gRNAは、例えば非修飾YA部位における切断を含むRNase A様分解パターンに高感受性であり得ることが見出されている。さらに、YA部位修飾は、そのような切断を低減または排除することができ、多くのYA部位修飾が、Cas9等のヌクレアーゼによる切断を誘導する能力に悪影響を及ぼすことなく許容されるようであることが見出されている。YA部位を含むがこれらに限定されない特定のgRNA位置は、それらがCas9によって接触され、活性を失うことの懸念から修飾するべきではないとの他者の記載にもかかわらず、修飾することができることも見出されている(Yin et al.,Nature Biotechnol.35:1179−1187(2017))。そのような修飾は、活性を損なうことなく、望ましくないgRNA分解をさらに低減し得る。
以下の実施形態が包含される。
実施形態01は、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)である、ガイドRNA(gRNA)であり、ヘアピン領域は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、短いsgRNAは、5’末端修飾または3’末端修飾を含む。
実施形態02は、短いsgRNAが、5’末端修飾を含む、実施形態1に記載のgRNAである。
実施形態03は、短いsgRNAが、3’末端修飾を含む、実施形態1〜2のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態04は、短いsgRNAが、5’末端修飾および3’末端修飾を含む、実施形態1〜3のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態05は、短いsgRNAが、3’テールを含む、実施形態1〜4のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態06は、3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む、実施形態5に記載のgRNAである。
実施形態07は、3’テールが、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10のヌクレオチドを含む、実施形態5に記載のgRNAである。
実施形態08は、短いsgRNAが、3’テールを含まない、実施形態1〜7のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態09は、ヘアピン領域における修飾を含む、実施形態1〜8のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態10は、3’末端修飾およびヘアピン領域における修飾を含む、実施形態1〜9のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態11は、3’末端修飾、ヘアピン領域における修飾、および5’末端修飾を含む、実施形態1〜10のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態12は、5’末端修飾およびヘアピン領域における修飾を含む、実施形態1〜11のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態13は、少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが連続する、実施形態1〜12のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態14は、少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが、
i.ヘアピン1内にある、
ii.ヘアピン1およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」内にある、
iii.ヘアピン1およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチド内にある、
iv.ヘアピン1の少なくとも一部を含む、
v.ヘアピン2内にある、
vi.ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
vii.ヘアピン1およびヘアピン2内にある、
viii.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
ix.ヘアピン2の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
x.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
xi.ヘアピン1またはヘアピン2内にあり、任意選択により、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
xii.連続し、
xiii.連続し、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、
xiv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン2の一部に及ぶ、
xv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」に及ぶ、または
xvi.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチドに及ぶ、実施形態1〜13のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態15は、ガイド領域をさらに含む、実施形態1〜14のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態16は、3’および/または5’末端修飾が、保護末端修飾、例えば、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜15のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態17は、ヘアピン領域における修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜16のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態18は、3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態1〜17のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態19は、3’および/または5’末端修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態1〜18のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態20は、3’および/または5’末端修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含むかまたはさらに含む、実施形態1〜19のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態21は、3’および/または5’末端修飾が、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態1〜20のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態22は、ヘアピン領域における修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態1〜21のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態23は、ヘアピン領域における修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態1〜22のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態24は、3’末端修飾が、
i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれかを含む、実施形態1〜23のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態25は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、短いsgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12の修飾を含む、実施形態1〜24のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態26は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
i.5〜10個のヌクレオチドからなる、
ii.6〜10個のヌクレオチドからなる、
iii.5個のヌクレオチドからなる、
iv.6個のヌクレオチドからなる、
v.7個のヌクレオチドからなる、
vi.8個のヌクレオチドからなる、
vii.9個のヌクレオチドからなる、
viii.10個のヌクレオチドからなる、
ix.5〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
x.6〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
xi.5個の連続するヌクレオチドからなる、
xii.6個の連続するヌクレオチドからなる、
xiii.7個の連続するヌクレオチドからなる、
xiv.8個の連続するヌクレオチドからなる、
xv.9個の連続するヌクレオチドからなる、または
xvi.10個の連続するヌクレオチドからなる、実施形態1〜25のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態27は、3’末端修飾が、
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および
vi.(i.)〜(v.)の1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、実施形態1〜26のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態28は、短いsgRNAが、
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および
vi.(i.)〜(v.)の1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、3’テールを含む、実施形態1〜27のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態29は、短いsgRNAが、
i.1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチド間PS結合、
ii.1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、または18個のヌクレオチド間PS結合、
iii.約1〜3、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチド間PS結合、
iv.約1〜3、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、1〜12、1〜14、1〜16、1〜18、または1〜20個のヌクレオチド間PS結合、および
v.各ヌクレオチド間のPS結合のうちの1つ以上を含む、実施形態1〜28のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態30は、3’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
i.1個のPS結合が存在し、結合が最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある、
ii.最後の3個のヌクレオチド間に2個のPS結合が存在する、
iii.最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間にPS結合が存在する、
iv.最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間にPS結合が存在する、
v.最後の2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間にPS結合が存在するのうちの1つ以上である、実施形態1〜29のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態31は、3’末端修飾が、少なくとも1つの2’−OMe、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、実施形態31に記載のgRNAである。
実施形態32は、3’末端修飾が、
i.最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾であって、修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせである修飾、
ii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後のヌクレオチドの修飾、ならびに隣りのヌクレオチドおよび/もしくは3’テールの1番目のヌクレオチドへの任意選択による1もしくは2個のPS結合、
iii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後および/もしくは最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
iv.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、および/もしくは最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
v.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、および/もしくは最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
vi.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/もしくは最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、実施形態1〜31のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態33は、sgRNAが、3’テールを含み、3’テールが、3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、実施形態1〜32のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態34は、3’テールが、完全に修飾されている、実施形態33に記載のgRNAである。
実施形態35は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、短いsgRNAは、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12の修飾を含む、実施形態33に記載のgRNAである。
実施形態36は、短いsgRNAが、
i.配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
iii.(i)3’末端部の3’末端からの5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
iv.sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、
vi.(i)3’末端部の3’末端からの15個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
viii.(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
ix.最後のヌクレオチドと最後から隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
x.15または20個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちの1つ以上を含む、実施形態1〜35のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態37は、5’末端修飾が、
i.ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれかを含む、実施形態1〜36のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態38は、5’末端修飾が、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含む、実施形態1〜37のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態39は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
i.配列番号400のヌクレオチド54〜61を含む、
ii.配列番号400のヌクレオチド53〜60を含む、
iii.配列番号400のヌクレオチド54〜58を含む、
iv.配列番号400のヌクレオチド54〜61からなる、
v.配列番号400のヌクレオチド53〜60からなる、または
vi.配列番号400のヌクレオチド54〜58からなる、実施形態1〜38に記載のgRNAである。
実施形態40は、5’末端修飾が、
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
vi.デオキシリボヌクレオチド、
vii.イノシン、および
viii.(i.)〜(vii.)の1個以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、実施形態1〜39のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態41は、5’末端修飾が、
i.1、2、3、4、5、6、および/7個のヌクレオチド間PS結合、または
ii.約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含む、実施形態1〜40のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態42は、5’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
i.1個のPS結合が存在し、結合が、ガイド領域のヌクレオチド1と2の間にある、
ii.2個のPS結合が存在し、結合が、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、および2と3との間にある、
iii.クレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
iv.ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、および4と5との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
v.ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
vi.ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、および6と7との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、または
vii.ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、6と7との間、および7と8との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、実施形態1〜41のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態43は、5’末端修飾が、少なくとも1つの2’−OMe、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、実施形態42に記載のgRNAである。
実施形態44は、短いsgRNAが、
i.可変領域のヌクレオチド1〜7のうちの1個以上の修飾であって、修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H(デオキシリボヌクレオチド)、イノシン、および/もしくはそれらの組み合わせである修飾、
ii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによるガイド領域の1番目のヌクレオチドの修飾、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合、
iii.2’−OMe、2’−O−Moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目および/もしくは2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
iv.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、および/もしくは3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
v.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、および/もしくは4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
vi.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/もしくは5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、実施形態1〜43のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態45は、短いsgRNAが、
i.配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
ii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、ならびに3と4との間のPS結合、
iv.ガイド領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
v.ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合、
vi.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
vii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
viii.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
ix.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
x.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態1〜44のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態46は、上部ステム領域が、少なくとも1つの修飾を含む、実施形態1〜45のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態47は、上部ステム修飾が、
i.上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
ii.上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
iii.上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態1〜46のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態48は、上部ステム修飾が、
i.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
ii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iii.2’−F修飾ヌクレオチド、および
iv.(i.)〜(iii.)の1つ以上の組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態47に記載のgRNAである。
実施形態49は、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いsgRNAである、ガイドRNAであって、ヘアピン領域は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、短いsgRNAは、5’末端修飾、ならびに
i.上部ステム領域、
ii.ヘアピン1領域、および
iii.ヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含み、
5’末端修飾は、5’保護末端修飾、例えば、最初の7個のヌクレオチド内の少なくとも2個のホスホロチオエート(PS)結合を含む、ガイドRNAである。
実施形態50は、少なくとも1個の修飾が、2’−Oメチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含む、実施形態49に記載のgRNAである。
実施形態51は、少なくとも1個の修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む、実施形態49または実施形態50に記載のgRNAである。
実施形態52は、少なくとも1個の修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む、実施形態49〜51のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態53は、短いsgRNAが、上部ステム領域における1つ以上の修飾を含む、gRNAである、実施形態49〜52のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態54は、US1〜US12のうちのいずれか1つにおける修飾を含む、実施形態53に記載のgRNAである。
実施形態55は、短いsgRNAが、ヘアピン1領域における1つ以上の修飾を含む、実施形態49〜54のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態56は、短いsgRNAが、H1−1における修飾を含む、実施形態55に記載のgRNAである。
実施形態57が、短いsgRNAが、ヘアピン2領域における1つ以上の修飾を含む、実施形態49〜56のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態58は、短いsgRNAが、H2−1における修飾を含む、実施形態57に記載のgRNAである。
実施形態59は、短いsgRNAが、H1−1〜H1−12における修飾を含む、実施形態49〜58のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態60は、短いsgRNAが、H2−1〜H2−15における修飾を含む、実施形態49〜59のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態61は、短いsgRNAが、上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域の各々に1つ以上の修飾を含む、実施形態49〜60のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態62は、短いsgRNAが、ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の修飾ヌクレオチドを含む、実施形態49〜61のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態63は、修飾を含む下部ステム領域をさらに含む、実施形態49〜62のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態64は、3’末端修飾をさらに含む、実施形態49〜63のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態65は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている、実施形態64に記載のgRNAである。
実施形態66は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が、2’−OMe、2’−F、または2’−O−moeにより修飾されている、実施形態64に記載のgRNAである。
実施形態67は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの1個以上間のホスホロチオエート(PS)結合をさらに含む、実施形態64〜66のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態68は、修飾を含むバルジ領域をさらに含む、実施形態49〜67のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態69は、修飾を含むネクサス領域をさらに含む、実施形態49〜68のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態70は、可変領域の5’末端における少なくとも最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の3個のヌクレオチドが修飾されている、実施形態49〜69のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態71は、可変領域の5’末端における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドが、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている、実施形態49〜70のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態72は、末端修飾が、2’−OMeを含む、実施形態70〜71のうちのいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態73は、末端修飾が、2’−Fを含む、実施形態70〜71のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態74は、可変領域の5’末端における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドが、PS結合で結合され、可変領域の5’末端における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の3個のヌクレオチドが、2’−OMe修飾を含む、実施形態49〜73のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態75は、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドが、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドが、2’−OMe、2’−F、および/または2’−O−moe修飾を含む、実施形態49〜74のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態76は、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、および/またはLS12が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜75のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態77は、バルジ領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜76のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態78は、バルジ領域におけるヌクレオチドの少なくとも50%が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜77のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態79は、上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜78のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態80は、ネクサス領域におけるN16、N17、および/またはN18が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜79のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態81は、ネクサス領域におけるN15、N16、N17、および/またはN18が修飾されている、実施形態49〜80のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態82は、ネクサス領域における修飾が、2’−OMeおよび2’Fから選択される、実施形態80または81に記載のgRNAである。
実施形態83は、N16、N17、およびN18が、PS結合で結合されている、実施形態80〜82のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態84は、ヘアピン1領域に残存するヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜83のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態85は、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、実施形態49〜84のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態86は、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いsgRNAである、ガイドRNAであり、ヘアピン領域は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、短いsgRNAは、5’末端修飾または3’末端修飾を含み、短いsgRNAは、
i.上部ステム領域における少なくとも1つの修飾、および
ii.3’テールのうちのいずれか1つ以上をさらに含む、ガイドRNAである。
実施形態87は、上部ステム修飾が、
i.上部ステム領域における各ヌクレオチド(US1〜US12)の修飾、
ii.上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
iii.上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
iv.上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態86に記載のgRNAである。
実施形態88は、5’末端修飾が、
i.可変領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態86〜87のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態89は、5’末端修飾が、
i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
ii.可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
iv.可変領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
v.可変領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、ならびに5と6との間のPS結合、
vi.可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
vii.可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間のPS結合、
viii.可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
ix.可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに
x.可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態86〜88のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態90は、可変領域の少なくともヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む、実施形態89に記載のgRNAである。
実施形態91は、可変領域の少なくとも1、2、3、およびヌクレオチド4における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む、実施形態89に記載のgRNAである。
実施形態92は、
i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、3’末端修飾を含む、実施形態86〜91のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態93は、短いsgRNAが、
i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
iii.(i)5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
iv.sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、
vi.(i)15個の連続した2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
viii.(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
ix.最後のヌクレオチドと最後から隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
x.15または20個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちのいずれか1つを含む、実施形態86〜92のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態94は、sgRNAが3’テールを含み、3’テールが3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、実施形態86〜93のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態95は、3’テールが、完全に修飾されている、実施形態94に記載のgRNAである。
実施形態96は、3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1個以上が修飾されている、実施形態94のgRNAである。
実施形態97は、表1の修飾を含む、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のうちのいずれかを含む短いsgRNAである、ガイドRNAである。
実施形態98は、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含む短いsgRNAであるガイドRNAであり、表1の参照配列識別子のヌクレオチドに対応する短いsgRNAの各ヌクレオチドにおける修飾は、表1の参照配列識別子に示される修飾と同一または同等である。
実施形態99は、少なくとも1つのガイド領域YA部位のYA修飾を含む、実施形態1〜98のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態100は、5’末端修飾ではない少なくとも1つのガイド領域YA部位におけるYA修飾を含む、実施形態1〜99のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態101は、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾を含む、ガイド領域YA部位は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8にあるか、またはその後ろにある、実施形態1〜100のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態102は、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾を含み、短いsgRNAが、
a.H1−1およびH2−1のうちの1つ以上における修飾、
b.1、2、3、4、または5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾、
c.1、2、3、4、または5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、少なくとも1つのガイド領域YA部位の修飾が、sgRNAの任意の5’末端修飾と異なる、YA修飾、
d.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8にあるか、またはその後にある、YA修飾、
e.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端内にある、YA修飾、
f.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位が、ガイド領域の3’末端部のヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある、YA修飾、
g.5’末端修飾以外のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
h.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8にあるか、またはその後にある、YA修飾、
i.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、2つのガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端内にある、YA修飾、
j.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位が、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある、YA修飾、
k.5’末端修飾以外の2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
l.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位の修飾が、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾のうちの1つ以上を含む、実施形態1〜101のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態103は、YA修飾を含み、該修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、ENA、UNA、イノシン、またはPSを含む、実施形態1〜102のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態104は、YA修飾を含み、該修飾が、ジヌクレオチドモチーフの構造を変更して、RNAエンドヌクレアーゼ活性を低下する、実施形態1〜103のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態105は、YA修飾を含み、該修飾が、RNaseによるYA部位の認識もしくは切断を妨げ、および/またはRNA構造を安定化させる、実施形態1〜104のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態106は、YA修飾を含み、該修飾が、
a.2’−O−アルキル、2’−F、2’−moe、2’−Fアラビノース、および2’−H(デオキシリボース)から選択されるリボース修飾、
b.LNA、BNA、およびENA等の二環式リボース類似体、
c.非ロックド核酸修飾、
d.イノシン、シュードウリジン、および5’−メチルシトシン等の塩基修飾、ならびに
e.ホスホロチオエート等のヌクレオシド間結合修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態1〜105のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態107は、1つ以上の保存領域YA部位におけるYA修飾を含む、実施形態1〜106のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態108は、保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、実施形態1〜107のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態109は、保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、実施形態1〜108のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態110は、保存領域YA部位1のYA修飾を含む、実施形態1〜109のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態111は、保存領域YA部位2のYA修飾を含む、実施形態1〜110のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態112は、保存領域YA部位3のYA修飾を含む、実施形態1〜111のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態113は、保存領域YA部位4のYA修飾を含む、実施形態1〜112のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態114は、保存領域YA部位5のYA修飾を含む、実施形態1〜113のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態115は、保存領域YA部位6のYA修飾を含む、実施形態1〜114のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態116は、保存領域YA部位7のYA修飾を含む、実施形態1〜115のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態117は、保存領域YA部位8のYA修飾を含む、実施形態1〜116のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態118は、保存領域YA部位9のYA修飾を含む、実施形態1〜117のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態119は、保存領域YA部位10のYA修飾を含む、実施形態1〜118のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態120は、
a.保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、および4のYA修飾、
c.保存領域YA部位2、3、および10のYA修飾、
d.保存領域YA部位2、4、および10のYA修飾、
e.保存領域YA部位3、4、および10のYA修飾、
f.保存領域YA部位2および10のYA修飾、
g.保存領域YA部位2および4のYA修飾、
h.保存領域YA部位2および3のYA修飾、
i.保存領域YA部位3および4のYA修飾、
j.保存領域YA部位3および10のYA修飾、
k.保存領域YA部位4および10のYA修飾、
l.保存領域YA部位1および5のYA修飾、
m.保存領域YA部位1および6のYA修飾、
n.保存領域YA部位1および7のYA修飾、
o.保存領域YA部位1および8のYA修飾、
p.保存領域YA部位1および9のYA修飾、
q.保存領域YA部位8および5のYA修飾、
r.保存領域YA部位8および6のYA修飾、
s.保存領域YA部位8および7のYA修飾、ならびに
t.保存領域YA部位8および9のYA修飾のうちの1つ以上を含み、
任意選択により、sgRNAが、保存領域YA部位2、3、4、および/または10のYA修飾をさらに含む、実施形態1〜119のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態121は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、実施形態1〜120のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態122は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態1〜121のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態123は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、実施形態1〜122のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態124は、gRNAが、以下のヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13個、または全てにおける修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、2’−H、イノシン、またはホスホロチオエート修飾である、実施形態1〜123のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態125は、短いsgRNAが、ヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、2’−H、イノシン、またはホスホロチオエート修飾である、実施形態1〜124のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態126は、2’−OMe修飾が、ヌクレオチド6〜11および13末端におけるガイド領域に存在しない、実施形態124〜125に記載のgRNAである。
実施形態127は、2’−フルオロ修飾が、ヌクレオチド1〜7、15、16、および19末端におけるガイド領域に存在しない、実施形態124〜126に記載のgRNAである。
実施形態128は、ホスホロチオエート修飾が、ヌクレオチド4、5、11〜14、17、および18におけるガイド領域に存在しない、実施形態124〜127に記載のgRNAである。
実施形態129は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド20を含む、実施形態124〜128に記載のgRNAである。
実施形態130は、ガイド領域が、20個のヌクレオチドからなる、実施形態124〜129に記載のgRNAである。
実施形態131は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における修飾を含む、実施形態124〜130に記載のgRNAである。
実施形態132は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における修飾を含む、実施形態124〜131に記載のgRNAである。
実施形態133は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15における修飾を含む、実施形態124〜132に記載のgRNAである。
実施形態134は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16における修飾を含む、実施形態124〜133に記載のgRNAである。
実施形態135は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19における修飾を含む、実施形態124〜134に記載のgRNAである。
実施形態136は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6においてYA部位を含まず、ヌクレオチド5が、非修飾である、実施形態124〜130または132〜135に記載のgRNAである。
実施形態137は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13においてYA部位を含まず、ヌクレオチド12が、非修飾である、実施形態124〜131または133〜136に記載のgRNAである。
実施形態138は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16においてYA部位を含まず、ヌクレオチド15が、非修飾である、実施形態124〜132または134〜137に記載のgRNAである。
実施形態139は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17においてYA部位を含まず、ヌクレオチド16が、非修飾である、実施形態124〜133または135〜138に記載のgRNAである。
実施形態140は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20においてYA部位を含まず、ヌクレオチド19が、非修飾である、実施形態124〜134または136〜139に記載のgRNAである。
実施形態141は、短いsgRNAが、以下:
(a)ヌクレオチド1における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
(b)ヌクレオチド2における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
(c)ヌクレオチド3における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
(d)ヌクレオチド4における2’−OMe修飾、
(e)ヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、
(f)ヌクレオチド7におけるホスホロチオエート修飾、
(g)ヌクレオチド8における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
(h)ヌクレオチド9における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
(i)ヌクレオチド10における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
(j)ヌクレオチド11における2’−フルオロ修飾、
(k)ヌクレオチド13における2’−フルオロ修飾、
(l)ヌクレオチド14における2’−フルオロ修飾、
(m)ヌクレオチド17における2’−フルオロ修飾、および
(n)ヌクレオチド18における2’−フルオロ修飾のうちの1つ以上を含むガイド領域を含む、実施形態124〜140に記載のgRNAである。
実施形態142は、ガイド領域が、前の実施形態に記載される修飾の各々を含む、実施形態124〜141に記載のgRNAである。
実施形態143は、ガイド領域が、以下:
(a)ヌクレオチド5および6がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド5における2’−OMe修飾、
(b)ヌクレオチド12および13がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド12における2’−OMe修飾、
(c)ヌクレオチド15および16がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド15におけるホスホロチオエートまたは2’−H修飾、
(d)ヌクレオチド16および17がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾、
(e)ヌクレオチド19および20がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド19におけるホスホロチオエートまたは2’−フルオロ修飾のうちの少なくとも1、2、3、または4つを含む、実施形態124〜142のgRNAである。
実施形態144は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾を含む、実施形態124〜143のgRNAである。
実施形態145は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含む、実施形態124〜144に記載のgRNAである。
実施形態146は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態124〜145に記載のgRNAである。
実施形態147は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態124〜146に記載のgRNAである。
実施形態148は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態124〜147に記載のgRNAである。
実施形態149は、ガイド領域が、ヌクレオチド19における2’−フルオロ修飾を含む、実施形態124〜148に記載のgRNAである。
実施形態150は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド15を含むか、またはヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、実施形態124〜149に記載のgRNAである。
実施形態151は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド16を含むか、またはヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、実施形態124〜150に記載のgRNAである。
実施形態152は、
a.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態153は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに任意選択により、
c.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態154は、
a.ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの13個のヌクレオチド内にある1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態155は、
a.5’末端修飾および3’末端修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態156は、
a.少なくとも1つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位の修飾が、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態157は、
a.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
b.保存領域YA部位1および8におけるYA修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態158は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.H1−1およびH2−1のうちの1つ以上における修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態159は、
a.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位1、5、6、7、8、および9の1つ以上におけるYA修飾、ならびに
c.H1−1およびH2−1のうちの1つ以上における修飾を含むシングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNAである。
実施形態160は、
a.5’末端部の5’末端から6個のヌクレオチドもしくはその後に位置する1個以上のヌクレオチドにおける修飾、例えばYA修飾、
b.1つ以上のガイド配列YA部位におけるYA修飾、
c.B3、B4、およびB5のうちの1つ以上における修飾であって、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、もしくは2’−OMe以外の修飾を含む、修飾、
d.LS10における修飾であって、LS10が、2’−フルオロ以外の修飾を含む、修飾、および/または
e.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、もしくはN11における修飾
のうちの1つ以上を含むsgRNAである、ガイドRNAであって、以下:
i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、
ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
iii.B2、B3、B4、もしくはB5のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
iv.LS1、LS8、もしくはLS10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
v.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、もしくはN17のうちの少なくとも1つはが、2’−OMe修飾を含まない、
vi.H1−1が、修飾を含む、
vii.H2−1が、修飾を含む、または
viii.H1−2、H1−3、H1−4、H1−5、H1−6、H1−7、H1−8、H1−9、H1−10、H2−1、H2−2、H2−3、H2−4、H2−5、H2−6、H2−7、H2−8、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、もしくはH2−15のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まないのうちの少なくとも1つが当てはまる、ガイドRNAである。
実施形態161は、
i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6もしくはその後に位置する1個以上のヌクレオチドにおける修飾、例えばYA修飾、または
ii.1つ以上のガイド配列YA部位におけるYA修飾
のうちのいずれか1つ以上を含む、ガイドRNAであって、以下:
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、または
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10うちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
のうちの少なくとも1つが当てはまり、以下:
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7〜10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20が、2’−OMe修飾を含まない、または
e.ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、5’末端部の5’末端からの11、12、13、14、17、もしくはヌクレオチド18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まず、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まないのうちの少なくとも1つがまた、当てはまる、ガイドRNAである。
実施形態162は、N14におけるグアノシンおよび/または以下:
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.保存領域YA部位1、5、および6のうちの1つ以上におけるYA修飾であって、YA部位6が、LS12において修飾され、LS9が、非修飾である場合、LS12の修飾が、2’−OMe以外である、YA修飾、
c.LS9における修飾であって、LS9が修飾され、LS5、LS7、およびLS12が非修飾である場合、LS9の修飾が、2’−フルオロ以外である、修飾、
d.LS12における修飾であって、LS12が修飾され、LS9が非修飾である場合、LS12の修飾が、2’−OMe以外である、修飾、
e.LS8もしくはLS11における修飾であって、LS8およびLS11のうちの少なくとも1つが、2’−OMe以外の修飾を含む、修飾、ならびに/または
f.N6、N14、もしくはN17における修飾であって、N17が修飾され、N6およびN14が非修飾である場合、N17の修飾が、2’−フルオロ以外であり、2’−OMe以外である、修飾
のうちの1つ以上を含むsgRNAである、ガイドRNAであって、以下:
i.5’末端部の5’末端からの8〜11、13〜14、17、もしくはヌクレオチド18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、
ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
iii.B2、B3、B4、もしくはB5のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
iv.LS1、LS8、もしくはLS10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
v.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、もしくはN17のうちの少なくとも1つはが、2’−OMe修飾を含まない、
vi.H1−1が、修飾を含む、
vii.H2−1が、修飾を含む、または
viii.H1−2、H1−3、H1−4、H1−5、H1−6、H1−7、H1−8、H1−9、H1−10、H2−1、H2−2、H2−3、H2−4、H2−5、H2−6、H2−7、H2−8、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、もしくはH2−15のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まないのうちの少なくとも1つが当てはまる、ガイドRNAである。
実施形態163は、
a.1、2、3、4、もしくは5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.1、2、3、4、もしくは5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、少なくとも1つのガイド領域YA部位の修飾が、sgRNAの任意の5’末端修飾と異なる、YA修飾、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
e.ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
f.5’末端修飾以外のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
g.ガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位の修飾が、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾を含む、実施形態161または162に記載のgRNAである。
実施形態164は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある、2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
c.ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある、2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
d.5’末端修飾以外の2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
e.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位の修飾が、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾を含む、実施形態163に記載のgRNAである。
実施形態165は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある、3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
c.ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
d.5’末端修飾以外の3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
e.3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、ガイド領域YA部位の修飾が、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾を含む、実施形態163に記載のgRNAである。
実施形態166は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜165のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態167は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜166のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態168は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜167のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態169は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜168のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態170は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜169のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態171は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜170のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態172は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜171のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態173は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜172のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態174は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜173のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態175は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜174のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態176は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド16における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜175のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態177は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜176のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態178は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜177のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態179は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド19における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜178のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態180は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20における少なくとも1つのYA修飾を含む、実施形態161〜179のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態181は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、または8個のヌクレオチドが、YA修飾を含み、任意選択により、修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、またはPSを含む、実施形態161〜180のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態182は、修飾が、2’−フルオロである、実施形態181に記載のgRNAである。
実施形態183は、修飾が、2’−OMeまたは2’−Hである、実施形態181に記載のgRNAである。
実施形態184は、修飾が、PSである、実施形態181に記載のgRNAである。
実施形態185は、5’末端からのヌクレオチド6〜10うちの少なくとも1、2、3、4、または5つが、YA修飾を含み、任意選択により、修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、イノシン、またはPSを含む、実施形態161〜184のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態186は、修飾が、PSである、実施形態185に記載のgRNAである。
実施形態187は、修飾が、2’−フルオロまたは2’−Hである、実施形態185に記載のgRNAである。
実施形態188は、修飾が、2’−OMeである、実施形態185に記載のgRNAである。
実施形態189は、以下:
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1つ以上における、2’−フルオロ以外の修飾である、YA修飾、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの1つ以上における、PS以外のYA修飾、ならびに5’末端部の5’末端の5’末端からのヌクレオチド6〜10における1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、任意選択により、修飾がPS修飾である、YA修飾、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18における1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10における、2’−フルオロ以外の修飾
d.5’末端部の5’末端の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18の各々における、PS以外のYA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10における1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、修飾が、任意選択によりPS修飾である、YA修飾、
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18における1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちのいずれか1つにおける1つ以上のPS修飾、
f.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちのいずれか1つにおける少なくとも1つの2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、修飾が、任意選択によりPS修飾である、YA修飾、
g.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18の1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10の各々におけるPS修飾、
h.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18の各々における2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、修飾が、任意選択によりPS修飾である、修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜188のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態190は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−フルオロ修飾もしくはPS修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−フルオロ修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−OMe修飾もしくはPS修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、PS修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−OMe修飾もしくは2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、YA修飾を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第3の修飾YA部位を含む、少なくとも3つもしくは4つの修飾YA部位を含む、
f.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第3の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第4の修飾YA部位を含む、少なくとも3つもしくは4つの修飾YA部位を含む、
g.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、YA修飾を含む、少なくとも3つもしくは4つの修飾YA部位を含む、
h.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、PS修飾を含む第3の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第4の修飾YA部位を含む、少なくとも4つの修飾YA部位を含む、または
i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜40が、YA修飾を含む少なくとも4つの修飾YA部位を含む、実施形態161〜189のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態191は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、少なくとも5つの修飾YA部位を含む、実施形態161〜190のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態192は、少なくとも5つの修飾YA部位が、PS修飾を含む第5の修飾YA部位を含み、任意選択により、第3の修飾YA部位が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態161〜191のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態193は、少なくとも5つの修飾YA部位の第1、第2、および(該当する場合)第3、第4、および第5が、5’から3’の方向に配置されている、実施形態161〜192のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態194は、少なくとも5つの修飾YA部位の第1、第2、および(該当する場合)第3、第4、および第5が、5’から3’方向に配置されていない、実施形態161〜193のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態195は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、デオキシリボヌクレオチドを含む少なくとも2、3、4、もしくは5つの修飾YA部位を含み、任意選択により、デオキシリボヌクレオチドは、YA部位のピリミジンである、実施形態161〜194のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態196は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11のうちの少なくとも1、2、3、もしくは4つが、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つが、YA修飾を含む、任意選択により、YA修飾は、ヌクレオチド8〜11に存在する場合には2’−OMeであり、ヌクレオチド13、14、17、もしくは18に存在する場合には2’−フルオロであり、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17および18のうちの少なくとも一方もしくは両方が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17および18のうちの少なくとも一方もしくは両方が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、または
e.5’末端部の5’末端から4〜14、17、およびヌクレオチド18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、もしくは13個が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、実施形態161〜195のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態197は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜10の少なくとも1、2、3、4、5、または6つが、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、実施形態161〜196のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態198は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜10が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、実施形態161〜197のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態199は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1個が、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含む、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも2つが、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含む、または
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3の各々が、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含む、実施形態161〜198のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態200は、5’末端部の5’末端から11、13、14、17、およびヌクレオチド18のうちの少なくとも1、2、3、4、または5つが、任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端修飾を含む、実施形態161〜199のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態201は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、実施形態161〜200のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態202は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド16が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、実施形態161〜200のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態203は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド3が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、実施形態1〜202のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態204は、crRNAまたはdgRNAである、実施形態161〜203のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態205は、sgRNAである、実施形態161〜203のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態206は、短いsgRNAである、実施形態161〜203のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態207は、保存領域YA部位1のYA修飾を含む、実施形態205または206のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態208は、保存領域YA部位2のYA修飾を含む、実施形態205〜207のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態209は、保存領域YA部位3のYA修飾を含む、実施形態205〜208のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態210は、保存領域YA部位4のYA修飾を含む、実施形態205〜209のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態211は、保存領域YA部位5のYA修飾を含む、実施形態205〜210のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態212は、保存領域YA部位6のYA修飾を含む、実施形態205〜211のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態213は、保存領域YA部位7のYA修飾を含む、実施形態205〜212のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態214は、保存領域YA部位8のYA修飾を含む、実施形態205〜213のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態215は、保存領域YA部位9のYA修飾を含む、実施形態205〜214のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態216は、保存領域YA部位10のYA修飾を含む、実施形態205〜215のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態217は、
a.保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾、
b.保存領域YA部位2、3、および4のYA修飾、
c.保存領域YA部位2、3、および10のYA修飾、
d.保存領域YA部位2、4、および10のYA修飾、
e.保存領域YA部位3、4、および10のYA修飾、
f.保存領域YA部位2および10のYA修飾、
g.保存領域YA部位2および4のYA修飾、
h.保存領域YA部位2および3のYA修飾、
i.保存領域YA部位3および4のYA修飾、
j.保存領域YA部位3および10のYA修飾、または
k.保存領域YA部位4および10のYA修飾を含む、実施形態205〜216のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態218は、
a.保存領域YA部位1および5のYA修飾、
b.保存領域YA部位1および6のYA修飾、
c.保存領域YA部位1および7のYA修飾、
d.保存領域YA部位1および8のYA修飾、
e.保存領域YA部位1および9のYA修飾、
f.保存領域YA部位8および5のYA修飾、
g.保存領域YA部位8および6のYA修飾、
h.保存領域YA部位8および7のYA修飾、または
i.保存領域YA部位8および9のYA修飾を含み、
任意選択により、sgRNAが、保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾をさらに含む、実施形態205〜217のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態219は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜218のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態220は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜219のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態221は、少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、実施形態205〜220のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態222は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜221のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態223は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜222のうちのいずれか1つのgRNAである。
実施形態224は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、実施形態205〜223のうちのいずれか1つのgRNAである。
実施形態225は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、2’位置における、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、リボース修飾を含み、任意選択により、2’−Oアルキル、2’−H、および2’−フルオロ修飾から選択される、実施形態205〜224のうちのいずれか1つのgRNAである。
実施形態226は、
a.保存領域YA部位1および8が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、
b.保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
c.保存領域YA部位1が、2’−フルオロ修飾を含む、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
d.保存領域YA部位8が、2’−フルオロ修飾を含む、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
e.保存領域YA部位1が、YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含む、YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9;もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
f.保存領域YA部位8が、YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含み、YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
g.保存領域YA部位1および8が、2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、または
h.保存領域YA部位1および8が、YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択によりYA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜225のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態227は、保存領域YA部位7および9が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、実施形態205〜226のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態228は、保存領域YA部位5、6、7、および9が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、実施形態205〜227のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態229は、保存領域YA部位8が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜228のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態230は、保存領域YA部位8が、デオキシリボヌクレオチド修飾を含む、実施形態205〜229のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態231は、保存領域YA部位8が、塩基置換によって排除され、任意選択により、塩基置換が、YA部位8のウラシルを排除し、さらに任意選択により、塩基置換が、ウラシルのグアニンへの置換である実施形態205〜230のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態232は、保存領域YA部位1が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜231のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態233は、保存領域YA部位1が、PS修飾を含む、実施形態205〜232のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態234は、LS5、LS7、LS8、LS9、LS10、LS11、およびLS12のうちの1、2、3、4、5、6、または7つが、修飾を含み、任意選択により、修飾が、2’−フルオロおよび/または2’−OMe修飾である、実施形態205〜233のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態235は、LS5、LS7、LS9、およびLS11における修飾が、存在する場合、2’−フルオロ修飾を含み、任意選択により、LS5、LS7、LS9、およびLS11の各々が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜234のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態236は、LS8、LS10、およびLS12における修飾が、存在する場合、2’−OMe修飾を含み、LS8、LS10、およびLS12の各々が、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜235のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態237は、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17のうちの1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個が、任意選択により2’−OMe修飾である、修飾を含む、実施形態205〜236のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態238は、H2−2が修飾を含み、任意選択により、H2が、さもなくば非修飾である、実施形態205〜237のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態239は、H2−2が、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜238のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態240は、US3、US9、およびUS12が、修飾を含み、任意選択により、USが、さもなくば非修飾である、実施形態205〜239のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態241は、US3、US9、およびUS12が、2’−OMe修飾を含む、実施形態205〜240のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態242は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10が、PS修飾を含み、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜241のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態243は、各ガイド領域YA部位が、2’−フルオロ修飾を含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15および/または16を除く、実施形態205〜242のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態244は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4、8、および11が、YA修飾を含み、任意選択により、ヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含み、ヌクレオチド8および11が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態205〜243のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態245は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個またはそれ以上の修飾YA部位が、YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、実施形態205〜244のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態246は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾保存領域YA部位が、YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、実施形態245に記載のgRNAである。
実施形態247は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個またはそれ以上の修飾YA部位が、YA部位のアデニン位置におけるYA修飾を含む、実施形態205〜246のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態248は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾保存領域YA部位が、YA部位のアデニン位置におけるYA部位修飾を含む、実施形態247に記載のgRNAである。
実施形態249は、
a.H1−1の修飾、
b.H2−1の修飾、または
c.H1−1およびH2−1の修飾を含む、実施形態205〜248のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態250は、H1−1および/またはH2−1が、2’−OMe修飾を含む、実施形態249に記載のgRNAである。
実施形態251は、H1−1および/またはH2−1が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態250に記載のgRNAである。
実施形態252は、H1−1および/またはH2−1が、PS修飾を含む、実施形態251に記載のgRNA。
実施形態253は、B3における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、実施形態205〜252のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態254は、B4における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、実施形態205〜253のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態255は、B5における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、実施形態205〜254のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態256は、LS10における修飾を含み、任意選択により、LS10が、2’−フルオロ以外の修飾を含む、実施形態205〜255のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態257は、N2における修飾を含む、実施形態205〜256のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態258は、N3における修飾を含む、実施形態205〜257のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態259は、N4における修飾を含む、実施形態205〜258のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態260は、N5における修飾を含む、実施形態205〜259のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態261は、N6における修飾を含む、実施形態205〜260のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態262は、N7における修飾を含む、実施形態205〜261のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態263は、N10における修飾を含む、実施形態205〜262のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態264は、N11における修飾を含む、実施形態205〜263のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態265は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−フルオロ修飾を含まない、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−フルオロ修飾を含まない、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−フルオロ修飾を含まない、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11が、2’−フルオロ修飾を含まない、
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13が、2’−フルオロ修飾を含まない、
f.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14が、2’−フルオロ修飾を含まない、
g.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
h.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18が、2’−フルオロ修飾を含まない、実施形態205〜264のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態266は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6が、2’−フルオロ修飾を含まない、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、2’−フルオロ修飾を含まない、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−フルオロ修飾を含まない、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−フルオロ修飾を含まない、実施形態205〜265のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態267は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、ホスホロチオエート結合を含まない、および/または
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、ホスホロチオエート結合を含まない、実施形態205〜266のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態268は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、2’−OMe修飾を含まない、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−OMe修飾を含まない、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−OMe修飾を含まない、実施形態205〜267のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態269は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20が、2’−OMe修飾を含まない、実施形態205〜268のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態270は、ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜11および13〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まない、実施形態205〜269のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態271は、ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11が、2’−フルオロ修飾を含まない、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まない、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13が、2’−フルオロ修飾を含まない、
d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14が、2’−フルオロ修飾を含まない、
e.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
f.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18が、2’−フルオロ修飾を含まない、実施形態205〜270のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態272は、
a.B2が、2’−OMe修飾を含まない、
b.B3が、2’−OMe修飾を含まない、
c.B4が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
d.B5が、2’−OMe修飾を含まない、実施形態205〜271のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態273は、
a.LS1が、2’−OMe修飾を含まない、
b.LS8が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
c.LS10が、2’−OMe修飾を含まない、実施形態205〜272のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態274は、
a.N2が、2’−OMe修飾を含まない、
b.N3が、2’−OMe修飾を含まない、
c.N4が、2’−OMe修飾を含まない、
d.N5が、2’−OMe修飾を含まない、
e.N6が、2’−OMe修飾を含まない、
f.N7が、2’−OMe修飾を含まない、
g.N10が、2’−OMe修飾を含まない、
h.N11が、2’−OMe修飾を含まない、
i.N16が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
j.N17が、2’−OMe修飾を含まない、実施形態205〜273のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態275は、
a.H1−2が、ホスホロチオエート結合を含まない、
b.H1−3が、ホスホロチオエート結合を含まない、
c.H1−4が、ホスホロチオエート結合を含まない、
d.H1−5が、ホスホロチオエート結合を含まない、
e.H1−6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
f.H1−7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
g.H1−8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
h.H1−9が、ホスホロチオエート結合を含まない、
i.H1−10が、ホスホロチオエート結合を含まない、
j.H2−1が、ホスホロチオエート結合を含まない、
k.H2−2が、ホスホロチオエート結合を含まない、
l.H2−3が、ホスホロチオエート結合を含まない、
m.H2−4が、ホスホロチオエート結合を含まない、
n.H2−5が、ホスホロチオエート結合を含まない、
o.H2−6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
p.H2−7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
q.H2−8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
r.H2−9が、ホスホロチオエート結合を含まない、
s.H2−10が、ホスホロチオエート結合を含まない、
t.H2−11が、ホスホロチオエート結合を含まない、
u.H2−12が、ホスホロチオエート結合を含まない、
v.H2−13が、ホスホロチオエート結合を含まない、
w.H2−14が、ホスホロチオエート結合を含まない、および/または
x.H2−15が、ホスホロチオエート結合を含まない、実施形態205〜274のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態276は、
a.任意選択によりPS修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10、
b.任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18、ならびに
c.任意選択により2’−OMe修飾、または保存領域YA部位1もしくは8である、H1−1およびH2−1における修飾を含むsgRNAである、gRNAである。
実施形態277は、
a.任意選択により2’−OMe修飾である、保存領域YA部位1、5、6、7、および9、ならびに
b.任意選択により2’−フルオロ修飾である、保存領域YA部位8におけるYA修飾を含むsgRNAである、gRNAである。
実施形態278は、4つのガイド領域YA部位におけるYA修飾を含むgRNAであって、YA部位のうちの少なくとも1つが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にあり、
a.第1のYA部位が、2’−OMe修飾を含み、
b.第2のYA部位が、2’−フルオロ修飾を含み、
c.第3のYA部位が、2’−フルオロまたはPS修飾を含み、
d.第4のYA部位が、PS修飾を含み、
任意選択により、第1、第2、第3、および第4のYA部位が、5’から3’の方向に配置される、gRNAである。
実施形態279は、第3のYA部位が、PS修飾を含む、実施形態278のgRNAである。
実施形態280が、第3のYA部位が、2’−フルオロ修飾を含む、実施形態278または279に記載のgRNAである。
実施形態281は、任意選択により第4のYA部位の3’側にある、PS修飾を含む第5のYA部位をさらに含む、実施形態278〜280のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態282は、保存領域YA部位1、5、6、7、および9が、任意選択により2’−OMe修飾であるYA修飾を含み、保存領域YA部位8が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、修飾を含む、実施形態205〜281のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態283は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4であって、YA修飾が、任意選択により2’−OMe修飾である、ヌクレオチド4、
b.任意選択によりPS修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10、
c.任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18、
d.任意選択により2’−フルオロ修飾である、LS5、LS7、LS9、およびLS11、
e.任意選択により2’−OMe修飾である、LS8、LS10、およびLS12、
f.任意選択により2’−OMe修飾である、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17、ならびに
g.任意選択により2’−フルオロ修飾である、N14におけるYA修飾を含むsgRNAである、gRNAである。
実施形態284は、
a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、
b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10が、PS修飾を含む、
c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18が、2’−フルオロ修飾を含む、
d.LS5、LS7、LS9、およびLS11が、2’−フルオロ修飾を含む、
e.LS8、LS10、およびLS12が、2’−OMe修飾を含む、
f.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17が、2’−OMe修飾を含む、ならびに
g.N14が、2’−フルオロ修飾を含むのうちの1つ以上が当てはまる実施形態161〜のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態285は、少なくとも1つのYA修飾が、YA部位のピリミジン位置の修飾を含む、実施形態161〜284のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態286は、少なくとも1つのYA修飾が、YA部位のアデニン位置の修飾を含む、実施形態161〜285のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態287は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、実施形態161〜286のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態288は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、YA部位のアデニン位置におけるYA修飾を含む、実施形態161〜287のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態289は、少なくとも1つのYA修飾が、2’−OMe修飾を含む、実施形態161〜288のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態290は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、2’−OMe修飾を含む、実施形態161〜289のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態291は、各修飾保存領域YA部位が、YA部位のピリミジン位置における修飾を含む、実施形態161〜290のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態292は、各修飾ガイド領域YA部位、または各修飾保存領域およびガイド領域YA部位が、YA部位のピリミジン位置における修飾を含む、実施形態161〜291のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態293は、各修飾保存領域YA部位が、YA部位のアデニン位置における修飾を含む、実施形態161〜292のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態294は、各修飾ガイド領域YA部位、または各修飾保存領域およびガイド領域YA部位が、YA部位のアデニン位置における修飾を含む、実施形態161〜293のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態295は、LS5における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜294のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態296は、LS7における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜295のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態297は、LS9における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、LS9が修飾され、LS5、LS7、およびLS12が非修飾である場合、LS9の修飾が2’−フルオロ以外である、実施形態161〜296のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態298は、LS12における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、LS12が修飾され、LS9が非修飾である場合、LS12の修飾が2’−OMe以外である、実施形態161〜297のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態299は、二次構造を安定化させる少なくとも1つのYA修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、二次構造が下部ステムである、実施形態161〜298のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態300は、LS8および/またはLS11のうちの少なくとも1つの修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、LS8および/またはLS11の修飾が、二次構造を安定化させる、実施形態161〜299のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態301は、
a.ENA、
b.LNA、または
c.二環式リボース修飾から選択される二次構造を安定化させるYA修飾を含む、実施形態161〜300のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態302は、N6における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜301のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態303は、N14における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜302のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態304は、N17における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、N17が修飾され、N6およびN14が非修飾である場合、N17の修飾が、2’−フルオロ以外であり、2’−OMe以外である、実施形態161〜303のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態305は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3の少なくとも1、2、または3つが、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜304のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態306は、gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド1〜3の少なくとも1、2、または3つが、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜305のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態307は、gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、PS修飾を含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、実施形態161〜306のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態308は、gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン2が、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、ヘアピン1およびヘアピン2の1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、実施形態161〜307のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態309は、gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン1およびヘアピン2が、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、ヘアピン1およびヘアピン2の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、実施形態161〜308のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態310は、gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン1の開始からsgRNAの3’末端までの1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドであり、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド1〜3が、デオキシリボヌクレオチドである、実施形態161〜309のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態311は、gRNAが、sgRNAであり、上部ステムが、デオキシリボヌクレオチドを含む、実施形態161〜310のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態312は、gRNAが、sgRNAであり、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の上部ステムのヌクレオチド全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、実施形態161〜311のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態313は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3の少なくとも1、2、または3つが、ENAを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜312のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態314は、gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜4の少なくとも1、2、または3つが、ENAを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜313のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態315は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3の少なくとも1、2、または3つが、UNAを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜314のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態316は、gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜4の少なくとも1、2、または3つが、UNAを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、実施形態161〜315のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態317は、gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、PS修飾を含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、実施形態161〜316のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態318は、gRNAが、3’末端修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜317のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態319は、3’末端修飾を含むsgRNAであり、3’末端修飾が、保護3’末端修飾である、実施形態161〜318のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態320は、gRNAが、3’テールを含むsgRNAである、実施形態161〜319のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態321は、3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む、実施形態320に記載のgRNAである。
実施形態322は、3’テールが、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10個のヌクレオチドを含む、実施形態320に記載のgRNAである。
実施形態323は、ヘアピン領域における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜322のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態324は、3’末端修飾、およびヘアピン領域における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜323のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態325は、ヘアピン領域における修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、実施形態323または324に記載のgRNAである。
実施形態326は、ヘアピン領域における修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態323〜325のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態327は、ヘアピン領域における修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態323〜326のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態328は、3’および/または5’保護末端修飾(複数可)を含む、実施形態161〜327のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態329は、3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、実施形態328に記載のgRNAである。
実施形態330は、3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態328または329に記載のgRNAである。
実施形態331は、3’および/または5’末端修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態328または329に記載のgRNAである。
実施形態332は、3’および/または5’末端修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含むかまたはさらに含む、実施形態328または329に記載のgRNAである。
実施形態333は、3’および/または5’末端修飾が、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、実施形態328または329に記載のgRNAである。
実施形態334は、gRNAが、sgRNAであり、sgRNAが、3’末端修飾を含む場合、3’末端修飾が、以下:
i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜333のいずれか1ついずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態335は、3’末端修飾が、1〜7個、1〜5個、1〜4個、または2〜4個のヌクレオチドの修飾を含む、実施形態334に記載のgRNAである。
実施形態336は、gRNAが、3’末端修飾を含むsgRNAであり、3’末端修飾が、以下:
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
vi.ENA、UNA、および/もしくはDNA、ならびに
vii.またはそれらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜335のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態337は、gRNAが、3’テールを含むsgRNAであり、3’テールが、
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
vi.ENA、UNA、および/もしくはDNA、ならびに
vii.またはそれらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜336のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態338は、3’末端修飾が、
i.1、2、3、4、5、6、もしくは7個のヌクレオチド間PS結合、
ii.約1〜3、1〜5、1〜6、もしくは1〜7個のヌクレオチド間PS結合、または
iii.各ヌクレオチド間のPS結合を含む、実施形態336に記載のgRNAである。
実施形態339は、3’末端修飾が、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、実施形態326〜328のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態340は、3’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
i.1個のPS結合が存在し、結合が最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある、
ii.最後の3個のヌクレオチド間に2個のPS結合が存在する、
iii.最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間にPS結合が存在する、
iv.最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間にPS結合が存在する、または
v.最後の2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、実施形態326〜329のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態341は、3’末端修飾が、
i.最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾であって、修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせである修飾、
ii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後のヌクレオチドの修飾、ならびに隣りのヌクレオチドおよび/もしくは3’テールの1番目のヌクレオチドへの任意選択による1もしくは2個のPS結合、
iii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後および/もしくは最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
iv.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、および/もしくは最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合
v.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、および/もしくは最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
vi.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/もしくは最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、実施形態336〜340のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態342は、gRNAが、3’テールを含むsgRNAであり、3’テールが、3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、実施形態161〜341のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態343は、3’テールが、完全に修飾されている、実施形態342に記載のgRNAである。
実施形態344は、3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上が修飾されている、実施形態342に記載のgRNAである。
実施形態345は、3’末端修飾が、以下:
i.配列番号401〜532のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’O−Me修飾ヌクレオチド、(ii)2’O−Me修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
iii.(i)3’末端部の3’末端からの5個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
iv.sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、
vi.(i)3’末端部の3’末端からの15個の連続した2’O−Me修飾ヌクレオチド、(ii)2’O−Me修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’O−Me修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
viii.(i)2または3個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
ix.最後のヌクレオチドと最後から隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
x.15または20個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態336〜344のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態346は、以下:
i.ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
ii.1個の修飾ヌクレオチド、
iii.2個の修飾ヌクレオチド、
iv.3個の修飾ヌクレオチド、
v.4個の修飾ヌクレオチド、
vi.5個の修飾ヌクレオチド、
vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1個以上を含む5’末端修飾を含む、実施形態161〜345のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態347は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、保護5’末端修飾である、実施形態161〜346のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態348は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含む、実施形態161〜347のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態349は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、以下:
i.最初の7個のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7個の修飾、
ii.最初の7個のヌクレオチドのうちの約1〜3個、1〜4個、1〜5個、1〜6個、または1〜7個の修飾、および
iii.5’末端における1番目、2番目、第3、4番目、5番目、6番目、および/または7番目のヌクレオチドにおける修飾であって、任意選択により、修飾が連続している、修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜348のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態350は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、
i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
vi.ENA、UNA、および/もしくはDNA、ならびに
vii.それらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜349のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態351は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、
i.1、2、3、4、5、6、および/もしくは7個のヌクレオチド間PS結合、または
ii.約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、もしくは1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含む、実施形態161〜350のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態352は、sgRNAが、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、2’−H、イノシン、または2’−F修飾ヌクレオチドを含む、実施形態161〜351のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態353は、5’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
i.1個のPS結合が存在し、結合が、ガイド領域のヌクレオチド1にある、
ii.2個のPS結合が存在し、結合が、ガイド領域のヌクレオチド1および2にある、
iii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
iv.ガイド領域の1、2、3、およびヌクレオチド4のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
v.ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
vi.ガイド領域の1、2、3、4、5、およびヌクレオチド6のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、または
vii.ガイド領域の1、2、3、4、5、6、およびヌクレオチド7のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、実施形態352に記載のgRNAである。
実施形態354は、5’末端修飾が、
i.可変領域のヌクレオチド1〜7のうちの1つ以上の修飾であって、修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、および/またはそれらの組み合わせである修飾、
ii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、またはそれらの組み合わせによるガイド領域の1番目のヌクレオチド、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合、
iii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目および/もしくは2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
iv.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、および/もしくは3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
v.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、および/もしくはヌクレオチド4の修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
vi.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/もしくは5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、実施形態352または353に記載のgRNAである。
実施形態355は、5’末端修飾を含み、5’末端修飾が、以下:
i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
ii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
iii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、ならびに3と4との間のPS結合、
iv.ガイド領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
v.ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合、
vi.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
vii.ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
viii.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
ix.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
x.ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、実施形態161〜354のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態356は、gRNAが、sgRNAであり、上部ステム領域が、少なくとも1つの修飾を含む、実施形態161〜355のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態357は、上部ステム修飾が、以下:
i.上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
ii.上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
iii.上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、
実施形態346に記載のgRNAである。
実施形態358が、上部ステム修飾が、
i.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
ii.2’−H修飾ヌクレオチド、
iii.2’−F修飾ヌクレオチド、および
iv.それらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、
実施形態356または357に記載のgRNAである。
実施形態359は、gRNAが、ヘアピン1領域における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜358のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態360は、sgRNAが、H1−1における修飾を含む、実施形態359に記載のgRNAである。
実施形態361は、gRNAが、ヘアピン2領域における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜360のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態362は、sgRNAが、H2−1における修飾を含む、実施形態361に記載のgRNAである。
実施形態363は、gRNAが、H1−1〜H1−12における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜362のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態364は、gRNAが、H2−1〜H2−15における修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜363のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態365は、gRNAが、上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域の各々における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、実施形態161〜364のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態366は、gRNAが、ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の修飾ヌクレオチドを含むsgRNAである、実施形態161〜365のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態367は、修飾を含む下部ステム領域をさらに含むsgRNAである、実施形態161〜366のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態368は、3’末端修飾をさらに含む、実施形態161〜367のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態369は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている、実施形態368に記載のgRNAである。
実施形態370は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が、2’−O−Me、2’−F、または2’−O−moeにより修飾されている、実施形態369に記載のgRNAである。
実施形態371は、3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの1個以上の間のホスホロチオエート(PS)結合をさらに含む、実施形態368〜370のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態372は、修飾を含むバルジ領域をさらに含むsgRNAである、実施形態161〜371のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態373は、修飾を含むネクサス領域をさらに含むsgRNAである、実施形態161〜372のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態374は、表1の修飾を含む、配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のいずれかを含むsgRNAである。
実施形態375は、配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含むsgRNAであって、表1の参照配列識別子のヌクレオチドに対応するsgRNAの各ヌクレオチドにおける修飾が、表1の参照配列識別子に示される修飾と同一または同等である、sgRNAである。
実施形態376は、修飾が、標的核酸を切断するガイドの能力を著しく変化させることなくgRNAの分解を低減する、実施形態161〜375のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態377は、YA修飾を含み、修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−O−Me、ENA、UNA、またはPSを含む、実施形態161〜376のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態378は、YA修飾を含み、修飾が、ジヌクレオチドモチーフの構造を変化させてRNAエンドヌクレアーゼ活性を低減する、実施形態161〜377のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態379は、YA修飾を含み、修飾が、RNaseによるYA部位の認識もしくは切断を妨げ、および/またはRNA構造を安定化させる、実施形態161〜378のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態380は、YA修飾を含み、修飾が、
a.2’−O−アルキル、2’−F、2’−moe、2’−Fアラビノース、および2’−H(デオキシリボース)から選択されるリボース修飾、
b.LNA、BNA、およびENA等の二環式リボース類似体、
c.非ロックド核酸修飾、
d.イノシン、シュードウリジン、および5’−メチルシトシン等の塩基修飾、ならびに
e.ホスホロチオエート等のヌクレオシド間結合修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、
実施形態161〜379のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態381は、gRNAが、ヌクレオチド5における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜380のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態382は、gRNAが、ヌクレオチド12における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜381のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態383は、gRNAは、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜382のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態384は、gRNAは、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜383のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態385は、gRNAは、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−H修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜384のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態386は、gRNAが、ヌクレオチド5および/または12番目におけるヌクレオチドにホスホロチオエート修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/または8〜11、13、14、17、および18番目におけるヌクレオチドに2’−F修飾を含む、実施形態1〜385のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態387は、gRNAが、
i.ヌクレオチド8〜10、
ii.ヌクレオチド8および9、
iii.ヌクレオチド8および10、または
iv.ヌクレオチド9および10における修飾を含む、ガイド領域を含み、
任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜386のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態388は、gRNAが、
i.ヌクレオチド8〜10、
ii.ヌクレオチド8および9、
iii.ヌクレオチド8および10、
iv.ヌクレオチド9および10、または
v.ヌクレオチド8における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、
任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜387のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態389は、gRNAが、
i.ヌクレオチド8〜10、
ii.ヌクレオチド8および9、
iii.ヌクレオチド8および10、
iv.ヌクレオチド9および10、または
v.ヌクレオチド8における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、
ヌクレオチド8〜10が、ホスホロチオエート修飾を含まず、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜388のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態390は、gRNAが、ヌクレオチド8〜10における2’−F修飾、ならびに
i.ヌクレオチド8〜10の1、2、または3におけるホスホロチオエート修飾、
ii.ヌクレオチド8におけるホスホロチオエート修飾、
iii.ヌクレオチド9におけるホスホロチオエート修飾、
iv.ヌクレオチド10におけるホスホロチオエート修飾、
v.ヌクレオチド8および9におけるホスホロチオエート修飾、
vi.ヌクレオチド8および10におけるホスホロチオエート修飾、
vii.ヌクレオチド9および10におけるホスホロチオエート修飾、または
vii.ヌクレオチド8〜10のホスホロチオエート修飾を含み、
任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜389のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態391は、gRNAが、
i.ヌクレオチド5および6における2’−Fもしくはホスホロチオエート修飾、
ii.ヌクレオチド5および6における2’−F修飾、
iii.ヌクレオチド5および6におけるホスホロチオエート修飾、
iv.ヌクレオチド5における2’−F修飾およびヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、または
v.ヌクレオチド6における2’−F修飾およびヌクレオチド5におけるホスホロチオエート修飾を含むガイド領域を含み、
任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、1〜3および7〜ヌクレオチド10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜390のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態392は、gRNAは、ヌクレオチド6〜11の少なくとも1、2、3、4、5、または6つの2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜391のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態393は、gRNAが、ヌクレオチド1〜4および6〜11のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜392のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態394は、gRNAが、ヌクレオチド6〜11における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、および/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜393のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態395は、gRNAが、ヌクレオチド1〜4における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド6〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜394のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態396は、gRNAが、ヌクレオチド9における2’−F修飾を含み、ヌクレオチド9におけるホスホロチオエート修飾を含まないガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、1〜3および6〜ヌクレオチド8ならびに10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8、10、11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜395のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態397は、gRNAが、ヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、または8つの2’−F修飾を含まないガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜396のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態398は、gRNAが、ヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含まないガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、および/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜397のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態399は、gRNAが、ヌクレオチド9、11、13、および14の少なくとも1、2、3、または4つの2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜398のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態400は、gRNAが、ヌクレオチド9、11、13、および14における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜399のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態401は、gRNAが、8およびヌクレオチド10の一方または両方におけるホスホロチオエート修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、実施形態1〜400のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態402は、以下のヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13個、または全てにおける修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、またはホスホロチオエート修飾である、実施形態1〜401のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態403は、gRNAが、1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18番目のヌクレオチにおける修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、またはホスホロチオエート修飾である、実施形態1〜402のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態404は、2’−OMe修飾が、ヌクレオチド6〜11および13末端におけるガイド領域に存在しない、実施形態1〜403のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態405は、2’−フルオロ修飾が、ヌクレオチド1〜7、15、16、および19末端におけるガイド領域に存在しない、実施形態1〜404のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態406は、ホスホロチオエート修飾が、ヌクレオチド4、5、11〜14、17、および18におけるガイド領域に存在しない、実施形態1〜405のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態407は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド20を含む、実施形態1〜406のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態408は、ガイド領域が、20個のヌクレオチドからなる、実施形態1〜407のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態409は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における修飾を含む、実施形態1〜408のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態410は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12の修飾を含む、実施形態1〜409のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態411は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15の修飾を含む、実施形態1〜410のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態412は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16の修飾を含む、実施形態1〜411のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態413は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19の修飾を含む、実施形態1〜412のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態414は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6にYA部位を含まず、ヌクレオチド5が、非修飾である、実施形態1〜413のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態415は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13にYA部位を含まず、ヌクレオチド12が、非修飾である、実施形態1〜414のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態416は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16にYA部位を含まず、ヌクレオチド15が、非修飾である、実施形態1〜415のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態417は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17にYA部位を含まず、ヌクレオチド16が、非修飾である、実施形態1〜416のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態418は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20にYA部位を含まず、ヌクレオチド19が、非修飾である、実施形態1〜417のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態419は、gRNAが、以下:
a.ヌクレオチド1における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
b.ヌクレオチド2における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
c.ヌクレオチド3における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
d.ヌクレオチド4における2’−OMe修飾、
e.ヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、
f.ヌクレオチド7におけるホスホロチオエート修飾、
g.ヌクレオチド8における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
h.ヌクレオチド9における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
i.ヌクレオチド10における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
j.ヌクレオチド11における2’−フルオロ修飾、
k.ヌクレオチド13における2’−フルオロ修飾、
l.ヌクレオチド14における2’−フルオロ修飾、
m.ヌクレオチド17における2’−フルオロ修飾、および
n.ヌクレオチド18における2’−フルオロ修飾のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または全てを含むガイド領域を含む、実施形態1〜418のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態420は、ガイド領域が、前の実施形態に記載される修飾の各々を含む、実施形態1〜419のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態421は、ガイド領域が、以下:
i.ヌクレオチド5および6がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド5における2’−OMe修飾、
ii.ヌクレオチド12および13がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド12における2’−OMe修飾、
iii.ヌクレオチド15および16がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾、
iv.ヌクレオチド16および17がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾、および
v.ヌクレオチド19および20がYA部位を形成する場合、ホスホロチオエートまたはヌクレオチド19における2’−フルオロ修飾のうちの少なくとも1、2、3、または4つを含む、実施形態1〜420のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態422は、ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾を含む、実施形態1〜421のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態423は、ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含む、実施形態1〜422のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態424は、ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位、およびヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜423のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態425は、ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位、およびヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜424のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態426は、ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位、およびヌクレオチド19におけるホスホロチオエート修飾を含む、実施形態1〜425のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態427は、ガイド領域が、ヌクレオチド19における2’−フルオロ修飾を含む、実施形態1〜426のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態428は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド15を含むか、またはヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、実施形態1〜427のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態429は、ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド16を含むか、またはヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、実施形態1〜428のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態430は、gRNAが、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含むsgRNAであり、ヘアピン領域が、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠いている、実施形態1〜429のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態431は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが連続している、実施形態430に記載のgRNAである。
実施形態432は、少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが、
i.ヘアピン1内にある、
ii.ヘアピン1およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」内にある、
iii.ヘアピン1およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチド内にある、
iv.ヘアピン1の少なくとも一部を含む、
v.ヘアピン2内にある、
vi.ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
vii.ヘアピン1およびヘアピン2内にある、
viii.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
ix.ヘアピン2の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
x.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
xi.ヘアピン1またはヘアピン2内にあり、任意選択により、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
xii.連続し、
xiii.連続し、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、
xiv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン2の一部に及ぶ、
xv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」に及ぶ、または
xvi.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチドに及ぶ、実施形態430または431に記載のgRNAである。
実施形態433は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、sgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12における修飾を含む、実施形態430〜432のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態434は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
i.5〜10個のヌクレオチドからなる、
ii.6〜10個のヌクレオチドからなる、
iii.5個のヌクレオチドからなる、
iv.6個のヌクレオチドからなる、
v.7個のヌクレオチドからなる、
vi.8個のヌクレオチドからなる、
vii.9個のヌクレオチドからなる、
viii.10個のヌクレオチドからなる、
ix.5〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
x.6〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
xi.5個の連続するヌクレオチドからなる、
xii.6個の連続するヌクレオチドからなる、
xiii.7個の連続するヌクレオチドからなる、
xiv.8個の連続するヌクレオチドからなる、
xv.9個の連続するヌクレオチドからなる、または
xvi.10個の連続するヌクレオチドからなる、実施形態430〜433のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態435は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、sgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12における修飾を含む、実施形態434に記載のgRNAである。
実施形態436は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
i.配列番号400のヌクレオチド54〜61を含む、
ii.配列番号400のヌクレオチド53〜60を含む、
iii.配列番号400のヌクレオチド54〜58を含む、
iv.配列番号400のヌクレオチド54〜61からなる、
v.配列番号400のヌクレオチド53〜60からなる、または
vi.配列番号400のヌクレオチド54〜58からなる、実施形態430〜435のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態437は、gRNAは、配列番号1−54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも15個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜436のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態438は、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも16個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜437のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態439は、gRNAが、gRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも17個の修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含み、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のうちのいずれか1つである、実施形態1〜438のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態440は、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも18個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜439のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態441は、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも19個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜440のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態442は、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20にける修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、実施形態1〜441のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態443は、gRNAは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つの修飾パターンの少なくとも75%と一致する修飾パターンを含む、実施形態1〜442のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態444は、gRNAは、表1のgRNAのうちのいずれか1つの修飾パターンを含み、修飾パターンは、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つと同じである、実施形態1〜443のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態445は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも75%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態446は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも80%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態447は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも85%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態448は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも90%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態449は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも95%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態450は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも98%の同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態451は、gRNAのヌクレオチド21末端の配列と100%同一性を有する配列をさらに含む、実施形態437〜444のいずれか1つに記載のgRNAである。
実施形態452は、先行実施形態のいずれか1つに記載のgRNAを含むLNP組成物である。
実施形態453は、脂質ナノ粒子(LNP)と会合した、実施形態1〜451のいずれか一項に記載のgRNAを含む組成物である。
実施形態454は、ヌクレアーゼまたが、ヌクレアーゼをコードするmRNAをさらに含む、実施形態1〜451のいずれか1つに記載のgRNAまたは実施形態452〜453のいずれか1つに記載の組成物である。
実施形態455は、ヌクレアーゼが、Casタンパク質である、実施形態454に記載の組成物である。
実施形態456は、Casタンパク質が、Cas9である、実施形態455に記載の組成物である。
実施形態457は、Cas9が、S.pyogenes Cas9またはS.aureus Cas9である、実施形態456に記載の組成物である。
実施形態458は、ヌクレアーゼが、ニッカーゼまたはdCasである、実施形態453〜457のいずれか1つに記載の組成物である。
実施形態459は、ヌクレアーゼが修飾されている、実施形態453〜458のいずれか1つに記載の組成物である。
実施形態460は、修飾ヌクレアーゼが、核局在シグナル(NLS)を含む、実施形態459に記載の組成物。
実施形態461は、ヌクレアーゼをコードするmRNAを含む、実施形態452〜460のいずれか1つに記載の組成物である。
実施形態462は、mRNAが、配列番号3499〜3527または3529〜3546のうちのいずれか1つの配列を含む、実施形態461に記載の組成物である。
実施形態463は、実施形態1〜451のいずれか1つに記載のgRNAまたは実施形態452〜462のいずれか1つに記載の組成物、および薬学的に許容可能な担体を含む、医薬製剤である。
実施形態464は、Casタンパク質またはCasタンパク質をコードする核酸、および以下:
i.実施形態1〜451のいずれか1つに記載のgRNA、
ii.実施形態452〜462のいずれか1つに記載の組成物、および
iii.実施形態463の医薬製剤のうちのいずれか1つ以上を細胞に送達することを含む、標的DNAを修飾する方法である。
実施形態465は、方法が、遺伝子の挿入または欠失をもたらす、実施形態464に記載の方法である。
実施形態466は、鋳型を細胞に送達することをさらに含み、鋳型の少なくとも一部が、Casタンパク質によって誘導される二本鎖切断部位においてまたはその付近に標的DNAに組み込まれる、実施形態464または実施形態465に記載の方法である。
実施形態467は、疾患または障害を治療するための医薬の調製に使用するための実施形態1〜451のいずれか1つに記載のgRNA、実施形態452〜462の組成物、または実施形態463の医薬製剤である。
実施形態468は、疾患または障害を治療するための医薬の製造における、実施形態1〜451のいずれか1つに記載のgRNA、実施形態452〜462の組成物、または実施形態463の医薬製剤の使用である。
示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 ラットにおける示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 ラットにおける示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 インビトロでのneuro2A細胞での編集%を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドについて、PHH(9A)細胞における濃度による編集%を示す。 示されるガイドについて、PCH(9B)細胞における濃度による編集%を示す。 示されるガイドについて、HepG2(9C)細胞における濃度による編集%を示す。 下部ステム、バルジ、上部ステム、ネクサス(そのヌクレオチドは、5’から3’方向で、それぞれN1〜N18と称することができる)、ならびにヘアピン1およびヘアピン2領域を含むヘアピン領域を含む、sgRNAの保存領域の個々のヌクレオチドを示す標識を有する可能な二次構造における例示的なsgRNA(配列番号801、メチル化は図示せず)を示す。ヘアピン1とヘアピン2との間のヌクレオチドは、nで標識される。ガイド領域は、sgRNA上に存在し得、この図ではsgRNAの保存領域の前に「(N)x」として示されている。 例示的なsgRNA配列(配列番号801、メチル化は図示せず)における10個の保存領域YA部位を1〜10で標識する。数字25、45、50、56、64、67、および83は、(N)として示されるガイド領域を有するsgRNA中のYA部位1、5、6、7、8、9、および10のピリミジンの位置を示し、例えば、xは、任意選択により20である。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。FLPは、全長産物からのシグナルを示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。FLPは、全長産物からのシグナルを示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。FLPは、全長産物からのシグナルを示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。FLPは、全長産物からのシグナルを示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。FLPは、全長産物からのシグナルを示す。 例示的なガイド配列上にマッピングされた図11A〜Eで観察される切断部位の位置および配列番号401の可能な二次構造を例示する(全ての修飾が示されていない)。空白の三角形は、ガイド領域におけるYA切断部位を示す。黒塗りの三角形は、保存領域におけるYA切断部位を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを0.01mg/mLのヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートし、切断部位を決定した、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 G010039を0.01mg/mL(A)のヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートした、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 G010039を8.5mg/mL(B)のヒト肝臓サイトゾル(HLC)とともにインキュベートした、ヌクレアーゼ安定性アッセイの結果を示す。 示されるガイドを含むリポプレックスを一次マウス肝細胞(PMH)にトランスフェクトした実験の編集%の結果を示す。 示されるガイドを含むリポプレックスをPMHにトランスフェクトした実験の編集%の結果を示す。 示されるガイドを含むリポプレックスを一次カニクイザルマカク肝細胞(PCH)にトランスフェクトした実験の編集%の結果を示す。 示されるガイドを含むリポプレックスを一次ヒト肝細胞(PHH)にトランスフェクトした実験の編集%の結果を示す。 sgRNAをインビボでマウスに投与したか、またはsgRNAのリポプレックストランスフェクションによってPMHに送達した実験の編集の%結果での散乱プロットおよび相関値を示す。 インビトロの結果をLNP中のsgRNAをPHHに送達することによって得た、インビトロおよびインビボの編集%の結果の相関を示す。 インビトロの結果をLNP中のsgRNAをPHHに送達することによって得た、インビトロおよびインビボの編集%の結果の相関を示す。 インビトロの結果をLNP中のsgRNAをPHHに送達することによって得た、インビトロおよびインビボの編集%の結果の相関を示す。 インビトロの結果をLNP中のsgRNAをPHHに送達することによって得た、インビトロおよびインビボの編集%の結果の相関を示す。 インビトロの結果をLNP中のsgRNAをPHHに送達することによって得た、インビトロおよびインビボの編集%の結果の相関を示す。 リポプレックストランスフェクションによってPMHに(左ボックスのデータ)、LNP中のPMHに(中央ボックスのデータ)、またはインビボでマウスに(右ボックスのデータ)送達された、示されるガイドを用いた編集%の比較を示す。 LNP中でPMHに(1ng、3ng、10ng)またはインビボでマウスに(0.1mpk、0.3mpk)送達された、示されるガイドを用いた編集%の比較を示す。 G000282とG000211との間の編集の差を示すように再プロットされた図16Gの結果を示す。棒状プロット値は、G000282値の編集%をG000211値の編集%で除して、編集の倍数差を示すことによって作成した。示されたガイドを、リポプレックストランスフェクションによってPMHに(左ボックスのデータ)、LNP中でPMHに(中央ボックスのデータ)、またはインビボでマウスに(右ボックスのデータ)送達した。 G000283とG000269との間の編集の差を示すように再プロットされた図16Hからの結果を示す。棒状プロット値は、G000283値の編集%をG000269値の編集%で除して、編集の倍数差を示すことによって作成した。示されたガイドを、LNP中でPMHに(左のボックス上のデータ)またはインビボでマウスに(右のボックス上のデータ)送達した。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示される濃度でのガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示される濃度でのガイドの血清TTRの結果を示す。 示される濃度での示されたガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示される濃度での示されたガイドの血清TTRの結果を示す。 示される濃度での示されたガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示される濃度での示されたガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドの編集頻度を示す。 示されるガイドの編集頻度を示す。 示されるガイドのインビボ編集%の結果を示す。 示されるガイドの血清TTRの結果を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるガイドのインデル頻度対ガイド濃度を示す。 示されるジヌクレオチド修飾を有するガイドの編集頻度を示す(所与の5’修飾位置について、直後の位置も同様に修飾した)。 示されるジヌクレオチド修飾を有するガイドの編集頻度を示す(所与の5’修飾位置について、直後の位置も同様に修飾した)。 個々のヌクレオチドにおいて示される修飾を有するガイドの編集頻度を示す。 個々のヌクレオチドにおいて示される修飾を有するガイドの編集頻度を示す。 個々のヌクレオチドにおいて示される修飾を有するガイドの編集頻度を示す。 示されるジヌクレオチド修飾を有するガイドの編集頻度を示す(所与の5’修飾位置について、直後の位置も同様に修飾した)。 ガイド位置1〜20における示される修飾の影響スコアを示す。 ガイド位置1〜20における示される修飾の影響スコアを示す。 ガイド位置1〜20における示される修飾の影響スコアを示す。 示されるガイドの編集頻度を示す。ガイドは、同様の保存領域修飾パターンを有することに基づいてボックスにグループ化される。 示されるガイドの編集頻度を示す。ガイドは、同様の保存領域修飾パターンを有することに基づいてボックスにグループ化される。 示されるガイドの編集頻度を示す。ガイドは、同様の保存領域修飾パターンを有することに基づいてボックスにグループ化される。
遺伝子編集方法で使用するための修飾ガイドRNA(gRNA)が本明細書に提供される。操作および試験したgRNAの配列を表1に示す。
本明細書で提供されるgRNAのうちの特定のものは、遺伝子編集方法で使用するための修飾されたデュアルガイドRNA(dgRNA)である。操作および試験したdgRNAの配列を表1に示す。dgRNAのうちの特定のものは、crRNAおよび/またはtrRNA中の修飾を含む、dgRNA中のYA部位における特定の修飾を有する。
本明細書で提供されるgRNAのうちの特定のものは、遺伝子編集方法で使用するための修飾シングルガイドRNA(sgRNA)である。操作および試験したsgRNAの配列を表1に示す。sgRNAのうちの特定のものは、sgRNAのcrRNA部分および/またはsgRNAのtrRNA部分における修飾を含む、sgRNA中のYA部位における特定の修飾を有する。
遺伝子編集方法での使用のための、任意選択により修飾された短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)がまた、本明細書で提供される。操作および試験した短いsgRNAの配列を表1に示す。短いsgRNAのうちの特定のものは、短いsgRNAのcrRNA部分および/または短いsgRNAのtrRNA部分における修飾を含む、短いsgRNA中のYA部位における特定の修飾を有する。
本開示は、インビトロで(例えば、エクスビボ療法または遺伝子編集細胞の他の使用で使用するためにインビトロで培養された細胞)またはヒト等の対象における細胞(例えば、インビボ療法で使用するため)において標的核酸のゲノムを変化させるための、これらのgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)の使用をさらに提供する。本開示はまた、疾患に関連する標的遺伝子を修飾することによって、対象における疾患を予防または治療するための方法を提供する。開示されるgRNAは、ヌクレアーゼ媒介ゲノム編集技術に適した任意の細胞種および任意の遺伝子座で使用することができる。

表1(配列表):
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表1において、(N)は、x個の連続するヌクレオチドを表し、xは、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25である。
ヌクレオチド修飾は、以下のように表1に示される:m:2’−OMe;*:PS結合;f:2’−フルオロ;(invd):反転した脱塩基;moe:2’−moe;e:ENA;d:デオキシリボヌクレオチド(Tは、常に、デオキシリボヌクレオチドであることにも留意されたい);x:UNA。したがって、例えば、mAは、2’−O−メチルアデノシンを表し、xAは、アデニン核酸塩基を有するUNAヌクレオチドを表し、eAは、アデニン核酸塩基を有するENAヌクレオチドを表し、dAは、アデノシンデオキシリボヌクレオチドを表す。
sgRNAの指定は、Gの直後に1つ以上の先行するゼロを用いて提供される場合がある。これは、指定の意味に影響を与えない。したがって、例えば、G000282、G0282、G00282、およびG282は、同じsgRNAを指す。同様に、crRNAおよび/またはtrRNAの指定は、それぞれ、CRまたはTRの直後に1つ以上の先行するゼロを用いて提供される場合があり、これは、指定の意味に影響を与えない。したがって、例えば、CR000100、CR00100、CR0100、およびCR100は、同じcrRNAを指し、TR000200、TR00200、TR0200、およびTR200は、同じtrRNAを指す。
配列番号401〜535、1001、および1007〜1032に関して、位置は、以下のsgRNA領域に対応する:1〜20、ガイド領域;21〜26および45〜50、下部ステム;27〜28および41〜44、バルジ;29〜40、上部ステム(そのうち33〜36は、テトラループ(tetraloop)である);51〜68、ネクサス;69〜80、ヘアピン1;82〜96、ヘアピン2(81位は、ヘアピン1とヘアピン2との間のヌクレオチドである);97〜100、3’末端部領域。
配列番号601および607〜732に関して、ガイド領域は示されず、残りの領域に対応する位置は、それぞれ、配列番号401〜532に関して与えられる位置と比較して20個減少する。配列番号801および807〜932に関して、スペーサーは、xの長さであり、残りの領域に対応する位置は、それぞれ、配列番号401〜532に関して与えられるものと比較して20個減少し、x個増加する。
定義
本明細書で使用される「編集効率」または「編集パーセンテージ」または「編集パーセント」は、Cas RNPによる切断後における配列読み取りの総数に対する、目的の標的領域へのヌクレオチドの挿入または欠失を有する配列読み取りの総数である。
本明細書で使用される「領域」は、核酸の保存された基を説明する。領域は、「モジュール」または「ドメイン」とも称され得る。sgRNAの領域は、例えば、Briner AE et al.,Molecular Cell 56:333−339(2014)に記載されるように、RNPのエンドヌクレアーゼ活性を誘導する等の特定の機能を行い得る。SgRNAの例示的な領域を表3に記載する。
本明細書で使用する「ヘアピン」は、核酸鎖が折り畳まれ、同じ鎖の別の切片と塩基対を形成するときに生成される核酸の二本鎖を説明する。ヘアピンは、ループまたはU字型を含む構造を形成し得る。いくつかの実施形態では、ヘアピンは、RNAループから構成され得る。ヘアピンは、分子の折り畳みまたは縮み(wrinkling)を伴った単一核酸分子結合中の2つの相補的な配列によって形成することができる。いくつかの実施形態では、ヘアピンは、ステムまたはステムループ構造を含む。本明細書で使用する場合、「ヘアピン領域」とは、ヘアピン1およびヘアピン2、ならびにsgRNAの保存部分のヘアピン1とヘアピン2との間の「n」を指す。
本明細書で使用される「リボ核タンパク質」(RNP)または「RNP複合体」は、例えばCasタンパク質等のヌクレアーゼを伴って、sgRNAを説明する。いくつかの実施形態では、RNPは、Cas9およびgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)を含む。
本明細書で使用する「ステムループ」は、対形成していない核酸のループで終了する、塩基対形成された(base−paired)「ステム」を形成するヌクレオチドの二次構造を説明する。同じ核酸鎖の2つの領域が、反対方向に読み取られるときに配列中で少なくとも部分的に相補的である場合、ステムが形成され得る。本明細書で使用する「ループ」は、ステムをキャッピングし得る塩基対を含まない(すなわち、相補的ではない)ヌクレオチドの領域を説明する。「テトラループ」は、4個のヌクレオチドのループを説明する。本明細書で使用する場合、sgRNAの上部ステムは、テトラループを含み得る。
「ガイドRNA」、「gRNA」、および「ガイド」は、crRNA(CRISPR RNAとしても既知である)、またはcrRNAおよびtrRNAの組み合わせ(tracrRNAとしても既知である)のいずれかを指すために、本明細書で互換的に使用される。crRNAおよびtrRNAは、一本鎖RNA分子(シングルガイドRNA(sgRNA))として会合し得るか、または2つの別々のRNA分子(デュアルガイドRNA(dgRNA))において会合し得る。「ガイドRNA」または「gRNA」は、各種類を指す。trRNAは、天然に存在する配列、または天然に存在する配列と比較して修飾もしくは変異を有するtrRNA配列であり得る。ガイドRNAは、本明細書に記載されるような修飾RNAを含み得る。
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA)は、例えば、sgRNAに関する(しかし、本明細書において、全てのガイドRNAに適用可能である)Briner AE et al.,Molecular Cell 56:333−339(2014)におけるように、「スペーサー」または「スペーサー領域」と称される場合がある「ガイド領域」を含む。ガイド領域またはスペーサー領域はまた、「可変領域」、「ガイドドメイン」、または「標的化ドメイン」とも称される場合がある。いくつかの実施形態では、「ガイド領域」は、その5’末端で「sgRNAの保存部分」の直前に存在し、いくつかの実施形態では、sgRNAは、短いsgRNAである。例示的な「sgRNAの保存部分」を表2が示されている。いくつかの実施形態では、「ガイド領域」は、crRNAの5’末端における一連のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、1つ以上のYA部位(「ガイド領域YA部位」)を含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、5’末端からガイド領域の末端に対する所与のヌクレオチドの位置に位置する1つ以上のYA部位を含む。そのような位置の範囲は、例えば、「5’末端部の5’末端からの5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端」と称され、「5末端」における「末端」等は、ガイド領域中のほとんどの3’ヌクレオチドを指す。(同様に、「gRNAのヌクレオチド21末端」等の表現は、gRNAの5’末端部の5’末端から21番目のヌクレオチドからgRNAの3’末端における最後のヌクレオチドまでの範囲を指す。)さらに、例えば、特定のsgRNAセグメントの5’末端から6個のヌクレオチドであるヌクレオチドは、そのセグメントの6番目のヌクレオチド、または5’末端からの「ヌクレオチド6」、例えば、XXXXXNであり、Nは、5’末端から6番目のヌクレオチドである。5’末端から6個のヌクレオチドの「前または後」に位置するヌクレオチドの範囲は、6番目のヌクレオチドで始まり、3’末端に向かって鎖を下り続ける。同様に、例えば、鎖の3’末端から5個のヌクレオチドであるヌクレオチドは、鎖の3’末端から数えたときに5番目のヌクレオチド、例えば、NXXXXである。ガイド領域中の数による位置または範囲は、別の基準点が指定されていない限り、5’末端から決定される位置を指し、例えば、ガイド領域中の「ヌクレオチド5」は、5’末端からの5番目のヌクレオチドである。
いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書に記載のgRNAの対応するまたは指定されたヌクレオチドにおける「修飾パターンと一致する」ヌクレオチドを含む。このことは、修飾パターンと一致するヌクレオチドが、それらの位置における核酸塩基が一致するかどうかにかかわらず、本明細書に記載のgRNAの対応する位置におけるヌクレオチドと同じ修飾(例えば、ホスホロチオエート、2’−フルオロ、2’−OMe等)を有することを意味する。例えば、第1のgRNAにおいて、ヌクレオチド5および6がそれぞれ2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾を有する場合、このgRNAは、5位および6位の核酸塩基が第1および第2のgRNAにおいて同一であるかまたは異なるかにかかわらず、それぞれヌクレオチド5および6における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾をまた有する第2のgRNAと同じ修飾パターンをヌクレオチド5および6において有する。しかしながら、ヌクレオチド6におけるが、ヌクレオチド7ではない2’−OMe修飾は、ヌクレオチド7におけるが、ヌクレオチド6ではない2’−OMe修飾のように、ヌクレオチド6および7における同じ修飾パターンではない。同様に、本明細書に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも75%と一致する修飾パターンは、ヌクレオチドの少なくとも75%が本明細書に記載のgRNAの対応する位置と同じ修飾を有することを意味する。対応する位置は、ペアワイズまたは構造アライメントによって決定され得る。
S.pyogenes Cas9(「spyCas9」(「spCas9」とも称される))の「保存領域」が表2に示されている。1行目は、ヌクレオチドの番号付けを示し、2行目は、配列(例えば、配列番号400)を示し、3行目は、領域を示す。
本明細書で使用する場合、「短いシングルガイドRNA」(「短いsgRNA」)は、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含むsgRNAであり、ヘアピン領域は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドまたは6〜10個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、表2に示されるように、S.pyogenes Cas9(「spyCas9」)sgRNAの保存部分の少なくともヌクレオチド54〜58(AAAAA)を欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、例えばペアワイズまたは構造アラインメントによって決定されるspyCas9の保存部分のヌクレオチド54〜58(AAAAA)に対応するヌクレオチドを欠いている、非spyCas9 sgRNAである。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、spyCas9 sgRNAの保存部分の少なくともヌクレオチド54〜61(AAAAAGUG)を欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、spyCas9 sgRNAの保存部分の少なくともヌクレオチド53〜60(GAAAAAGU)を欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、spyCas9 sgRNAの保存部分のヌクレオチド53〜60(GAAAAAGU)もしくはヌクレオチド54〜61(AAAAAGUG)のうちの4、5、6、7、または8個のヌクレオチド、または例えばペアワイズまたは構造アラインメントによって決定される非spyCas9 sgRNAの保存部分の対応するヌクレオチドを欠いている。
本明細書で使用する「YA部位」は、5’−ピリミジン−アデニン−3’ジヌクレオチドを指す。明確化のために、塩基を修飾することによって修飾される元の配列中の「YA部位」は、文字通りのYAジヌクレオチドの非存在にかかわらず、依然として、得られる配列中の(修飾された)YA部位とみなされる。「保存領域YA部位」は、sgRNAの保存領域に存在する。「ガイド領域YA部位」は、sgRNAのガイド領域に存在する。sgRNAにおける非修飾YA部位は、RNase−A様エンドヌクレアーゼ、例えば、RNase Aによる切断を受けやすいものであり得る。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、その保存領域中に約10のYA部位を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、その保存領域中に1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位を含む。例示的な保存領域YA部位を図10Bに示す。ガイド領域は、任意の数のYA部位を含む任意の配列であり得るため、例示的なガイド領域YA部位は図10Bに示されていない。いくつかの実施形態では、sgRNAは、図10Bに示されるYA部位の1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、以下の位置またはそのサブセットにおける1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位を含む:LS5−LS6、US3−US4、US9−US10、US12−B3、LS7−LS8、LS12−N1、N6−N7、N14−N15、N17−N18、およびH2−2〜H2−3。いくつかの実施形態では、YA部位は修飾を含み、これは、YA部位のうちの少なくとも1個のヌクレオチドが修飾されていることを意味する。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジン(ピリミジン位置とも称される)は、修飾(ピリミジンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のアデニン(アデニン位置とも称される)は、修飾(アデニンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジン位置およびアデニン位置は、修飾を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の短いsgRNAガイド領域または短いsgRNA保存領域は、1つ以上のYA部位(「ガイド領域YA部位」または「保存領域YA部位」)を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のcrRNAまたはtrRNAは、1つ以上のYA部位を含む。
本明細書で考察するように、spyCas9 gRNAに関して記載されるヌクレオチドに対応するヌクレオチドの位置は、ペアワイズまたは構造アラインメントにより、配列および/または構造類似性を有する別のgRNAにおいて同定され得る。構造アライメントは、大きな配列変動にもかかわらず、分子が類似の構造を共有する場合に有用である。例えば、spyCas9およびStaphylococcus aureus Cas9(「SaCas9」)は、異なる配列を有するが、有意な構造アラインメントを有する。例えば、Nishimasu et al.,Cell 162(5):1113−1126(2015)の図2(F)を参照のこと。構造アライメントは、spyCas9 sgRNAの保存部分のヌクレオチド54〜58(AAAAA)等の特定の位置に対応する、saCas9または他のsgRNA内のヌクレオチドを同定するために使用することができる。
構造アライメントは、(i)第2の配列の既知の構造を使用して第1の配列の構造をモデル化すること、または(ii)両方が既知である第1および第2の配列の構造を比較することによって、2つ(またはそれ以上)の配列にわたる対応する残基を同定すること、ならびに第2の配列中の目的の残基と最も類似した位置にある第1の配列中の残基を同定することを伴う。対応する残基は、重ねた構造における所与の位置(例えば、ポリヌクレオチドでは核酸塩基1位もしくはペントース環の1’炭素、またはポリペプチドではα炭素)の距離の最小化(例えば、どの組の対位置が、アライメントのための最小平均二乗偏差を提供するか)に基づいて、いくつかのアルゴリズムにおいて同定される。spyCas9 gRNAに関して記載される位置に対応する非spyCas9 gRNA中の位置を同定する場合、spyCas9 gRNAは、「第2の」配列であり得る。目的の非spyCas9 gRNAが利用可能な既知の構造を有さないが、既知の構造を有する別の非spyCas9 gRNAとより密接に関連する場合、密接に関連する非spyCas9 gRNAの既知の構造を使用して目的の非spyCas9 gRNAをモデル化し、次いで、そのモデルをspyCas9 gRNA構造と比較して、目的の非spyCas9 gRNAにおける所望の対応する残基を同定することが最も有効であり得る。タンパク質の構造モデリングおよびアラインメントに関する広範な文献が存在し、代表的な開示には、US6859736、US8738343、ならびにAslam et al.,Electronic Journal of Biotechnology 20(2016)9−13において引用されるものが含まれる。既知の関連構造に基づく構造のモデリングの考察については、例えばBordoli et al.,Nature Protocols 4(2009)1−13、およびその中で引用される参照文献を参照のこと。核酸のアラインメントについて、Nishimasu et al.,Cell 162(5):1113−1126(2015)の図2(F)も参照のこと。
本明細書で使用する場合、「標的配列」は、ガイド領域が切断のためにヌクレアーゼを誘導する核酸の配列を指す。いくつかの実施形態では、spyCas9タンパク質は、ガイド領域に存在するヌクレオチドにより、標的配列に、ガイド領域によって誘導され得る。いくつかの実施形態では、sgRNAは、スペーサー領域を含まない。
本明細書で使用する場合、「5’末端」は、gRNAの1番目のヌクレオチド(dgRNA(典型的には、dgRNAのcrRNAの5’末端)、sgRNA、または短いsgRNAを含む)を指し、5’位置は、別のヌクレオチドに結合されていない。
本明細書で使用する場合、「5’末端修飾」とは、その5’末端における約7個のヌクレオチドのうちの1個以上における修飾を有するガイド領域を含むgRNAであって、任意選択により、gRNAの(5’末端から)1番目のヌクレオチドが修飾されている、gRNAを指す。
本明細書で使用する場合、「3’末端」は、3’位置が別のヌクレオチドに結合されていない、gRNAの末端または末端部ヌクレオチドを指す。いくつかの実施形態では、3’末端は、3’テールにある。いくつかの実施形態では、3’末端は、gRNAの保存部分にある。
本明細書で使用する場合、「3’末端修飾」とは、3’末端における約7個のヌクレオチドのうちの1個以上における修飾を有するgRNAであって、任意選択により、gRNAの最後のヌクレオチド(すなわち、最も3’側のヌクレオチド)が修飾されている、gRNAを指す。3’テールが存在する場合、1〜約7個のヌクレオチドが3’テール内にあり得る。3’テールが存在しない場合、1〜約7個のヌクレオチドがsgRNAの保存部分内にあり得る。
「最後」、「最後から2番目」、「最後から3番目」等は、所与の配列においてそれぞれ、最も3’側、最も3’側から2番目、最も3’側から3番目等のヌクレオチドを指す。例えば、配列5’−AAACTG−3’では、最後、最後から2番目、および最後から3番目のヌクレオチドは、それぞれ、G、T、およびCである。「最後の3個のヌクレオチド」という語句は、最後、最後から2番目、および最後から3番目のヌクレオチドを指し、より一般的には、「最後のN個のヌクレオチド」は、最後〜最後からN番目まで(これを含む)のヌクレオチドを指す。「3’末端部の3’末端から3番目のヌクレオチド」は、「最後の3番目のヌクレオチド」に等しい。同様に、「5’末端部の5’末端から3番目のヌクレオチド」は、「5’末端における3番目のヌクレオチド」に等しい。
本明細書で使用する場合、「保護末端修飾」(保護5’末端修飾または保護3’末端修飾等)は、sgRNAの分解、例えば、エキソヌクレアーゼ分解を低減するsgRNAの末端の7個のヌクレオチド内の1個以上のヌクレオチドの修飾を指す。いくつかの実施形態では、保護末端修飾は、sgRNAの末端の7個のヌクレオチド内の少なくとも2つまたは少なくとも3つのヌクレオチドの修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ホスホロチオエート結合、2’修飾、例えば、2’−OMeもしくは2’−フルオロ、2’−H(DNA)、ENA、UNA、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ホスホロチオエート結合および2’−OMe修飾を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも3個の末端部ヌクレオチドが、例えば、ホスホロチオエート結合またはホスホロチオエート結合と2’−OME修飾との組み合わせにより修飾されている。当業者に既知であるエキソヌクレアーゼ分解を低減する修飾が包含される。
いくつかの実施形態では、1〜約20個のヌクレオチドを含む「3’テール」は、その3’末端におけるsgRNAの保存部分に続く。
本明細書で使用される「RNA誘導(RNA−Guided)DNA結合剤」は、RNAおよびDNA結合活性を有するポリペプチドもしくはポリペプチドの複合体、またはそのような複合体のDNA結合サブユニットを意味し、DNA結合活性は、配列特異的であり、RNAの配列に依存する。例示的なRNA誘導DNA結合剤には、Cas切断/ニッカーゼおよびその不活性化形態(「dCas DNA結合剤」)が含まれる。本明細書で使用される「Casタンパク質」とも称される「Casヌクレアーゼ」には、Cas切断剤、Casニッカーゼ、およびdCas DNA結合剤が包含される。Cas cleavases/nickases and dCas DNA binding agents include a Csm or Cmr complex of a type III CRISPR system,the Cas10,Csm1,or Cmr2 subunit thereof,a Cascade complex of a type I CRISPR system,the Cas3 subunit thereof,and Class 2 Cas nucleases.本明細書で使用する場合、「クラス2Casヌクレアーゼ」は、Cas9ヌクレアーゼまたはCpf1ヌクレアーゼ等の、RNA誘導DNA結合活性を有する一本鎖ポリペプチドである。クラス2Casヌクレアーゼには、RNA誘導DNA切断またはニッカーゼ活性をさらに有するクラス2Cas切断およびクラス2Casニッカーゼ(例えば、H840A、D10A、またはN863Aバリアント)、ならびに切断/ニッカーゼ活性が不活性化されるクラス2dCas DNA結合剤が含まれる。クラス2Casヌクレアーゼには、例えば、Cas9、Cpf1、C2c1、C2c2、C2c3、HF Cas9(例えば、N497A、R661A、Q695A、Q926Aバリアント)、HypaCas9(例えば、N692A、M694A、Q695A、H698Aバリアント)、eSPCas9(1.0)(例えば、K810A、K1003A、R1060Aバリアント)、およびeSPCas9(1.1)(例えば、K848A、K1003A、R1060Aバリアント)タンパク質、ならびにそれらの修飾が含まれる。Cpf1タンパク質,Zetsche et al.,Cell,163:1−13(2015)は、Cas9と相同であり、RuvC様ヌクレアーゼドメインを含む。ZetscheのCpf1配列は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。例えば、Zetscheの表S1およびS3を参照のこと。「Cas9」は、Spy Cas9、本明細書に列挙されるCas9のバリアント、およびそれらの等価物を包含する。例えば、Makarova et al.,Nat Rev Microbiol,13(11):722−36(2015);Shmakov et al.,Molecular Cell,60:385−397(2015)を参照のこと。
本明細書で使用する場合、第2の配列に対する第1の配列のアライメントにより、第2の配列の位置の全体でのX%以上が第1の配列によって一致することが示される場合、第1の配列は、第2の配列と「少なくともX%の同一性を有する配列を含む」とみなされる。例えば、配列AAGAは、配列AAGと100%同一性を有する配列を含むが、その理由は、アラインメントは、第2の配列の3つの全ての位置において一致があるという点で100%同一性を与えるからである。RNAとDNAとの間の差(一般に、チミジンをウリジンに交換すること、またはその逆)、および修飾ウリジン等のヌクレオシド類似体の存在は、関連するヌクレオチド(チミジン、ウリジン、または修飾ウリジン等)が同じ相補体(例えば、チミジン、ウリジン、または修飾ウリジンの全てについてのアデノシン;別の例は、シトシンおよび5−メチルシトシンであり、これらの両方が相補体としてグアノシンまたは修飾グアノシンを有する)を有する限り、ポリヌクレオチド間の同一性または相補性の差に寄与しない。したがって、例えば、Xがいずれかの修飾ウリジン、例えば、シュードウリジン、N1−メチルシュードウリジン、または5−メトキシウリジンである配列5’−AXGは、両方とも同じ配列(5’−CAU)に完全に相補的である点において、AUGと100%同一であるとみなされる。例示的なアライメントアルゴリズムは、当該技術分野において周知である、Smith−WatermanおよびNeedleman−Wunschアルゴリズムである。当業者は、アライメントされる配列の所与の対について、どのようなアルゴリズムおよびパラメータ設定の選択が適切であることを理解するであろう。一般的に類似する長さおよび予想される同一性がアミノ酸については50%超の配列、またはヌクレオチドについては75%超の配列に関して、www.ebi.ac.ukウェブサーバでEBIによって提供されるNeedleman−Wunschアルゴリズムインターフェースのデフォルト設定を用いたNeedleman−Wunschアルゴリズムが一般的に適切である。
「mRNA」は、RNAまたは修飾RNAであり、ポリペプチドに翻訳することができる(すなわち、リボソームおよびアミノアシル化tRNAによる翻訳のための基質として機能することができる)オープンリーディングフレームを含むポリヌクレオチドを指すために本明細書で使用される。mRNAは、リボース残基またはその類似体、例えば2’−メトキシリボース残基を含む、リン酸糖骨格を含むことができる。いくつかの実施形態では、核酸リン酸糖骨格の糖は、リボース残基、2’−メトキシリボース残基、またはそれらの組み合わせから本質的になる。一般に、mRNAは、実質的な量のチミジン残基(例えば、0個の残基または30、20、10、5、4、3、もしくは2個未満のチミジン残基;または10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%、もしくは0.1%未満のチミジン含有量)を含まない。mRNAは、そのウリジン位置のいくつかまたは全てに修飾ウリジンを含むことができる。
本明細書で使用する場合、所与のORFの「最小ウリジン含有量」は、(a)全ての位置で最小ウリジンコドンを使用し、(b)所与のORFと同じアミノ酸配列をコードする、ORFのウリジン含有量である。所与のアミノ酸についての最小ウリジンコドン(複数可)は、最も少ないウリジンを有するコドン(複数可)である(フェニルアラニンについてのコドンを除いて、通常、0または1であり、最小ウリジンコドンは2個のウリジンを有する)。修飾ウリジン残基は、最小ウリジン含有量を評価する目的でウリジンと同等とみなされる。
本明細書で使用する場合、所与のORFの「最小ウリジンジヌクレオチド含有量」は、(a)全ての位置において(上述の通り)最小ウリジンコドンを使用し、(b)所与のORFと同じアミノ酸配列をコードする、ORFの可能な最小ウリジンジヌクレオチド(UU)含有量である。ウリジンジヌクレオチド(UU)含有量は、ORF中のUUジヌクレオチドの列挙として、またはウリジンジヌクレオチドのウリジンによって占有される位置の割合として速度ベースで、絶対用語で表すことができる(例えば、AUUAUは、5つの位置のうちの2つがウリジンジヌクレオチドのウリジンによって占有されるため、40%のウリジンジヌクレオチド含有量を有する)。修飾ウリジン残基は、最小ウリジンジヌクレオチド含有量を評価する目的でウリジンと同等であるとみなされる。
本明細書で使用する場合、所与のオープンリーディングフレーム(ORF)の「最小アデニン含有量」は、(a)全ての位置で最小アデニンコドンを使用し、(b)所与のORFと同じアミノ酸配列をコードする、ORFのアデニン含有量である。所与のアミノ酸の最小アデニンコドン(複数可)は、最も少ないアデニンを有するコドン(複数可)である(リジンおよびアスパラギンについてのコドンを除いて、通常0または1であり、最小アデニンコドンは2個のアデニンを有する)。修飾アデニン残基は、最小アデニン含有量を評価する目的でアデニンと同等であるとみなされる。
本明細書で使用する場合、所与のオープンリーディングフレーム(ORF)の「最小アデニンジヌクレオチド含有量」は、(a)全ての位置で最小のアデニンコドン(上述の通り)を使用し、(b)所与のORFと同じアミノ酸配列をコードする、ORFの可能な最小アデニンジヌクレオチド(AA)含有量である。アデニンジヌクレオチド(AA)含有量は、またはORF中のAAジヌクレオチドの列挙として、またはアデニンジヌクレオチドのアデニンによって占有される位置の割合としての速度ベースで、絶対用語で表すことができる(例えば、UAAUAは、5つの位置のうち2つがアデニンジヌクレオチドのアデニンによって占有されるため、40%のアデニンジヌクレオチド含有量を有する)。修飾アデニン残基は、最小アデニンジヌクレオチド含有量を評価する目的でアデニンと同等であるとみなされる。
本明細書で使用する場合、「対象」は、動物界の任意のメンバーを指す。いくつかの実施形態では、「対象」は、ヒトを指す。いくつかの実施形態では、「対象」は、非ヒト動物を指す。いくつかの実施形態では、「対象」は、霊長類を指す。いくつかの実施形態では、対象は、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、魚類、昆虫、および/または蠕虫を含むが、これらに限定されない。ある特定の実施形態では、非ヒト対象は、哺乳動物(例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、および/またはブタ)である。いくつかの実施形態では、対象は、トランスジェニック動物、遺伝子操作された動物、および/またはクローンであってもよい。本発明のある特定の実施形態では、対象は、成人、青年期、または乳児である。いくつかの実施形態では、用語「個体」または「患者」が使用され、「対象」と交換可能であることが意図される。
本明細書に記載される修飾の種類
様々な位置における修飾を含むガイドRNA(例えばsgRNA、短いsgRNA、dgRNA、およびcrRNA)が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、修飾を含むgRNAの位置は、以下の種類の修飾のうちのいずれか1つ以上により修飾されている。
2’−O−メチル修飾
修飾糖は、相補鎖に対するオリゴヌクレオチド結合親和性、二本鎖形成、およびヌクレアーゼとの相互作用に影響を及ぼす物理的特性である、ヌクレオチド糖環のパッカリング(puckering)を制御すると考えられている。したがって、糖環上の置換は、これらの糖の立体構造およびパッカリングを変化させ得る。例えば、2’−Oメチル(2’−OMe)修飾は、オリゴヌクレオチドの結合親和性およびヌクレアーゼ安定性を増加させることができるが、実施例に示されるように、オリゴヌクレオチド中の所与の位置における任意の修飾の効果を経験的に決定する必要がある。
用語「mA」、「mC」、「mU」、または「mG」は、2’−OMeにより修飾されたヌクレオチドを表すために使用され得る。
リボヌクレオチドおよび修飾2’−O−メチルリボヌクレオチドは、以下のように記述され得る。
Figure 2021526804
2’−O−(2−メトキシエチル)修飾
いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)であり得る。修飾2’−O−moeリボヌクレオチドは、以下のように記述され得る。
Figure 2021526804
用語「moeA」、「moeC」、「moeU」、または「moeG」という用語は、2’−O−moeにより修飾したヌクレオチドを表すために使用され得る。
2’−フルオロ修飾
ヌクレオチド糖環に影響を及ぼすことが示されている別の化学修飾は、ハロゲン置換である。例えば、ヌクレオチド糖環上の2’−フルオロ(2’−F)置換は、オリゴヌクレオチド結合親和性およびヌクレアーゼ安定性を増加させることができる。
本出願において、用語「fA」、「fC」、「fU」、または「fG」は、2’−Fで置換されたヌクレオチドを表すために使用され得る。
2’−F置換を有さないリボヌクレオチド、および2’−F置換有するリボヌクレオチドは、以下のように記述され得る。
Figure 2021526804
ホスホチオエート修飾
ホスホロチオエート(PS)結合(linkage)または結合(bond)とは、硫黄が、例えばヌクレオチド間のホスホジエステル結合中の1つの非架橋リン酸酸素に置き変えられる結合を指す。ホスホロチオエートを使用してオリゴヌクレオチドを生成する場合、修飾オリゴヌクレオチドはS−オリゴとも称され得る。
PS修飾を示すために、「*」を使用し得る。本出願では、用語A*、C*、U*、またはG*を使用して、PS結合で隣りの(例えば3’)ヌクレオチドに結合されているヌクレオチドを示すことができる。本出願全体を通して、PS修飾は、3’炭素がホスホロチオエートに結合しているヌクレオチドでグループ化され、したがって、PS修飾が1位にあることは、ホスホロチオエートが、ヌクレオチド1の3’炭素および2番目のヌクレオチドの5’炭素に結合していることを意味することを示している。したがって、YA部位が「PS修飾されている」等と示される場合、PS結合は、YとAとの間またはAと隣りのヌクレオチドとの間にある。
本出願では、用語「mA*」、「mC*」、「mU*」、または「mG*」は、2’−OMeで置換され、かつ、「PS結合(bond)」と称される場合もあり得るPS結合(linkage)で隣りの(例えば3’)ヌクレオチドに結合されたヌクレオチドを示すために使用し得る。本出願では、用語「fA*」、「fC*」、「fU*」、または「fG*」、2’−Fで置換され、かつ、PS結合で隣りの(例えば3’)ヌクレオチドに結合されたヌクレオチドを示すために使用し得る。PS結合(linkage)または結合(bond)の等価物は、本明細書に記載される実施形態によって包含される。
下の図は、非架橋リン酸酸素対するS−の置換を示し、ホスホジエステル結合の代わりにPS結合を生じる:
Figure 2021526804
反転した脱塩基修飾
脱塩基ヌクレオチドは、窒素塩基を欠いているものを指す。以下の図は、塩基を欠いている部位を脱塩基(この場合、脱プリンとして示される。脱塩基部位はまた、脱ピリミジン部位であり得、脱塩基部位の記載は、典型的には、ワトソン−クリック塩基対を参照し、脱プリン部位は、窒素塩基を欠いている部位を指し、典型的には、ピリミジン部位と塩基対を形成するであろう)部位を有するオリゴヌクレオチドを記述し、塩基は、フラン環の1’位において別の部位(例えば、リボースもしくは脱オキシリボース部位を形成し得るために以下に示されるヒドロキシル基、または水素)により置換され得る。
Figure 2021526804
反転した塩基は、通常の5’から3’への結合とは反転した結合を有するものを指す(すなわち、5’から5’への結合または3’から3’への結合のいずれか)。例えば、
Figure 2021526804
脱塩基ヌクレオチドは、反転した結合と結合することができる。例えば、脱塩基ヌクレオチドは、5’から5’結合を介して末端5’ヌクレオチドに結合してもよいし、または脱塩基ヌクレオチドは、3’から3’結合を介して末端3’ヌクレオチドに結合してもよい。末端5’または3’ヌクレオチドのいずれかにおける反転した脱塩基ヌクレオチドはまた、反転した脱塩基末端キャップと称され得る。本出願において、用語「invd」は、反転した脱塩基ヌクレオチド結合を示す。
デオキシリボヌクレオチド
デオキシリボヌクレオチド(糖が2’−デオキシ位を含む)は、ヌクレオチドが2’位のヒドロキシルに対するプロトンの置換によって標準RNAに対して修飾されているという点で、gRNAの文脈において修飾とみなされる。別段指示されない限り、非修飾RNA中のUである位置でのデオキシリボヌクレオチド修飾はまた、U核酸塩基をTで置き換えることを含むことができる。
二環式リボース類似体
例示的な二環式リボース類似体は、ロックド核酸(LNA)、ENA、架橋核酸(BNA)、または別のLNA様修飾を含む。いくつかの例では、二環式リボース類似体は、リンカーを介して接続された2’位および4’位を有する。リンカーは、式−X−(CH−であってもよく、式中、nは、1または2であり、Xは、O、NR、またはSであり、Rは、HまたはC1−3アルキル、例えば、メチルである。二環式リボース類似体の例としては、2’−O−CH−4’(オキシ−LNA)を含むLNAが含まれる(WO98/39352およびWO99/14226を参照)、2’−NH−CH−4’、または2’−N(CH)−CH−4’(アミノ−LNA)(Singh et al.,J.Org.Chem.63:10035−10039(1998);Singh et al.,J.Org.Chem.63:6078−6079(1998));および2’−S−CH−4’(thio−LNA)(Singh et al.,J.Org.Chem.63:6078−6079(1998);Kumar et al.,Biorg.Med.Chem.Lett.8:2219−2222(1998))。
ENA
ENA修飾は、2’−O,4’−C−エチレン修飾を含むヌクレオチドを指す。ENAヌクレオチドの例示的な構造を以下に示し、波線は、隣接するヌクレオチドへの接続(または場合によっては、3’末端ヌクレオチドがENAヌクレオチドである場合、3’位置は、リン酸ではなく、ヒドロキシルを含み得るとの理解の下、末端位置)を示す。ENAヌクレオチドのさらなる考察については、例えば、Koizumi et al.,Nucleic Acids Res.31:3267−3273(2003)を参照のこと。
Figure 2021526804
UNA
UNAまたは非ロックド核酸修飾は、2’,3’−seco−RNA修飾を含むヌクレオチドを指し、2’および3’炭素は互いに直接結合していない。UNAヌクレオチドの例示的な構造を以下に示す。波線は、隣接するリン酸塩への接続またはリン酸塩の置き換え(または場合によっては末端位置)を示す。UNAヌクレオチドのさらなる考察については、例えば、Snead et al.,Molecular Therapy 2:e103,doi:10.1038/mtna.2013.36(2013)を参照のこと。
Figure 2021526804
塩基修飾
塩基修飾は、(シュードウリジンのように)異性化を含む、核酸塩基の構造またはその骨格への結合を変化させる任意の修飾である。いくつかの実施形態では、塩基修飾は、イノシンを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、例えば、RNaseによる切断部位の認識を妨げることによって、および/またはRNaseによる切断部位のアクセス可能性を低下させるRNA構造(例えば、二次構造)を安定化させることによって、RNAエンドヌクレアーゼ活性を低減する塩基修飾を含む。RNA構造を安定化させることができる例示的な塩基修飾は、シュードウリジンおよび5−メチルシトシンである。Peacock et al.,J Org Chem.76:7295−7300(2011)を参照のこと。いくつかの実施形態では、塩基修飾は、例えば、ワトソン−クリック塩基対における水素結合の増加、非カノニカル塩基対の形成、またはミスマッチ塩基対の作成によって、核酸の融解温度(Tm)を増加または減少させることができる。
上記修飾およびそれらの等価物は、本明細書に記載される実施形態の範囲内に含まれる。
YA修飾
YA部位における修飾(YA修飾とも称される)は、ヌクレオシド間結合の修飾、塩基(ピリミジンまたはアデニン)の修飾、例えば、化学修飾、置換、または他の方法による修飾、および/または糖の修飾(例えば、2’−O−アルキル、2’−F、2’−moe、2’−Fアラビノース、2’−H(デオキシリボース)等の2’位におけるもの)であり得る。いくつかの実施形態では、「YA修飾」は、例えば、RNaseによるYA部位の認識もしくは切断を妨げることによって、および/またはRNaseへの切断部位のアクセスを低減するRNA構造(例えば、二次構造)を安定化させることによって、RNAエンドヌクレアーゼ活性を低減するためにジヌクレオチドモチーフの構造を変化させる任意の修飾である。Peacock et al.,J Org Chem.76:7295−7300(2011);Behlke,Oligonucleotides 18:305−320(2008);Ku et al.,Adv.Drug Delivery Reviews 104:16−28(2016);Ghidini et al.,Chem.Commun.,2013,49,9036を参照のこと。Peacock et al.,Belhke,Ku,and Ghidiniは、YA修飾として好適な例示的な修飾を提供する。エンドヌクレオチド分解を低減するための当業者に既知の修飾が包含される。RNase切断に関与する2’ヒドロキシル基に影響を与える例示的な2’リボース修飾は、2’−O−Meを含む2’−Hおよび2’−O−アルキルである。YA部位における残基の二環式リボース類似体、UNA、および修飾ヌクレオシド間結合等の修飾は、YA修飾であり得る。RNA構造を安定化させることができる例示的な塩基修飾は、シュードウリジンおよび5−メチルシトシンである。いくつかの実施形態では、YA部位のうちの少なくとも1個のヌクレオチドが修飾されている。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジン(「ピリミジン位置」とも称される)は、修飾(例えば2’位の、ピリミジンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾、ピリミジン塩基の修飾、およびリボースの修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のアデニン(「アデニン位置」とも称される)は、修飾(例えば2’位の、ピリミジンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾、ピリミジン塩基の修飾、およびリボースの修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジンおよびアデニンは修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、RNAエンドヌクレアーゼ活性を低減する。
上記修飾およびそれらの等価物は、本明細書に記載される実施形態の範囲内に含まれる。
sgRNAのドメイン/領域
Briner AE et al.,Molecular Cell 56:333−339(2014)は、標的化を担う「スペーサー」ドメイン、「下部ステム」、「バルジ」、「上部ステム」(テトラループを含み得る)、「ネクサス」、ならびに「ヘアピン1」および「ヘアピン2」ドメインを含む、本明細書において「ドメイン」と称されるsgRNAの機能ドメインを説明する。Briner et al.の334頁,図1Aを参照のこと。
表3は、本明細書で使用されるsgRNAのドメインの概略図を提供する。表3において、領域間の「n」は、例えば、0〜1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、またはそれ以上の可変数のヌクレオチドを表す。いくつかの実施形態では、nは0に等しい。いくつかの実施形態では、nは1に等しい。
5’末端部領域
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表3に示されるように、5’末端におけるヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAの5’末端は、Casタンパク質、例えばCas9タンパク質を標的ヌクレオチド配列に誘導するように機能するスペーサーまたはガイド領域を含む。いくつかの実施形態では、5’末端はガイド領域を含まない。いくつかの実施形態では、5’末端はスペーサー、およびCasタンパク質を標的ヌクレオチド領域に誘導するように機能しない追加のヌクレオチドを含む。
下部ステム
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、直線的に見たときにバルジ領域および上部ステム領域によって分離される、下部ステム(LS)領域を含む。表3を参照のこと。
いくつかの実施形態では、下部ステム領域は、1〜12個のヌクレオチドを含み、例えば一実施形態では、下部ステム領域は、LS1〜LS12を含む。いくつかの実施形態では、下部ステム領域は、表3に示されるよりも少ないヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、下部ステム領域は、表3に示されるよりも多いヌクレオチドを含む。下部ステム領域が、表3の概略図に示されるよりも少ないかまたは多いヌクレオチドを含む場合、当業者に明らかであるように、修飾パターンを維持する必要がある。
いくつかの実施形態では、下部ステム領域は、反対方向で読み取るときに核酸配列において相補的であるヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、下部ステムの核酸配列における相補性は、sgRNAまたは短いsgRNAにおけるステムの二次構造をもたらす(例えば、領域は、互いに塩基対を形成し得る)。いくつかの実施形態では、下部ステム領域は、反対方向に読み取るときに互いに完全に補完的ではなくてもよい。
バルジ
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、6個のヌクレオチドB1〜B6を含むバルジ領域を含む。直線的に見るときに、バルジ領域は2つの領域に分離される。表3を参照のこと。いくつかの実施形態では、バルジ領域は、6個のヌクレオチドを含み、最初の2個のヌクレオチド、続いて上部ステム領域、続いてバルジの最後の4個のヌクレオチドが続く。いくつかの実施形態では、バルジ領域は、表3に示されるよりも少ないヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、バルジ領域は、表3に示されるよりも多いヌクレオチドを含む。バルジ領域が、表3の概略図に示されるよりも少ないかまたは多いヌクレオチドを含む場合、当業者に明らかであるように、修飾パターンを維持する必要がある。
いくつかの実施形態では、バルジの存在は、sgRNAまたは短いsgRNAにおける上部ステムモジュールと下部ステムモジュールとの間の方向性縮れをもたらす。
上部ステム
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、12個のヌクレオチドを含む上部ステム領域を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム領域はループ配列を含む。いくつかの例では、ループは、テトラループ(4個のヌクレオチドからなるループ)である。
いくつかの実施形態では、上部ステム領域は、表3に示されるよりも少ないヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、上部ステム領域は、表3に示されるよりも多いヌクレオチドを含む。上部ステム領域が、表3の概略図に示されるよりも少ないまたは多いヌクレオチドを含む場合、当業者に明らかであるように、修飾パターンを維持する必要がある。
いくつかの実施形態では、上部ステム領域は、反対方向に読み取るときに核酸配列において相補的なヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、上部ステムの核酸配列における相補性は、sgRNAまたは短いsgRNAにおけるステムの二次構造をもたらす(例えば、領域は、互いに塩基対を形成し得る)。いくつかの実施形態では、上部ステム領域は、反対方向に読み取るときに互いに完全に補完的ではなくてもよい。
ネクサス
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、下部ステム領域とヘアピン1領域との間に位置するネクサス領域を含む。いくつかの実施形態では、標的配列は、18個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ネクサス領域は、表3に示されるヌクレオチドN1〜N18を含む。
いくつかの実施形態では、ネクサス領域は、表3に示されるよりも少ないヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ネクサス領域は表3に示されるよりも多いヌクレオチドを含む。ネクサス領域が、表3の概略図に示されるよりも少ないかまたは多いヌクレオチドを含む場合、当業者に明らかであるように、修飾パターンを維持する必要がある。
いくつかの実施形態では、ネクサス領域は、反対方向に読み取るときに核酸配列において相補的なヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、核酸配列における相補性は、sgRNAまたは短いsgRNAにおけるステムおよび/またはステムループの二次構造をもたらす(例えば、ネクサス領域における特定のヌクレオチドは、互いに塩基対を形成し得る)。いくつかの実施形態では、ネクサス領域は、反対方向に読み取るときに互いに完全に補完的ではなくてもよい。
ヘアピン
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、1つ以上のヘアピン領域を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、ネクサス領域の下流(例えば3’側)にある。いくつかの実施形態では、ネクサス領域のすぐ下流のヌクレオチドの領域は、「ヘアピン1」または「H1」と称される。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド3’からヘアピン1の領域は、「ヘアピン2」または「H2」と称される。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、ヘアピン1およびヘアピン2の両方を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、ヘアピン1またはヘアピン2を含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン1領域は、ネクサス領域のすぐ下流に12個の核酸を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン1領域は、表3に示すように、ヌクレオチドH1−1〜H1−12を含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン2領域はヘアピン1領域の下流に15個の核酸を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン2領域は、表3に示すように、ヌクレオチドH2−1〜H2−15を含む。
いくつかの実施形態では、1個以上のヌクレオチドは、ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間に存在する。ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の1つ以上のヌクレオチドは、修飾または非修飾であり得る。いくつかの実施形態では、ヘアピン1およびヘアピン2は、1個のヌクレオチドによって分離される。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、表3に示されるよりも少ないヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、表3に示されるよりも多いヌクレオチドを含む。ヘアピン領域が、表3の概略図に示されるよりも少ないかまたは多いヌクレオチドを含む場合、当業者に明らかであるように、修飾パターンを維持する必要がある。
いくつかの実施形態では、反対方向に読み取られるときに核酸配列において相補的なヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、反対方向に読み取るときに互いに完全に相補的ではなくもよい(例えば、ヘアピンの上部またはループは、対形成していないヌクレオチドを含む)。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、ヘアピン1をヌクレオチド「n」で置き換えることを含み、「n」は、1〜50、40、30、20、15、10、5、4、3、および2の整数である。いくつかの実施形態では、sgRNAのヘアピン1領域は、2個のヌクレオチドで置き換えられる。
3’末端
sgRNAまたは短いsgRNAは、sgRNAの最後のヌクレオチドである3’末端を有する。3’末端部領域は、3’末端からの最後の1〜7個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’末端は、ヘアピン2の末端である。いくつかの実施形態では、sgRNAは、ヘアピン領域(複数可)後にヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部領域を含み、この場合、3’末端の最後のヌクレオチドは、3’末端である。いくつかの実施形態では、3’テールは、例えばヘアピンの二次構造と会合しない、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、または20個またはそれ以上のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テール領域は、ヘアピンの二次構造と会合しない1、2、3、または4個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テール領域は、ヘアピンの二次構造と会合しない4個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テール領域は、ヘアピンの二次構造と会合しない1、2、または3個のヌクレオチドを含む。

Figure 2021526804

Figure 2021526804
YA部位の修飾を含む、修飾を含むgRNA
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16個またはそれ以上のYA部位(例えば、保存領域および/またはガイド領域中)における修飾、ならびに/または5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6またはその後に位置する1つ以上のヌクレオチドにおけるYA修飾等の修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジンは、修飾(ピリミジンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のアデニンは修飾(アデニンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジンおよびアデニンは、糖、塩基、またはヌクレオシド間結合修飾等の修飾を含む。YA修飾は、本明細書に記載される修飾の種類のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ホスホロチオエート、2’−OMe、または2’−フルオロのうちの1つ以上を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ホスホロチオエート、2’−OMe、または2’−フルオロの1つ以上を含むピリミジン修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、1つ以上のYA部位を含むRNA二本鎖領域内の二環式リボース類似体(例えばLNA、BNA、またはENA)を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、YA部位を含むRNA二本鎖領域内の二環式リボース類似体(例えば、LNA、BNA、またはENA)を含み、YA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
上述の実施形態のいずれも、以下と組み合わせ得る:(i)5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、または18のうちの少なくとも1つは、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または(ii)5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10うちの少なくとも1つは、ホスホロチオエート結合を含まない、ならびに(i)5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7〜10のうちの少なくとも1つは、2’−OMe修飾を含まない、(ii)5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20は、2’−OMe修飾を含まない、および/または(iii)またはガイドRNAは、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、5’末端部の5’末端から11、12、13、14、17、またはヌクレオチド18のうちの少なくとも1つは、2’−フルオロ修飾を含まず、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12は、2’−フルオロ修飾を含まない。そのような実施形態は、さらにまたはあるいは、実現可能な範囲で、本明細書に記載される任意の他の1つ以上の実施形態と組み合わされ得る。
YA部位の修飾を含む、ガイド領域の修飾
いくつかの実施形態では、ガイド領域は、1つ以上の修飾を含み、任意選択により、YA部位修飾を含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、YA修飾を含み得る、1、2、3、4、5個またはそれ以上のYA部位(「ガイド領域YA部位」)を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する1つ以上のYA部位(「5末端」等は、ガイド領域の3’末端、すなわち、ガイド領域中の最も3’側のヌクレオチドに対して5位を指す)は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する2つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する3つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する4つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する5つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。修飾ガイド領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある。例えば、修飾ガイド領域YA部位が、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの10個のヌクレオチド内にあり、ガイド領域が、20個のヌクレオチド長である場合、修飾ガイド領域YA部位の修飾ヌクレオチドは、11〜20位のいずれかに位置する。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドからYA部位内に20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドに位置する。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ガイド領域の3’末端ヌクレオチドから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドに位置する。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4、5、6、7、8、9、10、または11である。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、5’末端修飾以外である。例えば、gRNAは、本明細書に記載の5’末端修飾を含み、修飾ガイド領域YA部位をさらに含むことができる。あるいは、gRNAは、非修飾5’末端および修飾ガイド領域YA部位を含むことができる。あるいは、gRNAは、修飾5’末端および非修飾ガイド領域YA部位を含むことができる。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む。例えば、ヌクレオチド1〜3がホスホロチオエートを含み、ヌクレオチド4が2’−OMe修飾のみを含み、ヌクレオチド5がYA部位のピリミジンであり、ホスホロチオエートを含む場合、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位(ヌクレオチド4)の5’に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾(ホスホロチオエート)を含む。別の例では、ヌクレオチド1〜3がホスホロチオエートを含み、ヌクレオチド4がYA部位のピリミジンであり、2’−OMeを含む場合、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチド(ヌクレオチド1〜3のいずれか)が含まない修飾(2’−OMe)を含む。この条件はまた、非修飾ヌクレオチドが修飾ガイド領域YA部位の5’側に位置する場合、常に満たされる。
いくつかの実施形態では、ガイド領域は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18のうちの1〜14つの修飾を含む。そのような修飾は、2’−OMe、2’−フルオロ、2’−H、イノシン、もしくはホスホロチオエート修飾、またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、2’−OMe修飾は、ヌクレオチド1〜4および12のいずれかまたは全てに含まれてもよく、ホスホロチオエート修飾は、ヌクレオチド1〜3および6〜10のいずれかまたは全てに含まれ得、および/または2’−フルオロ修飾は、ヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18のいずれかまたは全てに含まれ得る。否定的用語では、2’−OMe修飾は、ヌクレオチド6〜11および13末端から除外され得、2’−フルオロ修飾は、ヌクレオチド1〜7、15、16、および20(存在する場合)から除外され得、および/またはホスホロチオエート修飾は、ヌクレオチド4、5、11〜14、17、および18から除外され得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオチドは、YA部位に依存する様式で修飾され、例えば、YA部位が、ヌクレオチド5〜6、12〜13、15〜16、16〜17、または19〜20のうちのいずれかに存在する場合、YA部位のうちの少なくとも1個のヌクレオチドが修飾され、例えば、YA部位の少なくともピリミジンが修飾され、任意選択により、5、12、15、16、および19位のヌクレオチドは、それらがYA部位のピリミジンでない場合、非修飾である。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド5における修飾は、該修飾がYA部位のピリミジンである場合、2’−OMeであり、ヌクレオチド12における修飾は、該修飾がYA部位のピリミジンである場合、2’−OMeであり、ヌクレオチド15における修飾は、該修飾がYA部位のピリミジンである場合、ホスホロチオエートであり、ヌクレオチド16における修飾は、該修飾がYA部位のピリミジンである場合、ホスホロチオエートであり、および/またはヌクレオチド19における修飾は、該修飾がYA部位のピリミジンである場合、ホスホロチオエートである。したがって、YA部位が15〜16位および16〜17位の両方に存在することができないことを認識して、YA部位の存在を条件として、最大4つの修飾が存在することが可能である。代替の実施形態では、ヌクレオチド19における修飾は、代わりに2’−フルオロであり得る。これは、YA部位に依存する様式で存在することができ、または19〜20位にYA部位があるかどうかにかかわらず存在することができる。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド15および16は、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより、例えば、ヌクレオチド15〜16または16〜17に位置するYA部位のピリミジンであるヌクレオチドのみにより修飾されている。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド15および16は、非修飾リボースおよび/または非修飾核酸塩基を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド5は非修飾であるか、またはYA部位のピリミジンである場合に2’−OMeのみにより修飾されている。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド12は非修飾であるか、またはYA部位のピリミジンである場合に2’−OMeのみにより修飾されている。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド20(またはガイド領域の3’末端部ヌクレオチド)は非修飾である。先行実施形態のいずれかにおいて、ガイド領域は、20個のヌクレオチドからなり得る。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド5および/または12のうちの1つ以上において修飾を含むガイド領域を含む。ヌクレオチド5および/または12における修飾は、独立して、本明細書に記載の修飾、例えば、2’−OMe、2’−F、ホスホロチオエート、および2’−H(デオキシリボヌクレオチド)から選択され得る。そのような修飾は、例えば本明細書に記載されるgRNAにおいて示されるように、本明細書に記載される別の修飾パターンまたはヌクレオチド修飾と組み合わせ得る。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾のうちの1つ以上または全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド8〜10のうちのいずれか1つ、2つ、または全てにおいて修飾を含むガイド領域を含む。そのような修飾は、例えば本明細書に記載されるgRNAにおいて示されるように、本明細書に記載される別の修飾パターンまたはヌクレオチド修飾と組み合わせ得る。修飾は、独立して、本明細書に記載の修飾、例えば、2’−F修飾およびホスホロチオエート修飾、またはそれらの組み合わせから選択され得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド8〜10のうちのいずれか1つ、2つ、または全ては、2’−F修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド8〜10のうちのいずれか1つ、2つ、または全ては、2’−F修飾を含むが、ホスホロチオエート修飾は含まない。いくつかの実施形態では、任意の1つ、2つ、または全てのヌクレオチド8〜10は、2’−F修飾およびホスホロチオエート修飾を含む。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またははヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾のうちの1つ以上または全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド5および6のうちのいずれか一方または両方に修飾を含むガイド領域を含む。修飾は、独立して、本明細書に記載の修飾、例えば、2’−F修飾およびホスホロチオエート修飾、またはそれらの組み合わせから選択され得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド5および6のうちのいずれか一方または両方は、2’−F修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド5および6のうちのいずれか一方または両方は、2’−F修飾を含むが、ホスホロチオエート修飾を含まない。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド5および6のうちのいずれか一方または両方は、2’−F修飾およびホスホロチオエート修飾を含む。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、1〜3および7〜ヌクレオチド10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾のうちの1つ以上または全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド6〜11のうちの少なくとも1、2、3、4、5、または6個における修飾を含むガイド領域を含む。修飾は、独立して、本明細書に記載の修飾、例えば、2’−F修飾から選択され得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド6〜11のうちの1、2、3、4、5、または6個における2’−F修飾は、2’−F修飾を含む1つ以上の位置において、ホスホロチオエート修飾等の別の適合する修飾と組み合わせられる。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、および/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾のうちの1つ以上または全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド1〜4および6〜11のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個における修飾を含むガイド領域を含む。修飾は、独立して、本明細書に記載の修飾、例えば、2’−F修飾から選択され得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド1〜4および6〜11のうちの1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個における2’−F修飾は、2’−F修飾を含む位置の1つ以上において、ホスホロチオエート修飾等の別の適合する修飾と組み合わせられる。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、および/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾のうちの1つ以上もしくは全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、gRNAは、ヌクレオチド9、11、13、および14のうちの少なくとも1、2、3、または4個における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチド9、11、13、および14のうちの少なくとも1、2、3、または4個における2’−OMe修飾が、2’−OMe修飾を含む位置の1つ以上において、ホスホロチオエート修飾等の別の適合する修飾と組み合わせられる。そのような実施形態の特定の例は、例えば、上記に記載される特定の番号の実施形態において、および配列表中の配列によって表される修飾パターンにおいて、本明細書中に記載されている。いくつかの実施形態では、そのような修飾は、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、および/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾のうちの1つ以上または全てと組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、上記YA部位について記載される修飾を含む。
ガイド領域YA部位修飾の追加の実施形態は、上記の概要に示される。本開示の他の箇所に記載される任意の実施形態は、実現可能な範囲で、先行実施形態のいずれかと組み合わせ得る。
保存領域YA部位の修飾
保存領域YA部位1〜10を図1Bに示す。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の保存領域YA部位は、修飾を含む。
いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、8、または1および8は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、2、3、4、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位2、3、4、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、2、3、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位2、3、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位1、2、3、4、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、または8つの追加の保存領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、1、2、3、または4つの保存領域YA部位2、3、4、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、または8つの追加の保存領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、修飾保存領域YA部位は、上記YA部位について記載される修飾を含む。
保存領域YA部位修飾のさらなる実施形態は、上記の概要に示される。本開示の他の箇所に記載される任意の実施形態は、実現可能な範囲で、先行実施形態のいずれかと組み合わせ得る。
末端部ヌクレオチドの修飾
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)の5’および/または3’末端部領域は、修飾されている。
3’末端部領域修飾
いくつかの実施形態では、3’末端部領域における1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドが修飾されている。全体を通して、この修飾は「3’末端修飾」と称され得る。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドは、2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも1個が修飾されている。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている。いくつかの実施形態では、3’’末端部領域における末端(すなわち、最後の)の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも3個が修飾されている。いくつかの実施形態では、修飾はPS結合を含む。いくつかの実施形態では、3’末端部領域の修飾は、3’保護末端修飾である。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、3’保護末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ENA、UNA、2’−H(DNA)、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、ENAを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、UNAを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−H(DNA)を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、3個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、4個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、5個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、6個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、7個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1〜7個または1〜5個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、gRNAの3’末端部において1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、gRNAの3’末端部において約1〜3、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ENA、UNA、およびそれらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間PS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1個のPS結合を含むかまたはさらに含み、結合は、最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の3個のヌクレオチド間の2個のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の4個のヌクレオチド間の4個のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾を含むかまたはさらに含み、修飾は、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせを有する最後のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、3’テールの隣りのヌクレオチドおよび/または1番目のヌクレオチドへの1つまたは2個のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる、最後および/または最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる、最後のヌクレオチド、最後から2番目のヌクレオチド、および/または最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる、最後、最後から2番目、最後から3番目、および/または最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる、最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/または最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAは、3’テールを含むかまたはさらに含み、3’テールは、3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’テールは完全に修飾されている。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上が修飾されている。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、配列番号1〜132のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’保護末端修飾を含むsgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAまたはsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAまたはsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドからの5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、sgRNAまたはsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転塩基修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドからの15個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAまたはsgRNAの保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、最後のヌクレオチドと最後の隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端修飾および3’末端修飾を含む。
3’テール
いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNAの保存部分の3’末端に続く、3’テールを含む3’末端部を含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1〜約20個のヌクレオチド、1〜約15個のヌクレオチド、1〜約10個のヌクレオチド、1〜約5個のヌクレオチド、1〜約4個のヌクレオチド、1〜約3個のヌクレオチド、および1〜約2個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、2個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、3個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、4個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10個のヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’テールは、1〜20個のヌクレオチドを含み、sgRNAの保存部分の3’末端に続く。
いくつかの実施形態では、3’テールは、保護末端修飾、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、およびそれらの組み合わせのうちの1つ以上を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上のヌクレオチド間結ホスホロチオエート(PS)合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の2’−O−moe修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の2’−F修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の保護末端修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、および反転した脱塩基修飾ヌクレオチドのうちの1個以上の組み合わせを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’テールを含まない。
5’末端部領域修飾
いくつかの実施形態では、5’末端部領域が修飾され、例えば、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドが修飾されている。全体を通して、この修飾は「5’末端修飾」と称され得る。いくつかの実施形態では、5’末端部領域の最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド(すなわち、5’末端部の5’末端から1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド)は、2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端の末端(すなわち、最初の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも1個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端からの1、2、3、4、5、6、または7個の末端部ヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端からの1、2、3、4、5、6、または7個の末端部ヌクレオチドのうちの少なくとも3個が修飾されている。いくつかの実施形態では、修飾はPS結合を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部領域の修飾は、5’保護末端修飾である。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’保護末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAの5’末端部領域および3’末端部領域の両方が修飾されている(例えば、gRNAの最初のヌクレオチドおよび最後のヌクレオチドを含む)。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAの5’末端部領域のみが修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAの保存部分の3’末端部領域のみ(プラスまたはマイナス3’テール)が修飾されている。
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、gRNAの5’末端部の5’末端からの最初の7個のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、3’末端部の3’末端からの7個の末端部のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7つの修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端からの最初の4個のヌクレオチドの2、3、もしくは4個、および/または3’末端部の3’末端からの末端部の4個のヌクレオチドのうちの2、3、もしくは4個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端からの最初の4個のヌクレオチドのうちの2、3、または4個が、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている。
いくつかの実施形態では、5’末端および/または3’末端の修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)または2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ヌクレオチドへの2’−フルオロ(2’−F)修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、反転した脱塩基ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、保護末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、保護末端修飾、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−フルオロ(2’−F)、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−H(DNA)、ENA、UNA、および反転した脱塩基ヌクレオチドから選択される2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、等価な修飾が含まれる。
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、5’末端部における最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間の1個以上のホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部における最後の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間の1個以上のPS結合を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、3’末端部における最後の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間、および5’末端部の5’末端からの最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間の両方の1個以上のPS結合を含む。いくつかの実施形態では、PS結合に加えて、5’および3’末端部ヌクレオチドは、2’−O−Me、2’−O−moe、または2’−F修飾ヌクレオチドを含み得る。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端修飾を含み、例えば、ガイド領域の最初のヌクレオチドが修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端修飾を含み、ガイド領域の1番目のヌクレオチドは、5’保護末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ENA、UNA、2’H(DNA)、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ENAを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、UNAを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−H(DNA)を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)のガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1つ以上の修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、1個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、3個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、4個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、6個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、7個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’末端からの1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’末端からの約1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端から1番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端から1番目および2番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端における1番目、2番目、およびヌクレオチド3からの修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端から1番目、2番目、3番目、およびヌクレオチド4における修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端から1番目、2番目、3番目、4番目、およびヌクレオチド5における修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端から1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、およびヌクレオチド6における修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)の5’末端における1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、6番目、およびヌクレオチド7からの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、および/もしくは2’−O−Me修飾ヌクレオチド、および/もしくは2’−O−moe修飾ヌクレオチド、および/もしくは2’−F修飾ヌクレオチド、および/もしくは反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに/またはそれらの組み合わせを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1、2、3、4、5、6、および/または7個のヌクレオチド間PS結合を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1個のPS結合を含むかまたはさらに含み、1個のPS結合が存在する場合、結合は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間にある。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも2個のPS結合を含むかまたはさらに含み、結合は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、および2と3との間にある。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、クレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、および4と5との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5、および5と6との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、および7と8との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちの1個以上の修飾を含むかまたはさらに含み、修飾は、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、および/またはそれらの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによるガイド領域の最初のヌクレオチドの修飾、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによるガイド領域の第1番目および/または第2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間および/または2番目と3番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、および/または3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、および/または3番目と4番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、および/または4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、3番目と4番目のヌクレオチドの間、および/または4番目と5番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/または5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、3番目と4番目のヌクレオチドの間、4番目と5番目のヌクレオチドの間、および/または5番目と6番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜3に示される5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜4に示される5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜5に示される5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜6に示される5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、配列番号401〜532、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜7に示される5’末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、5’保護末端修飾を含む5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むagRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含むagRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)が提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾および3’末端修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供される。上記および/またはその他では本明細書に開示される5’末端修飾のいずれかは、配列表に表されるおよび/または下記で考察する3’末端修飾等の3’末端修飾と組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端部および3’末端部における修飾ヌクレオチド、ならびに表3に記載される1つ以上の他の領域における修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端または3’末端にない修飾ヌクレオチドを含む。修飾の例示的パターンを以下および表1に記載する。
二次構造を安定化させるための修飾
いくつかの実施形態では、gRNA(例えばsgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、二次構造、例えば二本鎖領域を安定化させる修飾を含む。二次構造の安定性の増加は、例えば溶融温度分析により、経験的に決定することができる。分析を簡素化するために、安定化を意図する二次構造要素を、sgRNA構造の残りの部分から単離して試験することができる。二次構造の安定性の増加はまた、エンドヌクレアーゼによる切断部位(例えば、YA部位)の近づきやすさの低下よって決定することができ、該修飾は、エンドヌクレアーゼによる切断部位の一次構造を変化させないが、エンドヌクレアーゼによる切断部位を含む二次構造において生じるか、またはその二次構造に影響を及ぼさない。これは、エンドヌクレアーゼによる切断部位に遠位効果を有すると称される。いくつかの実施形態では、エンドヌクレアーゼによる切断部位は、下部ステムにある。いくつかの実施形態では、エンドヌクレアーゼによる切断部位は、保存領域YA部位1である。いくつかの実施形態では、エンドヌクレアーゼによる切断部位は、保存領域YA部位2である。いくつかの実施形態では、エンドヌクレアーゼによる切断部位は、保存領域YA部位3である。いくつかの実施形態では、エンドヌクレアーゼによる切断部位は、保存領域YA部位10である。いくつかの実施形態では、修飾は、二環式リボースアナログ修飾、例えば、ロックド核酸(LNA)またはLNA様修飾である。いくつかの実施形態では、修飾は、ENA修飾である。いくつかの実施形態では、ヌクレオチドLS8は、二次構造を安定化させる修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチドLS11は、二次構造を安定化させる修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヌクレオチドLS8およびLS11の一方または両方は、二次構造を安定化させる、ENA修飾等の1つ以上の修飾(例えば2つの修飾)をまとめて含む。実施例におけるG10008およびG10038の考察を参照のこと。
追加の修飾
いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも15個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも16個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも17個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも18個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも19個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはcrRNA)は、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも75%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも80%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも85%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも90%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも95%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンの少なくとも98%と一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、gRNAは、本明細書、例えば、表1に記載されるgRNAの修飾パターンと一致する修飾パターンを含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表1に修飾されているとして示される領域のいずれか1つ以上における修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表1に修飾されているとして示される位置のいずれかにおける修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表1に示される修飾のいずれかを含む。追加の修飾は、上記の概要の項目に示され、これは、実現可能な範囲で、本明細書の他の箇所に開示される修飾、例えばYA部位修飾と組み合わされ得る。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、YA部位に1、2、3、4、または5つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、少なくとも1、2、3、4、または5つのYA修飾を含む、いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、1つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾は、3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位にある。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−O−moe修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−F修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、および/またはそれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表1の配列のうちのいずれか1つに示される上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、例えば表1中の対応する配列について示される、5’保護末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、例えば表1中の対応する配列について示される3’保護末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾および3’末端修飾と組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端修飾および上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、3’末端修飾および上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端修飾、3’末端修飾、および上部ステム修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、ヘアピン領域における修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、ヘアピン1にある。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、ヘアピン2にある。いくつかの実施形態では、修飾は、ヘアピン1および2にあり、任意選択により、ヘアピン1と2との間の「n」も修飾されている。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、2’H修飾ヌクレオチド(DNA)、PS修飾ヌクレオチド、YA修飾、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、および/またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、YA部位における1、2、または3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、少なくとも1、2、3、4、5、または6つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、1つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、2つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾は、3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位にある。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、3’末端修飾およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、5’末端修飾およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、上部ステム修飾およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、表1の配列のうちのいずれか1つに示されるヘアピン修飾を含む。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される3’末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾および3’末端修飾と組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、sgRNAまたは短いsgRNAは、3’末端修飾、ヘアピン領域における修飾、上部ステム修飾、および5’末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、YA部位の1つ以上の修飾を含むsgRNAまたは短いsgRNAは、例えば、本明細書に定義される、または表2に示されるヘアピン領域に対して、少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドヘアピン領域を含む、本明細書に記載の短いsgRNAである。そのようなsgRNAは、例えば、上記の短いsgRNAに関する概要および詳細な説明の項目における、sgRNAに関して本明細書に記載される特徴のいずれかを有し得る。
例示的な修飾sgRNA
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のsgRNAは、表1に示される配列のいずれかを含むかまたはそれからなる。さらに、表1に示され、かつ、表1で配列番号によって同定される配列のうちのいずれかの修飾を含むsgRNAが包含される。すなわち、ヌクレオチドは、同一であってもよいし、または異なっていてもよいが、示される修飾パターンは、表1のガイド配列の修飾パターンと同一であってもよいし、または類似していてもよい。修飾パターンは、sgRNAの修飾の相対的位置および同一性(例えば、5’末端部領域、下部ステム領域、バルジ領域、上部ステム領域、ネクサス領域、ヘアピン1領域、ヘアピン2領域、3’テール領域)を含む。
いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1の配列の縦列に示される配列のうちのいずれか1つの修飾の、または配列の少なくとも1つ以上の領域にわたって、少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%を含む。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1の配列の縦列に示される配列のうちのいずれか1つの修飾パターンと少なくとも50%、約55%、約60%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、および約99%同一である。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1に示される配列の1、2、3、4、5、6、7、または8つの領域、例えば、5’末端部領域、下部ステム領域、バルジ領域、上部ステム領域、ネクサス領域、ヘアピン1領域、ヘアピン2領域、および/または3’末端部領域にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。
例えば、いくつかの実施形態では、修飾パターンが、5’末端部領域にわたる配列の修飾パターンと少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、下部ステムにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、バルジにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、上部ステムにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、ネクサスにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、ヘアピン1にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、ヘアピン2にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンが、3’末端にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である、sgRNAが包含される。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、0、1、2、3、4、5、または6つのヌクレオチドにおける、表1の配列またはそのような配列の領域(例えば、5’末端、下部ステム、バルジ、上部ステム、ネクサス、ヘアピン1、ヘアピン2、3’末端)の修飾パターンとは異なる。いくつかの実施形態では、sgRNAは、0、1、2、3、4、5、または6つのヌクレオチドにおける、表1の配列の修飾とは異なる修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、0、1、2、3、4、5、または6つのヌクレオチドにおける、表1の配列の領域(例えば、5’末端、下部ステム、バルジ、上部ステム、ネクサス、ヘアピン1、ヘアピン2、3’末端)の修飾とは異なる修飾を含む。
いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端修飾、3’末端修飾、または5’末端修飾および3’末端修飾を含み、YA修飾をさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、保護末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1つのホスホロチオエート(PS)結合、ならびに2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドのうちの1個以上を含む。末端修飾は、ホスホロチオエート(PS)、2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾を含み得る。等価末端修飾はまた、本明細書に記載される実施形態によって包含される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNAの1つ以上の領域の修飾と組み合わせて末端修飾を含む。
上記の5’末端修飾、3’末端修飾、上部ステム修飾、ヘアピン修飾、および3’末端修飾の組み合わせを含む修飾sgRNAが包含される。例示的な修飾sgRNAを以下に記載する。
いくつかの実施形態では、配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132に記載される配列のいずれか1つを含むかまたはそれからなる、sgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、配列番号601または607〜732の修飾配列のうちのいずれか1つを含むsgRNAが提供され、sgRNAは、標的配列に相補的なガイド領域をさらに含み、切断のためにCas9をその標的に誘導する。いくつかの場合では、配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含むsgRNAが提供され、修飾パターンは、表1の参照配列識別子に示される修飾パターンと同一である。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端における最初の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3または4個のヌクレオチド、および3’末端部における最後の3または4個のヌクレオチドが修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−Meを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−Fを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−moeを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、言及されるヌクレオチドがsgRNAに存在する場合、5’末端における最初の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端(sgRNAの3’テールまたは保存部分)における最後の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドは、2’−O−Meまたは2’−O−moe修飾を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドは、2’−F修飾を含む。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドがsgRNAに存在する場合、sgRNAが提供され、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAのバルジ領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAの上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAのネクサス領域におけるN16、N17、およびN18は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAのヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、sgRNAのヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、以下のヌクレオチド:5’末端部における最初の3個のヌクレオチド、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12、バルジ領域におけるB1およびB2、sgRNAの上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々、ネクサス領域におけるN16、N17、およびN18、ヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Meまたは2’−F修飾核酸、および3’末端部における最後の4つのヌクレオチドにおける2’−O−Meまたは2’−F修飾核酸をさらに含む。いくつかの実施形態では、LS9およびLS10は、2’−Fにより修飾されている。いくつかの実施形態では、N15、N16、N17、およびN18は、2’−Fにより修飾されている。いくつかの実施形態では、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、HS−14、およびH2−15は、2’−Fにより修飾されている。いくつかの実施形態では、3’末端における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドは、2’−Fにより修飾されている。
いくつかの実施形態では、以下のヌクレオチド:下部ステム領域におけるLS9およびLS10、ネクサス領域におけるN15、N16、N17、およびN18、ならびにヘアピン2領域におけるH2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、HS−14、およびH2−15における、2’−F修飾核酸を含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Meまたは2’−F修飾核酸、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドのうちの3個における2’−O−Meまたは2’−F修飾核酸をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS1およびLS6における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS1〜LS6における2’−F修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の「n」における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS2〜LS5における2’−F修飾ヌクレオチド、LS1およびLS6における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の「n」における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の「n」における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS8、LS10、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS7、LS9、およびLS11における2’−O−F修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、LS9およびLS10における2’−F修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1〜H2−8における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−9〜H2−15における2’−F修飾ヌクレオチド、3’末端部における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、およびH1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、およびH1−11における2’−F修飾ヌクレオチド、ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−F修飾ヌクレオチド、H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、およびH2−14における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、およびH2−15における2’−F修飾ヌクレオチド、3’末端部における最後から2番目および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端部における最後から3番目および最後のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、ヌクレオチドLS8、LS10、LS12、H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、H1−12、H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、およびH2−15における2’−O−Me修飾、ならびにLS7、LS9、LS11、H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、H1−11、H1−13、H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、およびH2−14における2’−F修飾を含むsgRNAが本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部における最後および最後から3番目のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに3’末端における最後から2番目および最後から3番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含むsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端部の最初の7個のヌクレオチド内の少なくとも2個のホスホロチオエート結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含むsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端における1つ以上のホスホロチオエート結合を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のホスホロチオエート結合は、5’末端部ヌクレオチドを結合する。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含むsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端部の最初の7個のヌクレオチド内の1個以上のホスホロチオエート結合を含む。
いくつかの実施形態では、配列番号601または607〜732の修飾配列のうちのいずれか1つを含むsgRNAが提供され、sgRNAは、標的配列に少なくとも部分的に相補的な5’ガイド領域をさらに含み、任意選択により、切断のためにCas9をその標的に誘導する。
いくつかの実施形態では、配列番号401〜532、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1個のヌクレオチドと少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有するヌクレオチドを含むsgRNAが提供され、修飾パターンは、参照配列識別子に示される修飾パターンと同一である。すなわち、ヌクレオチドA、U(および/またはデオキシリボヌクレオチド修飾の場合はT)、C、およびGは、配列に示されるものと比較して、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%異なり得るが、修飾は変わらないままである。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチド、下部ステムにおけるLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12、バルジ領域におけるB1およびB2、上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々、ネクサス領域におけるN16、N17、およびN18、ヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々、ヘアピン1とヘアピン2との間の1個のヌクレオチド、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3個のヌクレオチド、下部ステムにおけるLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12、バルジ領域におけるB1〜B6、上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々、ネクサス領域におけるN16、N17、およびN18、ヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々、ヘアピン1とヘアピン2との間の1個のヌクレオチド、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合、および3’末端部領域における最後の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、下部ステムにおけるLS9およびLS10、ネクサス領域における15−N18、ヘアピン2領域におけるH2−9−HS−15、ならびに3’末端部領域における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける、2’−F修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、下部ステムにおける各ヌクレオチド、ネクサス領域における15〜N18、ヘアピン2領域におけるH2−9〜HS−15、ならびに3’末端部領域における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける、2’−F修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、LS8、LS10、LS12、H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、H1−12、H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、H2−15、ならびに3’末端部領域における最後および最後から3番目のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびにLS7、LS9、LS11、H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、H1−11、H1−13、H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、H2−14、ならびに3’末端部領域における最後から2番目および最後から4番目のヌクレオチドにおける、2’−F修飾を含む、sgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、シングルガイドRNA(sgRNA)は、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、5’末端修飾、ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含み、5’末端修飾は、5’末端部の5’末端における最初の7個のヌクレオチド内の少なくとも2個のホスホロチオエート結合を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾もしくは保存領域YA修飾、US1〜US12における修飾、および/もしくはH1−1における修飾、ならびに/またはH2−1における修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾またはH1−1〜H1−12および/もしくはH2−1〜H2−15における保存領域YA修飾および修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域の各々における1つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、および下部ステム領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびバルジ領域における修飾を含む。いくつかの実施形態では、バルジ領域におけるヌクレオチドの50%が修飾され、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびネクサス領域における修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、ネクサス領域におけるN15、N16、N17、および/またはN18における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。いくつかの場合では、N16、N17、およびN18は、PS結合で結合されている。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部の5’末端における最初の4個のヌクレオチドにおける1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、および3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドにおける修飾を含む。いくつかの例では、これらの修飾は、PS結合(すなわち、最初の4つおよび最後の4個のヌクレオチドを結合するPS結合)を結合している。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の3個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾をさらに含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびバルジ領域におけるヌクレオチドの各々における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、および上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、2つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、およびヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々における修飾を含み、修飾は、2’−O−Meまたは2’−Fである。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、以下の位置における2’−O−Me修飾ヌクレオチドをさらに含むことを包含する:
a.下部ステム領域におけるLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、および/またはLS12、
b.バルジ領域におけるB1および/またはB2、
c.上部ステム領域における各ヌクレオチド、
d.ネクサス領域におけるN16、N17、および/またはN18、
e.ヘアピン1領域における各ヌクレオチド、ならびに
f.ヘアピン2領域における各ヌクレオチド。
いくつかの実施形態では、B3−B6は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの例では、sgRNAは、5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、LS9およびLS10における2’−F修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、N15、N16、N17、およびN18における2’F修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、およびH2−15における2’F修飾を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部の3’末端における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’F修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、ならびに以下の位置:
a.下部ステム領域におけるLS9およびLS10、
b.ネクサス領域におけるN15、N16、N17、およびN18、ならびに
c.ヘアピン2領域におけるH2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、およびH2−15における2’−F修飾ヌクレオチドを含むことが包含する
いくつかの実施形態では、sgRNAは、3’末端部における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部の5’末端における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Meまたは2’−F修飾ヌクレオチド、および3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドの3つにおける2’−O−Meまたは2’−F修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.LS1および/またはLS6における任意選択による2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.ヘアピン1とヘアピン2との間の任意選択による2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
g.3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、および任意選択により、
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾、ならびに
a.5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.LS1〜LS6における2’−F修飾ヌクレオチド、
c.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
g.3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により、
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方を含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.LS2〜LS5における2’−F修飾ヌクレオチド、
c.LS1およびLS6における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
g.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
h.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
g.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
ならびに任意選択により、5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.LS9およびLS10における2’−F修飾ヌクレオチド、
e.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
g.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
h.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
ならびに任意選択により、5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.LS8、LS10、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.LS7、LS9、およびLS11における2’−O−F修飾ヌクレオチド、
e.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
g.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
h.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
g.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.LS9およびLS10における2’−F修飾ヌクレオチド、
d.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
g.H2−1〜H2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
h.3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.H1−1〜H1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
e.H2−1〜H2−8における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
f.H2−9〜H2−15における2’−F修飾ヌクレオチド、
g.3’末端部における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに
h.3’末端部における最後のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに任意選択により
5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.5’末端部の5’末端における最初の3個のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
b.US1〜US12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
c.H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、およびH1−12における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
d.H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、およびH1−11における2’−F修飾ヌクレオチド、
e.ヘアピン1とヘアピン2との間の2’−F修飾ヌクレオチド、
f.H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、およびH2−14における2’−F修飾ヌクレオチド、
g.H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、およびH2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
h.3’末端部における最後から2番目および最後から4番目における2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに
i.3’末端部の3’末端における最後から3番目および最後のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
ならびに任意選択により、5’保護末端修飾、3’保護末端修飾、または3’および5’保護末端修飾の両方をさらに含むことを包含する。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、1つ以上のガイド領域YA部位修飾または保存領域YA修飾を含み、
a.LS8、LS10、LS12、H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、H1−12、H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、およびH2−15における2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに
b.LS7、LS9、LS11、H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、H1−11、H1−13、H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、およびH2−14における2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含み、任意選択により、
5’末端部の5’末端における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含み、任意選択により、
c.3’末端部の3’末端における最後および最後から3番目のヌクレオチドにおける2’−O−Me修飾ヌクレオチド、ならびに/または
d.3’末端部の3’末端における最後から2番目、最後から4番目、および/または最後のヌクレオチドにおける2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む。
前述の修飾パターンのうちのいずれかは、上記の実施形態に示される修飾パターン、例えば、概要の項目または表1に示される修飾パターンと、それらが重複しない範囲で、組み合わせることができる。前述の修飾パターンを概要の項目または表1に示される修飾パターンと組み合わせることによって、概要の項目または表1の対照に示される修飾である、不適合な修飾がもたらされる(例えば、同じ位置が、2’−OMeおよび2’−フルオロの両方である)。
短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)
いくつかの実施形態では、本明細書で提供するsgRNAは、例えばヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む、短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)であり、ヘアピン領域は、少なくとも5〜10個のヌクレオチドまたは6〜10個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、sgRNAは、S.pyogenes Cas9(「spyCas9」)またはspyCas9等価物由来である。いくつかの実施形態では、sgRNAは、S.pyogenes Cas9(「非spyCas9」)由来ではない。いくつかの実施形態では、5〜10個のヌクレオチドまたは6〜10個のヌクレオチドが連続している。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、表2に示されるように、spyCas9 sgRNAの保存部分の少なくともヌクレオチド54〜58(AAAAA)を欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、例えばペアワイズまたは構造アラインメントによって決定されるように、spyCas9の保存部分の54〜58(AAAAA)に対応するヌクレオチドを欠いている非spyCas9 sgRNAである。いくつかの実施形態では、非spyCas9 sgRNAは、Staphylococcus aureus Cas9(「saCas9」)sgRNAである。
いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、ヘアピン1領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、ヘアピン2領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個の保存ヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、ヘアピン1領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個の保存ヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、ヘアピン2領域は、5、6、7、8、9、10、11、または12個の保存ヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは、ヘアピン1内にある。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは、ヘアピン2内にある。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは、ヘアピン1およびヘアピン2内にある。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは、ヘアピン1またはヘアピン2内にある。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは連続し、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは連続し、ヘアピン1の少なくとも一部に及ぶ。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは連続し、ヘアピン2の少なくとも一部に及ぶ。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン2の一部に及ぶ。いくつかの実施形態では、5〜10個または6〜10個の欠いているヌクレオチドは連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」に及ぶ。いくつかの実施形態では、5〜10個の欠いているヌクレオチドは、配列番号400のヌクレオチド54〜58、54〜61、または53〜60を含むかまたはそれからなる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の短いsgRNAは、ネクサス領域をさらに含み、ネクサス領域は、少なくとも1個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ネクサス領域における少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ネクサス領域における少なくとも1〜2、1〜3、1〜4個のヌクレオチド、1〜5個のヌクレオチド、1〜6個のヌクレオチド、1〜10個のヌクレオチド、または1〜15個のヌクレオチドを欠いている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ネクサス領域における各ヌクレオチドを欠いている。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ガイド領域をさらに含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、短いsgRNAの5’末端における最初の1〜10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、20個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、少なくとも5、6、7、8,9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25個またはそれ以上のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、17個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、18個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、ガイド領域は、19個のヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、ガイド領域の選択は、編集のための目的の遺伝子内の標的配列に基づいて決定される。例えば、いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、目的の遺伝子の標的配列に相補的であるガイド領域を含む。
いくつかの実施形態では、目的の遺伝子における標的配列は、短いsgRNAのガイド領域に相補的であり得る。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのガイド領域とその対応する標的配列との間の相補性または同一性の程度は、約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%であり得る。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのガイド領域および目的の遺伝子の標的配列は、100%相補的または同一であり得る。他の実施形態では、短いsgRNAのガイド領域および目的の遺伝子の標的領域は、少なくとも1ミスマッチを含み得る。例えば、短いsgRNAのガイド領域および目的の遺伝子の標的配列は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のミスマッチを含み得、標的配列の全長は、少なくとも約17、18、19、20個またはそれ以上の塩基対である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのガイド領域および目的の遺伝子の標的領域は、1〜6つのミスマッチを含み得、ガイド配列は、少なくとも約17、18、19、20個またはそれ以上のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのガイド領域および目的の遺伝子の標的領域は、1、2、3、4、5、または6つのミスマッチを含み得、ガイド配列は、約20個のヌクレオチドを含む。5’末端部は、ガイド領域とみなされない(すなわち、Cas9タンパク質を標的核酸に誘導するように機能しない)ヌクレオチドを含み得る。
修飾された短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは修飾されている。本明細書に記載の短いsgRNAの文脈における「修飾された」または「修飾」という用語は、例えば、(a)末端修飾、例えば、5’または3’保護末端修飾を含む、5’末端修飾または3’末端修飾、(b)塩基の置換または除去を含む、核酸塩基(または「塩基」)修飾、(c)2’、3’、および/または4’位における修飾を含む、糖修飾、(d)ヌクレオシド間結合修飾、ならびに(e)ホスホジエステル結合および/またはリボース糖の修飾または置換を含むことができる、骨格修飾を含む、上記の修飾を含む。所与の位置におけるヌクレオチドの修飾は、ヌクレオチドの糖の直ぐ3’側のホスホジエステル結合の修飾または置換を含む。したがって、例えば、5’末端から1番目と2番目の糖の間にホスホロチオエートを含む核酸は、1位に修飾を含むとみなされる。「修飾された短いsgRNA」という用語は、一般に、本明細書に詳細に記載されかつ例示される、ヌクレオチドホスフェートを含む、塩基、糖、およびホスホジエステル結合または骨格部分のうちの1つ以上の化学構造の修飾を有する、短いsgRNAを指す。
修飾の例示的パターンを表1に示す。追加の例示的パターンを以下に考察する。
ガイド領域および/またはYA部位の修飾
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8,9、10、11、12、13、14、15、16、またはそれ以上のYA部位を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジンは、修飾(ピリミジンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のアデニンは修飾(アデニンの糖の直ぐ3’側のヌクレオシド間結合を変化させる修飾を含む)を含む。いくつかの実施形態では、YA部位のピリミジンおよびアデニンは、糖、塩基、またはヌクレオシド間結合修飾等の修飾を含む。YA修飾は、本明細書に記載される修飾の種類のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ホスホロチオエート、2’−OMe、または2’−フルオロのうちの1つ以上を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ホスホロチオエート、2’−OMe、2’−H、イノシン、または2’−フルオロのうちの1つ以上を含むピリミジン修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、1つ以上のYA部位を含むRNA二本鎖領域内の二環式リボース類似体(例えばLNA、BNA、またはENA)を含む。いくつかの実施形態では、YA修飾は、YA部位を含むRNA二本鎖領域内の二環式リボース類似体(例えば、LNA、BNA、またはENA)を含み、YA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
YA部位の修飾を含む、ガイド領域の修飾
いくつかの実施形態では、ガイド領域は、YA修飾を含み得る、1、2、3、4、5個またはそれ以上のYA部位(「ガイド領域YA部位」)を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する1つ以上のYA部位(「5末端」等は、ガイド領域の5位〜3’末端、すなわち、ガイド領域中の最も3’のヌクレオチドを指す)は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する2つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する3つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する4つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部の5’末端から5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端に位置する5つ以上のYA部位が、YA修飾を含む。修飾ガイド領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある。例えば、修飾ガイド領域YA部位が、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの10個のヌクレオチド内にあり、ガイド領域が、20個のヌクレオチド長である場合、修飾ガイド領域YA部位の修飾ヌクレオチドは、11〜20位のいずれかに位置する。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドからYA部位20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1のヌクレオチド内に位置する。いくつかの実施形態では、YA修飾は、ガイド領域の3’末端ヌクレオチドから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドに位置する。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4、5、6、7、8、9、10、または11である。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、5’末端修飾以外である。例えば、短いsgRNAは、本明細書に記載の5’末端修飾を含み得、修飾ガイド領域YA部位をさらに含むことができる。あるいは、短いsgRNAは、非修飾5’末端および修飾ガイド領域YA部位を含むことができる。あるいは、短いsgRNAは、修飾5’末端および非修飾ガイド領域YA部位を含むことができる。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む。例えば、ヌクレオチド1〜3がホスホロチオエートを含み、ヌクレオチド4が2’−OMe修飾のみを含み、ヌクレオチド5がYA部位のピリミジンであり、ホスホロチオエートを含む場合、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位(ヌクレオチド4)の5’に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾(ホスホロチオエート)を含む。別の例では、ヌクレオチド1〜3がホスホロチオエートを含み、ヌクレオチド4がYA部位のピリミジンであり、2’−OMeを含む場合、修飾ガイド領域YA部位は、ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチド(ヌクレオチド1〜3のいずれか)が含まない修飾(2’−OMe)を含む。この条件はまた、非修飾ヌクレオチドが修飾ガイド領域YA部位の5’側に位置する場合、常に満たされる。
いくつかの実施形態では、修飾ガイド領域YA部位は、上記YA部位について記載される修飾を含む。
ガイド領域YA部位修飾を含むガイド領域修飾の追加の実施形態は、上記の概要、および上記のYA部位における修飾を含む修飾を含むgRNAの考察、ならびに本明細書の他の箇所を含む、本明細書の他の箇所に記載される。短いsgRNAのガイド領域は、本明細書に記載の修飾ガイド領域を含む任意の実施形態に従って修飾され得る。本開示の他の箇所に記載される任意の実施形態は、実現可能な範囲で、先行実施形態のいずれかと組み合わせ得る。
保存領域YA部位の修飾
保存領域YA部位1〜10を図1Bに示す。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の保存領域YA部位は、修飾を含む。
いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、8、または1および8は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、2、3、4、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位2、3、4、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、保存領域YA部位1、2、3、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位2、3、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、YA部位1、2、3、4、8、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、または8つの追加の保存領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、1、2、3、または4つの保存領域YA部位2、3、4、および10は、YA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1、2、3、4、5、6、7、または8つの追加の保存領域YA部位は、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、修飾保存領域YA部位は、上記YA部位について記載される修飾を含む。
保存領域YA部位修飾のさらなる実施形態は、上記の概要に示される。本開示の他の箇所に記載される任意の実施形態は、実現可能な範囲で、先行実施形態のいずれかと組み合わせ得る。
末端部ヌクレオチドの修飾
いくつかの実施形態では、短いsgRNAの5’および/または3’末端部領域が修飾されている。
3’末端部領域修飾
いくつかの実施形態では、3’末端部領域における1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドが修飾されている。全体を通して、この修飾は「3’末端修飾」と称され得る。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドは、2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも1個が修飾されている。いくつかの実施形態では、3’末端部領域における末端(すなわち、最後の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている。いくつかの実施形態では、3’’末端部領域における末端(すなわち、最後の)の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも3個が修飾されている。いくつかの実施形態では、修飾はPS結合を含む。いくつかの実施形態では、3’末端部領域の修飾は、3’保護末端修飾である。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、3’保護末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される、修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、3個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、4個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、5個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、6個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、7個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1〜7個または1〜5個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、gRNAの3’末端における1、2、3、4、5、6、または7つのヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、gRNAの3’末端における約1〜3、1〜5、1〜6、または1〜7つのヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−O−Me修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、およびそれらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間PS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、1個のPS結合を含むかまたはさらに含み、結合は、最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の3個のヌクレオチド間の2個のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の4個のヌクレオチド間の4個のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の間のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾を含むかまたはさらに含み、修飾は、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる最後のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、3’テールの隣りのヌクレオチドおよび/または最初のヌクレオチドへの1つまたは2個のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる最後および/または最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、および/または最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、および/または最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾は、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせにより最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/または最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むgRNAは、3’テールを含むかまたはさらに含み、3’テールは、3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’テールは完全に修飾されている。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上が修飾されている。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むgRNAが提供され、3’末端修飾は、配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、3’保護末端修飾を含むgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むagRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)gRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAの保存領域または短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドからの5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むgRNAが提供され、3’末端修飾は、sgRNAの保存領域または短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含むgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後のヌクレオチド由来の15個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含むgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、(i)sgRNAまたは短いsgRNAの保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける、交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む、短いsgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、3’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、3’末端修飾は、最後のヌクレオチドと最後の隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、(i)15または20個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合を含む、短いsgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾および3’末端修飾を含む。
3’テール
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、短いsgRNAの保存部分が続き、かつ、該保存部分の3’側にある、3’テールを含む3’末端部を含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1〜約20個のヌクレオチド、1〜約15個のヌクレオチド、1〜約10個のヌクレオチド、1〜約5個のヌクレオチド、1〜約4個のヌクレオチド、1〜約3個のヌクレオチド、および1〜約2個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、2個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、3個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、4個のヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10個のヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、3’テールは、1〜20個のヌクレオチドを含み、短いsgRNAの保存部分の3’末端に続く。
いくつかの実施形態では、3’テールは、保護末端修飾、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−OMe修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、およびそれらの組み合わせのうちの1つ以上を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、3’テールは、1つ以上のヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の2’−OMe修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1つ以上の2’−O−moe修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1つ以上の2’−F修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1つ以上の反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、1個以上の保護末端修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、3’テールは、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、2’−OMe修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、および反転した脱塩基修飾ヌクレオチドのうちの1個以上の組み合わせを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’テールを含まない。
5’末端部領域修飾
いくつかの実施形態では、5’末端部領域が修飾され、例えば、短いsgRNAの最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドが修飾されている。全体を通して、この修飾は「5’末端修飾」と称され得る。いくつかの実施形態では、5’末端部領域の最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドは、2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端の末端における、末端部の(すなわち、最初の)1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドのうちの少なくとも1個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部領域における1、2、3、4、5、6、または7個の末端部ヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部領域における1、2、3、4、5、6、または7個の末端部ヌクレオチドのうちの少なくとも3個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’保護末端修飾である。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAの5’および3’末端部領域(例えば、末端)の両方が修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAの5’末端部領域のみが修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAの保存部分の3’末端部領域(プラスまたはマイナス3’テール)のみが修飾されている。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、短いsgRNAの5’末端部領域における最初の7個のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端部領域における7個の末端部のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部領域における最初の4個のヌクレオチドのうちの2、3、もしくは4個、および/または3’末端部領域における末端部の4個のヌクレオチドのうちの2、3、もしくは4個が修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部領域における最初の4個のヌクレオチドのうちの2、3、または4個は、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている。
いくつかの実施形態では、5’末端および/または3’末端の修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)または2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ヌクレオチドへの2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、反転した脱塩基ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、保護末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、修飾は、保護末端修飾、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−フルオロ(2’−F)、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、および反転した脱塩基ヌクレオチドから選択される2つ以上の修飾を含む。いくつかの実施形態では、等価な修飾が含まれる。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端部における最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間の1個以上のホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端部における最後の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間の1個以上のPS結合を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端部における最後の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間、および5’末端部の5’末端からの最初の1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチド間両方の1個以上のPS結合を含む。いくつかの実施形態では、PS結合に加えて、5’および3’末端部ヌクレオチドは、2’−O−Me、2’−O−moe、または2’−F修飾ヌクレオチドを含み得る。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾を含み、例えば、ガイド領域の1番目のヌクレオチドが修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾を含み、ガイド領域の1番目のヌクレオチドは、5’保護末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される、修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAのガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、1個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、3個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、4個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、6個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、7個の修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’末端からの1、2、3、4、5、6、または7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、5’末端からの約1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチドの修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端における1番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端から1番目および2番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端から1番目、2番目、および3番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端から1番目、2番目、3番目、および4番目ヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端から1番目、2番目、3番目、4番目、および5番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端からの1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、および6番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、短いsgRNAの5’末端からの1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、6番目、および7番目のヌクレオチドにおける修飾を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、および/もしくは2’−O−Me修飾ヌクレオチド、および/もしくは2’−O−moe修飾ヌクレオチド、および/もしくは2’−F修飾ヌクレオチド、および/もしくは反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに/またはそれらの組み合わせを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1、2、3、4、5、6、および/または7個のヌクレオチド間PS結合を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1個のPS結合を含むかまたはさらに含み、1個のPS結合が存在する場合、結合は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間にある。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも2個のPS結合を含むかまたはさらに含み、結合は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、および2と3との間にある。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、クレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、および4と5との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5、および5と6との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、および7と8との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちの1個以上の修飾を含むかまたはさらに含み、修飾は、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、および/またはそれらの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによるガイド領域の最初のヌクレオチドの修飾、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによるガイド領域の第1番目および/または第2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間および/または2番目と3番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、および/または3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、および/または3番目と4番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、および/または4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、3番目と4番目のヌクレオチドの間、および/または4番目と5番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせによる可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/または5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1番目と2番目のヌクレオチドの間、2番目と3番目のヌクレオチドの間、3番目と4番目のヌクレオチドの間、4番目と5番目のヌクレオチドの間、および/または5番目と6番目のヌクレオチドの間に1個以上のPS結合を含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾を含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’保護末端修飾を含む5’末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域の1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾を含む短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4および5、および5と6との間のPS結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾および3’末端修飾を含む、短いsgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’および3’末端部における修飾ヌクレオチド、ならびに表3に記載される1つ以上の他の領域における修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’または3’末端におけるものではない修飾ヌクレオチドを含む。修飾の例示的パターンを以下および表1に記載する。
上部ステム修飾
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾を含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、YA部位における1、2、3、4、または5つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、少なくとも1、2、3、4、または5つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、1つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含むsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾は、3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位にある。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−OMe修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−O−moe修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−F修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、上部ステム修飾を含む短いsgRNAが提供され、上部ステム修飾は、2’−OMe修飾ヌクレオチド、2’−O−moe修飾ヌクレオチド、2’−F修飾ヌクレオチド、および/またはそれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、表1の配列のうちのいずれか1つに示される上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、例えば表1中の対応する配列について示される5’保護末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、例えば表1中の対応する配列について示される3’保護末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのような上部ステム修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾および3’末端修飾と組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾および上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端修飾および上部ステム修飾を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾、3’末端修飾、および上部ステム修飾を含む。
ヘアピン修飾
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ヘアピン領域における修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、および/またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、ヘアピン1領域内にある。いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、ヘアピン2領域内にある。いくつかの実施形態では、修飾は、ヘアピン1およびヘアピン2領域内にあり、任意選択により、ヘアピン1と2との間の「n」も修飾されている。
いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含む短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、YA部位における1、2、または3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含む短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、少なくとも1、2、3、4、5、または6つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含む短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、1つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾を含む短いsgRNAが提供され、ヘアピン修飾は、2つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾は、3つのYA修飾を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位にある。いくつかの実施形態では、1つ以上のYA修飾は、YA部位に対して遠位にある。
いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン修飾は、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む。
いくつかの実施形態では、ヘアピン領域修飾は、2’H修飾ヌクレオチド(DNA)、PS修飾ヌクレオチド、YA修飾、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、および/またはそれらの組み合わせから選択される少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端修飾、およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾、およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、上部ステム修飾、およびヘアピン領域における修飾を含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、表1の配列のうちのいずれか1つに示されるヘアピン修飾を含む。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される3’末端修飾と組み合わせられる。いくつかの実施形態では、そのようなヘアピン修飾は、表1中の対応する配列について示される5’末端修飾および3’末端修飾と組み合わせられる。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端修飾、ヘアピン領域における修飾、上部ステム修飾、および5’末端修飾を含む。
例示的な修飾された短いsgRNA
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の短いsgRNAは、表1に示される配列のいずれかを含むかまたはそれからなる。さらに、表1に示される配列のうちの任意の修飾を含み、表1で配列番号によって識別される短いsgRNAが包含される。すなわち、ヌクレオチドは、同一であってもまたは異なっていてもよいが、示される修飾パターンは、表1のガイド配列の修飾パターンと同一であってもまたは類似していてもよい。修飾パターンは、短いsgRNA(例えば5’末端部領域、下部ステム領域、バルジ領域、上部ステム領域、ネクサス領域、ヘアピン1領域、ヘアピン2領域、3’テール領域)の修飾の相対的位置および同一性を含む。
いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1の配列の縦列に示される配列のうちのいずれか1つの修飾の、または配列の少なくとも1つ以上の領域にわたって、少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%を含む。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1の配列の縦列に示される配列のうちのいずれか1つの修飾パターンと少なくとも50%、約55%、約60%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、および約99%同一である。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、表1に示される配列の1つ以上(例えば、1、2、3、4、5、6、7、または8)の領域、例えば、5’末端部領域、下部ステム領域、バルジ領域、上部ステム領域、ネクサス領域、ヘアピン1領域、ヘアピン2領域、および/または3’末端部領域にわたって、少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。
例えば、いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、5’末端部領域にわたる配列の修飾パターンと少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、下部ステムにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、バルジにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、上部ステムにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、ネクサスにわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、ヘアピン1にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、ヘアピン2にわたって少なくとも50%、55%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、および99%同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAが包含され、修飾パターンは、3’末端にわたって少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、および少なくとも99%同一である。いくつかの実施形態では、修飾パターンは、0、1、2、3、4、5、または6個のヌクレオチドにおける、表1の配列またはそのような配列の領域(例えば、5’末端、下部ステム、バルジ、上部ステム、ネクサス、ヘアピン1、ヘアピン2、3’末端)の修飾パターンとは異なる。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、0、1、2、3、4、5、または6個のヌクレオチドにおける、表1の配列の修飾とは異なる修飾を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、0、1、2、3、4、5、または6個のヌクレオチドにおける、表1の配列の領域(例えば、5’末端部、下部ステム、バルジ、上部ステム、ネクサス、ヘアピン1、ヘアピン2、3’末端部)の修飾とは異なる修飾を含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、sgRNAは、YA修飾を含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端修飾、3’末端修飾、または5’末端修飾および3’末端修飾、例えば、保護末端修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、5’末端修飾は、少なくとも1つのホスホロチオエート(PS)結合、ならびに2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドのうちの1つ以上を含む。末端修飾は、ホスホロチオエート(PS)、2’−O−メチル(2’−O−Me)、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)、および/または2’−フルオロ(2’−F)修飾を含み得る。等価末端修飾はまた、本明細書に記載される実施形態によって包含される。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、短いsgRNAの1つ以上の領域の修飾と組み合わせて、末端修飾を含む。
上記の5’末端修飾、3’末端修飾、上部ステム修飾、ヘアピン修飾、および3’末端修飾の組み合わせを含む修飾された短いsgRNAが包含される。例示的な修飾された短いsgRNAを以下に記載する。
いくつかの実施形態では、本発明は、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354に記載される配列のうちのいずれか1つを含むかまたはそれからなる、短いsgRNAを含む。
いくつかの実施形態では、配列番号201〜254、および301〜354の修飾配列のうちのいずれか1つを含む短いsgRNAが提供され、短いsgRNAは、標的配列に相補的なガイド領域をさらに含み、切断のためにCas9をその標的に誘導する。いくつかの例では、本発明は、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含む短いsgRNAを含み、修飾パターンは、表1の参照配列識別子に示される修飾パターンと同一である。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドを結合する3個のホスホロチオエート(PS)結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドを結合する3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、5’末端における最初の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の3または4個のヌクレオチド、および3’末端部における最後の3または4個のヌクレオチドが修飾されている。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−Meを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−Fを含む。いくつかの実施形態では、修飾は、2’−O−moeを含む。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドが短いsgRNAに存在する場合、短いsgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、短いsgRNAは、3’末端(sgRNAの3’テールまたは保存部分)における最後の4個のヌクレオチドのうちの1、2、3、または4個における修飾を含む。いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドは、2’−O−Meまたは2’−O−moe修飾を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドは、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドは、2’−F修飾を含む。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドが短いsgRNAに存在する場合、短いsgRNAが提供され、LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12が、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのバルジ領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAの上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのネクサス領域におけるN16、N17、およびN18は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのヘアピン1領域に残存するクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。いくつかの実施形態では、短いsgRNAのヘアピン2領域に残存するクレオチドの各々は、2’−O−Meにより修飾されている。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾、ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含む、短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端の最初の7個のヌクレオチド内に少なくとも2個のホスホロチオエート結合を含む。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾、ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含む、短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端における1個以上のホスホロチオエート結合を含む。いくつかの実施形態では、1個以上のホルホチオエート結合は、5’末端部ヌクレオチドを結合する。
いくつかの実施形態では、5’末端修飾、ならびに上部ステム領域、ヘアピン1領域、およびヘアピン2領域の1つ以上における1つ以上の修飾を含む、短いsgRNAが提供され、5’末端修飾は、5’末端の最初の7個のヌクレオチド内に1個以上のホスホロチオエート結合を含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、配列番号201〜254、および301〜354の修飾配列のうちのいずれか1つを含む短いsgRNAを含み、短いsgRNAは、標的配列に少なくとも部分的に相補的な5’ガイド領域をさらに含み、任意選択により、切断のためにCas9をその標的に誘導する。
いくつかの実施形態では、本発明は、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のうちのいずれか1個のヌクレオチドと少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有するヌクレオチドを含む短いsgRNAを含み、修飾パターンは、参照配列識別子に示される修飾パターンと同一である。すなわち、ヌクレオチドA、U、C、およびGは、配列に示されるものと比較して、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%異なり得るが、修飾は、変化しないままである。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドが短いガイドに存在する場合、5’末端部における最初の3個のヌクレオチド、下部ステムにおけるLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12、バルジ領域におけるB1およびB2、上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々、ネクサス領域におけるN16、N17、およびN18、ヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々、ヘアピン1とヘアピン2との間の1個のヌクレオチド、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む短いsgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドが短いガイドに存在する場合、5’末端部における最初の3個のヌクレオチド、下部ステムにおけるLS1、LS6、LS7、LS8、LS11、およびLS12、バルジ領域におけるB1〜B6、上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々、ネクサス領域におけるN16、N17、およびN18、ヘアピン1領域におけるヌクレオチドの各々、ヘアピン1とヘアピン2との間の1個のヌクレオチド、ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々、ならびに3’末端部における最後の4個のヌクレオチドにおける、2’−O−Me修飾ヌクレオチドを含む短いsgRNAが提供される。いくつかの実施形態では、sgRNAは、5’末端部における最初の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合、および3’末端部における最後の4個のヌクレオチド間の3個のPS結合をさらに含む。
いくつかの実施形態では、下部ステムにおけるLS9およびLS10、ネクサス領域における15−N18、ヘアピン2領域におけるH2−9〜HS−15、ならびに3’末端部領域における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける、2’−F修飾ヌクレオチドを含む、sgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、下部ステムにおける各ヌクレオチド、ネクサス領域における15〜N18、ヘアピン2領域におけるH2−9〜HS−15、ならびに3’末端部領域における最後から2番目、最後から3番目、および最後から4番目のヌクレオチドにおける、2’−F修飾ヌクレオチドを含む、短いsgRNAが提供される。
いくつかの実施形態では、言及されるヌクレオチドが短いガイドに存在する場合、LS8、LS10、LS12、H1−2、H1−4、H1−6、H1−8、H1−10、H1−12、H2−1、H2−3、H2−5、H2−7、H2−9、H2−11、H2−13、H2−15、および3’末端における最後および最後から3番目のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびにLS7、LS9、LS11、H1−1、H1−3、H1−5、H1−7、H1−9、H1−11、H1−13、H2−2、H2−4、H2−6、H2−8、H2−10、H2−12、H2−14、および3’末端における最後から2番目および最後から4番目のヌクレオチドにおける2’−F修飾を含む、短いsgRNAが提供される。
前述の修飾パターンのうちのいずれかは、上記の実施形態に示される修飾パターン、例えば、概要の項目または表1に示される修飾パターンと、それらが重複しない範囲で、組み合わせることができる。前述の修飾パターンを概要の項目または表1に示される修飾パターンと組み合わせることによって、不適合な修飾をもたらす場合(例えば、同じ位置が、2’−OMeおよび2’−フルオロの両方である)、概要の項目または表1に示される修飾は対照である。
組成物およびキット
本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)のうちのいずれか、および担体、賦形剤、または希釈剤等を含む組成物が包含される。いくつかの例では、賦形剤または希釈剤は不活性である。いくつかの例では、賦形剤または希釈剤は不活性ではない。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)のいずれかおよび薬学的に許容可能な担体、賦形剤、または希釈剤等とを含む医薬製剤が提供される。いくつかの実施形態では、医薬製剤は、LNPをさらに含む。いくつかの実施形態では、医薬製剤は、Cas9タンパク質またはCas9タンパク質をコードするmRNAをさらに含む。いくつかの実施形態では、医薬製剤は、gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、LNP、およびCas9タンパク質またはCas9タンパク質をコードするmRNAのうちのいずれか1つ以上を含む。
本明細書に記載の1つ以上のgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤を含むキットも提供される。いくつかの実施形態では、キットは、それぞれが組成物または医薬製剤、説明書、または乾燥剤とは別個である、溶媒、溶液、緩衝液の1つ以上をさらに含む。
RNA誘導DNA結合剤またはRNA誘導DNA結合剤をコードするmRNAを含む組成物
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の少なくとも1つのgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)およびヌクレアーゼまたはヌクレアーゼをコードする核酸(例えば、mRNA)を含む、組成物または医薬製剤が提供される。いくつかの実施形態では、ヌクレアーゼは、RNA誘導DNA結合剤、例えばCasタンパク質である。いくつかの実施形態では、Casタンパク質またはCasタンパク質をコードする核酸(例えば、mRNA)とともに、短いsgRNAは、Cas RNPと称される。いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤は、RNA誘導DNA結合剤を標的核酸配列に誘導するように、短いsgRNAとともに機能するものである。いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤は、II型CRISPR/Casシステム由来のCasタンパク質である。いくつかの実施形態では、Casタンパク質はCas9である。いくつかの実施形態では、Cas9タンパク質は野生型Cas9である。いくつかの実施形態では、Cas9タンパク質は、Streptococcus pyogenes Cas9タンパク質、例えばS.pyogenes Cas9(sypCas9)由来である。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの短いsgRNAおよびヌクレアーゼまたはspyCas9をコードするmRNAを含む組成物が提供される。いくつかの実施形態では、Cas9タンパク質は、S.pyogenes由来ではなく、S.pyogenes Cas9に特異的であるshort−sgRNAが、非S.pyogenes Cas9をその標的部位に誘導するように、S.pyogenes Cas9と同様に機能する。いくつかの実施形態では、Cas9タンパク質は、Staphylococcus aureus Cas9タンパク質、例えばSaCas9に由来する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの短いsgRNAおよびヌクレアーゼまたはsaCas9をコードするmRNAを含む組成物が提供される。いくつかの実施形態では、Casは、標的DNAにおける二重鎖切断を誘発する。spyCas9およびsaCas9タンパク質の等価物は、本明細書に記載される実施形態により包含される。
Cas9を含むRNA誘導DNA結合剤は、修飾およびそのバリアントを包含する。不活性な1個の触媒ドメインであるRuvCまたはHNHのいずれかを有する修飾バージョンは、「ニッカーゼ」と称される。ニッカーゼは、標的DNA上の1つの鎖のみを切断し、したがって一本鎖切断を生じる。一本鎖切断はまた、「ニック」としても知られ得る。いくつかの実施形態では、組成物および方法はニッカーゼを含む。いくつかの実施形態では、組成物および方法は、標的DNAにおける二本鎖切断ではなくニック(nick)を誘導する、ニッカーゼCas9等のRNA誘導DNA結合剤を含む。
いくつかの実施形態ではRNA誘導DNA結合剤は、1個の機能的ヌクレアーゼドメインのみを含むように修飾され得る。例えば、RNA誘導DNA結合剤は、核酸切断活性を低減するために、ヌクレアーゼドメインの1つが変異するか、または完全もしくは部分的に欠失するように修飾され得る。いくつかの実施形態では、活性が低下したRuvCドメインを有するニッカーゼCasが使用される。いくつかの実施形態では、不活性RuvCドメインを有するニッカーゼCasが使用される。いくつかの実施形態では、活性が低下したHNHドメインを有するニッカーゼCasが使用される。いくつかの実施形態では、不活性HNHドメインを有するニッカーゼCasが使用される。
いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤のヌクレアーゼドメイン内の保存アミノ酸は、ヌクレアーゼ活性を低減または変化させるために置換されている。いくつかの実施形態では、Casタンパク質は、RuvCまたはRuvC様ヌクレアーゼドメインにおけるアミノ酸置換を含み得る。RuvCまたはRuvC様ヌクレアーゼドメインにおける例示的なアミノ酸置換は、D10A(S.pyogenesのCas9タンパク質に基づく)を含む。いくつかの実施形態では、Casタンパク質は、HNHまたはHNH様ヌクレアーゼドメインにおけるアミノ酸置換を含み得る。HNHまたはHNH様ヌクレアーゼドメインにおける例示的なアミノ酸置換は、E762A、H840A、N863A、H983A、およびD986A(spyCas9タンパク質に基づく)を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のRNP複合体は、それぞれ、ニッカーゼまたはニッカーゼをコードするmRNA、ならびにそれぞれ標的配列のセンス鎖およびアンチセンス鎖に相補的な一対のgRNA(その一方または両方は、sgRNAおよび/または短いsgRNAであり得る)を含む。この実施形態では、gRNA(例えば、sgRNAおよび/または短いsgRNA)は、ニッカーゼを標的配列に誘導し、標的配列の反対側の鎖にニックを生じさせること(すなわち二重ニッキング(double nicking))によって二重鎖切断(DSB)を導入する。いくつかの実施形態では、二重ニッキングの使用は、特異性を改善し、オフターゲット効果を低減する。いくつかの実施形態では、ニッカーゼRNA誘導DNA結合剤は、標的DNAにおいて二重ニックを生成するために、DNAの反対側の鎖を標的化する2つの別個の短いsgRNAとともに使用される。いくつかの実施形態では、ニッカーゼRNA誘導DNA結合剤は、標的DNAに二重ニックを生成するために、近接した位置にあるよう選択された2つの別個のgRNA(例えば、sgRNAおよび/または短いsgRNA)とともに使用される。
いくつかの実施形態では、キメラCasタンパク質が使用され、タンパク質の1つのドメインまたは領域が異なるタンパク質の一部によって置き換えられている。いくつかの実施形態では、Casヌクレアーゼドメインは、Fok1等の異なるヌクレアーゼ由来のドメインで置き換えられてもよい。いくつかの実施形態では、Casタンパク質は修飾されたヌクレアーゼであってもよい。
いくつかの実施形態では、Casタンパク質は、異種機能ドメインに結合した触媒不活性Cas(例えばCas9)を含む融合タンパク質を含む(例えば、WO2014152432を参照のこと)。いくつかの実施形態では、触媒不活性Cas9は、S.pyogenes由来である。いくつかの実施形態では、触媒不活性Casは、Casを不活性化する変異を含む。いくつかの実施形態では、異種機能ドメインは、遺伝子発現、ヒストン、またはDNAを修飾するドメインである。いくつかの実施形態では、異種機能ドメインは、転写活性化ドメインまたは転写抑制ドメインである。
いくつかの実施形態では、標的配列は、PAMに隣接し得る。いくつかの実施形態では、PAMは、標的配列の3’末端に隣接するか、またはその1、2、3、または4個のヌクレオチド内にあり得る。PAMの長さおよび配列は、使用されるCasタンパク質に依存し得る。例えば、PAMは、Ran et al.,Nature 520:186−191(2015)の図1に開示されるものを含む、コンセンサス配列または特定のCas9タンパク質もしくはCas9オーソログに対する特定のPAM配列から選択され得る。いくつかの実施形態では、PAMは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチド長を含み得る。非限定的な例示的なPAM配列は、NGG、NAG、NGA、NGAG、NGCG、NNGRRT、TTN、NGGNG、NG、NAAAAN、NNAAAAW、NNNNACA、GNNNCNNA、およびNNNNGATTを含む(Nは、いずれかのヌクレオチドとして定義され、Wは、AまたはTのいずれかとして定義され、RはAまたはGのいずれかとして定義される)。いくつかの実施形態では、PAM配列はNGGであり得る。いくつかの実施形態では、PAM配列はNGGNGであり得る。いくつかの実施形態では、PAM配列はNNAAAAWであり得る。
いくつかの実施形態では、以下の特徴のうちの1つ以上を有する、RNA誘導DNA結合剤をコードするORFを含む核酸(例えば、mRNA)が使用される。いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤、例えば、S.pyogenes Cas9等のCas9ヌクレアーゼをコードするORFは、その最小アデニン含有量〜その最小アデニン含有量の約150%の範囲のアデニン含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFのアデニン含有量は、その最小アデニン含有量の約145%、140%、135%、130%、125%、120%、115%、110%、105%、104%、103%、102%、または101%以下である。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量に等しいアデニン含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約150%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約145%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約140%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約135%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約130%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約125%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約120%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約115%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約110%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約105%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約104%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約103%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約102%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニン含有量の約101%以下を有する。
いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量〜その最小アデニンジヌクレオチド含有量の200%の範囲のアデニンジヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFのアデニンジヌクレオチド含有量は、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約195%、190%、185%、180%、175%、170%、165%、160%、155%、150%、145%、140%、135%、130%、125%、120%、115%、110%、105%、104%、103%、102%、または101%以下である。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量に等しいアデニンジヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約200%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約195%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約190%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約185%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約180%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約175%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約170%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約165%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約160%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約155%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量に等しいアデニンジヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約150%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約145%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約140%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約135%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約130%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約125%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約120%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約115%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約110%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約105%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約104%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約103%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約102%以下を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量の約101%以下を有する。
いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量から、懸案のmRNAと同じタンパク質をコードする参照配列の最大アデニンジヌクレオチド含有量の90%以下であるアデニンジヌクレオチド含有量までの範囲の、アデニンジヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFのアデニンジヌクレオチド含有量は、懸案のmRNAと同じタンパク質をコードする参照配列の最大アデニンジヌクレオチド含有量の約85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、または5%以下である。
いくつかの実施形態では、ORFは、0個のアデニントリヌクレオチド〜1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、または50個のアデニントリヌクレオチドの範囲のアデニントリヌクレオチド含有量を有する(より長いアデニンは、その中の特有の3個のアデニンセグメントの数として計数する、例えば、アデニンテトラヌクレオチドは、2個のアデニントリヌクレオチドを含み、アデニンペンタヌクレオチドは、3個のアデニントリヌクレオチドを含む等)を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0%のアデニントリヌクレオチド〜0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.5%、または2%のアデニントリヌクレオチドの範囲のアデニントリヌクレオチド含有量を有し、アデニントリヌクレオチド含有量は、アデニントリヌクレオチドの一部を形成するアデニン(またはより長いアデニン)によって占有される配列における位置の割合として計算され、その結果、配列UUUAAAおよびUUUUAAAAはそれぞれ、50%のアデニントリヌクレオチド含有量を有することになる。例えば、いくつかの実施形態では、ORFは、2%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。例えば、いくつかの実施形態では、ORFは、1.5%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、1%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.9%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.8%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.7%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.6%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.5%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.4%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.3%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.2%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFは、0.1%以下のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、アデニントリヌクレオチドを含まないORFを含むRNA誘導DNA結合剤をコードする核酸が提供される。
いくつかの実施形態では、ORFは、その最小アデニントリヌクレオチド含有量〜懸案のmRNAと同じタンパク質をコードする参照配列の最大アデニントリヌクレオチド含有量の90%以下であるアデニントリヌクレオチド含有量の範囲のアデニントリヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、ORFのアデニントリヌクレオチド含有量は、懸案のmRNAと同じタンパク質をコードする参照配列の最大アデニントリヌクレオチド含有量の約85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、または5%以下である。
例えば、ORFの十分な分画で最小アデニンコドンを使用することによって、所与のORFはアデニン含有量またはアデニンジヌクレオチド含有量またはアデニントリヌクレオチド含有量について低減され得る。例えば、RNA誘導DNA結合剤のアミノ酸配列は、アミノ酸をコドンに変換することによってORF配列に逆翻訳することができ、ORFの一部または全ては、以下に示される例示的な最小アデニンコドンを使用する。いくつかの実施形態では、ORF中のコドンの少なくとも約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約98%、約99%、または約100%が、表4に列挙されるコドンである。
Figure 2021526804
いくつかの実施形態では、コドンの少なくとも約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約98%、約99%、または約100%が表4に列挙されるコドンであるコドンのセットからなるORFを含む、RNA誘導DNA結合剤、例えば、S.pyogenes Cas9等のCas9ヌクレアーゼをコードする核酸が提供される。いくつかの実施形態では、ORFは、最小ヌクレオチドホモポリマー、例えば、同じヌクレオチドの反復ストリングを有する。例えば、いくつかの実施形態では、表4に列挙されるコドンから最小ウリジンコドンを選択するとき、核酸は、ヌクレオチドホモポリマーの数および長さを減少させる最小アデニンコドンを選択すること、例えば、アラニンについてはGCCの代わりにGCGを選択すること、またはグリシンについてはGGGの代わりにGGCを選択することによって構築される。
先行実施形態のいずれにおいても、核酸はmRNAであり得る。
いくつかの実施形態では、ORF中のコドンの少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%は、表5に示されるコドンセット(例えば、低U、低A、または低A/Uコドンセット)由来のコドンである。低U、低A、および低A/Uセット中のコドンは、2つ以上の選択肢が利用可能である高発現tRNAに対応するコドンも使用しつつ、示されるヌクレオチドを最小限にする。いくつかの実施形態では、ORF中のコドンの少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%は、表5に示される低Uコドンセット由来のコドンである。いくつかの実施形態では、ORF中のコドンの少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%は、表5に示される低Aコドンセット由来のコドンである。いくつかの実施形態では、ORF中のコドンの少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%は、表5に示される低A/Uコドンセット由来のコドンである。
Figure 2021526804
例示的な配列
いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤をコードするORFは、配列番号3502〜3522、3525、3526、または3529〜3546のうちのいずれか1つと少なくとも90%、93%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、または100%の同一性を有する配列を含み、および/またはORFは、少なくとも最初の50、200、250、または300個のヌクレオチドにわたって、配列番号3502〜3522、3525、3526、または3529〜3546のうちのいずれか1つと少なくとも90%、93%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、または100%の同一性を有し、または少なくとも最初の30、50、70、100、150、200、250、または300個のヌクレオチドにわたって配列番号3502〜3522、3525、3526、または3529〜3546のいずれか1つと少なくとも95%の同一性を有し、および/またはORFは、コドンの少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、または100%のコドンが表4または表5に列挙されるコドンであるコドンのセットからなり、および/またはORFは、その最小アデニン含有量からその最小アデニン含有量の123%の範囲のアデニン含有量を有し、ならびに/あるいはORFは、その最小アデニンジヌクレオチド含有量から最小アデニンジヌクレオチド含有量の150%までの範囲のアデニンジヌクレオチド含有量を有する。いくつかの実施形態では、RNA誘導DNA結合剤をコードするポリヌクレオチドは、配列番号3502〜3522、3525、3526、または3529〜3546のうちのいずれか1つと少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、または100%同一性を有する配列を含む。
いくつかの実施形態では、mRNAは、配列番号3501、3523、3524、または3527のいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有する配列を含み、配列は、RNA誘導DNA結合剤をコードするORFを含む。いくつかの実施形態では、mRNAは、配列番号3501、3523、3524、または3527のうちのいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有する配列を含み、配列は、RNA誘導DNA結合剤をコードするORFを含み、配列番号3501、3523、3524、または3527の最初の3個のヌクレオチドが省かれる。いくつかの実施形態では、mRNAは、配列番号3501、3523、3524、または3527のうちのいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有する配列を含み、配列は、RNA誘導DNA結合剤をコードするORFを含み、配列番号3501、3523、3524、または3527の最初の3個のヌクレオチドが省略され、および/あるいは配列番号3501、3523、3524、または3527内に含まれるORFコード配列が、配列番号3502〜3522、3525、3526、または3529〜3546のうちのいずれか1つのコード配列で置換されている。いくつかの実施形態では、前述の同一性レベルのいずれかは、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%である。
遺伝子調節方法
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤のうちのいずれか1つ以上は、対象における疾患または障害を治療または予防するための医薬の調製において使用するためのものである。
いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤のうちのいずれか1つ以上を投与することを含む、対象における疾患または障害を治療または予防する方法を含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤のうちのいずれか1つ以上を投与または送達することを含む、標的DNAを修飾する方法または使用を含む。
いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤のうちのいずれか1つ以上を投与または送達することを含む、標的遺伝子の調節のための方法または使用を含む。いくつかの実施形態では、調節は、標的遺伝子の編集である。いくつかの実施形態では、調節は、標的遺伝子によってコードされるタンパク質の発現の変化である。
いくつかの実施形態では、方法または使用は、遺伝子編集をもたらす。いくつかの実施形態では、方法または使用は、標的遺伝子内の二本鎖切断をもたらす。いくつかの実施形態では、方法または使用は、DSBの非相同性末端結合中にインデル変異の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、方法または使用は、標的遺伝子におけるヌクレオチドの挿入または欠失をもたらす。いくつかの実施形態では、標的遺伝子におけるヌクレオチドの挿入または欠失は、非機能性タンパク質をもたらすフレームシフト変異または未成熟終止コドンをもたらす。いくつかの実施形態では、標的遺伝子におけるヌクレオチドの挿入または欠失は、標的遺伝子発現のノックダウンまたは除去をもたらす。いくつかの実施形態では、方法または使用は、DSBの相同性誘導修復を含む。いくつかの実施形態では、方法または使用は、鋳型を細胞に送達することをさらに含み、鋳型の少なくとも一部は、ヌクレアーゼによって誘導される二本鎖切断部位においてまたはその付近で標的DNAに組み込まれる。
いくつかの実施形態では、方法または使用は、遺伝子調節をもたらす。いくつかの実施形態では、遺伝子調節は、遺伝子発現の増加または減少、DNAのメチル化状態の変化、またはヒストンサブユニットの修飾である。いくつかの実施形態では、方法または使用は、標的遺伝子によってコードされるタンパク質の発現の増加または減少をもたらす。
gRNA(例えばsgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)の有効性をインビトロおよびインビボで試験することができる。いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に記載されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤の1つ以上を含み、短いsgRNAは、Cas9またはCas9をコードするmRNAとともに細胞に提供されるときに、遺伝子調節をもたらす。いくつかの実施形態では、短いsgRNAの有効性は、インビトロまたはインビボで測定することができすることができる。
いくつかの実施形態では、短いsgRNAを含むCas RNPの活性は、非修飾sgRNA、またはYA部位修飾等のsgRNAもしくは短いsgRNAに存在する修飾を欠いている参照sgRNAを含むCas RNPの活性と比較される。
いくつかの実施形態では、標的タンパク質発現の増加または減少におけるsgRNAまたは短いsgRNAの効率は、標的タンパク質の量を測定することによって決定される。
いくつかの実施形態では、特定のgRNAによる編集効率は、Cas9およびgRNAの送達後のゲノム中の標的位置に存在する編集によって決定される。いくつかの実施形態では、特定のgRNAによる編集効率は、次世代シーケンシングによって測定される。いくつかの実施形態では、目的の標的領域の編集の割合が決定される。いくつかの実施形態では、配列読み取りの総数に対する、目的の標的領域へのヌクレオチドの挿入または欠失を有する読み取りの総数は、gRNAおよびCas9の送達後に測定される。
いくつかの実施形態では、特定のgRNAによる編集効率は、成功した遺伝子編集によって導入されたヌクレオチドの挿入または欠失の存在によって測定される。いくつかの実施形態では、Cas9およびgRNAの活性は、生化学アッセイで試験される。いくつかの実施形態では、Cas9およびgRNAの活性は、無細胞切断アッセイで試験される。いくつかの実施形態では、Cas9およびgRNAの活性は、Neuro2A細胞で試験される。
いくつかの実施形態では、修飾gRNAの活性は、修飾gRNAおよびCasタンパク質またはCasタンパク質をコードするmRNAを含むLNPのインビボ投与後に測定される。
いくつかの実施形態では、本明細書に提供されるgRNAまたは組成物のインビボ有効性は、gRNAおよびCas9の投与後に組織(例えば、肝臓組織)から抽出されたDNAにおいて測定される編集の有効性によって決定される。
いくつかの実施形態では、対象の免疫応答の活性化は、Cas9 mRNAまたはタンパク質とともにsgRNA(例えば、LNP中に製剤化)のインビボ投与後におけるサイトカイン(複数可)の血清濃度によって測定される。いくつかの実施形態では、サイトカインは、インターフェロン−α(IFN−α)、インターロイキン6(IL−6)、単球走化性タンパク質1(MCP−1)、および/または腫瘍壊死因子α(TNF−α)である。
いくつかの実施形態では、Cas RNPまたはCas9 mRNAを修飾gRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、またはdgRNA)とともに投与することにより、非修飾sgRNAの投与と比較して、免疫サイトカインの血清濃度(複数可)が低くなる。いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に開示されるgRNAのうちのいずれか1つを投与することを含む、免疫サイトカインの対象の血清濃度を低下させる方法を含み、gRNAは、同様に非修飾である対照gRNAと比較して、対象の血清中でより低い濃度の免疫サイトカインを産生する。
gRNAのLNP送達
脂質ナノ粒子(LNP)は、ヌクレオチドおよびタンパク質カーゴ(cargo)の送達のための周知の手段であり、本明細書に開示されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)、組成物、または医薬製剤の送達に使用され得る。いくつかの実施形態では、LNPは、核酸、タンパク質、または核酸をタンパク質とともに送達する。
いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に開示されるgRNA(例えば、sgRNA、短いsgRNA、dgRNA、またはcrRNA)のうちのいずれか1つを対象に送達する方法を含み、gRNAは、LNPと会合する。いくつかの実施形態では、gRNA/LNPはまた、Cas9またはCas9をコードするmRNAと会合する。
いくつかの実施形態では、本発明は、開示されるgRNAおよびLNPのうちのいずれか1つを含む組成物を含む。いくつかの実施形態では、組成物は、Cas9またはCas9をコードするmRNAをさらに含む。
いくつかの実施形態では、LNPは、陽イオン性脂質を含む。いくつかの実施形態では、LNPは、(9Z,12Z)−3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピルオクタデカ−9,12−ジエノエート、別には3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピル(9Z,12Z)−オクタデカ−9、12−ジエノエート)とも称される、を含む。いくつかの実施形態では、LNPは、約4.5のカチオン性脂質アミン対RNAリン酸(N:P)のモル比を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるgRNAと会合するLNPは、疾患または障害を治療するための医薬の調製において使用するためのものである。
エレクトロポレーションは、カーゴの送達のための周知の手段であり、本明細書に開示されるgRNAのうちのいずれか1つの送達のために、任意のエレクトロポレーション方法論が使用され得る。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションは、本明細書に開示されるgRNAおよびCas9またはCas9をコードするmRNAのうちのいずれか1つを送達するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に開示されるgRNAのうちのいずれか1つをエクスビボ細胞に送達する方法を含み、gRNAは、LNPと会合するか、またはLNPと会合しない。いくつかの実施形態では、gRNA/LNPまたはgRNAはまた、Cas9またはCas9をコードするmRNAと会合する。
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この説明および例示的な実施形態は、限定として解釈されるべきではない。本明細書および添付の特許請求の範囲において、特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される量、パーセンテージ、または割合、および他の数値を表す全ての数字は、どの場合においても用語「約」によって、まだそれほど非修飾である範囲により修飾されていると理解されるべきである。「約」は、例えば10%、5%、2%、または1%以内の、記載された主題の特性に実質的に影響を与えない変動の程度を示す。したがって、そうでないことが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に示される数値パラメータは、得ようとする所望の特性に応じて変化し得る近似値である。非常に少なくとも、および均等論の適用を特許請求の範囲に限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、通常の丸め手法を適用することにより、少なくとも解釈されるべきである。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「a」、「an」、および「the」、および任意の単語の単数形の使用は、明示的かつ明確に1つの指示対象に限定されない限り、複数の指示対象を含めることに留意されたい。本明細書で使用される「含める(include)」という用語およびその文法上の変形は、リスト内のアイテムの列挙が、リストされたアイテムに置換または追加できる他の同様のアイテムを除外しないように、非限定的であることを意図している。
以下の実施例は、特定の開示された実施形態を例示するために提供され、本開示の範囲を決して限定するものとして解釈されるべきではない。
実施例1−材料および方法
合成sgRNAおよび短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)
シングルガイドRNA(sgRNA)および短いシングルガイド(sgRNA)を、商用ベンダーにより、または表1に提供される修飾ヌクレオチドを用いた標準的なインビトロ合成技術を使用して、化学的に合成した。
Cas9 mRNAのインビトロ転写(「IVT」)
N1−メチルシュードウリジンを含むキャップされたポリアデニル化Cas9 mRNAを、線状プラスミドDNA鋳型およびT7 RNAポリメラーゼを使用したインビトロ転写によって生成した。T7プロモーターおよび転写配列(本明細書に記載のmRNAを含むmRNAを産生するため(例示的な転写物については配列番号3499、3500、3501、3523、3524、および3527、ならびに例示的なORFについては配列番号3502〜3522、3525、3526、および3529〜3546を参照のこと))を含むプラスミドDNAを、37℃でインキュベートすることによって線状化して、以下の条件でXbaIによる消化を完了させた。XbaIは、熱不活性化され得る。線状化プラスミドを酵素および緩衝塩から精製し、アガロースゲルにより分析して線状化を確認した。Cas9修飾mRNAを生成するためのIVT反応を、37℃で2〜4時間、以下の条件下でインキュベートした:50ng/μLの線状プラスミド、GTP、ATP、CTP、およびN1−メチルシュードUTP(Trilink)の各々、2mM、10mMのARCA(Trilink)、5U/μLのT7 RNAポリメラーゼ(NEB)、1U/μLのマウスRNase阻害剤(NEB)、0.004U/μLの無機E.coliピロホスファターゼ(NEB)、ならびに1x反応緩衝液。4時間のインキュベーション後、TURBO DNase(ThermoFisher)を添加して最終濃度0.01U/μLとし、反応物をさらに30分間インキュベートしてDNA鋳型を除去した。MegaClear転写クリーンアップキットを使用し、製造者のプロトコール(ThermoFisher)に従って、Cas9 mRNAを酵素およびヌクレオチドから精製した。あるいは、mRNAを沈殿プロトコールにより精製し、いくつかの場合では、これに続いてHPLCベースの精製を行った。簡潔に述べると、DNase消化後、0.21倍体積の7.5M LiCl溶液を添加して混合することによりmRNAを沈殿させ、沈殿したmRNAを遠心分離によりペレット化した。上清を除去し、mRNAを水中で再構成した。酢酸アンモニウムおよびエタノールを使用して、MRNAを再び沈殿させた。5M酢酸アンモニウムを、2倍体積の100%EtOHとともにmRNA溶液に添加して、最終濃度2Mとした。溶液を混合し、−20℃で15分間インキュベートした。沈殿したmRNAを遠心分離により再びペレット化し、上清を除去し、mRNAを水中で再構成した。最終工程として、酢酸ナトリウムおよびエタノールを使用してmRNAを沈殿させた。1/10体積の3M酢酸ナトリウム(pH5.5)を、2倍体積の100% EtOHとともに溶液に添加した。溶液を混合し、−20℃で15分間培養した。沈殿したmRNAを遠心分離によって再びペレット化し、上清を除去し、ペレットを70%冷エタノールで洗浄し、空気乾燥させた。mRNAを水中で再構成した。HPLC精製mRNAについて、LiCl沈殿および再構成後、mRNAをRP−IP HPLCによって精製した(例えば、Kariko,et al.Nucleic Acids Research,2011,Vol.39,No.21 e142を参照のこと)。プールのために選択された画分を合わせ、上記の酢酸ナトリウム/エタノール沈殿によって脱塩した。転写物濃度は、260nmでの光吸光度を測定することによって決定し(Nanodrop)、転写物をBioanalyzer(Agilent)によるキャピラリー電気泳動によって分析した。
Neuro2A細胞におけるCas9 mRNAおよびgRNAトランスフェクション
マウス細胞株Neuro2Aを10%ウシ胎仔血清を補充したDMEM培地中で培養し、トランスフェクションの24時間前に96ウェルプレート中で15,000細胞/ウェルの密度でプレーティングした。トランスフェクション日に、培地を細胞から吸引し、新鮮な培地に置き換えた。リポフェクタミン−2000(Invitrogen)をOpti−MEM(Invitrogen)中で1:50(v/v)希釈した。Cas9 mRNAおよびガイドRNAをOpti−MEM中で別々に希釈した。Cas9 mRNAおよびgRNAの両方を、希釈リポフェクタミン−2000を用いて、1:1(v/v)で別々に混合し、2つのリポプレックスを生成した。5分間のインキュベーション後、リポプレックスを細胞に連続して添加して、1ウェル当たり100ngのCas9mRNAおよび0.4μLの総リポフェクション試薬の最終濃度とした。ガイドを、3nM、0.3nM、0.03nM、および0.003nMを含む4つの用量レベルで試験した。細胞をトランスフェクションの24時間後に溶解し、溶解物を、NGSによる編集のために分析したPCR反応において直接使用した。
初代肝細胞
初代ヒト肝臓肝細胞(PHH)、初代カニクイザル肝臓肝細胞(PCH)、または初代マウス肝臓肝細胞(PMH)(Thermo Fisher)を、製造者のプロトコールに従って培養した(Invitrogen,プロトコール11.28.2012)。簡単に述べると、細胞を解凍し、肝細胞解凍培地(Thermo Fisher,カタログCM7000)に再懸濁し、続いてPHHについては100gで10分間、PMHについては100gで4分間、またはPCHについては80gで4分間遠心分離した。上清を廃棄し、ペレット化細胞を肝細胞プレーティング培地およびサプリメントパック(Invitrogen、カタログA1217601およびCM3000)に再懸濁した。細胞を計数し、バイオコートコラーゲンI(Bio−coat collagen I)をコーティングした96ウェルプレート(Thermo Fisher,カタログ877272)上で、PHHについては30,000〜35,000細胞/ウェル、PCHについては50,000〜60,000細胞/ウェル、またはPMHについては15,000〜20,000細胞/ウェルの密度でプレーティングした。プレーティングした細胞を、37℃および5%CO雰囲気での組織培養インキュベーター中で4〜6時間放置および接着させた。インキュベーション後、細胞を単層形成について確認した。次いで、細胞を、無血清サプリメントパック(Invitrogen、カタログA1217601およびCM4000)を含む肝細胞維持培地/培養培地で洗浄し、次いで、新鮮な肝細胞維持培地を細胞に添加した。
リポプレックストランスフェクション実験のために、リポフェクタミンRNAiMax(ThermoFisher,カタログ13778150)ベースのトランスフェクションを製造者のプロトコールに従って行った。細胞を、Spy Cas9 mRNA(PMHについては100ng、PHHについては50ng、PCHについては25ng)、およびOptiMem sgRNA(PMHについては25nM、PHHについては12.5nM、PCHについては0.125nM)、ならびにOptiMemおよびリポフェクタミンRNAiMax(PHHおよびPCHについては1μL/ウェル、ならびにPMHについては2uL/ウェル)を含む単一のリポプレックスでトランスフェクトした。
LNP処理を伴う実験では、4〜6時間後、プレーティング培地を除去し、次いで、細胞を、無血清サプリメントパック(Invitrogen、カタログA1217601およびCM4000)を含む肝細胞維持培地/培養培地で洗浄し、LNP製剤化Cas9 mRNAおよびガイドRNA+3%血清を含む、補充肝細胞培養培地(Invitrogen、カタログA1217601およびCM4000)で置き換えた。LNPを1ウェル当たり100ngのCas9 mRNAおよび約30nMガイドRNAの開始用量レベルから希釈し、1ウェル当たり0.1ngのmRNAおよび0.03nMガイドへと連続希釈した。細胞を、本明細書に記載されるように、約72時間、37℃、および5%CO雰囲気でインキュベートした後、細胞溶解し、NGS分析を行った。
HepG2
ヒト肝細胞癌細胞株HepG2(American Type Culture Collection,カタログHB−8065)を、10%のウシ胎仔血清を補充したpenstrepを含むDMEM培地中で培養した。細胞を計数し、バイオコートコラーゲンIをコーティングした96ウェルプレート(ThermoFisher,カタログ877272)上で、10,000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート中、24時間プレーティングした後、トランスフェクションを行った。
4〜6時間後、プレーティング培地を除去し、次いで、細胞を、無血清サプリメントパック(Invitrogen、カタログA1217601およびCM4000)を含む肝細胞維持培地/培養培地で洗浄し、LNP製剤化Cas9 mRNAおよびガイドRNA+3%血清を含む、補充肝細胞培養培地(Invitrogen、カタログA1217601およびCM4000)で置き換えた。LNPを1ウェル当たり100ngのCas9 mRNAおよび約30nMガイドRNAの開始用量レベルから希釈し、1ウェル当たり0.1ngのmRNAおよび0.03nMガイドへと連続希釈した。細胞を、本明細書に記載されるように、約72時間、37℃、および5%CO雰囲気でインキュベートした後、細胞溶解し、NGS分析を行った。
脂質ナノ粒子(「LNP」)製剤
LNP手順A:約4.5のカチオン性脂質アミン対RNAリン酸塩(N:P)モル比で、LNPを製剤化した。脂質ナノ粒子成分を、以下のモル比で、100%エタノール中で希釈した:45mol−%(12.7mM)カチオン性脂質(例えば、(9Z,12Z)−3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)−カルボニル)オキシ)メチル)プロピルオクタデカ−9,12−ジエノエート、別には3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)−ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピル(9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエノエート)とも称される、44mol−%(12.4mM)ヘルパー脂質(例えば、コレステロール)、9mol−%(2.53mM)中性脂質(例えば、DSPC)、および2mol−%(0.563mM)PEG(例えば、PEG2k−DMG)。
Precision Nanosystems NanoAssemblr(商標)Benchtop Instrumentを使用し、製造者のプロトコールに従って、脂質およびRNA溶液をマイクロ流体混合することによって、LNPを形成した。差動流量を使用して、混合中、水性溶媒対有機溶媒の2:1の比を維持した。
RNAカーゴを25mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)中で調製して、約0.45mg/mLのRNAカーゴの濃度を得て、Cas9 mRNA:sgRNAの比は1:1(wt/wt)であった。混合後、LNPを収集し、pH7.5の50mM Tris中で希釈し(約1:1)、次いで、LNPを、10kDa Slide−a−Lyzer(商標)G2透析カセット(ThermoFisher Scientific)を使用して、穏やかに撹拌しながら4℃で一晩、pH7.5の50mM Trisに交換した(試料体積の100倍過剰)。LNPを、10kDaのAmiconスピンフィルター(4℃、4000gでの遠心分離)を使用して濃縮し、所望の濃度の2倍を達成した。これらの濃縮LNPを、50mMのTris、90mMのNaCl、10%のスクロース(pH7.5)(2XTSS)と1:1で混合した。次いで、得られた混合物を0.2μM滅菌フィルターを使用して濾過した。得られた濾液を2〜8℃で保存した。
LNP手順B:約4.5のカチオン性脂質アミン対RNAリン酸塩(N:P)モル比で、LNPを製剤化した。脂質ナノ粒子成分を、100%エタノール中で以下のモル比で希釈した:45mol−%(12.7mM)カチオン性脂質(例えば、(9Z,12Z)−3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)−カルボニル)オキシ)メチル)プロピルオクタデカ−9,12−ジエノエート、別には3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)−ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピル(9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエノエート)とも称される、44mol−%(12.4mM)ヘルパー脂質(例えば、コレステロール)、9mol−%(2.53mM)中性脂質(例えば、DSPC)、および2mol−%(0.563mM)PEG(例えば、PEG2k−DMG)。
LNPを、Precision Nanosystems NanoAssemblr(商標)Benchtop Instrumentを使用し、製造者のプロトコールに従って、脂質およびRNA溶液をマイクロ流体混合することによって形成した。差動流量を使用して、混合中、水性溶媒対有機溶媒の2:1の比を維持した。
RNAカーゴを、25mMのクエン酸ナトリウム、100mMの塩化ナトリウム(pH5)中で調製し、約0.45mg/mLのRNAカーゴ濃度を得た。混合後、LNPを水中で3:1の比で収集した。LNPを室温で1時間インキュベートし、水と1:1で混合した。次いで、それらを、製造者のプロトコールを使用し、PD−10カラム(GE Healthcare)上で、1XTSS(50mM Tris、45mM NaCl、5%スクロース(pH7.5))に緩衝液交換した。LNPを10kDaのAmiconスピンフィルター(4℃、4000gでの遠心分離)を使用して濃縮し、所望の濃度を達成した。次いで、得られた混合物を0.2μmの滅菌フィルターを使用して濾過した。得られた濾液を−80℃で保存した。
LNP手順C:約6のカチオン性脂質アミン対RNAリン酸塩(N:P)モル比で、LNPを製剤化した。脂質ナノ粒子成分を、以下のモル比で、100%エタノール中で希釈した:50mol−%(12.7mM)カチオン性脂質(例えば、(9Z,12Z)−3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)−カルボニル)オキシ)メチル)プロピルオクタデカ−9,12−ジエノエート、別には3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)−ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピル(9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエノエート)とも称される、38mol−%(12.4mM)ヘルパー脂質(例えば、コレステロール)、9mol−%(2.53mM)中性脂質(例えば、DSPC)、および3mol−%(0.563mM)PEG(例えば、PEG2k−DMG)。
Precision Nanosystems NanoAssemblr(商標)Benchtop Instrumentを使用し、製造者のプロトコールに従って、脂質およびRNA溶液をマイクロ流体混合することによって、LNPを形成した。差動流量を使用して、混合中、水性溶媒対有機溶媒の2:1の比を維持した。
RNAカーゴを25mMのクエン酸ナトリウム、100mMの塩化ナトリウム(pH5)中で調製し、約0.45mg/mLのRNAカーゴ濃度を得た。エタノール中の1つの脂質ストリームを0.25mm IDクロスピースを通したクエン酸緩衝液中の2つのRNAストリームと混合する、衝突噴流混合方法によって、LNPを形成した。2つのRNAストリームをエタノールストリームに対して垂直に混合する。第4の注入用の水ストリーム(WFI)は、0.5mm ID Teeピースを通るインライン希釈で得られた粒子に合致する。4つの全てのストリームを、シリンジポンプを使用して10mL/分で送達する。これらのLNPを室温で1時間インキュベートし、次いで、製造者のプロトコールを使用して、PD−10カラム(GE Healthcare)上で、1XTSS(50mM Tris、45mM NaCl、5%スクロース(pH7.5))に緩衝液交換した。LNPを10kDaのAmiconスピンフィルター(4℃、4000gでの遠心分離)を使用して濃縮し、所望の濃度を達成した。次いで、得られた混合物を0.2μmの滅菌フィルターを使用して濾過した。得られた濾液を−80℃で保存した。
LNP手順D:約4.5のカチオン性脂質アミン対RNAリン酸塩(N:P)モル比で、LNPを製剤化した。脂質ナノ粒子成分を、以下のモル比で、100%エタノール中で希釈した:45mol−%(12.7mM)カチオン性脂質(例えば、(9Z,12Z)−3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピルオクタデカ−9,12−ジエノエート、別名3−((4,4−ビス(オクチルオキシ)ブタノイル)オキシ)−2−((((3−(ジエチルアミノ)プロポキシ)カルボニル)オキシ)メチル)プロピル(9Z,12Z)−オクタデカ−9,12−ジエノエート);44mol−%(12.4mM)ヘルパー脂質(例えば、コレステロール);9mol−%(2.53mM)中性脂質(例えば、DSPC);および2mol−%(0.563mM)のPEG(例えば、PEG2k−DMG)。RNAカーゴを25mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)中で調製して、約0.45mg/mLのRNAカーゴ濃度を得て、Cas9 mRNA:sgRNAの比は1:1(wt/wt)であった。
クロスフロー技術を使用し、エタノール中の脂質を2体積のRNA溶液および1体積の水と衝突噴流混合することによって、LNPを調製した。エタノール中の脂質を、混合クロス(mixing cross)により、2体積のRNA溶液と混合する。第4の水のストリームを、インラインteeを通るクロスの出力ストリームと混合する。(WO2016010840図2を参照のこと)。LNPを室温で1時間保持し、さらに水で希釈した(約1:1v/v)。希釈したLNPを、フラットシートカートリッジ(Sartorius、100kD MWCO)上でタンジェント流濾過を使用して濃縮し、次いで、透析濾過により、50mMのTris、45mMのNaCl、5%(w/v)のスクロース、pH7.5(TSS)へと緩衝液交換した。あるいは、TSSへの最終緩衝液交換をPD−10脱塩カラム(GE)を用いて完了した。必要に応じて、Amicon 100kDa遠心フィルター(Millipore)で遠心分離することによって、製剤を濃縮した。次いで、得られた混合物を0.2μmの滅菌フィルターを使用して濾過した。最終LNPを、さらなる使用まで4℃または−80℃で保存した。
次世代シーケンシング(「NGS」)およびオンターゲット切断効率の分析
ゲノム中の標的位置における編集効率を定量的に決定するために、ディープシーケンシングを使用して、遺伝子編集によって導入された挿入および欠失(「インデル」)の存在を同定した。
標的部位(例えば、目的の標的遺伝子(例えばTTR)内)周辺でのPCRプライマーを設計し、目的のゲノム領域を増幅した。
シーケンシングのために必要な化学的性質を付加するために製造者のプロトコール(Illumina)に従って追加のPCRを実施した。アンプリコンをIllumina MiSeq装置上でシーケンシングした。低品質スコアを有する読み取りを除去した後に、読み取りをヒト参照ゲノム(例えば、hg38)とアラインした。読み取りを含む生じたファイルを参照ゲノム(BAMファイル)にマッピングし、対象の標的領域にオーバーラップする読み取りを選択し、野生型の読み取りの数対挿入、置換、または欠失を含む読み取りの数が計算した。
編集パーセンテージ(例えば「編集効率」または「編集パーセント」)は、野生型を含む配列読み取りの総数に対する、挿入または欠失を有する入れる読み取りの総数として定義される。
インビボでのLNP送達
マウスを伴う各研究において、6〜10週齢の範囲のCD−1雌マウスを使用した。ラットを伴う各研究において、6〜10週齢のSprague−Dawley雌ラットを使用した。動物を体重測定し、体重に従ってグループ化し、グループ平均体重に基づいて投与溶液を調製した。LNPを、1匹当たり0.2mLの体積(体重1キログラム当たり約10mL)で、側尾静脈を介して投与した。投与から約6時間後、動物を有害作用について観察した。投与から24時間後に体重を測定し、イソフロウラン麻酔下での心臓穿刺による失血によって様々な時点で動物を安楽死させた。血液を血清分離チューブまたは本明細書に記載される血漿用の緩衝クエン酸ナトリウムを含むチューブに収集した。インビボ編集を伴う研究のために、各動物由来の中葉から、肝臓組織をDNA抽出および分析のために収集した。
ゲノムDNA単離
インビボ研究のために、溶解緩衝液(約400μL/10mgの組織)中で組織を均質化することを含む製造者のプロトコールに従って、ビーズベースの抽出キット、MagMAX−96DNAマルチサンプルキット(ThermoFisher,カタログ番号4413020)を使用して、10mgの組織からゲノムDNAを抽出した。全てのDNA試料を、本明細書に記載されるように、PCRおよびその後のNGS分析のために100ng/μL濃度に正規化した。
動物研究で使用されるトランスサイレチン(TTR)ELISA分析
血液を採取し、示されるようにして血清を単離した。TTR血清レベルは、Mouse Prealbumin(トランスサイレチン)ELISAキット(Aviva Systems Biology、カタログOKIA00111)を使用して決定し、ラットTTR血清レベルは、ラット特異的ELISAキット(Aviva Systems Biologyカタログ番号OKIA00159)を使用して測定した。製造元のプロトコールに従って、キット試薬および標準物を調製した。マウス血清を、1倍のアッセイ希釈剤で10,000倍の最終希釈に希釈した。これは、2回の連続50倍希釈を行って2500倍希釈を得ることによって行われた。10,000倍の総試料希釈のために、最終的な4倍希釈工程を行った。捕捉抗体で事前にコーティングされたELISAプレートの各ウェルに、標準曲線希釈液(それぞれ100μL)および希釈血清試料の両方を加えた。プレートを室温で30分間インキュベートした後、洗浄した。酵素−抗体コンジュゲート(1ウェル当たり100μL)を20分のインキュベーションのために添加した。未結合の抗体コンジュゲートを除去し、プレートを再び洗浄した後、発色基質溶液を添加した。プレートを10分間インキュベートした後、100μLの停止溶液、例えば硫酸(約0.3M)を添加した。プレートをSpectraMax M5プレートリーダーで450nmの吸光度で読み取った。SoftMaxProソフトウェアバージョン6.4.2により、標準曲線から適合する4パラメータ・ロジスティック曲線を使用して、血清TTRレベルを計算した。アッセイ希釈のために最終血清値を調整した。別段で示されない限り、ノックダウン率(%KD)値は、一般的にビヒクル(輸送および保存溶液またはTSS)で偽処置した動物である対照と比較して決定した。
ヌクレアーゼ感受性アッセイ
肝細胞サイトゾルに曝露した際にsgRNA切断がどこで発生するかを決定および定量化し、安定性に対するsgRNA修飾の効果を評価するためのアッセイを以下のように行った。15μMのsgRNAを、ヒト肝臓サイトゾル(XenoTech製品H0610.C)(別段示されない限り、pH7.4リン酸緩衝生理食塩水を使用して、0.01mg/mLの最終タンパク質濃度に調整)とともに、以下に示す期間インキュベートした。3.230mLの水、2.125mLの組織および細胞溶解液(Epicentre製品MTC096H)、ならびに340μLのプロテイナーゼK(Epicentre製品MPRK092から50mg/mL)からなる67μLのプロテイナーゼK細胞溶解緩衝液を添加し、65℃で750RPMで振盪するサーモミキサー中で30分間インキュベートすることによって、反応を停止した。次いで、8μLの3M KClを添加し、混合物を0℃で10分間インキュベートした。次いで、混合物を1500gで15分間遠心分離して洗浄剤を沈殿させた。上清を除去し、0.95mLの希釈緩衝液(水中0.01% Tween20からなる)で希釈し、1mLのpH4.3充填/希釈緩衝液(10mM酢酸ナトリウム、10%アセトニトリル、0.01%Tween20、10mM EDTA、および1mM TCEPからなる)と混合し、混合物をClarity(登録商標)OTX(商標)SPEオリゴヌクレオチド精製カートリッジ上に充填した。pH4.3、5.5、および約7で洗浄を行い、続いて、pH9.0で溶出した。溶出液を真空下で乾燥させ、100mM酢酸トリエチルアンモニウム(TEAAc)中に再懸濁した。
次いで、LC/MSによって試料を分析した。
実施例2−HEK293細胞での修飾デュアルガイド調査
編集有効性に対する特定の位置における化学修飾の負の影響を特定するために、crRNA内の化学修飾の調査を行った。この調査における各crRNAは、ヒトBCL11A遺伝子内の同一配列を標的とした。試験ガイドは、表6に記載されるのと同じ化学修飾を有する単一修飾塩基または2つの隣接する塩基のいずれかに限定される、crRNAのスペーサー領域(5’末端から1〜20位)内の修飾を含有した。ホスホチオエート結合(PS)、イノシン置換、DNA塩基、2’OMe修飾、およびアンロックド核酸(unlocked nucleic acid)(UNA)をアッセイした。
Spy Cas9を構成的に発現するヒト胚性腎臓腺癌細胞株HEK293(「HEK293_Cas9」)を、10%のウシ胎仔血清を補充したDMEM培地中で培養した。トランスフェクションの20時間前に、細胞を96ウェルプレート中で、15,000細胞/ウェルの密度でプレーティングした(トランスフェクション時に約70%のコンフルエント)。細胞を、リポフェクタミンRNAiMAX(ThermoFisher,カタログ13778150)によって、製造者のプロトコールに従ってトランスフェクトした。個々のcrRNA(3.1nM)、trRNATR000002(3.1nM)、リポフェクタミンRNAiMAX(0.45μL/ウェル)、およびOptiMemを含むリポプレックスによって、細胞をトランスフェクトした。細胞をトランスフェクションの48時間後に溶解し、溶解物を、NGSによる編集のために分析したPCR反応において直接使用した。
編集結果を表6および図29A〜図29Fに示す。編集効率は、位置15および16における2’OMe修飾によってほぼバックグラウンドレベルに低下した(図29A)。ホスホロチオエートジヌクレオチドは、スペーサー領域の19位および20位に配置したときに編集を約20%低減した(図29B)。シード領域におけるイノシン置換は、編集に対して中程度の負の影響をもたらし、例えば、14位に修飾されているときには約30%の減少、または18位では約60%の減少をもたらした(図29C)。11位から20位までの任意の単一の位置におけるUNA塩基置換は、編集有効性を著しく低下させた(図29D)。位置15におけるDNA塩基置換は、編集効率を約3分の1低下させた(図29E)。15位および16位の両方におけるDNA塩基置換は、編集を約3分の2減少させた(図29F)。
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実施例3−代表的なデュアルガイドスクリーニング
修飾crRNAの編集スクリーニングにおいて、化学修飾の種類および位置の影響を評価した。スクリーニングにより、2’F、2’OMe、およびPSにより修飾したガイドをアッセイした。完全なパターンセットを、TTR遺伝子中の6つの異なる部位を標的とするガイドに適用した。最終データセットは、1704つの異なるガイドおよび284つの特有の修飾パターンを含んだ。
可能な修飾パターンの大きなコンビナトリアル空間を探索するために必要な修飾組み合わせの数を最小にするために、ガイド修飾パターンをコンピューターにより選択した。特定の位置または位置の組み合わせが最終セットにおいて過度に表されないように、各個々の位置および各対の位置における修飾の均一な分布を作成するためにパターンを選択した。このバイアス最小化アプローチにより、個々の位置効果の試験、および位置間の高次相互作用効果の検出が可能となった。ガイドドメイン配列、トランスフェクション効率、および他の実験変動値等の妨害効果を制御するために、適切な対照をセットに追加した。
このセットにおける各パターンは、4〜20位に1種類の修飾のみを含み、修飾の種類はパターン内では混合されなかった。パターンの最終セットは、0〜4つの2’F修飾、0〜4つの2’Ome修飾、または0〜15個のPS修飾を有する、4〜20位におけ96パターンの3つのグループから構成された。以前の観察結果が、PS修飾が2’Fluまたは2’Omeよりも良好な耐容性であり、したがって、少ない数で存在するときに検出可能な効果を示す可能性が低いことを示したため、PS修飾をより重く適用した。
Spy Cas9を構成的に発現するヒト胚性腎臓腺癌細胞株HEK293(「HEK293_Cas9」)を、10%のウシ胎仔血清を補充したDMEM培地中で培養した。トランスフェクションの約24時間前に、細胞を96ウェルプレート中で10,000細胞/ウェルの密度でプレーティングした(トランスフェクション時に約70%のコンフルエント)。細胞を、リポフェクタミンRNAiMAX(ThermoFisher,カタログ13778150)によって、製造者のプロトコールに従ってトランスフェクトした。個々のcrRNA(25nM)、trRNA TR009880(25nM)、リポフェクタミンRNAiMAX(0.3μL/ウェル)、およびOptiMemを含むリポプレックスによって、細胞をトランスフェクトした。細胞をトランスフェクションの48時間後に溶解し、溶解物を、NGSによる編集のために分析したPCR反応において直接使用した。
編集結果を表8に記載する。各行番号は、単一の修飾パターンを表す。表の最初の2行は対照を示している。
修飾の種類、標的化位置、およびガイドドメイン配列の全影響を修飾ガイドにおいて評価した。データは、0に近い編集から90%近い編集まで、修飾オリゴヌクレオチド内の幅広い活性を示している。一般に、2’F修飾は、2’OMeまたはPS修飾ガイドよりも良好な耐容性であったが、PSガイドを他の修飾よりも平均的により重く修飾した。修飾への応答に対するガイドドメインの核酸塩基配列の明確な影響が観察された。G480およびG490バリアントは、2’OMe修飾によって強く損なわれたが、2’FおよびPS修飾に耐性があった一方、G494、G499、およびG502バリアントは、PS修飾によって最も強い影響を受け、2’OMeによってより少ない影響を受け、G488は、3つ全ての修飾に同様に応答した。
回帰に基づく分析を行い、ガイド活動に顕著な影響を及ぼす修飾の種類を特定した。モデリングの前に、ガイド配列およびプレート効果について、編集データを最初に修正した。次いで、位置修飾の影響を、標準回帰技術を使用して、独立した線形相加因子としてモデル化した。別の分析では、位置間の相互作用および非線形関係の証拠があるかどうかを検討した。有意な高次効果は観察されなかった。以下に報告された結果は、最初の線形回帰分析から得られた。全ての修飾ガイドについての編集データをガイドシーケンス効果について修正し、次いで、修飾の影響についてモデル化した。
表7および図30A〜図30Cに示されるように、多くの位置における2’修飾が編集に対する負の影響を示した。例えば、15位または16位の2’Fまたは2’OMe修飾は、編集活性の統計的に有意な阻害をもたらし、15位および16位のリボースを有するgRNAが好ましいことが示唆された。対照的に、19位の2’F修飾は、編集を有意に増加させた。この修飾により、ベースラインよりもさらに平均して13%の編集が加えられたことが、回帰モデルにより見出された。2’OMeは逆の効果を有し、編集を強く阻害した。他の位置は一貫して有意な影響を受けなかったが、個々の配列は多くの場合に影響を受けた。PS修飾は、19位を含むいくつかの位置において小さな負の影響の可能性があった。高度に修飾されたgRNAは、非修飾gRNAよりも働きが良好でなく、PS修飾の量が関連し得ることを示している。
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実施例4
ガイドドメイン内の化学修飾の種類および位置の影響を、修飾sgRNAの編集スクリーニングにおいて評価した。スクリーニングにより、2’F、2’OMe、およびPSにより修飾したガイドをアッセイした。完全なパターンセットを、3つのガイドの核酸塩基配列に適用した。この実施例における試験修飾パターンを、3つのガイドドメイン核酸塩基配列、具体的には、G000486、G000502、またはG000415について表1に記載されるものに適用した。ガイドドメイン修飾パターンを、配列番号695に記載される保存領域で、または配列番号253に記載される保存領域を使用した短いsgRNA形式でのいずれかでアッセイした。最終データセットは、ガイドドメイン中に270個の異なるガイドおよび45個の特有の修飾パターンを含んだ。
表9〜表12の1〜12行は、5、12、および15位における2’OMe、2’F、PS、および2’H修飾での編集有効性について評価された試験ガイドを示している。表9〜表12の13〜19行は、8〜10位において2’F+PS修飾を2’F単一修飾に置き換えたバリアントの編集データを示している。表9〜表12の20〜27行は、4〜20位においてPSを2’Fに置き換えたバリアントの編集データを示している。
以下の修飾を用いて、実施例1に記載のPCHおよびPHH細胞において、編集をアッセイした。細胞を計数し、PHHでは30,000〜35,000細胞/ウェル、およびPCHトランスフェクションでは40,000〜60,000細胞/ウェルの密度でプレーティングし、脂質成分を、50%脂質A、9%DSPC、38%コレステロール、および3%PEG2k−DMGのモル比で、100%エタノール中で再構成した、予め混合した脂質製剤を使用した。次いで、脂質混合物を、約6.0の脂質アミン対RNAリン酸塩(N:P)モル比で、RNAカーゴ(例えばCas9 mRNAおよびgRNA)と混合した。1ウェル当たり100nMのgRNA、3%のカニクイザル血清、および50ngのCas9 mRNAの最終濃度で、トランスフェクションを行った。細胞を約48時間インキュベートしてた後、細胞溶解およびNGS分析を行った。実験を二重で行った。編集結果を表9〜表12に記載する。各行は、同じ保存領域での単一の修飾パターン設計を表す。46〜48行目は対照である。
可能であれば、ガイドが短いsgRNAであったか否か、可変領域修飾パターン、および個々の修飾位置を含む、いくつかの変数の影響を推定するために、データを分析した。短いsgRNAガイドは、PCH(全ての部位)およびPHH(G502バリアント)において、非短いsgRNAガイド(non−short−sgRNA guide)よりも有意に活性であった。PCHにおいて、短いsgRNAガイドは、等価な非短いsgRNAよりもさらに14%添加した。
本研究における修飾パターンの多くは、良好な耐容性のある修飾を高度に修飾されたgRNA分子に組み込み、さらに試験するために設計された。概して、これは成功した。ほぼ全てのパターンは、対照全体と同様の活性を示した。本研究では、多くの個々の位置も試験した。5、12、および15位を個々に修飾した。5位は、修飾に対して非常に耐容性であった。12位は、PS、2’−Fおよび2’−OMeに対して耐容性であったが、2’−H修飾に対して有意に感受性であった(7.5の編集パーセンテージの減少、p<0.00002)。15位は、2’−H修飾に対して耐容性であったが、提示される他の作業と同様に、2’Fおよび2’OMeに対して非常に感受性であった(p<10−13)。
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実施例5−初代ヒト肝細胞(PHH)、初代カニクイザル肝細胞(PCH)、およびHepG2におけるインビトロ編集
ヒトTTR遺伝子を標的とするsgRNAを表1に示すように設計し、図に示されるような濃度でインビトロで初代カニクイザル肝細胞(PCH)、初代ヒト肝細胞(PHH)、およびHepG2細胞にトランスフェクトし、編集効率(例えば、編集パーセント)を実施例1に記載のようにNGSによって測定した。これらのトランスフェクションで使用したLNPを、実施例1(F)のLNP手順Cに従って作製した。
濃度による編集効率の用量応答曲線を図9A(PHH)、図9B(PCH)、および図9C(HepG2)に示す。表13A(PHH)、表13B(PCH)、および表13C(HepG2)は、図9A〜図9Cの結果を要約する。
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実施例6−sgRNAのヌクレアーゼ感受性および安定性
G282、G480、G481、G502、およびG504の5’および3’末端標識バージョンを、実施例1(K)に記載されるようにアッセイした。断片長をG282配列上にマッピングし(図11A)、CpAおよびUpA部位(すなわち、ピリミジン−アデニンまたは「YA」)において主に切断が認められ(図10Bに示す)、RNaseA様エンドヌクレオチド分解パターンと一致した。Leu et.al.,J.Biol Chem,278:7300−09(2003)(CpAおよびUpA部位におけるRNase A切断を報告)を参照のこと。G282について観察される切断部位が、この分子の可能な二次構造について図10Bに概略的に例示されている。
切断は、G282、G480、G481、G502、およびG504におけるヌクレオチド25、45、50、64、および67の後で一貫して観察された(G481を除いて、25位での切断はほとんどなかったか、または全くなかった)(図11A〜図11D)。これらの位置は全て、YA部位である(図10B中の標識されたYA部位1、5、6、7、8、および9)。さらに、スペーサー領域において、例えばG480の16位、G481の15位および18位、ならびにG502の4位、8位、11位、および16位の後に、概してYA依存的な様式で、切断が観察された(図11B〜図11D)。特に、YA位置における修飾は、切断の低減をもたらした(例えば、2位、31位、37位、40位、および83位の後)。Yが少なくとも2’−OMeヌクレオチドであるYA位は、有意な切断を示さず、RNAse Aによる切断から隣接する3’結合を保護する2’−O−メチル化と一致した。
G502を、ガイドドメインにおいて追加の修飾を有するsgRNAと比較した(図12A〜図12C)。特に、G9571は、配列表に示される、8〜11を含む特定の位置における2’−フルオロ修飾、および8〜10を含む定の位置におけるPS修飾を含む。G10015は、位置4における2’−OMe修飾、位置8および11における2’−フルオロ修飾、ならびに位置16におけるPS修飾を含む。
G9571において、8位および11位後の切断は低減または排除され、これらの位置の2’−フルオロ修飾によるヌクレアーゼ保護と一致した(図12B)。
G10015において、4位、8位、および11位後の切断は低減または排除され、4位の2’−OMe修飾、ならびに8位および11位の2’−フルオロ修飾によるヌクレアーゼ保護と一致した(図12C)。16位後の切断はまた、G502と比較して幾分低下したレベルで生じ、その位置におけるホスホロチオエート修飾による部分的な保護が示唆された。
Cas9を用いてリボ核酸タンパク質(RNP)に組み立てられたG282、G480、G481、G502、G504、およびG509上のアッセイはまた、8.5mg/mlのより高いHLC濃度を使用して行ったが、そうでない場合には上記の手順に従った。RNPは、より高いHLC濃度にもかかわらず、sgRNA単独を使用する実験と比較して感受性の低下を示し、これは、RNP内のsgRNAが、ヌクレアーゼにアクセスしにくいが、切断パターンは定性的には類似したままであり、ほとんどの切断はYA部位で生じること(データは示されない)を示している。
全てのYA部位における修飾を含むG10039を、0.01mg/mlのHLCを用いてアッセイし、16位でごく僅かな量の切断のみを示すことが見出され、その位置におけるホスホロチオエート修飾による保護と一致した(図13A)。最小量の切断は、特定の追加の(非YA)部位で検出可能であったが、出発物質のほぼ全てがインキュベーション全体を通して無傷のままであった。
G10039(遊離sgRNAとして)を8.5mg/mlのHLCでも処理した。分解は16位で増加し、いくつかの他の位置でも観察され、そのうちのいくつかはYA部位ではなかった(図13B)。
実施例7−YA部位における修飾を有するsgRNAによるトランスフェクション後の編集
G282において非修飾であった保存領域中の個々のYA部位において2’−OMe修飾を体系的に導入することによって、一連のsgRNAを設計した。したがって、G9989〜G9994で順次番号付けされたsgRNAは、図10Aに示される位置LS5、LS7、LS12、N6、N14、およびN17である、位置25、45、50、56、64、および67にそれぞれ2’−OMe修飾を有する。これらは、図10Bに示されるYA部位1、5、6、7、8、および9のピリミジンである。G10019〜G10024で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG9989〜G9994と同じ2’−OMe修飾を有するが、核酸塩基配列は、G282ではなく、G502のものと同一である。
同様に、G282において非修飾であった保存領域中の個々のYA部位において2’−フルオロ修飾を体系的に導入することによって、一連のsgRNAを設計した。したがって、G9995〜G10000で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれ25、45、50、56、64、および67位に2’−フルオロ修飾を有する。G10025〜G10030で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG9995〜G10000と同じ2’−フルオロ修飾を有するが、核酸塩基配列は、G282ではなく、G502のものと同一である。
G282において非修飾であって保存領域中の個々のYA部位においてホスホロチオエート修飾を系統的に導入することによって、さらなる一連のsgRNAを設計した。したがって、G10001〜G10006で順次番号付けされたsgRNAは、25、45、50、56、64、および67位で2’−フルオロ修飾を有する。G10031〜G10036で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG10001〜G10006と同じホスホロチオエート修飾を有するが、核酸塩基配列は、G282ではなく、G502のものと同一である。
ENAにより修飾したガイドも試験した(G9878、G10007、およびG10008は、G282配列を有し、G10037およびG10038は、G502配列を有していた)。G10007およびG10037における修飾は、45番目および50番目のヌクレオチド(図10Aに示されるLS7およびLS12位)にあった。G9878中のENAは、3個の5’末端部ヌクレオチド、および3’末端から4番目〜2番目のヌクレオチドにあった。G10008およびG10038におけるENAは、46位および49位のヌクレオチド(図10Aに示されるLS8およびLS11位)であった。
デオキシリボヌクレオチド(G9423〜G9427)およびUNA(G9879)により修飾されたガイドも試験し、これらは全てG282配列を有した。これらのガイドにおける修飾の位置を配列表に示す。
上述のガイドをリポプレックスに組み込み、上述のようにPMHにトランスフェクトし、編集パーセントを決定した(G282の配列と一致するガイドについては図14、およびG502の配列と一致するガイドについては図15A)。G502の配列を有するガイドをまた、上述のようにPCHおよびPHHにトランスフェクトし、編集パーセントを決定した(PCHについては図15B、およびPHHについては図15C)。ベースライン参照(点線で示される編集レベルに対応する)は、図14中のG282、図15A中のG502とした。G9989〜G10006およびG10019〜G10036に導入された2’−OMe、2’−フルオロ、およびホスホロチオエート修飾の全てが、編集活性が大きく減少しなかった点で認容的であった。さらに、他の修飾も一般的に認容的であった。G10007およびG10037における45〜50位のENA修飾は、より低い編集活性パーセントを示した。
実施例8−sgRNAによるトランスフェクション後の初代細胞編集
いくつかのシリーズの修飾sgRNAは、G000282およびG000502の核酸塩基配列に基づいて設計された。具体的な修飾を表1に記載する。G00282バリアントを、初代マウス肝細胞(PMH)においてインビトロで、(別段で注記しない限り)二重で編集についてアッセイした。G000502バリアントを、初代カニクイザル肝細胞(PCH)およびPMH細胞においてインビトロで、(別段で注記しない限り)同様に二重にアッセイした。全てのデータを以下の表14および表15に報告する。
配列番号201に記載の修飾保存領域と組み合わせたガイドドメイン中の修飾をアッセイする一連のsgRNAを設計した。G012421〜G012425、G012689、G012690、G012426〜G012431で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG012693〜G012705と同じ修飾を有するが、核酸塩基配列は、G000282ではなく、G000502のものと同一である。これらのガイドのデータを表14に示す。
同様に、G0000502バリアントであるG012402の修飾ガイドドメイン、またはG000282バリアントであるG009533の修飾ガイドドメインのいずれかと組み合わせた保存領域における修飾をアッセイする一連のsgRNAを設計した。G012432〜G012438、G012691、G012439〜G012440、G012692で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG012706〜G12716と同じ修飾を有するが、核酸塩基配列は、G000282ではなく、G000502のものと同一である。これらのガイドのデータを表14に示す。
様々なガイドドメインおよび保存領域修飾パターンを組み合わせたさらなる一連のsgRNAを設計した。G012441〜G012451で順次番号付けされたsgRNAは、それぞれG012717〜G012727と同じ修飾を有するが、核酸塩基配列は、G000282ではなく、G000502のものと同一である。これらのガイドのデータを表14および図31A〜図31Cに示す。
同様に、G000282およびG000502の短いシングルガイドバリアントの文脈において修飾をアッセイする一連のsgRNAを設計した。G012452〜G012461から順次番号付けされるsgRNAは、G000502、具体的にはG012401の短いガイドバリアントに基づく。これらの修飾バリアントは、それぞれG012728〜G12737と同じ修飾を有するが、G012728〜G12737の核酸塩基配列は、G000282の短いガイドバリアントであるG000639のものと同一である。この一連のガイドのデータを表14に示す。
最後に、G000502の核酸塩基配列における修飾をアッセイする、表15に示される一連のsgRNAを設計した(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。この一連のガイドのデータを表15および図23A〜図23Bに示す。
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実施例9−HAO1およびSERPINA1を標的とする修飾ガイドのインビトロ編集
ヒト遺伝子HAO1またはLDHAを標的とするガイドを用いた用量応答アッセイにおいて、初代ヒト肝細胞および初代カニクイザル肝細胞において修飾sgRNA標的化の脂質ナノ粒子(LNP)製剤を試験した。別段で注記しない限り、全ての方法は実施例1に記載の通りである。LNPで処理する前に、両方の細胞株を37℃、5%COで48時間インキュベートした。LNPを、3%カニクイザル血清を含む培地で37℃で10分間インキュベートし、本明細書でさらに提供される量で細胞に投与した。インキュベーション後、LNPを、300ng Cas9 mRNAで始まる8点の3倍用量応答曲線において、ヒトまたはカニクイザル肝細胞に添加した。細胞を、実施例1に記載されるようにNGS分析のために処理後96時間溶解させた。
表16は、Spy Cas9がPHHおよびPCHにLNPにより送達される10.75nMの試験対照sgRNAの平均編集および標準偏差を示す。これらの試料を3重で生成した。
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表17は、spyCas9がPHHまたはPCHにLNPにより送達されるHAO1を標的とするsgRNAの平均編集および標準偏差を示す。これらの試料は少なくとも二重で作製した。これらのデータの用量応答曲線プロットを図27A〜図27Dおよび28A〜図28Dに示す。
表18は、spyCas9がLNPを介してPHHに送達されるSerpinA1を標的とするsgRNAの平均編集および標準偏差を示す。G000480およびG000502は、TTRを標的とする対照である。これらの試料を少なくとも二重で作製した。これらのデータの用量応答曲線プロットを図25A〜図25Eに示す。
表19は、spyCas9がLNPを介してPCHに送達されるSerpinA1を標的とするsgRNAの平均編集および標準偏差を示す。G000480およびG000502は、TTRを標的とする対照である。これらの試料は少なくとも二重で作製した。これらのデータの用量応答曲線プロットを図26A〜図26Eに示す。
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実施例10−短いsgRNAのインビボ研究
マウスTTR遺伝子およびIVT Cas9 mRNAを標的とする化学合成sgRNA(短いsgRNAを含む)を1:1の重量比で含む、実施例1(F)で上述したように調製したLNPを、実施例1(H)で上述したCD−1雌マウス(Nは以下に示す)またはSprague−Dawley雌ラットに投与した。投与から8日後の剖検時に、実施例1で上述したように、編集効率および血清TTR分析のNGS測定のために、それぞれ肝臓および血液を収集した。総合ウェルネス評価のために、投与から24時間後の動物の体重を測定した。
図1Aおよび図1Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表20Aおよび表20Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000211およびG000282は、参照比較物として用いた。実施例1(F)のLNP手順Bに従って、LNPを作製した。図1Aおよび図1Bに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)または0.3mg/kgのLNPを投与したマウスのものであり、表20Aおよび表20Bに要約される。
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図2Aおよび図2Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表21Aおよび表21Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000269およびG000283は、参照比較物として機能した。実施例1(F)のLNP手順Bに従ってLNPを作製した。図2Aおよび図2Bに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)または0.3mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表21Aおよび21Bに要約される。
Figure 2021526804

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図3Aおよび図3Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表22Aおよび表22Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000502は、参照比較物として機能した。実施例1(F)のLNP手順Cに従ってLNPを作製した。図3Aおよび図3Bに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)または0.3mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表22Aおよび表22Bに要約される。
Figure 2021526804

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図4Aおよび図4Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表23Aおよび表23Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000211およびG000282は、参照比較物として機能した。LNPは、配列番号501に対応するIVT Cas9 mRNAを使用して、実施例1(F)のLNP手順Aに従って作製した。図4Aおよび図4Bに示されるデータは、0.5mg/kg(mpk)または1.0mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表23Aおよび表23Bに要約される。
Figure 2021526804
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実施例1(C)に従って、表23Aおよび表23B(表1)に列挙される同じsgRNAを、Neuro2A細胞へのトランスフェクションによってインビトロで試験した。結果を図5に示す。
図6Aおよび図6Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表24Aおよび表24Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000211およびG000282は、参照比較物として機能した。実施例1(F)のLNP手順Bに従ってLNPを作製した。図6Aおよび図6Bに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)のLNPを投与したマウスから得られたものであり、表24Aおよび表24Bに要約される。
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図7Aおよび図7Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表25Aおよび表25Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000534は、参照比較物として機能した。実施例1(F)のLNP手順Cに従ってLNPを作製した。図7Aおよび図7Bに示されるデータは、0.3mg/kg(mpk)のLNPを投与したラット由来であり、表25Aおよび表25Bに要約される。
Figure 2021526804

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図8Aおよび図8Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表26Aおよび表26Bに示されるsgRNAを含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す(sgRNAヌクレオチド配列については、表1を参照のこと)。G000534は、参照比較物として機能した。実施例1(F)のLNP手順Cに従ってLNPを作製した。図8Aおよび図8Bに示されるデータは、0.3mg/kg(mpk)および1.0mg/kgのLNPを投与したラット由来であり、表26Aおよび表26Bに要約される。
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実施例11−sgRNAのインビボ研究
マウスTTR遺伝子およびIVT Cas9 mRNAを標的とする化学合成sgRNAを1:1の重量比で含む、実施例1(F)(LNP手順D)で上述したように調製したLNPを、実施例1(E)で上述したように、CD−1雌マウス(以下に示すN)に投与した。剖検時の投与から8日後、実施例1で上述したように、編集効率および血清TTR分析のNGS測定のために、それぞれ、肝臓および血液を収集した。総合ウェルネス評価のために、投与後24時間の動物の体重を測定した。
図17Aおよび図17Bは、G282、G9981〜G9986、およびG10009を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG282と同じヌクレオチド配列を有する。図17Aおよび図17Bに示されるデータは、0.1mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表27Aおよび表27Bに要約される。
Figure 2021526804

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図18Aおよび図18Bは、G502およびG10011〜G10016を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG502と同じヌクレオチド配列を有する。図18Aおよび図18Bに示されるデータは、0.1mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表28Aおよび表28Bに要約される。
Figure 2021526804
Figure 2021526804
図19Aおよび図19Bは、G502およびG9965〜G9976を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG502と同じヌクレオチド配列を有する。図19Aおよび図19Bに示されるデータは、0.1mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表29Aおよび表29Bに要約される。
Figure 2021526804
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図19Cおよび図19Dは、G282およびG9553〜G9564を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG282と同じヌクレオチド配列を有する。図19Cおよび図19Dに示されるデータは、0.1mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表30Aおよび表30Bに要約される。
Figure 2021526804

Figure 2021526804
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図20Aおよび図20Bは、G502、G9567、G9569、およびG9570を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示し、これらは全てG502と同じヌクレオチド配列を有する。図20Aおよび図20Bに示されるデータは、0.03mg/kg、0.1mg/kg、または0.3mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表31Aおよび表31Bに要約される。
Figure 2021526804

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図20Cおよび図20Dは、G502、G9571、およびG10039を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG502と同じヌクレオチド配列を有する。図20Cおよび図20Dに示されるデータは、0.03mg/kg、0.1mg/kg、または0.3mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表32Aおよび表32Bに要約される。
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図20Eおよび図20Fは、G502、G9571、およびG10015を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示しており、これらは全てG502と同じヌクレオチド配列を有する。図20Eおよび図20Fに示されるデータは、0.1mg/kgまたは0.3mg/kgのLNPを投与したマウスから得られたものであり、表33Aおよび表33Bに要約される。
Figure 2021526804

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実施例12−インビボ研究
図8Cおよび図8Dは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表34に示されるsgRNAを含むLNP(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)についての編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す。G000282は、参照比較物としての役割を果たした。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図8Cおよび図8Dに示されるデータは、0.1mg/kgおよび0.3mg/kgの総RNAを投与したCD−1マウスから得られたものであり、表34に要約される。
Figure 2021526804
図21Aおよび図21Bは、それぞれ、TTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表35に示されるsgRNAを含むLNP(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)についての編集効率およびTTRタンパク質レベルを示す。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図21Aおよび図21Bに示されるデータは、0.1mg/kgおよび0.3mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウス(N=5)由来であり、表35に要約される。
Figure 2021526804
図18C〜図Dは、TTR遺伝子中の同じ配列を全て標的とする、表36に示されるsgRNAを含むLNP(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)の編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示す。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図18C〜図18Dに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)および0.3mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウスから得られたものであり、表36に要約される。
Figure 2021526804
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図18E〜図18Fは、表37に示されるsgRNA(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照)を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示し、これらは全てTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図18E〜図18Fに示されるデータは、0.1mg/kg(mpk)および0.3mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウス(N=5)由来であり、表37に要約される。
Figure 2021526804
図3C〜図3Dは、表38に示されるsgRNA(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照)を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示し、これらは全てTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図3C〜図3Dに示すデータは、0.1mg/kg(mpk)および0.3mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウス(N=5)由来であり、表38に要約される。
Figure 2021526804
図22A〜図22Bは、表39に示されるsgRNA(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照)を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示し、これらは全てTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする。実施例1(F)のLNP手順P4.3に従ってLNPを作製した。図22A〜図22Bに示されるデータは、0.1mg/kgおよび0.03mg/kgの総RNAを投与したSprague Dawleyラット由来であり、表39に要約される。
Figure 2021526804
表40は、全てがTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、示されるsgRNA(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)を含むLNPの編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示す。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。表40に示されるデータは、0.1mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウス由来である。
Figure 2021526804
図24A〜図24Bは、全てがTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表41に示されるsgRNAを含むLNP(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)の編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示す。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図24A〜図24Bに示すデータは、0.1mg/kgの総RNAを投与したCD−1雌マウスから得られたものであり、表41に要約される。
Figure 2021526804
Figure 2021526804
図3E〜図3Fは、全てがTTR遺伝子中の同じ配列を標的とする、表42に示されるsgRNAを含むLNP(sgRNAヌクレオチド配列については表1を参照のこと)の編集効率およびTTRタンパク質レベルをそれぞれ示す。実施例1(F)のLNP手順Dに従ってLNPを作製した。図3E〜図3Fに示されるデータは、0.1mg/kgおよび0.03mg/kgの総RNAを投与したSprague Dawley雌ラット(N=5)由来であり、表42に要約される。
Figure 2021526804
実施例13−sgRNAによるインビトロおよびインボビ間の相関
化学的に合成されたsgRNA(G502およびG9565〜G9576)およびIVT Cas9 mRNAを、それぞれ、実施例1(D)および1(F)(LNP手順D)に記載のリポプレックストランスフェクションまたはLNPトランスフェクションとして、初代肝細胞に投与した。上述の実施例1(G)に記載のNGSにより、TTR遺伝子の編集を決定した。実施例5、特に図19Aおよび図19Bに示すデータを記載する項目に記載されているように、同じsgRNAをCD−1雌マウスにも投与した。
インビボ編集と比較したPMHのインビトロリポプレックストランスフェクションの編集%を図16Aに示す。図16Aに示されるように、PMHのインビトロリポプレックストランスフェクションとインビボ編集との間の相関は、統計学的に有意ではない。相関関係は予測的ではない。
インビボ編集と比較したPMHのインビトロLNPトランスフェクション(0.3ng、1ng、3ng、10ng、および30ng)の編集%を図16B〜図16Fに示す。図16B〜図16Fに示すように、PMHのインビトロLNPトランスフェクションとインビボ編集との間の相関は、統計学的に有意であった。相関関係は予測的である。
図16Gは、リポプレックストランスフェクションによってPMHに(左ボックス上のデータ)、LNP中でPMHに(中央ボックス上のデータ)、またはインビボでマウスに(右ボックス上のデータ)送達された、示されるガイドを用いた編集%の比較を示す。図16Hは、LNP中でPMHに(1ng、3ng、10ng)またはインビボでのマウス(0.1mpk、0.3mpk)送達された、示されるガイドを用いた編集%の比較を示す。示されたガイドの順位は、一般的に各セットのデータにおいて同じであると考え得るが、インビボでの編集は、編集結果のより大きな差を示している。
図16Iは、G000282とG000211との間の編集の差を示すように再プロットした図16Gから得られる結果を示す。棒状プロット値は、G000282値の編集%をG000211値の編集%で除して、編集の倍数差を示すことによって作成した。示されたガイドを、リポプレックストランスフェクションによってPMHに(左ボックスのデータ)、LNP中でPMHに(中央ボックスのデータ)、またはインビボでマウスに(右ボックスのデータ)送達した。
図16Jは、G000283とG000269との間の編集の差を示すように再プロットした図16Hから得られる結果を示す。棒状プロット値は、G000283値の編集%をG000269値の編集%で除して、編集の倍数差を示すことによって作成した。示されたガイドを、LNP中でPMHに(左のボックス上のデータ)またはインビボでマウスに(右のボックス上のデータ)送達した。

Claims (468)

  1. ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いシングルガイドRNA(短いsgRNA)である、ガイドRNA(gRNA)であって、前記ヘアピン領域が、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、前記短いsgRNAが、5’末端修飾または3’末端修飾を含む、ガイドRNA。
  2. 前記短いsgRNAが、5’末端修飾を含む、請求項1に記載のgRNA。
  3. 前記短いsgRNAが、3’末端修飾を含む、請求項1または2に記載のgRNA。
  4. 前記短いsgRNAが、5’末端修飾および3’末端修飾を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のgRNA。
  5. 前記短いsgRNAが、3’テールを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のgRNA。
  6. 前記3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む、請求項5に記載のgRNA。
  7. 前記3’テールが、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10個のヌクレオチドを含む、請求項5に記載のgRNA。
  8. 前記短いsgRNAが、3’テールを含まない、請求項1〜7のいずれか一項に記載のgRNA。
  9. 前記ヘアピン領域における修飾を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のgRNA。
  10. 3’末端修飾および前記ヘアピン領域における修飾を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のgRNA。
  11. 3’末端修飾、前記ヘアピン領域における修飾、および5’末端修飾を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のgRNA。
  12. 5’末端修飾および前記ヘアピン領域における修飾を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載のgRNA。
  13. 前記少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが連続している、請求項1〜12のいずれか一項に記載のgRNA。
  14. 前記少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが、
    i.ヘアピン1内にある、
    ii.ヘアピン1およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」内にある、
    iii.ヘアピン1およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチド内にある、
    iv.ヘアピン1の少なくとも一部を含む、
    v.ヘアピン2内にある、
    vi.ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
    vii.ヘアピン1およびヘアピン2内にある、
    viii.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    ix.ヘアピン2の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    x.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
    xi.ヘアピン1またはヘアピン2内にあり、任意選択により、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    xii.連続している、
    xiii.連続し、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    xiv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン2の一部に及ぶ、
    xv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」に及ぶ、または
    xvi.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチドに及ぶ、請求項1〜13のいずれか一項に記載のgRNA。
  15. ガイド領域をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載のgRNA。
  16. 前記3’および/または5’末端修飾が、保護末端修飾、例えば、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載のgRNA。
  17. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載のgRNA。
  18. 前記3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載のgRNA。
  19. 前記3’および/または5’末端修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載のgRNA。
  20. 前記3’および/または5’末端修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含むかまたはさらに含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載のgRNA。
  21. 前記3’および/または5’末端修飾が、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載のgRNA。
  22. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−O−メチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載のgRNA。
  23. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載のgRNA。
  24. 前記3’末端修飾が、
    i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれかを含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載のgRNA。
  25. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、前記短いsgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12の修飾を含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載のgRNA。
  26. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
    i.5〜10個のヌクレオチドからなる、
    ii.6〜10個のヌクレオチドからなる、
    iii.5個のヌクレオチドからなる、
    iv.6個のヌクレオチドからなる、
    v.7個のヌクレオチドからなる、
    vi.8個のヌクレオチドからなる、
    vii.9個のヌクレオチドからなる、
    viii.10個のヌクレオチドからなる、
    ix.5〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
    x.6〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
    xi.5個の連続するヌクレオチドからなる、
    xii.6個の連続するヌクレオチドからなる、
    xiii.7個の連続するヌクレオチドからなる、
    xiv.8個の連続するヌクレオチドからなる、
    xv.9個の連続するヌクレオチドからなる、または
    xvi.10個の連続するヌクレオチドからなる、請求項1〜25のいずれか一項に記載のgRNA。
  27. 前記3’末端修飾が、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および
    vi.(i.)〜(v.)のうちの1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載のgRNA。
  28. 前記短いsgRNAが、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および
    vi.(i.)〜(v.)のうちの1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む3’テールを含む、請求項1〜27のいずれか一項に記載のgRNA。
  29. 前記短いsgRNAが、
    i.1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチド間PS結合、
    ii.1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、または18個のヌクレオチド間PS結合、
    iii.約1〜3、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチド間PS結合、
    iv.約1〜3、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、1〜12、1〜14、1〜16、1〜18、または1〜20個のヌクレオチド間PS結合、および
    v.各ヌクレオチド間のPS結合のうちの1つ以上を含む、請求項1〜28のいずれか一項に記載のgRNA。
  30. 前記3’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
    i.1個のPS結合が存在し、前記結合が最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある、
    ii.最後の3個のヌクレオチド間に2個のPS結合が存在する、
    iii.最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、
    iv.最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、および
    v.最後の2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在するのうちの1つ以上である、請求項1〜29のいずれか一項に記載のgRNA。
  31. 前記3’末端修飾が、少なくとも1つの2’−OMe、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、請求項30に記載のgRNA。
  32. 前記3’末端修飾が、
    i.最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾であって、前記修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、またはそれらの組み合わせである、修飾、
    ii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後のヌクレオチドの修飾、ならびに隣りのヌクレオチドおよび/もしくは前記3’テールの1番目のヌクレオチドへの任意選択による1個もしくは2個のPS結合、
    iii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後および/もしくは最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    iv.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、および/もしくは最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    v.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、および/もしくは最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
    vi.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/もしくは最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、請求項1〜31のいずれか一項に記載のgRNA。
  33. 前記sgRNAが、3’テールを含み、前記3’テールが、前記3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、請求項1〜32のいずれか一項に記載のgRNA。
  34. 前記3’テールが、完全に修飾されている、請求項33に記載のgRNA。
  35. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、前記短いsgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12の修飾を含む、請求項33に記載のgRNA。
  36. 前記短いsgRNAが、
    i.配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
    ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
    iii.(i)3’末端部の3’末端からの5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    iv.sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    vi.(i)3’末端部の3’末端からの15個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    viii.(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    ix.最後のヌクレオチドと最後の隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
    x.15または20個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項1〜35のいずれか一項に記載のgRNA。
  37. 前記5’末端修飾が、
    i.前記ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項1〜36のいずれか一項に記載のgRNA。
  38. 前記5’末端修飾が、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含む、請求項1〜37のいずれか一項に記載のgRNA。
  39. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
    i.配列番号400のヌクレオチド54〜61を含む、
    ii.配列番号400のヌクレオチド53〜60を含む、
    iii.配列番号400のヌクレオチド54〜58を含む、
    iv.配列番号400のヌクレオチド54〜61からなる、
    v.配列番号400のヌクレオチド53〜60からなる、または
    vi.配列番号400のヌクレオチド54〜58からなる、請求項1〜38のいずれか一項に記載のgRNA。
  40. 前記5’末端修飾が、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    vi.デオキシリボヌクレオチド、
    vii.イノシン、および
    viii.(i.)〜(vii.)の1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項1〜39のいずれか一項に記載のgRNA。
  41. 前記5’末端修飾が、
    i.1、2、3、4、5、6、および/もしくは7個のヌクレオチド間PS結合、または
    ii.約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、または1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含む、請求項1〜40のいずれか一項に記載のgRNA。
  42. 前記5’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
    i.1個のPS結合が存在し、前記結合が、前記ガイド領域のヌクレオチド1と2の間にある、
    ii.2個のPS結合が存在し、前記結合が、前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、および2と3との間にある、
    iii.前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    iv.前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、および4と5との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    v.前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    vi.前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、および6と7との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、または
    vii.前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、5と6との間、6と7との間、および7と8との間のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、請求項1〜41のいずれか一項に記載のgRNA。
  43. 前記5’末端修飾が、少なくとも1つの2’−OMe、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、請求項42に記載のgRNA。
  44. 前記短いsgRNAが、
    i.可変領域のヌクレオチド1〜7のうちの1つ以上の修飾であって、前記修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H(デオキシリボヌクレオチド)、イノシン、および/もしくはそれらの組み合わせである修飾、
    ii.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記ガイド領域の1番目のヌクレオチドの修飾、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合、
    iii.2’−OMe、2’−O−Moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目および/もしくは2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    iv.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、および/もしくは3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    v.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、3番目、および/もしくは4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
    vi.2’−OMe、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/もしくは5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、請求項1〜43のいずれか一項に記載のgRNA。
  45. 前記短いsgRNAが、
    i.配列番号1〜54のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
    ii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、ならびに3と4との間のPS結合、
    iv.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    v.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合、
    vi.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
    vii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
    viii.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    ix.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    x.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項1〜44のいずれか一項に記載のgRNA。
  46. 上部ステム領域が、少なくとも1つの修飾を含む、請求項1〜45のいずれか一項に記載のgRNA。
  47. 前記上部ステム修飾が、
    i.前記上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
    ii.前記上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
    iii.前記上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項1〜46のいずれか一項に記載のgRNA。
  48. 前記上部ステム修飾が、
    i.2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    ii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−F修飾ヌクレオチド、および
    iv.(i.)〜(iii.)の1つ以上の組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項47に記載のgRNA。
  49. ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いsgRNAである、ガイドRNAであって、前記ヘアピン領域が、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、前記短いsgRNAが、5’末端修飾、ならびに
    i.上部ステム領域、
    ii.ヘアピン1領域、および
    iii.ヘアピン2領域のうちの1つ以上における1つ以上の修飾を含み、
    前記5’末端修飾が、5’保護末端修飾、例えば、最初の7個のヌクレオチド内の少なくとも2個のホスホロチオエート(PS)結合を含む、ガイドRNA。
  50. 少なくとも1つの修飾が、2’−Oメチル(2’−OMe)修飾ヌクレオチドを含む、請求項49に記載のgRNA。
  51. 少なくとも1つの修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含む、請求項49または50に記載のgRNA。
  52. 少なくとも1つの修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含む、請求項49〜51のいずれか一項に記載のgRNA。
  53. 前記短いsgRNAが、前記上部ステム領域における1つ以上の修飾を含む、請求項49〜52のいずれか一項に記載のgRNA。
  54. US1〜US12のうちのいずれか1つにおける修飾を含む、請求項53に記載のgRNA。
  55. 前記短いsgRNAが、前記ヘアピン1領域における1つ以上の修飾を含む、請求項49〜54のいずれか一項に記載のgRNA。
  56. 前記短いsgRNAが、H1−1における修飾を含む、請求項55に記載のgRNA。
  57. 前記短いsgRNAが、前記ヘアピン2領域における1つ以上の修飾を含む、請求項49〜56のいずれか一項に記載のgRNA。
  58. 前記短いsgRNAが、H2−1における修飾を含む、請求項57に記載のgRNA。
  59. 前記短いsgRNAが、H1−1〜H1−12における修飾を含む、請求項49〜58のいずれか一項に記載のgRNA。
  60. 前記短いsgRNAが、H2−1〜H2−15における修飾を含む、請求項49〜59のいずれか一項に記載のgRNA。
  61. 前記短いsgRNAが、前記上部ステム領域、前記ヘアピン1領域、および前記ヘアピン2領域の各々における1つ以上の修飾を含む、請求項49〜60のいずれか一項に記載のgRNA。
  62. 前記短いsgRNAが、ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の修飾ヌクレオチドを含む、請求項49〜61のいずれか一項に記載のgRNA。
  63. 修飾を含む下部ステム領域をさらに含む、請求項49〜62のいずれか一項に記載のgRNA。
  64. 3’末端修飾をさらに含む、請求項49〜63のいずれか一項に記載のgRNA。
  65. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2つが修飾されている、請求項64に記載のgRNA。
  66. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2つが、2’−OMe、2’−F、または2’−O−moeにより修飾されている、請求項64に記載のgRNA。
  67. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの1個以上の間のホスホロチオエート(PS)結合をさらに含む、請求項64〜66のいずれか一項に記載のgRNA。
  68. 修飾を含むバルジ領域をさらに含む、請求項49〜67のいずれか一項に記載のgRNA。
  69. 修飾を含むネクサス領域をさらに含む、請求項49〜68のいずれか一項に記載のgRNA。
  70. 前記可変領域の5’末端における少なくとも最初の3個のヌクレオチド、および3’末端部の3’末端における最後の3個のヌクレオチドが修飾されている、請求項49〜69のいずれか一項に記載のgRNA。
  71. 前記可変領域の5’末端における最初の4個のヌクレオチド、および3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドが、ホスホロチオエート(PS)結合で結合されている、請求項49〜70のいずれか一項に記載のgRNA。
  72. 前記末端修飾が、2’−OMeを含む、請求項70または71に記載のgRNA。
  73. 前記末端修飾が、2’−Fを含む、請求項70または71に記載のgRNA。
  74. 前記可変領域の5’末端における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドが、PS結合で結合され、前記可変領域の5’末端における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部の3’末端における最後の3個のヌクレオチドが、2’−OMe修飾を含む、請求項49〜73のいずれか一項に記載のgRNA。
  75. 5’末端部における最初の4個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の4個のヌクレオチドが、PS結合で結合され、5’末端部における最初の3個のヌクレオチドおよび3’末端部における最後の3個のヌクレオチドが、2’−OMe、2’−F、および/または2’−O−moe修飾を含む、請求項49〜74のいずれか一項に記載のgRNA。
  76. LS1、LS6、LS7、LS8、LS11、および/またはLS12が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜75のいずれか一項に記載のgRNA。
  77. 前記バルジ領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜76のいずれか一項に記載のgRNA。
  78. 前記バルジ領域におけるヌクレオチドの少なくとも50%が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜77のいずれか一項に記載のgRNA。
  79. 前記上部ステム領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜78のいずれか一項に記載のgRNA。
  80. 前記ネクサス領域におけるN16、N17、および/またはN18が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜79のいずれか一項に記載のgRNA。
  81. 前記ネクサス領域におけるN15、N16、N17、および/またはN18が修飾されている、請求項49〜80のいずれか一項に記載のgRNA。
  82. 前記ネクサス領域における前記修飾が、2’−OMeおよび2’Fから選択される、請求項80または81に記載のgRNA。
  83. N16、N17、およびN18が、PS結合で結合されている、請求項80〜82のいずれか一項に記載のgRNA。
  84. 前記ヘアピン1領域に残存するヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜83のいずれか一項に記載のgRNA。
  85. 前記ヘアピン2領域におけるヌクレオチドの各々が、2’−OMeにより修飾されている、請求項49〜84のいずれか一項に記載のgRNA。
  86. ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含む短いsgRNAである、ガイドRNAであって、前記ヘアピン領域が、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠き、前記短いsgRNAが、5’末端修飾および3’末端修飾を含み、前記短いsgRNAが、
    i.上部ステム領域における少なくとも1つの修飾、および
    ii.3’テールのうちのいずれか1つ以上をさらに含む、ガイドRNA。
  87. 前記上部ステム修飾が、
    i.前記上部ステム領域における各ヌクレオチド(US1〜US12)の修飾、
    ii.前記上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
    iii.前記上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
    iv.前記上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項86に記載のgRNA。
  88. 前記5’末端修飾が、
    i.前記可変領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項86または87に記載のgRNA。
  89. 前記5’末端修飾が、
    i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
    ii.前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
    iv.前記可変領域のヌクレオチド1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    v.前記可変領域のヌクレオチド1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、ならびに5と6との間のPS結合、
    vi.前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
    vii.前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間のPS結合、
    viii.前記可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    ix.前記可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに
    x.前記可変領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、前記可変領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項86〜88のいずれか一項に記載のgRNA。
  90. 前記可変領域の少なくともヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む、請求項89に記載のgRNA。
  91. 前記可変領域の少なくともヌクレオチド1、2、3、および4における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合を含む、請求項89に記載のgRNA。
  92. 3’末端修飾が、
    i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項86〜91のいずれか一項に記載のgRNA。
  93. 前記短いsgRNAが、
    i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
    ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
    iii.(i)5個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    iv.sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    vi.(i)15個の連続した2’−OMe修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’−OMe修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続する2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’−OMe修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    viii.(i)2または3個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    ix.最後のヌクレオチドと最後の隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
    x.15または20個の連続する2’−OMe修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項86〜92のいずれか一項に記載のgRNA。
  94. 前記sgRNAが、3’テールを含み、前記3’テールが、前記3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、請求項86〜93のいずれか一項に記載のgRNA。
  95. 前記3’テールが、完全に修飾されている、請求項94に記載のgRNA。
  96. 前記3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上が修飾されている、請求項94に記載のgRNA。
  97. 表1の修飾を含む、配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のいずれかを含む短いsgRNAである、ガイドRNA。
  98. 配列番号1〜54、201〜254、および301〜354のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含む短いsgRNAである、ガイドRNAであって、表1の参照配列識別子のヌクレオチドに対応する短いsgRNAの各ヌクレオチドにおける修飾が、表1の参照配列識別子に示される修飾と同一または同等である、ガイドRNA。
  99. 少なくとも1つのガイド領域YA部位におけるYA修飾を含む、請求項1〜98のいずれか一項に記載のgRNA。
  100. 5’末端修飾ではない少なくとも1つのガイド領域YA部位におけるYA修飾を含む、請求項1〜99のいずれか一項に記載のgRNA。
  101. 1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾を含み、前記ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、請求項1〜100のいずれか一項に記載のgRNA。
  102. 1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾を含み、前記短いsgRNAが、
    i.H1−1およびH2−1の1つ以上における修飾、
    ii.1、2、3、4、または5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iii.1、2、3、4、または5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、少なくとも1つのガイド領域YA部位の前記修飾が、前記sgRNAの任意の5’末端修飾と異なる、YA修飾、
    iv.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にある、YA修飾、
    v.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端内にある、YA修飾、
    vi.1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位が、前記ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある、YA修飾、
    vii.5’末端修飾以外のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    viii.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にある、YA修飾、
    ix.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記2つのガイド領域YA部位が、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、または10末端内にある、YA修飾、
    x.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位が、前記ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、または9個のヌクレオチド内にある、YA修飾、
    xi.5’末端修飾以外の2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、および
    xii.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾のうちの1つ以上を含み、前記ガイド領域YA部位の前記修飾が、前記ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、請求項1〜101のいずれか一項に記載のgRNA。
  103. YA修飾を含み、前記修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、ENA、UNA、イノシン、またはPSを含む、請求項1〜102のいずれか一項に記載のgRNA。
  104. YA修飾を含み、前記修飾が、ジヌクレオチドモチーフの構造を変化させて、RNAエンドヌクレアーゼ活性を低減する、請求項1〜103のいずれか一項に記載のgRNA。
  105. YA修飾を含み、前記修飾が、RNaseによるYA部位の認識もしくは切断を妨げ、かつ/またはRNA構造を安定化させる、請求項1〜104のいずれか一項に記載のgRNA。
  106. YA修飾を含み、前記修飾が、
    i.2’−O−アルキル、2’−F、2’−moe、2’−Fアラビノース、および2’−H(デオキシリボース)から選択されるリボース修飾、
    ii.LNA、BNA、およびENA等の二環式リボース類似体、
    iii.非ロックド核酸修飾、
    iv.イノシン、シュードウリジン、および5’−メチルシトシン等の塩基修飾、ならびに
    v.ホスホロチオエート等のヌクレオシド間結合修飾のうちの1つ以上を含む、請求項1〜105のいずれか一項に記載のgRNA。
  107. 1つ以上の保存領域YA部位におけるYA修飾を含む、請求項1〜106のいずれか一項に記載のgRNA。
  108. 保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、請求項1〜107のいずれか一項に記載のgRNA。
  109. 保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、請求項1〜108のいずれか一項に記載のgRNA。
  110. 保存領域YA部位1のYA修飾を含む、請求項1〜109のいずれか一項に記載のgRNA。
  111. 保存領域YA部位2のYA修飾を含む、請求項1〜110のいずれか一項に記載のgRNA。
  112. 保存領域YA部位3のYA修飾を含む、請求項1〜111のいずれか一項に記載のgRNA。
  113. 保存領域YA部位4のYA修飾を含む、請求項1〜112のいずれか一項に記載のgRNA。
  114. 保存領域YA部位5のYA修飾を含む、請求項1〜113のいずれか一項に記載のgRNA。
  115. 保存領域YA部位6のYA修飾を含む、請求項1〜114のいずれか一項に記載のgRNA。
  116. 保存領域YA部位7のYA修飾を含む、請求項1〜115のいずれか一項に記載のgRNA。
  117. 保存領域YA部位8のYA修飾を含む、請求項1〜116のいずれか一項に記載のgRNA。
  118. 保存領域YA部位9のYA修飾を含む、請求項1〜117のいずれか一項に記載のgRNA。
  119. 保存領域YA部位10のYA修飾を含む、請求項1〜118のいずれか一項に記載のgRNA。
  120. i.保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、および4のYA修飾、
    iii.保存領域YA部位2、3、および10のYA修飾、
    iv.保存領域YA部位2、4、および10のYA修飾、
    v.保存領域YA部位3、4、および10のYA修飾、
    vi.保存領域YA部位2および10のYA修飾、
    vii.保存領域YA部位2および4のYA修飾、
    viii.保存領域YA部位2および3のYA修飾、
    ix.保存領域YA部位3および4のYA修飾、
    x.保存領域YA部位3および10のYA修飾、
    xi.保存領域YA部位4および10のYA修飾、
    xii.保存領域YA部位1および5のYA修飾、
    xiii.保存領域YA部位1および6のYA修飾、
    xiv.保存領域YA部位1および7のYA修飾、
    xv.保存領域YA部位1および8のYA修飾、
    xvi.保存領域YA部位1および9のYA修飾、
    xvii.保存領域YA部位8および5のYA修飾、
    xviii.保存領域YA部位8および6のYA修飾、
    xix.保存領域YA部位8および7のYA修飾、ならびに
    xx.保存領域YA部位8および9のYA修飾のうちの1つ以上を含み、
    xxi.任意選択により、前記sgRNAが、保存領域YA部位2、3、4、および/または10のYA修飾をさらに含む、請求項1〜119のいずれか一項に記載のgRNA。
  121. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、請求項1〜120のいずれか一項に記載のgRNA。
  122. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、請求項1〜121のいずれか一項に記載のgRNA。
  123. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、請求項1〜122のいずれか一項に記載のgRNA。
  124. 前記gRNAが、以下のヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13個、または全てにおける修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、2’−H、イノシン、またはホスホロチオエート修飾である、請求項1〜123のいずれか一項に記載のgRNA。
  125. 前記短いsgRNAが、ヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、2’−H、イノシン、またはホスホロチオエート修飾である、請求項1〜124のいずれか一項に記載のgRNA。
  126. 2’−OMe修飾が、ヌクレオチド6〜11および13末端における前記ガイド領域に存在しない、請求項124または125に記載のgRNA。
  127. 2’−フルオロ修飾が、ヌクレオチド1〜7、15、16、および19末端における前記ガイド領域に存在しない、請求項124〜126のいずれか一項に記載のgRNA。
  128. ホスホロチオエート修飾が、ヌクレオチド4、5、11〜14、17、および18における前記ガイド領域内に存在しない、請求項124〜127のいずれか一項に記載のgRNA。
  129. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド20を含む、請求項124〜128のいずれか一項に記載のgRNA。
  130. 前記ガイド領域が、20個のヌクレオチドからなる、請求項124〜129のいずれか一項に記載のgRNA。
  131. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における修飾を含む、請求項124〜130のいずれか一項に記載のgRNA。
  132. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における修飾を含む、請求項124〜131のいずれか一項に記載のgRNA。
  133. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15における修飾を含む、請求項124〜132のいずれか一項に記載のgRNA。
  134. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16における修飾を含む、請求項124〜133のいずれか一項に記載のgRNA。
  135. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19における修飾を含む、請求項124〜134のいずれか一項に記載のgRNA。
  136. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド5が、非修飾である、請求項124〜130または132〜135のいずれか一項に記載のgRNA。
  137. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド12が、非修飾である、請求項124〜131または133〜136のいずれか一項に記載のgRNA。
  138. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド15が、非修飾である、請求項124〜132または134〜137のいずれか一項に記載のgRNA。
  139. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド16が、非修飾である、請求項124〜133または135〜138のいずれか一項に記載のgRNA。
  140. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド19が、非修飾である、請求項124〜134または136〜139のいずれか一項に記載のgRNA。
  141. 前記短いsgRNAが、以下:
    i.ヌクレオチド1における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    ii.ヌクレオチド2における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    iii.ヌクレオチド3における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    iv.ヌクレオチド4における2’−OMe修飾、
    v.ヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、
    vi.ヌクレオチド7におけるホスホロチオエート修飾、
    vii.ヌクレオチド8における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    viii.ヌクレオチド9における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    ix.ヌクレオチド10における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    x.ヌクレオチド11における2’−フルオロ修飾、
    xi.ヌクレオチド13における2’−フルオロ修飾、
    xii.ヌクレオチド14における2’−フルオロ修飾、
    xiii.ヌクレオチド17における2’−フルオロ修飾、ならびに
    xiv.ヌクレオチド18における2’−フルオロ修飾のうちの1つ以上を含むガイド領域を含む、請求項124〜140のいずれか一項に記載のgRNA。
  142. 前記ガイド領域が、請求項1〜141のいずれか一項に記載の修飾の各々を含む、請求項124〜141のいずれか一項に記載のgRNA。
  143. 前記ガイド領域が、以下:
    i.ヌクレオチド5および6がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド5における2’−OMe修飾、
    ii.ヌクレオチド12および13がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド12における2’−OMe修飾、
    iii.ヌクレオチド15および16がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾、
    iv.ヌクレオチド16および17がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾、ならびに
    v.ヌクレオチド19および20がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド19におけるホスホロチオエートまたは2’−フルオロ修飾のうち少なくとも1、2、3、または4つを含む、請求項124〜142のいずれか一項に記載のgRNA。
  144. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾を含む、請求項124〜143のいずれか一項に記載のgRNA。
  145. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含む、請求項124〜144のいずれか一項に記載のgRNA。
  146. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項124〜145のいずれか一項に記載のgRNA。
  147. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項124〜146のいずれか一項に記載のgRNA。
  148. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項124〜147のいずれか一項に記載のgRNA。
  149. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19における2’−フルオロ修飾を含む、請求項124〜148のいずれか一項に記載のgRNA。
  150. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド15を含むか、またはヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、請求項124〜149のいずれか一項に記載のgRNA。
  151. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド16を含むか、またはヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、請求項124〜150のいずれか一項に記載のgRNA。
  152. i.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  153. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに任意選択により、
    iii.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  154. i.ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの13個のヌクレオチド内にある1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.保存領域YA部位1のうちの1つ以上におけるYA修飾、およびを含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  155. i.5’末端修飾および3’末端修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  156. i.少なくとも1つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位の前記修飾が、前記ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.保存領域YA部位1および8のうちの1つ以上におけるYA修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  157. i.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    ii.保存領域YA部位1および8におけるYA修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  158. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.H1−1およびH2−1のうちの1つ以上における修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  159. i.保存領域YA部位2、3、4、および10のうちの1つ以上におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位1、5、6、7、8、および9の1つ以上におけるYA修飾、ならびに
    iii.H1−1およびH2−1のうちの1つ以上における修飾を含む、シングルガイドRNA(sgRNA)である、ガイドRNA。
  160. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6もしくはその後に位置する1つ以上のヌクレオチドにおける修飾、例えばYA修飾、
    ii.1つ以上のガイド配列YA部位におけるYA修飾、
    iii.B3、B4、およびB5のうちの1つ以上における修飾であって、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、もしくは2’−OMe以外の修飾を含む、修飾、
    iv.LS10における修飾であって、LS10が、2’−フルオロ以外の修飾を含む、修飾、および/または
    v.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、もしくはN11における修飾、
    のうちのいずれか1つ以上を含むsgRNAである、ガイドRNAであって、
    以下:
    a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、
    b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10うちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
    c.B2、B3、B4、もしくはB5のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    d.LS1、LS8、もしくはLS10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    e.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、もしくはN17のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    f.H1−1が、修飾を含む、
    g.H2−1が、修飾を含む、または
    h.H1−2、H1−3、H1−4、H1−5、H1−6、H1−7、H1−8、H1−9、H1−10、H2−1、H2−2、H2−3、H2−4、H2−5、H2−6、H2−7、H2−8、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、もしくはH2−15のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まないのうちの少なくとも1つが当てはまる、ガイドRNA。
  161. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6もしくはその後に位置する1つ以上のヌクレオチドにおける修飾、例えばYA修飾、または
    ii.1つ以上のガイド配列YA部位におけるYA修飾、
    のうちのいずれか1つ以上を含む、ガイドRNAであって、以下:
    a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、または
    b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
    のうちの少なくとも1つが当てはまり、以下:
    c.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7〜10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    d.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20が、2’−OMe修飾を含まない、または
    e.前記ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11、12、13、14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まず、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まないのうちの少なくとも1つもまた当てはまる、ガイドRNA。
  162. N14におけるグアノシンおよび/あるいは以下:
    i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある、1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.保存領域YA部位1、5、および6のうちの1つ以上におけるYA修飾であって、YA部位6がLS12において修飾され、LS9が非修飾である場合、LS12の修飾が2’−OMe以外である、YA修飾、
    iii.LS9における修飾であって、LS9が修飾され、LS5、LS7、およびLS12が非修飾である場合、LS9の修飾が2’−フルオロ以外である、修飾、
    iv.LS12における修飾であって、LS12が修飾され、LS9が非修飾である場合、LS12の修飾が2’−OMe以外である、修飾、
    v.LS8もしくはLS11における修飾であって、LS8およびLS11の少なくとも1つが、2’−OMe以外の修飾を含む、修飾、ならびに/または
    vi.N6、N14、もしくはN17における修飾であって、N17が修飾され、N6およびN14が非修飾である場合、N17の修飾が、2’−フルオロ以外であり、2’−OMe以外である、修飾、
    のうちの1つ以上を含むsgRNAである、ガイドRNAであって、以下:
    a.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、17、もしくは18のうちの少なくとも1つが、2’−フルオロ修飾を含まない、
    b.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まない、
    c.B2、B3、B4、もしくはB5のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    d.LS1、LS8、もしくはLS10のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    e.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、もしくはN17のうちの少なくとも1つが、2’−OMe修飾を含まない、
    f.H1−1が、修飾を含む、
    g.H2−1が、修飾を含む、または
    h.H1−2、H1−3、H1−4、H1−5、H1−6、H1−7、H1−8、H1−9、H1−10、H2−1、H2−2、H2−3、H2−4、H2−5、H2−6、H2−7、H2−8、H2−9、H2−10、H2−11、H2−12、H2−13、H2−14、もしくはH2−15のうちの少なくとも1つが、ホスホロチオエート結合を含まないのうちの少なくとも1つが当てはまる、ガイドRNA。
  163. i.1、2、3、4、もしくは5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.1、2、3、4、もしくは5つのガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、少なくとも1つのガイド領域YA部位の前記修飾が、前記sgRNAの任意の5’末端修飾と異なる、YA修飾、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    v.前記ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある1つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    vi.5’末端修飾以外のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
    vii.ガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位の前記修飾が、前記ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾、を含む、請求項161または162に記載のgRNA。
  164. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iii.前記ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iv.5’末端修飾以外の2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
    v.2つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位の前記修飾が、前記ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾、を含む、
    請求項163に記載のgRNA。
  165. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8もしくはその後にある3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド5末端、6末端、7末端、8末端、9末端、もしくは10末端内にある3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iii.前記ガイド領域の3’末端部ヌクレオチドの17、16、15、14、13、12、11、10、もしくは9個のヌクレオチド内にある3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、
    iv.5’末端修飾以外の3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾、または
    v.3つ以上のガイド領域YA部位におけるYA修飾であって、前記ガイド領域YA部位の前記修飾が、前記ガイド領域YA部位の5’側に位置する少なくとも1個のヌクレオチドが含まない修飾を含む、YA修飾、を含む、
    請求項163に記載のgRNA。
  166. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜165のいずれか一項に記載のgRNA。
  167. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜166のいずれか一項に記載のgRNA。
  168. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜167のいずれか一項に記載のgRNA。
  169. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜168のいずれか一項に記載のgRNA。
  170. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜169のいずれか一項に記載のgRNA。
  171. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜170のいずれか一項に記載のgRNA。
  172. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜171のいずれか一項に記載のgRNA。
  173. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜172のいずれか一項に記載のgRNA。
  174. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜173のいずれか一項に記載のgRNA。
  175. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜174のいずれか一項に記載のgRNA。
  176. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド16における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜175のいずれか一項に記載のgRNA。
  177. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜176のいずれか一項に記載のgRNA。
  178. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜177のいずれか一項に記載のgRNA。
  179. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド19における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜178のいずれか一項に記載のgRNA。
  180. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20における少なくとも1つのYA修飾を含む、請求項161〜179のいずれか一項に記載のgRNA。
  181. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、または8つが、YA修飾を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、またはPSを含む、請求項161〜180のいずれか一項に記載のgRNA。
  182. 前記修飾が、2’−フルオロである、請求項181に記載のgRNA。
  183. 前記修飾が、2’−OMeまたは2’−Hである、請求項181に記載のgRNA。
  184. 前記修飾が、PSである、請求項181に記載のgRNA。
  185. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの少なくとも1、2、3、4、または5つが、YA修飾を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−OMe、イノシン、またはPSを含む、請求項161〜184のいずれか一項に記載のgRNA。
  186. 前記修飾が、PSである、請求項185に記載のgRNA。
  187. 前記修飾が、2’−フルオロまたは2’−Hである、請求項185に記載のgRNA。
  188. 前記修飾が、2’−OMeである、請求項185に記載のgRNA。
  189. 以下:
    i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、前記YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1つ以上における2’−フルオロ以外の修飾である、YA修飾、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの1つ以上におけるPS以外のYA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10における1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、任意選択により、前記修飾がPS修飾である、YA修飾、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18における1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10における2’−フルオロ以外の修飾である、YA修飾、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18の各々におけるPS以外のYA修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10における1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、前記修飾が、任意選択によりPS修飾である、YA修飾、
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18における1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、前記YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちのいずれか1つにおける1つ以上のPS修飾である、YA修飾、
    vi.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちのいずれか1つにおける少なくとも1つの2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、前記修飾が、任意選択によりPS修飾である、YA修飾、
    vii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18のうちの1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つのYA修飾であって、前記YA修飾が、任意選択により2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10の各々におけるPS修飾である、YA修飾、または
    viii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13〜14、および17〜18の各々における2’−フルオロ修飾、ならびに5’末端の5’末端からのヌクレオチド6〜10のうちの1、2、3、4、もしくは5つのYA修飾であって、前記修飾が、任意選択によりPS修飾である、YA修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜188のいずれか一項に記載のgRNA。
  190. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−フルオロ修飾もしくはPS修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−フルオロ修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−OMe修飾もしくはPS修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、PS修飾を含む第1の修飾YA部位および2’−OMe修飾もしくは2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、YA修飾を含む、少なくとも2、3、もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第3の修飾YA部位を含む、少なくとも3もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    vi.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第3の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第4の修飾YA部位を含む、少なくとも3もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    vii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、YA修飾を含む、少なくとも3もしくは4つの修飾YA部位を含む、
    viii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、2’−OMe修飾を含む第1の修飾YA部位、2’−フルオロ修飾を含む第2の修飾YA部位、PS修飾を含む第3の修飾YA部位、およびPS修飾を含む第4の修飾YA部位を含む、少なくとも4つの修飾YA部位を含むか、または
    ix.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜40が、YA修飾を含む、少なくとも4つの修飾YA部位を含む、請求項161〜189のいずれか一項に記載のgRNA。
  191. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、少なくとも5つの修飾YA部位を含む、請求項161〜190のいずれか一項に記載のgRNA。
  192. 前記少なくとも5つの修飾YA部位が、PS修飾を含む第5の修飾YA部位を含み、任意選択により、前記第3の修飾YA部位が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項161〜191のいずれか一項に記載のgRNA。
  193. 前記少なくとも5つの修飾YA部位のうちの前記第1、第2、ならびに(該当する場合には)第3、第4、および第5が、5’から3’方向に配置されている、請求項161〜192のいずれか一項に記載のgRNA。
  194. 前記少なくとも5つの修飾YA部位の前記第1、第2、ならびに(該当する場合には)第3、第4、および第5が、5’から3’方向に配置されていない、請求項161〜193のいずれか一項に記載のgRNA。
  195. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜20が、デオキシリボヌクレオチドを含む少なくとも2、3、4、または5つの修飾YA部位を含み、任意選択により、前記デオキシリボヌクレオチドが、前記YA部位のピリミジンである、請求項161〜194のいずれか一項に記載のgRNA。
  196. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11のうちの少なくとも1、2、3、もしくは4つが、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含み、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、もしくは8つが、YA修飾を含み、任意選択により、前記YA修飾が、ヌクレオチド8〜11に存在する場合には2’−OMeであり、ヌクレオチド13、14、17、もしくは18に存在する場合には2’−フルオロであり、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17および18のうちの少なくとも一方もしくは両方が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17および18のうちの少なくとも一方もしくは両方が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含むか、または
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、もしくは13個が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、YA修飾を含む、請求項161〜195のいずれか一項に記載のgRNA。
  197. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜10の少なくとも1、2、3、4、5、または6つが、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、請求項161〜196のいずれか一項に記載のgRNA。
  198. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4〜10が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、請求項161〜197のいずれか一項に記載のgRNA。
  199. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1つが、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含む、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも2つが、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含むか、または
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3の各々が、任意選択により2’−OMe修飾である、5’保護末端修飾を含む、請求項161〜198のいずれか一項に記載のgRNA。
  200. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチドヌクレオチド11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、または5つが、任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端修飾を含む、請求項161〜199のいずれか一項に記載のgRNA。
  201. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、請求項161〜200のいずれか一項に記載のgRNA。
  202. 5’末端部からのヌクレオチド16が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、請求項161〜200のいずれか一項に記載のgRNA。
  203. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド3が、非修飾であるか、またはホスホロチオエートのみにより修飾されている、請求項1〜202のいずれか一項に記載のgRNA。
  204. CrRNAまたはdgRNAである、請求項161〜203のいずれか一項に記載のgRNA。
  205. sgRNAである、請求項161〜203のいずれか一項に記載のgRNA。
  206. 短いsgRNAである、請求項161〜203のいずれか一項に記載のgRNA。
  207. 保存領域YA部位1のYA修飾を含む、請求項205または206のいずれか一項に記載のgRNA。
  208. 保存領域YA部位2のYA修飾を含む、請求項205〜207のいずれか一項に記載のgRNA。
  209. 保存領域YA部位3のYA修飾を含む、請求項205〜208のいずれか一項に記載のgRNA。
  210. 保存領域YA部位4のYA修飾を含む、請求項205〜209のいずれか一項に記載のgRNA。
  211. 保存領域YA部位5のYA修飾を含む、請求項205〜210のいずれか一項に記載のgRNA。
  212. 保存領域YA部位6のYA修飾を含む、請求項205〜211のいずれか一項に記載のgRNA。
  213. 保存領域YA部位7のYA修飾を含む、請求項205〜212のいずれか一項に記載のgRNA。
  214. 保存領域YA部位8のYA修飾を含む、請求項205〜213のいずれか一項に記載のgRNA。
  215. 保存領域YA部位9のYA修飾を含む、請求項205〜214のいずれか一項に記載のgRNA。
  216. 保存領域YA部位10のYA修飾を含む、請求項205〜215のいずれか一項に記載のgRNA。
  217. i.保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾、
    ii.保存領域YA部位2、3、および4のYA修飾、
    iii.保存領域YA部位2、3、および10のYA修飾、
    iv.保存領域YA部位2、4、および10のYA修飾、
    v.保存領域YA部位3、4、および10のYA修飾、
    vi.保存領域YA部位2および10のYA修飾、
    vii.保存領域YA部位2および4のYA修飾、
    viii.保存領域YA部位2および3のYA修飾、
    ix.保存領域YA部位3および4のYA修飾、
    x.保存領域YA部位3および10のYA修飾、または
    xi.保存領域YA部位4および10のYA修飾を含む、請求項205〜216のいずれか一項に記載のgRNA。
  218. i.保存領域YA部位1および5のYA修飾、
    ii.保存領域YA部位1および6のYA修飾、
    iii.保存領域YA部位1および7のYA修飾、
    iv.保存領域YA部位1および8のYA修飾、
    v.保存領域YA部位1および9のYA修飾、
    vi.保存領域YA部位8および5のYA修飾、
    vii.保存領域YA部位8および6のYA修飾、
    viii.保存領域YA部位8および7のYA修飾、または
    ix.保存領域YA部位8および9のYA修飾、を含み、
    任意選択により、前記sgRNAが、保存領域YA部位2、3、4、および10のYA修飾をさらに含む、請求項205〜217のいずれか一項に記載のgRNA。
  219. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜218のいずれか一項に記載のgRNA。
  220. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜219のいずれか一項に記載のgRNA。
  221. 少なくとも1つの修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、請求項205〜220のいずれか一項に記載のgRNA。
  222. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜221のいずれか一項に記載のgRNA。
  223. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜222のいずれか一項に記載のgRNA。
  224. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、PS修飾を含む、請求項205〜223のいずれか一項に記載のgRNA。
  225. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾YA部位が、2’位置における、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、リボース修飾を含み、任意選択により、2’−Oアルキル、2’−H、および2’−フルオロ修飾から選択される、請求項205〜224のいずれか一項に記載のgRNA。
  226. i.保存領域YA部位1および8が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−フルオロ修飾を含む、
    ii.保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
    iii.保存領域YA部位1が、2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
    iv.保存領域YA部位8が、2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
    v.保存領域YA部位1が、前記YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含み、前記YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
    vi.保存領域YA部位8が、前記YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含み、前記YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、
    vii.保存領域YA部位1および8が、2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、または
    viii.保存領域YA部位1および8が、前記YA部位のピリミジンにおける2’−フルオロ修飾を含み、保存領域YA部位5および6、5および7、5および9、6および7、6および9、5、6、および7、5、6、および9、6、7、および9、もしくは5、6、7、および9が、任意選択により前記YA部位のピリミジンにおける、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜225のいずれか一項に記載のgRNA。
  227. 保存領域YA部位7および9が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、請求項205〜226のいずれか一項に記載のgRNA。
  228. 保存領域YA部位5、6、7、および9が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含む、請求項205〜227のいずれか一項に記載のgRNA。
  229. 保存領域YA部位8が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜228のいずれか一項に記載のgRNA。
  230. 保存領域YA部位8が、デオキシリボヌクレオチド修飾を含む、請求項205〜229のいずれか一項に記載のgRNA。
  231. 保存領域YA部位8が、塩基置換によって排除され、任意選択により、前記塩基置換が、YA部位8のウラシルを排除し、さらに任意選択により、前記塩基置換が、ウラシルのグアニンへの置換である、請求項205〜230のいずれか一項に記載のgRNA。
  232. 保存領域YA部位1が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜231のいずれか一項に記載のgRNA。
  233. 保存領域YA部位1が、PS修飾を含む、請求項205〜232のいずれか一項に記載のgRNA。
  234. LS5、LS7、LS8、LS9、LS10、LS11、およびLS12のうちの1、2、3、4、5、6、または7つが、修飾を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−フルオロおよび/または2’−OMe修飾である、請求項205〜233のいずれか一項に記載のgRNA。
  235. LS5、LS7、LS9、およびLS11における修飾が、存在する場合、2’−フルオロ修飾を含み、任意選択により、LS5、LS7、LS9、およびLS11の各々が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜234のいずれか一項に記載のgRNA。
  236. LS8、LS10、およびLS12における修飾が、存在する場合、2’−OMe修飾を含み、任意選択により、LS8、LS10、およびLS12の各々が、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜235のいずれか一項に記載のgRNA。
  237. N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17のうちの1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個が、任意選択により2’−OMe修飾である、修飾を含む、請求項205〜236のいずれか一項に記載のgRNA。
  238. H2−2が、修飾を含み、任意選択により、H2が、さもなくば非修飾である、請求項205〜237のいずれか一項に記載のgRNA。
  239. H2−2が、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜238のいずれか一項に記載のgRNA。
  240. US3、US9、およびUS12が、修飾を含み、任意選択により、前記USが、さもなくば非修飾である、請求項205〜239のいずれか一項に記載のgRNA。
  241. US3、US9、およびUS12が、2’−OMe修飾を含む、請求項205〜240のいずれか一項に記載のgRNA。
  242. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10が、PS修飾を含み、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜241のいずれか一項に記載のgRNA。
  243. 各ガイド領域YA部位が、任意選択により5’末端部の5’末端からのヌクレオチド15および/または16を除き、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜242のいずれか一項に記載のgRNA。
  244. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4、8、および11が、YA修飾を含み、任意選択により、ヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含み、ヌクレオチド8および11が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項205〜243のいずれか一項に記載のgRNA。
  245. 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個またはそれ以上の修飾YA部位が、前記YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、請求項205〜244のいずれか一項に記載のgRNA。
  246. 1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾保存領域YA部位が、前記YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、請求項245に記載のgRNA。
  247. 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15個またはそれ以上の修飾YA部位が、前記YA部位のアデニン位置におけるYA修飾を含む、請求項205〜246のいずれか一項に記載のgRNA。
  248. 1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の修飾保存領域YA部位が、前記YA部位のアデニン位置におけるYA部位修飾を含む、請求項247に記載のgRNA。
  249. i.H1−1の修飾、
    ii.H2−1の修飾、または
    iii.H1−1およびH2−1の修飾を含む、請求項205〜248のいずれか一項に記載のgRNA。
  250. H1−1および/またはH2−1が、2’−OMe修飾を含む、請求項249に記載のgRNA。
  251. H1−1および/またはH2−1が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項250に記載のgRNA。
  252. H1−1および/またはH2−1が、PS修飾を含む、請求項251に記載のgRNA。
  253. B3における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、請求項205〜252のいずれか一項に記載のgRNA。
  254. B4における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、請求項205〜253のいずれか一項に記載のgRNA。
  255. B5における修飾を含み、任意選択により、B6が、2’−OMe修飾を含まないか、または2’−OMe以外の修飾を含む、請求項205〜254のいずれか一項に記載のgRNA。
  256. LS10における修飾を含み、任意選択により、LS10が、2’−フルオロ以外の修飾を含む、請求項205〜255のいずれか一項に記載のgRNA。
  257. N2における修飾を含む、請求項205〜256のいずれか一項に記載のgRNA。
  258. N3における修飾を含む、請求項205〜257のいずれか一項に記載のgRNA。
  259. N4における修飾を含む、請求項205〜258のいずれか一項に記載のgRNA。
  260. N5における修飾を含む、請求項205〜259のいずれか一項に記載のgRNA。
  261. N6における修飾を含む、請求項205〜260のいずれか一項に記載のgRNA。
  262. N7における修飾を含む、請求項205〜261のいずれか一項に記載のgRNA。
  263. N10における修飾を含む、請求項205〜262のいずれか一項に記載のgRNA。
  264. N11における修飾を含む、請求項205〜263のいずれか一項に記載のgRNA。
  265. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    vi.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    vii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
    viii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18が、2’−フルオロ修飾を含まない、請求項205〜264のいずれか一項に記載のgRNA。
  266. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−フルオロ修飾を含まない、請求項205〜265のいずれか一項に記載のgRNA。
  267. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、ホスホロチオエート結合を含まない、および/または
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、ホスホロチオエート結合を含まない、請求項205〜266のいずれか一項に記載のgRNA。
  268. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド7が、2’−OMe修飾を含まない、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8が、2’−OMe修飾を含まない、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド9が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド10が、2’−OMe修飾を含まない、請求項205〜267のいずれか一項に記載のgRNA。
  269. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド20が、2’−OMe修飾を含まない、請求項205〜268のいずれか一項に記載のgRNA。
  270. 前記ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜11および13〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まない、請求項205〜269のいずれか一項に記載のgRNA。
  271. 前記ガイドRNAが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちのいずれか1つ以上における2’−フルオロ修飾を含み、
    i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド11が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド12が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド13が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    iv.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド14が、2’−フルオロ修飾を含まない、
    v.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド17が、2’−フルオロ修飾を含まない、および/または
    vi.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド18が、2’−フルオロ修飾を含まない、請求項205〜270のいずれか一項に記載のgRNA。
  272. i.B2が、2’−OMe修飾を含まない、
    ii.B3が、2’−OMe修飾を含まない、
    iii.B4が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
    iv.B5が、2’−OMe修飾を含まない、請求項205〜271のいずれか一項に記載のgRNA。
  273. i.LS1が、2’−OMe修飾を含まない、
    ii.LS8が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
    iii.LS10が、2’−OMe修飾を含まない、請求項205〜272のいずれか一項に記載のgRNA。
  274. i.N2が、2’−OMe修飾を含まない、
    ii.N3が、2’−OMe修飾を含まない、
    iii.N4が、2’−OMe修飾を含まない、
    iv.N5が、2’−OMe修飾を含まない、
    v.N6が、2’−OMe修飾を含まない、
    vi.N7が、2’−OMe修飾を含まない、
    vii.N10が、2’−OMe修飾を含まない、
    viii.N11が、2’−OMe修飾を含まない、
    ix.N16が、2’−OMe修飾を含まない、および/または
    x.N17が、2’−OMe修飾を含まない、請求項205〜273のいずれか一項に記載のgRNA。
  275. i.H1−2が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    ii.H1−3が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    iii.H1−4が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    iv.H1−5が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    v.H1−6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    vi.H1−7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    vii.H1−8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    viii.H1−9が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    ix.H1−10が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    x.H2−1が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xi.H2−2が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xii.H2−3が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xiii.H2−4が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xiv.H2−5が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xv.H2−6が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xvi.H2−7が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xvii.H2−8が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xviii.H2−9が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xix.H2−10が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xx.H2−11が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xxi.H2−12が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xxii.H2−13が、ホスホロチオエート結合を含まない、
    xxiii.H2−14が、ホスホロチオエート結合を含まない、および/または
    xxiv.H2−15が、ホスホロチオエート結合を含まない、請求項205〜274のいずれか一項に記載のgRNA。
  276. i.任意選択によりPS修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10、
    ii.任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18、ならびに
    iii.任意選択により2’−OMe修飾であるか、または保存領域YA部位1もしくは8である、H1−1およびH2−1、における修飾を含むsgRNAである、gRNA。
  277. i.任意選択により2’−OMe修飾である、保存領域YA部位1、5、6、7、および9、ならびに
    ii.任意選択により2’−フルオロ修飾である、保存領域YA部位8、におけるYA修飾を含むsgRNAである、gRNA。
  278. 4つのガイド領域YA部位におけるYA修飾を含むgRNAであって、前記YA部位の少なくとも1つが、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8またはその後にあり、
    i.前記第1のYA部位が、2’−OMe修飾を含み、
    ii.前記第2のYA部位が、2’−フルオロ修飾を含み、
    iii.前記第3のYA部位が、2’−フルオロまたはPS修飾を含み、および
    iv.前記第4のYA部位が、PS修飾を含み、
    任意選択により、前記第1、第2、第3、および第4のYA部位が、5’から3’の方向に配置されている、gRNA。
  279. 前記第3のYA部位が、PS修飾を含む、請求項278に記載のgRNA。
  280. 前記第3のYA部位が、2’−フルオロ修飾を含む、請求項278または279に記載のgRNA。
  281. 任意選択により前記第4のYA部位の3’である、PS修飾を含む第5のYA部位をさらに含む、請求項278〜280のいずれか一項に記載のgRNA。
  282. 保存領域YA部位1、5、6、7、および9が、任意選択により2’−OMe修飾である、YA修飾を含み、保存領域YA部位8が、任意選択により2’−フルオロ修飾である、修飾を含む、請求項205〜281のいずれか一項に記載のgRNA。
  283. i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4であって、前記YA修飾が、任意選択により2’−OMe修飾である、ヌクレオチド4、
    ii.任意選択によりPS修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10、
    iii.任意選択により2’−フルオロ修飾である、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18、
    iv.任意選択により2’−フルオロ修飾である、LS5、LS7、LS9、およびLS11、
    v.任意選択により2’−OMe修飾である、LS8、LS10、およびLS12、
    vi.任意選択により2’−OMe修飾である、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17、ならびに
    vii.任意選択により2’−フルオロ修飾であるN14、におけるYA修飾を含むsgRNAである、gRNA。
  284. 以下:
    i.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、
    ii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド6〜10が、PS修飾を含む、
    iii.5’末端部の5’末端からのヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18が、2’−フルオロ修飾を含む、
    iv.LS5、LS7、LS9、およびLS11が、2’−フルオロ修飾を含む、
    v.LS8、LS10、およびLS12が、2’−OMe修飾を含む、
    vi.N2、N3、N4、N5、N6、N7、N10、N11、N16、およびN17が、2’−OMe修飾を含む、および
    vii.N14が、2’−フルオロ修飾を含むのうちの1つ以上が当てはまる、請求項161〜のいずれか一項に記載のgRNA。
  285. 少なくとも1つのYA修飾が、前記YA部位のピリミジン位置の修飾を含む、請求項161〜284のいずれか一項に記載のgRNA。
  286. 少なくとも1つのYA修飾が、前記YA部位のアデニン位置の修飾を含む、請求項161〜285のいずれか一項に記載のgRNA。
  287. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、前記YA部位のピリミジン位置におけるYA修飾を含む、請求項161〜286のいずれか一項に記載のgRNA。
  288. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、前記YA部位のアデニン位置におけるYA修飾を含む、請求項161〜287のいずれか一項に記載のgRNA。
  289. 少なくとも1つのYA修飾が、2’−OMe修飾を含む、請求項161〜288のいずれか一項に記載のgRNA。
  290. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のYA部位が、2’−OMe修飾を含む、請求項161〜289のいずれか一項に記載のgRNA。
  291. 各修飾保存領域YA部位が、前記YA部位のピリミジン位置における修飾を含む、請求項161〜290のいずれか一項に記載のgRNA。
  292. 各修飾ガイド領域YA部位、または各修飾保存領域およびガイド領域YA部位が、前記YA部位のピリミジン位置における修飾を含む、請求項161〜291のいずれか一項に記載のgRNA。
  293. 各修飾保存領域YA部位が、前記YA部位のアデニン位置における修飾を含む、請求項161〜292のいずれか一項に記載のgRNA。
  294. 各修飾ガイド領域YA部位、または各修飾保存領域およびガイド領域YA部位が、前記YA部位のアデニン位置における修飾を含む、請求項161〜293のいずれか一項に記載のgRNA。
  295. LS5における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜294のいずれか一項に記載のgRNA。
  296. LS7における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜295のいずれか一項に記載のgRNA。
  297. LS9における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、LS9が修飾され、LS5、LS7、およびLS12が非修飾である場合、LS9の修飾が2’−フルオロ以外である、請求項161〜296のいずれか一項に記載のgRNA。
  298. LS12における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、LS12が修飾され、LS9が非修飾である場合、LS12の修飾が2’−OMe以外である、請求項161〜297のいずれか一項に記載のgRNA。
  299. 二次構造を安定化させる少なくとも1つのYA修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、前記二次構造が、前記下部ステムである、請求項161〜298のいずれか一項に記載のgRNA。
  300. LS8および/またはLS11の少なくとも1つの修飾を含むsgRNAであり、LS8および/またはLS11の前記修飾が二次構造を安定化させる、請求項161〜299のいずれか一項に記載のgRNA。
  301. i.ENA、
    ii.LNA、または
    iii.二環式リボース修飾から選択される二次構造を安定化させるYA修飾を含む、請求項161〜300のいずれか一項に記載のgRNA。
  302. N6における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜301のいずれか一項に記載のgRNA。
  303. N14における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜302のいずれか一項に記載のgRNA。
  304. N17における修飾を含むsgRNAであり、任意選択により、N17が修飾され、N6およびN14が非修飾である場合、N17の修飾が、2’−フルオロ以外および2’−OMe以外である、請求項161〜303のいずれか一項に記載のgRNA。
  305. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1、2、または3つが、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜304のいずれか一項に記載のgRNA。
  306. 前記gRNAがsgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1、2、または3つが、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜305のいずれか一項に記載のgRNA。
  307. 前記gRNAがsgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、PS修飾を含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、請求項161〜306のいずれか一項に記載のgRNA。
  308. 前記gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン2が、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、ヘアピン1およびヘアピン2の1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、請求項161〜307のいずれか一項に記載のgRNA。
  309. 前記gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン1およびヘアピン2が、デオキシリボヌクレオチドを含み、任意選択により、ヘアピン1およびヘアピン2の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、請求項161〜308のいずれか一項に記載のgRNA。
  310. 前記gRNAが、sgRNAであり、ヘアピン1の開始から前記sgRNAの3’末端までの1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドであり、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド1〜3が、デオキシリボヌクレオチドである、請求項161〜309のいずれか一項に記載のgRNA。
  311. 前記gRNAが、sgRNAであり、前記上部ステムが、デオキシリボヌクレオチドを含む、請求項161〜310のいずれか一項に記載のgRNA。
  312. 前記gRNAが、sgRNAであり、前記上部ステムの1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドの全てまたはほぼ全てが、デオキシリボヌクレオチドである、請求項161〜311のいずれか一項に記載のgRNA。
  313. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1、2、または3つが、ENAを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜312のいずれか一項に記載のgRNA。
  314. 前記gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜4のうちの少なくとも1、2、または3つが、ENAを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜313のいずれか一項に記載のgRNA。
  315. 5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3のうちの少なくとも1、2、または3つが、UNAを含み、任意選択により、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜314のいずれか一項に記載のgRNA。
  316. 前記gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜4のうちの少なくとも1、2、または3つが、UNAを含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド2〜3が、PS修飾を含む、請求項161〜315のいずれか一項に記載のgRNA。
  317. 前記gRNAが、sgRNAであり、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、PS修飾を含み、任意選択により、3’末端部の3’末端からのヌクレオチド4が、2’−OMe修飾を含む、請求項161〜316のいずれか一項に記載のgRNA。
  318. 前記gRNAが、3’末端修飾を含むsgRNAである、請求項161〜317のいずれか一項に記載のgRNA。
  319. 3’末端修飾を含むsgRNAであり、前記3’末端修飾が、保護3’末端修飾である、請求項161〜318のいずれか一項に記載のgRNA。
  320. 前記gRNAが、3’テールを含むsgRNAである、請求項161〜319のいずれか一項に記載のgRNA。
  321. 前記3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のヌクレオチドを含む、請求項320に記載のgRNA。
  322. 前記3’テールが、約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜7、1〜10、少なくとも1〜5、少なくとも1〜3、少なくとも1〜4、少なくとも1〜5、少なくとも1〜5、少なくとも1〜7、または少なくとも1〜10個のヌクレオチドを含む、請求項320に記載のgRNA。
  323. 前記ヘアピン領域における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜322のいずれか一項に記載のgRNA。
  324. 3’末端修飾および前記ヘアピン領域における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜323のいずれか一項に記載のgRNA。
  325. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、請求項323または324に記載のgRNA。
  326. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項323〜325のいずれか一項に記載のgRNA。
  327. 前記ヘアピン領域における前記修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項323〜326のいずれか一項に記載のgRNA。
  328. 3’および/または5’保護末端修飾(複数可)を含む、請求項161〜327のいずれか一項に記載のgRNA。
  329. 前記3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチド、2’−O−(2−メトキシエチル)(2’−O−moe)修飾ヌクレオチド、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチド、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、またはそれらの組み合わせから選択される修飾ヌクレオチドを含む、請求項328に記載のgRNA。
  330. 前記3’および/または5’末端修飾が、2’−O−メチル(2’−O−Me)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項328または329に記載のgRNA。
  331. 前記3’および/または5’末端修飾が、2’−フルオロ(2’−F)修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項328または329に記載のgRNA。
  332. 前記3’および/または5’末端修飾が、ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合を含むかまたはさらに含む、請求項328または329に記載のgRNA。
  333. 前記3’および/または5’末端修飾が、反転した脱塩基修飾ヌクレオチドを含むかまたはさらに含む、請求項328または329に記載のgRNA。
  334. 前記gRNAがsgRNAであり、前記sgRNAが、3’末端修飾を含む場合、前記3’末端修飾が、
    i.最後の7、6、5、4、3、2、または1個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜333のいずれか一項いずれか一項に記載のgRNA。
  335. 前記3’末端修飾が、1〜7、1〜5、1〜4、または2〜4個のヌクレオチドの修飾を含む、請求項334に記載のgRNA。
  336. 前記gRNAが、3’末端修飾を含むsgRNAであり、前記3’末端修飾が、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
    vi.ENA、UNA、および/またはDNA、ならびに
    vii.またはそれらの組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項161〜335のいずれか一項に記載のgRNA。
  337. 前記gRNAが、3’テールを含むsgRNAであり、前記3’テールが、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
    vi.ENA、UNA、および/またはDNA、ならびに
    vii.またはそれらの組み合わせのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜336のいずれか一項に記載のgRNA。
  338. 前記3’末端修飾が、
    i.1、2、3、4、5、6、もしくは7個のヌクレオチド間PS結合、
    ii.約1〜3、1〜5、1〜6、もしくは1〜7個のヌクレオチド間PS結合、または
    iii.各ヌクレオチド間のPS結合を含む、請求項336に記載のgRNA。
  339. 前記3’末端修飾が、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、または2’−F修飾ヌクレオチドをさらに含む、請求項326〜328のいずれか一項に記載のgRNA。
  340. 前記3’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
    i.1個のPS結合が存在し、前記結合が最後のヌクレオチドと最後から2番目のヌクレオチドとの間にある、
    ii.最後の3個のヌクレオチド間に2個のPS結合が存在する、
    iii.最後の4個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、
    iv.最後の5個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、または
    v.最後の2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10個のヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上の間にPS結合が存在する、請求項326〜329のいずれか一項に記載のgRNA。
  341. 前記3’末端修飾が、
    i.最後の1〜7個のヌクレオチドのうちの1個以上の修飾であって、前記修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせである修飾、
    ii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後のヌクレオチドの修飾、ならびに隣りのヌクレオチドおよび/もしくは前記3’テールの1番目のヌクレオチドへの任意選択による1個もしくは2個のPS結合、
    iii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後および/もしくは最後から2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    iv.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、および/もしくは最後から3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合
    v.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、および/もしくは最後から4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
    vi.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、もしくはそれらの組み合わせによる最後、最後から2番目、最後から3番目、最後から4番目、および/もしくは最後から5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、請求項336〜340のいずれか一項に記載のgRNA。
  342. 前記gRNAが、3’テールを含むsgRNAであり、前記3’テールが、前記3’テールに存在するヌクレオチドのうちのいずれか1個以上の修飾を含む、請求項161〜341のいずれか一項に記載のgRNA。
  343. 前記3’テールが、完全に修飾されている、請求項342に記載のgRNA。
  344. 前記3’テールが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、または1〜10個のヌクレオチドを含み、任意選択により、これらのヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上が修飾されている、請求項342に記載のgRNA。
  345. 前記3’末端修飾が、以下:
    i.配列番号401〜532のうちのいずれか1つに示される3’末端修飾、
    ii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける2’O−Me修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’O−Me修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の3個の連続する2’O−moe修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個の連続するPS結合、
    iii.(i)3’末端部からの5個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    iv.sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    v.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後のヌクレオチドにおける反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、および(ii)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の3個のヌクレオチドにおける3個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、
    vi.(i)3’末端部からの15個の連続した2’O−Me修飾ヌクレオチド、(ii)前記2’O−Me修飾ヌクレオチドの直ぐ5’側の5個の連続した2’−F修飾ヌクレオチド、および(iii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    vii.(i)sgRNAまたは短いsgRNAの前記保存領域の最後の20個のヌクレオチドにおける交互する2’O−Me修飾ヌクレオチドおよび2’−F修飾ヌクレオチド、ならびに(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    viii.(i)2または3個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合、
    ix.最後のヌクレオチドと最後の隣りのヌクレオチドとの間の1個のPS結合、ならびに
    x.15または20個の連続する2’O−Me修飾ヌクレオチド、および(ii)最後の3個のヌクレオチド間の3個のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項336〜344のいずれか一項に記載のgRNA。
  346. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、
    i.前記ガイド領域のヌクレオチド1〜7のうちのいずれか1個以上の修飾、
    ii.1個の修飾ヌクレオチド、
    iii.2個の修飾ヌクレオチド、
    iv.3個の修飾ヌクレオチド、
    v.4個の修飾ヌクレオチド、
    vi.5個の修飾ヌクレオチド、
    vii.6個の修飾ヌクレオチド、および
    viii.7個の修飾ヌクレオチドのうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜345のいずれか一項に記載のgRNA。
  347. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、保護5’末端修飾である、請求項161〜346のいずれか一項に記載のgRNA。
  348. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、1〜7、1〜5、1〜4、1〜3、または1〜2個のヌクレオチドの修飾を含む、請求項161〜347のいずれか一項に記載のgRNA。
  349. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、
    i.最初の7個のヌクレオチドのうちの1、2、3、4、5、6、または7個の修飾、
    ii.最初の7個のヌクレオチドのうちの約1〜3個、1〜4つ、1〜5個、1〜6個、または1〜7個の修飾、および
    iii.5’末端における1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、6番目、および/または7番目のヌクレオチドにおける修飾であって、任意選択により、前記修飾が連続している、修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜348のいずれか一項に記載のgRNA。
  350. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、
    i.ヌクレオチド間ホスホロチオエート(PS)結合、
    ii.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−O−moe修飾ヌクレオチド、
    iv.2’−F修飾ヌクレオチド、
    v.反転した脱塩基修飾ヌクレオチド
    vi.ENA、UNA、および/もしくはDNA、ならびに
    vii.それらの組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項161〜349のいずれか一項に記載のgRNA。
  351. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、
    i.1、2、3、4、5、6、および/もしくは7個のヌクレオチド間PS結合、または
    ii.約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、もしくは1〜7個のヌクレオチド間PS結合を含む、請求項161〜350のいずれか一項に記載のgRNA。
  352. 前記sgRNAが、5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、少なくとも1つの2’−O−Me、2’−O−moe、反転した脱塩基、2’−H、イノシン、または2’−F修飾ヌクレオチドを含む、請求項161〜351のいずれか一項に記載のgRNA。
  353. 前記5’末端修飾が、少なくとも1個のPS結合を含み、
    i.1個のPS結合が存在し、前記結合が、前記ガイド領域のヌクレオチド1にある、
    ii.2個のPS結合が存在し、前記結合が、前記ガイド領域のヌクレオチド1および2にある、
    iii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    iv.前記ガイド領域の1、2、3、およびヌクレオチド4のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    v.前記ガイド領域の1、2、3、4、およびヌクレオチド5のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、
    vi.前記ガイド領域の1、2、3、4、5、およびヌクレオチド6のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、または
    vii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、3、4、5、6、および7のうちのいずれか1つ以上にPS結合が存在する、請求項352に記載のgRNA。
  354. 前記5’末端修飾が、
    i.前記可変領域のヌクレオチド1〜7のうちの1つ以上の修飾であって、前記修飾が、PS結合、反転した脱塩基ヌクレオチド、2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、および/もしくはそれらの組み合わせである、修飾、
    ii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記ガイド領域の1番目のヌクレオチドの修飾、および隣りのヌクレオチドへの任意選択によるPS結合、
    iii.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目および/もしくは2番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    iv.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、および/もしくは3番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、
    v.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、3番目、および/もしくは4番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合、または
    vi.2’−O−Me、2’−O−moe、2’−F、2’−H、イノシン、もしくはそれらの組み合わせによる前記可変領域の1番目、2番目、3番目、4番目、および/もしくは5番目のヌクレオチドの修飾、ならびに任意選択により、1個以上のPS結合を含む、請求項352または353に記載のgRNA。
  355. 5’末端修飾を含み、前記5’末端修飾が、
    i.配列番号1〜54、401〜532、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、3388〜3430、または3549〜3552のうちのいずれか1つに示される5’末端修飾、
    ii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    iii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、ならびに3と4との間のPS結合、
    iv.前記ガイド領域の1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    v.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、3、4、および5における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合、
    vi.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、
    vii.前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’O−moe修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、および3と4との間のPS結合、
    viii.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、
    ix.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、ならびに前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、
    x.前記ガイド領域のヌクレオチド1における反転した脱塩基修飾ヌクレオチド、前記ガイド領域のヌクレオチド1、2、および3における2’−OMe修飾ヌクレオチド、ならびに前記可変領域のヌクレオチド1と2との間、2と3との間、3と4との間、4と5との間、および5と6との間のPS結合のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項161〜354のいずれか一項に記載のgRNA。
  356. 前記gRNAが、sgRNAであり、前記上部ステム領域が、少なくとも1つの修飾を含む、請求項161〜355のいずれか一項に記載のgRNA。
  357. 前記上部ステム修飾が、
    i.前記上部ステム領域におけるUS1〜US12のうちのいずれか1つ以上の修飾、
    ii.前記上部ステム領域における少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11個、または12個全てのヌクレオチドの修飾、および
    iii.前記上部ステム領域における約1〜2、1〜3、1〜4、1〜5、1〜6、1〜7、1〜8、1〜9、1〜10、または1〜12個のヌクレオチドの修飾のうちのいずれか1つ以上を含む、請求項346に記載のgRNA。
  358. 前記上部ステム修飾が、
    i.2’−O−Me修飾ヌクレオチド、
    ii.2’−H修飾ヌクレオチド、
    iii.2’−F修飾ヌクレオチド、および
    iv.それらの組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項356または357に記載のgRNA。
  359. 前記gRNAが、前記ヘアピン1領域における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、請求項161〜358のいずれか一項に記載のgRNA。
  360. 前記sgRNAが、H1−1における修飾を含む、請求項359に記載のgRNA。
  361. 前記gRNAが、前記ヘアピン2領域における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、請求項161〜360のいずれか一項に記載のgRNA。
  362. 前記sgRNAが、H2−1における修飾を含む、請求項361に記載のgRNA。
  363. 前記gRNAが、H1−1〜H1−12における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜362のいずれか一項に記載のgRNA。
  364. 前記gRNAが、H2−1〜H2−15における修飾を含むsgRNAである、請求項161〜363のいずれか一項に記載のgRNA。
  365. 前記gRNAが、前記上部ステム領域、前記ヘアピン1領域、および前記ヘアピン2領域の各々における1つ以上の修飾を含むsgRNAである、請求項161〜364のいずれか一項に記載のgRNA。
  366. 前記gRNAが、ヘアピン1領域とヘアピン2領域との間の修飾ヌクレオチドを含むsgRNAである、請求項161〜365のいずれか一項に記載のgRNA。
  367. 修飾を含む下部ステム領域をさらに含むsgRNAである、請求項161〜366のいずれか一項に記載のgRNA。
  368. 3’末端修飾をさらに含む、請求項161〜367のいずれか一項に記載のgRNA。
  369. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が修飾されている、請求項368に記載のgRNA。
  370. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの少なくとも2個が、2’−O−Me、2’−F、または2’−O−moeにより修飾されている、請求項369に記載のgRNA。
  371. 3’末端部の3’末端における最後の4個のヌクレオチドのうちの1個以上の間のホスホロチオエート(PS)結合をさらに含む、請求項368〜370のいずれか一項に記載のgRNA。
  372. 修飾を含むバルジ領域をさらに含むsgRNAである、請求項161〜371のいずれか一項に記載のgRNA。
  373. 修飾を含むネクサス領域をさらに含むsgRNAである、請求項161〜372のいずれか一項に記載のgRNA。
  374. 表1の修飾を含む、配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のいずれかを含むsgRNA。
  375. 配列番号401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、または1007〜1132のうちのいずれか1つの核酸と少なくとも99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、85、80、75、または70%の同一性を有する核酸を含むsgRNAであって、表1の参照配列識別子のヌクレオチドに対応するsgRNAの各ヌクレオチドにおける修飾が、表1の参照配列識別子に示される修飾と同一または同等である、sgRNA。
  376. 前記修飾が、前記ガイドの標的核酸を切断する能力を著しく変化させることなくgRNAの分解を低減する、請求項161〜375のいずれか一項に記載のgRNA。
  377. YA修飾を含み、前記修飾が、2’−フルオロ、2’−H、2’−O−Me、ENA、UNA、またはPSを含む、請求項161〜376のいずれか一項に記載のgRNA。
  378. YA修飾を含み、前記修飾が、ジヌクレオチドモチーフの構造を変化させてRNAエンドヌクレアーゼ活性を低減する、請求項161〜377のいずれか一項に記載のgRNA。
  379. YA修飾を含み、前記修飾が、RNaseによるYA部位の認識もしくは切断を妨げ、かつ/またはRNA構造を安定化させる、請求項161〜378のいずれか一項に記載のgRNA。
  380. YA修飾を含み、前記修飾が、
    i.2’−O−アルキル、2’−F、2’−moe、2’−Fアラビノース、および2’−H(デオキシリボース)から選択されるリボース修飾、
    ii.LNA、BNA、およびENA等の二環式リボース類似体、
    iii.非ロックド核酸修飾、
    iv.イノシン、シュードウリジン、および5’−メチルシトシン等の塩基修飾、ならびに
    v.ホスホロチオエート等のヌクレオシド間結合修飾のうちの1つ以上を含む、
    請求項161〜379のいずれか一項に記載のgRNA。
  381. 前記gRNAが、ヌクレオチド5における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜380のいずれか一項に記載のgRNA。
  382. 前記gRNAが、ヌクレオチド12における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜381のいずれか一項に記載のgRNA。
  383. 前記gRNAが、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜382のいずれか一項に記載のgRNA。
  384. 前記gRNAが、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜383のいずれか一項に記載のgRNA。
  385. 前記gRNAが、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12における2’−H修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜384のいずれか一項に記載のgRNA。
  386. 前記gRNAが、ヌクレオチド5および/またはヌクレオチド12におけるホスホロチオエート修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜385のいずれか一項に記載のgRNA。
  387. 前記gRNAが、
    i.ヌクレオチド8〜10、
    ii.ヌクレオチド8および9、
    iii.ヌクレオチド8および10、または
    iv.ヌクレオチド9および10、における修飾を含む、ガイド領域を含み、
    任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜386のいずれか一項に記載のgRNA。
  388. 前記gRNAが、
    i.ヌクレオチド8〜10、
    ii.ヌクレオチド8および9、
    iii.ヌクレオチド8および10、
    iv.ヌクレオチド9および10、または
    v.ヌクレオチド8、における2’−F修飾を含む、ガイド領域を含み、
    任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜387のいずれか一項に記載のgRNA。
  389. 前記gRNAが、
    i.ヌクレオチド8〜10、
    ii.ヌクレオチド8および9、
    iii.ヌクレオチド8および10、
    iv.ヌクレオチド9および10、または
    v.ヌクレオチド8、における2’−F修飾を含む、ガイド領域を含み、
    ヌクレオチド8〜10が、ホスホロチオエート修飾を含まず、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜388のいずれか一項に記載のgRNA。
  390. 前記gRNAが、ヌクレオチド8〜10における2’−F修飾、ならびに
    i.ヌクレオチド8〜10の1、2、もしくは3個におけるホスホロチオエート修飾、
    ii.ヌクレオチド8におけるホスホロチオエート修飾、
    iii.ヌクレオチド9におけるホスホロチオエート修飾、
    iv.ヌクレオチド10におけるホスホロチオエート修飾、
    v.ヌクレオチド8および9におけるホスホロチオエート修飾、
    vi.ヌクレオチド8および10におけるホスホロチオエート修飾、
    vii.ヌクレオチド9および10におけるホスホロチオエート修飾、または
    viii.ヌクレオチド8〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、ガイド領域を含み、
    任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜389のいずれか一項に記載のgRNA。
  391. 前記gRNAが、
    i.ヌクレオチド5および6における2’−Fもしくはホスホロチオエート修飾、
    ii.ヌクレオチド5および6における2’−F修飾、
    iii.ヌクレオチド5および6におけるホスホロチオエート修飾、
    iv.ヌクレオチド5における2’−F修飾およびヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、または
    v.ヌクレオチド6における2’−F修飾およびヌクレオチド5におけるホスホロチオエート修飾を含む、ガイド領域を含み、
    任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および7〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜390のいずれか一項に記載のgRNA。
  392. 前記gRNAが、ヌクレオチド6〜11のうちの少なくとも1、2、3、4、5、または6個における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜391のいずれか一項に記載のgRNA。
  393. 前記gRNAが、ヌクレオチド1〜4および6〜11のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜392のいずれか一項に記載のgRNA。
  394. 前記gRNAが、ヌクレオチド6〜11における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3におけるホスホロチオエート修飾、および/またはヌクレオチド13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜393のいずれか一項に記載のgRNA。
  395. 前記gRNAが、ヌクレオチド1〜4における2’−F修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド6〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜394のいずれか一項に記載のgRNA。
  396. 前記gRNAが、ヌクレオチド9における2’−F修飾を含み、ヌクレオチド9におけるホスホロチオエート修飾を含まない、ガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜8および10におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8、10、11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜395のいずれか一項に記載のgRNA。
  397. 前記gRNAが、ヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、または8個における2’−F修飾を含まないガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜396のいずれか一項に記載のgRNA。
  398. 前記gRNAが、ヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含まないガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜397のいずれか一項に記載のgRNA。
  399. 前記gRNAが、ヌクレオチド9、11、13、および14のうちの少なくとも1、2、3、または4個における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜398のいずれか一項に記載のgRNA。
  400. 前記gRNAが、ヌクレオチド9、11、13、および14における2’−OMe修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ならびに/またはヌクレオチド1〜3および6〜10におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜399のいずれか一項に記載のgRNA。
  401. 前記gRNAが、ヌクレオチド8および10の一方または両方にホスホロチオエート修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記ガイド領域が、ヌクレオチド1〜4における2’−OMe修飾、ヌクレオチド1〜3および6〜7におけるホスホロチオエート修飾、ならびに/またはヌクレオチド8〜11、13、14、17、および18における2’−F修飾を含む、請求項1〜400のいずれか一項に記載のgRNA。
  402. 前記gRNAが、以下のヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13個、または全てにおける修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、またはホスホロチオエート修飾である、請求項1〜401のいずれか一項に記載のgRNA。
  403. 前記gRNAが、ヌクレオチド1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、14、17、および18における修飾を含むガイド領域を含み、任意選択により、前記修飾が、2’−OMe、2’−フルオロ、またはホスホロチオエート修飾である、請求項1〜402のいずれか一項に記載のgRNA。
  404. 2’−OMe修飾が、ヌクレオチド6〜11および13末端における前記ガイド領域に存在しない、請求項1〜403のいずれか一項に記載のgRNA。
  405. 2’−フルオロ修飾が、ヌクレオチド1〜7、15、16、および19末端における前記ガイド領域に存在しない、請求項1〜404のいずれか一項に記載のgRNA。
  406. ホスホロチオエート修飾が、ヌクレオチド4、5、11〜14、17、および18における前記ガイド領域に存在しない、請求項1〜405のいずれか一項に記載のgRNA。
  407. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド20を含む、請求項1〜406のいずれか一項に記載のgRNA。
  408. 前記ガイド領域が、20個のヌクレオチドからなる、請求項1〜407のいずれか一項に記載のgRNA。
  409. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における修飾を含む、請求項1〜408のいずれか一項に記載のgRNA。
  410. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位およびヌクレオチド12における修飾を含む、請求項1〜409のいずれか一項に記載のgRNA。
  411. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15における修飾を含む、請求項1〜410のいずれか一項に記載のgRNA。
  412. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16における修飾を含む、請求項1〜411のいずれか一項に記載のgRNA。
  413. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19における修飾を含む、請求項1〜412のいずれか一項に記載のgRNA。
  414. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド5が非修飾である、請求項1〜413のいずれか一項に記載のgRNA。
  415. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド12が非修飾である、請求項1〜414のいずれか一項に記載のgRNA。
  416. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド15が非修飾である、請求項1〜415のいずれか一項に記載のgRNA。
  417. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド16が非修飾である、請求項1〜416のいずれか一項に記載のgRNA。
  418. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位を含まず、ヌクレオチド19が非修飾である、請求項1〜417のいずれか一項に記載のgRNA。
  419. 前記gRNAが、以下:
    i.ヌクレオチド1における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    ii.ヌクレオチド2における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    iii.ヌクレオチド3における2’−OMeおよびホスホロチオエート修飾、
    iv.ヌクレオチド4における2’−OMe修飾、
    v.ヌクレオチド6におけるホスホロチオエート修飾、
    vi.ヌクレオチド7におけるホスホロチオエート修飾、
    vii.ヌクレオチド8における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    viii.ヌクレオチド9における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    ix.ヌクレオチド10における2’−フルオロおよびホスホロチオエート修飾、
    x.ヌクレオチド11における2’−フルオロ修飾、
    xi.ヌクレオチド13における2’−フルオロ修飾、
    xii.ヌクレオチド14における2’−フルオロ修飾、
    xiii.ヌクレオチド17における2’−フルオロ修飾、および
    xiv.ヌクレオチド18における2’−フルオロ修飾のうちの少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13個、または全てを含むガイド領域を含む、請求項1〜418のいずれか一項に記載のgRNA。
  420. 前記ガイド領域が、前の請求項に記載の修飾の各々を含む、請求項1〜419のいずれか一項に記載のgRNA。
  421. 前記ガイド領域が、以下:
    i.ヌクレオチド5および6がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド5における2’−OMe修飾、
    ii.ヌクレオチド12および13がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド12における2’−OMe修飾、
    iii.ヌクレオチド15および16がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド15におけるホスホロチオエートまたは2’−H修飾、
    iv.ヌクレオチド16および17がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾、ならびに
    v.ヌクレオチド19および20がYA部位を形成する場合、ヌクレオチド19におけるホスホロチオエートまたは2’−フルオロ修飾のうちの少なくとも1、2、3、または4つを含む、請求項1〜420のいずれか一項に記載のgRNA。
  422. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド5〜6におけるYA部位およびヌクレオチド5における2’−OMe修飾を含む、請求項1〜421のいずれか一項に記載のgRNA。
  423. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド12〜13におけるYA部位、およびヌクレオチド12における2’−OMe修飾を含む、請求項1〜422のいずれか一項に記載のgRNA。
  424. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド15〜16におけるYA部位およびヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜423のいずれか一項に記載のgRNA。
  425. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド16〜17におけるYA部位およびヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜424のいずれか一項に記載のgRNA。
  426. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19〜20におけるYA部位およびヌクレオチド19におけるホスホロチオエート修飾を含む、請求項1〜425のいずれか一項に記載のgRNA。
  427. 前記ガイド領域が、ヌクレオチド19における2’−フルオロ修飾を含む、請求項1〜426のいずれか一項に記載のgRNA。
  428. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド15を含むか、またはヌクレオチド15におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、請求項1〜427のいずれか一項に記載のgRNA。
  429. 前記ガイド領域が、非修飾ヌクレオチド16を含むか、またはヌクレオチド16におけるホスホロチオエート修飾のみを含む、請求項1〜428のいずれか一項に記載のgRNA。
  430. 前記gRNAが、ヘアピン領域を含むsgRNAの保存部分を含むsgRNAであり、前記ヘアピン領域が、少なくとも5〜10個のヌクレオチドを欠いている、請求項1〜429のいずれか一項に記載のgRNA。
  431. 前記少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが連続している、請求項430に記載のgRNA。
  432. 前記少なくとも5〜10個の欠いているヌクレオチドが、
    i.ヘアピン1内にある、
    ii.ヘアピン1およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」内にある、
    iii.ヘアピン1およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチド内にある、
    iv.ヘアピン1の少なくとも一部を含む、
    v.ヘアピン2内にある、
    vi.ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
    vii.ヘアピン1およびヘアピン2内にある、
    viii.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    ix.ヘアピン2の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    x.ヘアピン1の少なくとも一部を含み、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、ヘアピン2の少なくとも一部を含む、
    xi.ヘアピン1もしくはヘアピン2内にあり、任意選択により、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含む、
    xii.連続し、
    xiii.連続し、ヘアピン1とヘアピン2との間の「N」を含み、
    xiv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン2の一部に及ぶ、
    xv.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1とヘアピン2との間の「N」に及ぶ、または
    xvi.連続し、ヘアピン1の少なくとも一部およびヘアピン1の直ぐ3’側の2個のヌクレオチドに及ぶ、請求項430または431に記載のgRNA。
  433. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、前記sgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12における修飾を含む、請求項430〜432のいずれか一項に記載のgRNA。
  434. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
    i.5〜10個のヌクレオチドからなる、
    ii.6〜10個のヌクレオチドからなる、
    iii.5個のヌクレオチドからなる、
    iv.6個のヌクレオチドからなる、
    v.7個のヌクレオチドからなる、
    vi.8個のヌクレオチドからなる、
    vii.9個のヌクレオチドからなる、
    viii.10個のヌクレオチドからなる、
    ix.5〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
    x.6〜10個の連続するヌクレオチドからなる、
    xi.5個の連続するヌクレオチドからなる、
    xii.6個の連続するヌクレオチドからなる、
    xiii.7個の連続するヌクレオチドからなる、
    xiv.8個の連続するヌクレオチドからなる、
    xv.9個の連続するヌクレオチドからなる、または
    xvi.10個の連続するヌクレオチドからなる、請求項430〜433のいずれか一項に記載のgRNA。
  435. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、配列番号400のヌクレオチド54〜61、配列番号400のヌクレオチド53〜60、または配列番号400のヌクレオチド54〜58を含み、任意選択により、前記sgRNAが、少なくともH1−1〜H1−5およびH2−1〜H2−12における修飾を含む、請求項434に記載のgRNA。
  436. 前記少なくとも5〜10個のヌクレオチドが、
    i.配列番号400のヌクレオチド54〜61を含む、
    ii.配列番号400のヌクレオチド53〜60を含む、
    iii.配列番号400のヌクレオチド54〜58を含む、
    iv.配列番号400のヌクレオチド54〜61からなる、
    v.配列番号400のヌクレオチド53〜60からなる、または
    vi.配列番号400のヌクレオチド54〜58からなる、請求項430〜435のいずれか一項に記載のgRNA。
  437. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも15個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜436のいずれか一項に記載のgRNA。
  438. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも16個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜437のいずれか一項に記載のgRNA。
  439. 前記gRNAが、gRNAのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも17個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含み、前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のうちのいずれか1つである、請求項1〜438のいずれか一項に記載のgRNA。
  440. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも18個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜439のいずれか一項に記載のgRNA。
  441. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20の修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20のうちの少なくとも19個における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜440のいずれか一項に記載のgRNA。
  442. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つのヌクレオチド1〜20における修飾パターンと一致する、5’末端部の5’末端からのヌクレオチド1〜20における修飾および/または非修飾ヌクレオチドを含む、請求項1〜441のいずれか一項に記載のgRNA。
  443. 前記gRNAが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つの修飾パターンの少なくとも75%と一致する修飾パターンを含む、請求項1〜442のいずれか一項に記載のgRNA。
  444. 前記gRNAが、表1のgRNAのうちのいずれか1つの修飾パターンを含み、前記修飾パターンが、配列番号1〜54、201〜254、301〜354、401〜535、601、607〜732、801、807〜932、1001、1007〜1132、1205〜1212、1322〜1406、1417〜1501、1511〜1596、3018〜3059、3063〜3104、3108〜3149、3153〜3194、3198〜3239、3243〜3284、3295〜3341、3343〜3385、または3388〜3430のgRNAのうちのいずれか1つと同じである、請求項1〜443のいずれか一項に記載のgRNA。
  445. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも75%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  446. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも80%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  447. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも85%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  448. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも90%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  449. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも95%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  450. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と少なくとも98%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  451. 前記gRNAのヌクレオチド21末端の配列と100%の同一性を有する配列をさらに含む、請求項437〜444のいずれか一項に記載のgRNA。
  452. 請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNAを含むLNP組成物。
  453. 脂質ナノ粒子(LNP)と会合した、請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNAを含む組成物。
  454. ヌクレアーゼまたはヌクレアーゼをコードするmRNAをさらに含む、請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNAまたは請求項452または453に記載の組成物を含む組成物。
  455. 前記ヌクレアーゼが、Casタンパク質である、請求項454に記載の組成物。
  456. 前記Casタンパク質が、Cas9である、請求項455に記載の組成物。
  457. 前記Cas9が、S.pyogenes Cas9またはS.aureus Cas9である、請求項456に記載の組成物。
  458. 前記ヌクレアーゼが、ニッカーゼまたはdCasである、請求項453〜457のいずれか一項に記載の組成物。
  459. 前記ヌクレアーゼが、修飾されている、請求項453〜458のいずれか一項に記載の組成物。
  460. 前記修飾ヌクレアーゼが、核局在シグナル(NLS)を含む、請求項459に記載の組成物。
  461. 前記ヌクレアーゼをコードするmRNAを含む、請求項452〜460のいずれか一項に記載の組成物。
  462. 前記mRNAが、配列番号3499〜3527または3529〜3546のうちのいずれか1つの配列を含む、請求項461に記載の組成物。
  463. 請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNAまたは請求項452〜462のいずれか一項に記載の組成物および薬学的に許容可能な担体を含む、医薬製剤。
  464. 標的DNAを修飾する方法であって、Casタンパク質またはCasタンパク質をコードする核酸、ならびに
    i.請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNA、
    ii.請求項452〜462のいずれか一項に記載の組成物、および
    iii.請求項463に記載の医薬製剤のうちのいずれか1つ以上を細胞に送達することを含む、方法。
  465. 前記方法が、遺伝子における挿入または欠失をもたらす、請求項464に記載の方法。
  466. 鋳型を前記細胞に送達することをさらに含み、前記鋳型の少なくとも一部が、前記Casタンパク質によって誘導される二本鎖切断部位におけるまたはその付近の標的DNAに組み込まれる、請求項464または請求項465に記載の方法。
  467. 疾患または障害を治療するための医薬の調製に使用するための、請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNA、請求項452〜462に記載の組成物、または請求項463に記載の医薬製剤。
  468. 疾患または障害を治療するための医薬の製造における、請求項1〜451のいずれか一項に記載のgRNA、請求項452〜462に記載の組成物、または請求項463に記載の医薬製剤の使用。
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