JP7373205B2 - 鋳型指向性の核酸標的化合物 - Google Patents

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Description

連邦資金に関する表示
本発明は、アメリカ国立科学財団により授与された助成番号ＣＨＥ１０３９８７０およびアメリカ国立衛生研究所により授与された助成番号Ｒ２１ＮＳ０９８１０２による政府支援によりなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月２１日に出願された同時係属中の米国仮出願第６２／７０８，７８９号の利益を主張し、当該米国仮出願は、引用することによりその全体が本出願の一部をなす。
本出願に関連する配列表は、ＥＦＳ－Ｗｅｂ経由で電子フォーマットで提出され、その全体は参照により明細書中に組み込まれる。配列表を含むテキストファイルの名称は、６５２６－１８０７５９９＿ＳＴ２５．ｔｘｔである。当該テキストファイルのサイズは４０４バイトであり、当該テキストファイルは２０１８年１２月２１日に作成された。
１．発明の分野
本明細書には、核酸を結合する組成物ならびに核酸および核酸オリゴマー組成物を使用する核酸の結合方法が記載される。また、筋強直性ジストロフィー１型（ＤＭ１）および２型（ＤＭ２）等のリピート伸長障害の治療方法も提供される。
２．関連技術の記載
ほとんどの生物に関して、遺伝情報は、アデニン（Ａ）がチミン（Ｔ）と対合し、シトシン（Ｃ）がグアニン（Ｇ）と対合するワトソン－クリック塩基対合の形で二本鎖ＤＮＡでコードされている。この遺伝情報のどのセットが転写および翻訳によってデコードされるかに依存して、発生プログラムおよび生理学的状態が決定される。この遺伝子生体高分子の任意の部分に配列特異的に結合するように適合させて設計し得、それによって、遺伝情報の流れの制御ならびにゲノムの構造および機能の評価および操作を可能にする分子の開発は、生物学的研究および生物医学的研究にとって重要である。この取組みは、遺伝性疾患の治療および検出のための医療用途および治療用途のためにも重要である。
タンパク質と比較すると、ＲＮＡ分子は四つの構成要素（Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｕ）だけで構成されているため、標的としやすく、ＲＮＡ分子の相互作用は、ワトソン－クリックの塩基対合の十分に確立された規則によって規定される。標準的な二本鎖ＤＮＡ（またはＲＮＡ）と比較して、ＲＮＡの二次構造は一般的に熱力学的に安定性が低いため、結合のためのエネルギー的要求は低い。それというのも、規範的な（完全マッチした）塩基対であることに加えて、塩基対の多くは非規範的（ミスマッチがある）であり、一本鎖のループ、バルジおよびジャンクションを含むからである。これらの局所的な相互作用ドメインの存在は、「三次」相互作用および二次構造のコンパクトな三次元形状への組み立てに不可欠である。したがって、これらの領域内の相互作用パターンまたは結合強度のわずかな変動は、ＲＮＡの全体的な三次元折り畳みパターンに大きな影響を与える。したがって、ＲＮＡ相互作用を調整することによりＲＮＡの折り畳み挙動を干渉するために使用され得る分子は、ＲＮＡ機能を評価するための分子ツールとしてのみならず、治療試薬および診断試薬としても重要である。
遺伝性疾患は一般に、ＤＮＡコード配列における突然変異または転写レベルもしくは翻訳レベルでの調節不全による異常なタンパク質機能の結果として起こり、タンパク質機能の喪失または獲得をもたらす。しかしながら、過去三十年間で、筋強直性ジストロフィーＩ型（ＤＭＩ）および２型（ＤＭ２）を含む二十種を超える多数の神経筋障害が不安定なリピート伸長の結果として起こることを示す圧倒的多数の証拠が浮かび上がってきた。遺伝子のコーディング領域の伸長はタンパク質機能の変化につながり得る一方で、非コーディング領域で生ずる伸長は、ＲＮＡ機能の毒性獲得によってタンパク質配列を干渉することなく疾患を引き起こす場合があり、場合によっては、リピート関連非ＡＴＧ（ＲＡＮ）翻訳によって有害なポリペプチドの偶発的な産生を引き起こす場合がある。
後者のクラスの遺伝性障害のプロトタイプは、有効な治療法がない世界で成人８０００人に一人が罹患している衰弱性の筋萎縮症であるＤＭＩである。ＤＭＩは、筋強直性ジストロフィータンパク質キナーゼ（ＤＭＰＫ）遺伝子の３’－非翻訳領域（３’－ＵＴＲ）における５～３５リピートの正常な範囲から８０～２５００超の病原的範囲までのＣＴＧリピート伸長によって引き起こされる。ＤＭＩの病因は、主にＲＮＡ毒性に起因する。転写に際して、伸長したｒＣＵＧリピート（ｒＣＵＧｅｘｐ）は、重要なＲＮＡスプライシングレギュレーターであるマッスルブラインド様タンパク質Ｉ（ＭＢＮＬＩ）を隔離する不完全なヘアピン構造をとる。それらが会合することで、ｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬＩ複合体が生じ、当該複合体は核内に閉じ込められ、こうしてＤＭＰＫタンパク質の産生のために当該複合体が細胞質に核外輸送されることが妨げられるだけでなく、ＭＢＮＬＩが正常な生理学的機能を発揮することが妨げられる。蓄積された証拠は、上記した突然変異型転写物を標的とすることによって、ＤＭＩおよび場合によっては他の関連する神経筋状態についても治療的介入が開発され得ることを示唆している。しかしながら、野生型（ｗｔ）を干渉せずに伸長した転写物を標的とし、かつＭＢＮＬＩ等の非同族タンパク質をｒＣＵＧｅｘｐから排除することができる分子をどのように設計するかが問題である。
上記の目標の追求により、ペンタミジン類、トリアミノトリアジン類およびペプチド模倣物を含むｒＣＵＧｅｘｐを標的とするための幾つかのクラスの分子の開発につながった。近年、Ｄｉｓｎｅｙと共同研究者は、モジュラーペプトイドの開発ならびに高い親和性および有効性を有する幾つかの小分子の同定を報告した。モルホリノおよび２’－Ｏ－メトキシエチルギャップマーを利用したアンチセンスアプローチも検討されており、ｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬＩ複合体の破壊、毒性ＲＮＡの分解、および動物モデルでのＤＭＩ表現型の逆転に有効であることが示されている。ごく最近では、ＴＡＬＥＮおよびＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９を使用した、罹患アレルの修飾に向けられたアンチジーンストラテジーが、ＤＭＩおよび関連する医学的状態の可能な対応策として調査されている。有望な見通しにもかかわらず、前記クラスのデザイナー分子、特にアンチセンス剤の多くには、認識特異性および／または選択性および細胞内送達に関連するかなりの課題がある程度残っている。今までに開発されたほとんどの合成オリゴヌクレオチド分子の低ないし中程度の親和性に加えて、実質的な結合協調性の欠如により、より大幅に細胞内送達をしやすくし、伸長した（疾患の）ＲＮＡ反復転写物を野生型からより良く識別するためにより短いプローブを適用することはできなかった。
ＲＮＡ－ＲＮＡおよびＲＮＡ－タンパク質相互作用等の核酸相互作用は、複製、翻訳、折り畳みおよびパッケージングを含む遺伝子調節において重要な役割を果たす。ＲＮＡの二次構造内のこれらの無秩序な領域に選択的に結合する能力は、ＲＮＡの生理学的機能を操作する上で重要である。したがって、核酸の選択的な結合を可能にする改善された試薬および方法が望まれている。
発明の概要
一態様では、遺伝子認識試薬が提供される。前記遺伝子認識試薬は、第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記リボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で結合された同一または異なってよい核酸塩基と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含み、ここで、認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに、前記アリール部分は隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングする。前記遺伝子認識試薬と、薬学的に許容可能な担体とを含む組成物も提供される。
別の態様では、ｍＲＮＡの標的配列を、第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記リボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で結合された同一または異なってよい核酸塩基と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含む遺伝子認識試薬であって、認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに前記アリール部分が隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングし、前記標的配列に相補的な核酸塩基配列を有する前記遺伝子認識試薬と接触させることを含む、細胞内の核酸の結合方法が提供される。
別の態様では、ｍＲＮＡの標的配列を、第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記リボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で結合された同一または異なってよい核酸塩基と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含む遺伝子認識試薬であって、認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに前記アリール部分が隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングし、前記標的配列に相補的な核酸塩基配列を有する前記遺伝子認識試薬と接触させることを含む、細胞内のｍＲＮＡの発現をノックダウンする方法が提供される。
別の態様では、試料中の核酸の標的配列を同定する方法が提供される。当該方法は、核酸を含む試料を、第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記リボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で結合された同一または異なってよい核酸塩基と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含む遺伝子認識試薬であって、認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに前記アリール部分が隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングし、前記アリール部分が、標的配列上で連結されていない場合に励起周波数の光にさらされたときに第一の蛍光発光を生じ、標的配列上で連結されている場合に励起周波数の光にさらされたときに前記第一の蛍光発光とは異なる第二の蛍光発光を生じる前記遺伝子認識試薬と接触させることと、前記蛍光性芳香族部分を励起することによって前記試料中の前記標的配列の存在を決定することと、前記蛍光性芳香族部分によって前記試料中に生じた前記第二の蛍光シグナルの量を測定することとを含む。
本明細書に記載される遺伝子認識試薬の非限定的な例の協同的結合を示す概略図である。前記遺伝子認識試薬の配列は、リピートを含むＲＮＡ（配列番号１）への結合を表すために３’から５’の方向に描かれている。 図２、パネルＡ～Ｆは、核酸アナログの例示的な構造を示す。 図３は、例示的な核酸塩基の構造を示す。 図４Ａ～図４Ｃは、例示的な二価の核酸塩基の構造を示す。 図４Ａ～図４Ｃは、例示的な二価の核酸塩基の構造を示す。 図４Ａ～図４Ｃは、例示的な二価の核酸塩基の構造を示す。 図５は、アミノ酸側鎖の例を示す。 図６は、実施例に記載される化学的構成要素（Ａ、パネルＡ）、ＭＰγＰＮＡオリゴマー（Ｂ）およびＲＮＡ標的（Ｃ）を説明する。 図７は、Ｐ１～Ｐ４とＴ６とのＵＶ融解プロファイルである。生理的に適切なバッファー中で調製されて、Ｔ６の濃度は１μＭであり、各プローブの濃度は６μＭであった。協同的結合の証拠は明確にＰ４とで観察された。 図８は、生理的に適切なバッファー中で８μＭの鎖濃度でのＰ４－ＲＮＡヘテロデュプレックスのＵＶ融解プロファイルである。８μＭのＰ４をそれぞれのＲＮＡ標的と生理的バッファー中で以下の濃度、Ｔ１＝８．０μＭ、Ｔ２＝４．０μＭ、Ｔ４＝２．０μＭ、Ｔ６＝１．３μＭ、Ｔ８＝１．０μＭで混合することによって試料を調製し、９０℃で５分間アニーリングした後に、室温まで徐々に冷却した。 図９は、標的中のｒ（ＣＵＧＣＵＧ）ｎ結合部位の数の関数としての、ＲＮＡならびに完全マッチした配列およびミスマッチのある配列を含む対応するプローブ－ＲＮＡヘテロデュプレックスのＵＶ融解遷移である。挿入図は、ＲＮＡとそれぞれ単一塩基ミスマッチおよび二重塩基ミスマッチを含むＰ５およびＰ６とのＵＶ融解プロファイルである。 図１０は、３７℃で一時間インキュベートして３４５ｎｍで励起した後の等モル濃度（Ｐ４＝１μＭ、Ｔ１＝１μＭ、Ｔ２＝１／２、Ｔ４ １／４、Ｔ６＝１／６、Ｔ８ １／８）でのＰ４－ＲＮＡ二本鎖の蛍光スペクトルである。挿入図は、３７℃でＰ４（１μＭ）をＴ８（１／８μＭ）に添加した後、およびＰ４（１μＭ）を［Ｔ１（１μＭ）＋Ｔ８（１／８μＭ）］に添加した後の、時間に対する４８０ｎｍでの蛍光シグナルである。 図１１は、手持ち式のＵＶランプで照明した際の、図１０に示される蛍光測定で使用された試料の写真。個々の成分の濃度は以下の通りであった。Ｐ４＝１μＭ、Ｔ１＝１μＭ、Ｔ２＝１／２μＭ、Ｔ４＝１／４μＭ、Ｔ６＝１／６μＭおよびＴ８＝１／８μＭ。 図１２は、Ｐ４によるｒ（ＣＵＧＣＵＧ）ｎ－ＲＮＡ転写物の選択的結合。事前にアニーリングされたＲＮＡとプローブとを３７℃で４時間混合することによって試料を調製した。Ｐ４対全ＲＮＡ結合部位の比率は、０（レーン３）、１／４（レーン４）、１／２（レーン５）、１／１（レーン６）であり、ミスマッチのあるＰ５については１／１（レーン７）であった。 図１３は、Ｐ４によるＴ４８からのＭＢＮＬ１の排除である。Ｐ４の添加前に、Ｐ－Ｔ４８とＧＳＴ－ＭＢＮＬ１－ＦＩとの複合体を形成させた。試料を、生理学的に適切なバッファー中でそれぞれ２５ｎＭおよび４００ｎＭの最終Ｔ４８濃度およびＧＳＴ－ＭＢＮＬ１－ＦＩ濃度で調製した。
本出願で特定される様々な範囲での数値の使用は、特に明示しない限り、規定された範囲内の最小値と最大値のどちらの前にも「約」が付けられるかのように近似として示される。このように、規定された範囲の上下のわずかな変動を使用しても、前記範囲内の値と実質的に同一の結果を達成することができる。また、別段の指示がない限り、範囲の開示は、最小値と最大値との間のすべての値を含む連続的な範囲としても意図される。本明細書で使用される場合に、単数形（aおよびan）は一以上を指す。
本明細書で使用される場合に、「含む（comprising）」という用語はオープンエンドであり、「含む（including）」、「含有する（containing）」または「～を特徴とする（characterized by）」と同義であり得る。「～から実質的になる（consisting essentially of）」という用語は、特許請求の範囲を、指定された材料または工程ならびに特許請求の範囲に記載された発明の１以上の基礎的で新規な特徴に実質的に影響しない材料または工程に限定する。「～からなる（consisting of）」という用語は、特許請求の範囲で特定されていないあらゆる要素、工程または成分を除外する。本明細書で使用される場合に、１以上の要素または工程を「含む（comprising）」実施形態はまた、限定されるものではないが、これらの指定された要素または工程「から実質的になる（consisting essentially of）」および「からなる（consisting of）」実施形態も含む。
本明細書では、核酸中の標的配列の結合のための、例えば、核酸配列のリピート伸長を伴う疾患に関連するリピート伸長の結合のための組成物および方法が提供される。図１は、ＤＭ１で見られるＲＮＡヘアピン構造におけるＣＵＧリピートを標的とする、本明細書に記載される認識試薬（遺伝子認識試薬）の非限定的な例の協同的結合を示す概略図である。隣接するモジュール間の協同的結合は、この例では、以下の実施例に記載されるスタッキングしていない場合に３８０ｎｍおよび４８０ｎｍで発光し、スタッキングしている場合には４８０ｎｍで発光する例示的なピレン基等の末端芳香族基によって促進される。複数の認識試薬は、ワトソン－クリックまたはワトソン－クリック様の協同的塩基対合によって鋳型核酸に結合する。細胞内では、鋳型核酸はＲＮＡまたはＤＮＡ分子であるが、ｉｎ ｖｉｔｒｏでは、鋳型核酸は、任意のＲＮＡまたはＤＮＡ、ならびに修飾された核酸または核酸アナログであり得る。十分な近さの、例えば鋳型核酸上の隣接する配列に結合している認識試薬はπ－πスタッキングを介して連結するため、連結して本質的により長いオリゴマーまたはポリマーを形成することとなる。さらなる詳細は以下に示す。
本明細書で使用される場合に、「患者」は、霊長類（例えば、ヒト、非ヒト霊長類、例えば、サルおよびチンパンジー）、非霊長類（例えば、ウシ、ブタ、ラクダ、ラマ、ウマ、ヤギ、ウサギ、ヒツジ、ハムスター、モルモット、ネコ、イヌ、ラット、マウス、ウマ、およびクジラ）を含む哺乳動物または鳥類（例えば、アヒルまたはガチョウ）等の動物である。
本明細書で使用される場合に、「治療する」または「治療」という用語は、１以上の肝機能または疾患の症状の改善等の有益または所望の結果を指す。「治療する」または「治療」という用語には、限定されるものではないが、ＤＭ１、ＤＭ２またはハンチントン病等のリピート伸長疾患の１以上の症状の緩和または改善も含まれる。「治療」はまた、治療を行わない場合に予想される生存と比較した場合の生存の延長も意味し得る。
疾患マーカーまたは症状の関連における「より低い」とは、そのようなレベルの臨床的に関連する減少および／または統計的に有意な減少を意味する。前記減少は、例えば少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％以上であり、そのような障害を有しない個体にとっての正常な範囲内として許容されるレベルまで、またはアッセイの検出レベルを下回るまでの減少であり得る。特定の態様では、前記減少は、レベルの正常化とも称せ得る、そのような障害を有しない個体にとっての正常な範囲内として許容されるレベルまでの減少である。特定の態様では、前記減少は、疾患の徴候または症状のレベルの正常化、前記疾患の徴候の対象体レベルと前記疾患についての徴候の正常なレベルとの間の差の減少である（例えば、正常値に到達するためには前記対象体に関する前記レベルを減少させねばならない場合には正常の上限レベルまで、および正常レベルに到達するためには前記対象体に関する前記値を増大させねばならない場合には正常の下限レベルまで）。特定の態様では、前記方法は、例えば、本明細書に記載される認識試薬による対象体の治療後の臨床的に関連する結果によって裏付けられるように、ＤＭ１、ＤＭ２またはハンチントン病等のリピート伸長疾患のｍＲＮＡの発現の臨床的に関連する阻害を含む。
本明細書で使用される「治療的有効量」は、疾患を有する対象体に投与される場合に（例えば、既存の疾患または疾患の１以上の症状の軽減、改善または維持により）、前記疾患の治療をもたらすのに十分である本明細書に記載される認識試薬の量を含むことが意図される。前記「治療的有効量」は、認識試薬（薬剤）、薬剤の投与方法、疾患および疾患の重症度ならびに病歴、年齢、体重、家族歴、遺伝子構成、もしあれば先行治療または併用治療の種類、および治療されるべき対象体の他の個体特性に応じて変動し得る。
「治療的有効量」はまた、任意の治療に適用可能な合理的な便益／リスク比で、幾つかの所望の局所的効果または全身効果を生ずる薬剤の量も含む。本明細書に記載される方法で使用される認識試薬薬剤は、そのような治療に適用可能な妥当な便益／リスク比をもたらすのに十分な量で投与され得る。
本明細書で使用される「薬学的に許容可能な担体」という用語は、対象化合物をある臓器または身体の一部分から別の臓器または身体の別の部分に運搬または輸送することに関与する、液体または固体の充填剤、希釈剤、賦形剤、製造助剤（例えば、滑沢剤、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムもしくはステアリン酸亜鉛、またはステアリン酸）または溶媒封入材料等の、薬学的に許容可能な材料、組成物またはビヒクルを意味する。各担体は、製剤の他の成分と適合性があり、治療されるべき対象体に有害でないという意味で「許容可能」でなければならない。薬学的に許容可能な担体として作用し得る材料の幾つかの例には、（１）糖類、例えば、ラクトース、グルコースおよびスクロース、（２）デンプン類、例えば、トウモロコシデンプンおよびジャガイモデンプン、（３）セルロースおよびセルロースの誘導体、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロース、（４）粉末状トラガカント、（５）麦芽、（６）ゼラチン、（７）滑沢剤、例えば、ステアリン酸マグネシウム（magnesium state）、ラウリル硫酸ナトリウムおよびタルク、（８）賦形剤、例えば、カカオバターおよび坐剤ワックス、（９）油類、例えば、落花生油、綿実油、ベニバナ油、ごま油、オリーブ油、トウモロコシ油および大豆油、（１０）グリコール類、例えば、プロピレングリコール、（１１）ポリオール類、例えば、グリセリン、ソルビトール、マンニトールおよびポリエチレングリコール、（１２）エステル類、例えば、オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチル、（１３）寒天、（１４）緩衝剤、例えば、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウム、（１５）アルギン酸、（１６）パイロジェンフリー水、（１７）等張食塩水、（１８）リンゲル溶液、（１９）エチルアルコール、（２０）ｐＨ緩衝液、（２１）ポリエステル類、ポリカーボネート類および／またはポリ無水物類、（２２）増量剤、例えば、ポリペプチド類およびアミノ酸類、（２３）血清成分、例えば、血清アルブミン、ＨＤＬおよびＬＤＬ、ならびに（２２）医薬製剤に使用される他の非毒性の適合性物質が含まれる。
本明細書で使用される場合に、「細胞（cellおよびcells）」という用語は、限定されるものではないが、ラット、マウス、サルおよびヒト等の任意の動物由来の任意の種類の細胞を指す。例えば、限定されるものではないが、細胞は、幹細胞等の前駆細胞、または内皮細胞、平滑筋細胞等の分化細胞であり得る。特定の実施形態では、医療処置のための細胞は、自家処置のために患者から得ることができ、または同種異系処置のために他のドナーから得ることができる。
「発現」または「遺伝子発現」とは、遺伝子産物（典型的には、タンパク質、任意に翻訳後修飾されたまたは機能的／構造的ＲＮＡ）の産生のための遺伝子からの全体的な情報の流れを意味する（限定されるものではないが、細胞内でＲＮＡもしくはタンパク質等の遺伝子産物を産生するための機能的遺伝単位、または核酸上にコードされ、転写プロモーターおよび他のシス作用エレメント、例えば応答エレメントおよび／またはエンハンサー、典型的にはタンパク質（オープンリーディングフレームまたはＯＲＦ）または機能的／構造的ＲＮＡをコードする発現される配列ならびにポリアデニル化配列を含む他の発現系）。指定された配列の「転写制御下での遺伝子の発現」、あるいは指定された配列による「制御を受ける」とは、前記遺伝子に作動可能に連結された（典型的にはシスに機能的に結合された）前記指定された配列を含む遺伝子からの遺伝子発現を意味する。前記指定された配列は、転写要素（限定されるものではないが、プロモーター、エンハンサーおよび応答エレメント）の全部または一部分であってよく、遺伝子の転写を全体的または部分的に調節し、および／または遺伝子の転写に影響し得る。示された遺伝子産物の「発現のための遺伝子」は、適切な環境に置かれたとき、すなわち、例えば、細胞に形質転換、トランスフェクション、形質導入等がされて、発現に適した条件に供されたときに、前記示された遺伝子の産物を発現することができる遺伝子である。構成的プロモーターの場合に、「適切な条件」とは、遺伝子が典型的には宿主細胞に導入されることだけを必要とすることを意味する。誘導性プロモーターの場合に、「適切な条件」とは、遺伝子の発現を引き起こすのに有効な量のそれぞれのインデューサーが、発現系（例えば細胞）に投与される場合を意味する。
本明細書で使用される場合に、「ノックダウン」という用語は、生物における１以上の遺伝子の発現が、機能的遺伝子に関して、例えば治療的に有効な程度まで、典型的には有意に低下することを意味する。遺伝子ノックダウンには、完全な遺伝子サイレンシングも含まれる。本明細書で使用される場合に、「遺伝子サイレンシング」は、遺伝子の発現が実質的に完全に妨げられることを意味する。ノックダウンおよび遺伝子サイレンシングは、転写段階または翻訳段階のいずれかで起こり得る。記載される認識試薬を使用してｍＲＮＡ等の細胞内のＲＮＡを標的とすると、翻訳段階で１以上の遺伝子をノックダウンまたはサイレンシングすることにより、遺伝子発現を改変することができる。
本明細書で使用される場合に、「核酸」という用語は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（ＲＮＡ）を指す。核酸アナログには、例えば、限定されるものではないが、２’－Ｏ－メチル置換ＲＮＡ、ロックド核酸、アンロックド核酸、トリアゾール結合ＤＮＡ、ペプチド核酸、モルホリノオリゴマー、ジデオキシヌクレオチドオリゴマー、グリコール核酸、トレオース核酸および任意に１以上のリボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチド残基を含むそれらの組合せが含まれる。本明細書では、核酸および核酸アナログに関して「核酸」およびヌクレオチドで構成される短い一本鎖構造である「オリゴヌクレオチド」は区別なく使用される。オリゴヌクレオチドは、命名法「～マー」によって、鎖の長さ（すなわち、ヌクレオチドの数）によって言及され得る。例えば、２２個のヌクレオチドのオリゴヌクレオチドは、２２マーと言及されることとなる。
「核酸アナログ」は、ポリマー骨格等の基質上に配置された核酸塩基の配列を含む組成物であり、ワトソン－クリック水素結合塩基対合またはワトソン－クリック様水素結合塩基対合によるハイブリダイゼーションによってＤＮＡおよび／またはＲＮＡを結合することができる。一般的な核酸アナログの非限定的な例には、ペプチド核酸、例えば、γＰＮＡ、モルホリノ核酸、ホスホロチオエート、ロックド核酸（オキシ型、チオ型またはアミノ型を含む２’－Ｏ－４’－Ｃ－メチレン架橋）、アンロックド核酸（Ｃ２’－Ｃ３’結合が切断されている）、２’－Ｏ－メチル置換ＲＮＡ、トレオース核酸、グリコール核酸等が含まれる。
立体構造的に事前組織化された核酸アナログは、前記核酸骨格の構造に応じて、右巻きヘリックスまたは左巻きヘリックスのいずれかのみを形成する骨格（予備組織化された骨格）を有する核酸アナログである。本明細書に示されるように、立体構造的に事前組織化された核酸アナログの一例は、γ炭素にキラル中心を有し、γ炭素にある基のキラリティーに応じて、そして前記キラリティーのため、右巻きヘリックスまたは左巻きヘリックスのみを形成するγＰＮＡである。同様に、リボースを３’－エンド（ノース）コンフォメーションへと「ロック」する２’酸素と４’炭素との間の架橋を有するリボースを含むロックド核酸である。
本開示の文脈において、「ヌクレオチド」は、少なくとも一つの核酸塩基と、ＲＮＡまたはＤＮＡ等の核酸においてリボースまたはデオキシリボースである骨格要素（骨格部）とを含むモノマーを指す。「ヌクレオチド」はまた、典型的には、特定の条件下での重合を可能にする反応性基を含む。天然のＤＮＡおよびＲＮＡでは、これらの反応性基は５’リン酸基および３’ヒドロキシル基である。核酸および核酸アナログの化学合成のために、塩基および骨格モノマーは、当該技術分野で知られているように、ブロックされたアミン等の修飾基を含み得る。「ヌクレオチド残基」は、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドに組み込まれている単一のヌクレオチドを指す。同様に、「核酸塩基残基」は、ヌクレオチドもしくは核酸または核酸アナログに組み込まれた核酸塩基を指す。「遺伝子認識試薬」は、包括的には、協同的塩基対合、例えばワトソン－クリック塩基対合またはワトソン－クリック様塩基対合によって核酸上の相補的核酸または核酸アナログ配列にハイブリダイズすることができる核酸塩基の配列を含む核酸または核酸アナログを指す。
さらに詳細には、ヌクレオチドは、ＲＮＡ、ＤＮＡまたは核酸アナログのいずれかについては、構造Ａ－Ｂを有し、ここで、Ａは骨格モノマー部であり、Ｂは本明細書に記載される核酸塩基である。骨格モノマーは、リボース三リン酸もしくはデオキシリボース三リン酸等の任意の適切な核酸骨格モノマー、またはペプチド核酸（ＰＮＡ）、例えばガンマＰＮＡ（γＰＮＡ）等の核酸アナログのモノマーであり得る。一例では、骨格モノマーは、リボース一リン酸、二リン酸、若しくは、三リン酸またはデオキシリボース一リン酸、二リン酸、若しくは三リン酸、例えば、リボースまたはデオキシリボースの５’一リン酸、二リン酸、若しくは、三リン酸である。骨格モノマーは、ＲＮＡ中のリボース等の構造的な「残基」成分と、モノマーをともに結合する際に改変される任意の活性基、例えばＲＮＡへと重合する場合に改変されてホスホジエステル結合を残すリボヌクレオチドの５’三リン酸基および３’ヒドロキシル基の両方を含む。ＰＮＡの場合と同様に、Ｎ－（２－アミノエチル）グリシン骨格モノマーのＣ末端カルボキシル基およびＮ末端アミン活性基は、重合の間に縮合してペプチド（アミド）結合を残す。別の態様では、前記活性基は、当該技術分野で広く知られているように、ホスホロアミダイトオリゴマー合成に有用なホスホロアミダイト基である。前記ヌクレオチドはまた、任意に４，４’－ジメトキシトリチル（ＤＭＴ）等の当該技術分野で知られる本明細書に記載される１以上の保護基を含む。合成遺伝子認識試薬を調製する多くの追加の方法が知られており、前記方法は骨格構造および塩基付加過程の特定の化学的特性に依存する。ヌクレオチドモノマーの結合にどの活性基を利用するか、前記塩基においてどの基を保護するかの決定と、オリゴマーの調製において必要とされる工程は、十分に化学技術、並びに、核酸および核酸アナログオリゴマー合成の分野の当業者の能力の範囲内である。
一般的な核酸アナログの非限定的な例には、ペプチド核酸、例えば、γＰＮＡ、ホスホロチオエート（例えば、図２（Ａ））、ロックド核酸（オキシ型、チオ型またはアミノ型を含む２’－Ｏ－４’－Ｃ－メチレン架橋、例えば図２（Ｂ））、アンロックド核酸（Ｃ２’－Ｃ３’結合が切断されている、例えば図２（Ｃ））、２’－Ｏ－メチル置換ＲＮＡ、モルホリノ核酸（例えば図２（Ｄ））、トレオース核酸（例えば図２（Ｅ））、グリコール核酸（例えば図２（Ｆ）、Ｒ形およびＳ形を示す）等が含まれる。図２（Ａ～Ｆ）は、核酸アナログの様々な例についてのモノマー構造を示している。図２（Ａ～Ｆ）はそれぞれ、波線で示されているより長い鎖に組み込まれた二つのモノマー残基を示している。組み込まれたモノマーは、本明細書では「残基」と称され、前記核酸塩基を除く前記核酸または核酸アナログの部分は、前記核酸または核酸アナログの「骨格」と称される。一例としては、ＲＮＡの場合に、例示的な核酸塩基はアデニンであり、対応するモノマーはアデノシン三リン酸であり、組み込まれた残基はアデノシン一リン酸残基である。ＲＮＡの場合に、前記「骨格」はリン酸によって結合されたリボースサブユニットからなり、したがって、前記骨格モノマーは、組み込み前はリボース三リン酸であり、組み込み後はリボース一リン酸残基である。γＰＮＡと同様に、ロックド核酸（図２（Ｂ））は予備組織化されたコンフォメーションを有する。
「部分」は分子の一部分であり、一つのクラスとして、より大きな分子に化合物またはモノマーを組み込んだ後にポリマー鎖等のより大きな分子中に残る化合物またはモノマーの部分である「残基」、例えば核酸中に組み込まれた状態のヌクレオチドまたはポリペプチドもしくはタンパク質中に組み込まれた状態のアミノ酸を含む。
「ポリマー組成物」という用語は、１以上のポリマーを含む組成物である。一つのクラスとして、「ポリマー」には、限定されるものではないが、ホモポリマー、ヘテロポリマー、コポリマー、ブロックポリマー、ブロックコポリマーが含まれ、天然および合成のどちらであってもよい。ホモポリマーは、一種類の構成要素またはモノマーを含む一方で、コポリマーは二種以上のモノマーを含む。「オリゴマー」は、例えば、３個～１００個のモノマー残基等の少数のモノマーを含むポリマーである。したがって、「ポリマー」という用語にはオリゴマーが含まれる。「核酸」および「核酸アナログ」という用語には、核酸ならびに核酸ポリマーおよびオリゴマーが含まれる。
ポリマーは、モノマーが前記ポリマーに組み込まれている場合に、指定されたモノマーを「含む」または指定されたモノマーから「得られる」。したがって、前記ポリマーに含まれる、組み込まれるモノマーは、ポリマー中に組み込む前のモノマーと同一ではなく、少なくとも特定の結合基が前記ポリマー骨格に組み込まれているか、または特定の基が重合過程で除去されている。ポリマー中に特定の種類の結合が存在する場合に、前記ポリマーは前記結合を含むと考えられる。組み込まれたモノマーは「残基」である。核酸または核酸アナログに典型的なモノマーは、ヌクレオチドと称される。
「非反応性」により、化学部分、例えば、分子、化合物、組成物、基、部分、イオンなどの関連で、部分は、その使用目的において他の化学部分と実質的に反応しないことを意味する。非反応性部分は、認識試薬としての部分、部分、または基の使用目的を干渉しないか、またはほとんど干渉しないように選択される。本明細書中で記載するリンカー部分の関連で、それらは、認識試薬の標的鋳型に対する結合を干渉せず、かつ、標的鋳型上の認識試薬の連結を干渉しない点で、非反応性である。
本明細書で使用される場合に、「アルキル」は、例えば１個～約２０個の炭素原子を含む直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基および、例えば限定されるものではないが、Ｃ１～３基、Ｃ１～６基、Ｃ１～１０基および、限定されるものではないが、直鎖状、分岐鎖状のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル等を指す。「置換されたアルキル」は、１以上の位置、例えば１、２、３、４、５またはさらには６の位置で置換されたアルキルを指し、前記アルキルの置換基は、任意の利用可能な原子で結合されて、本明細書に記載される置換を有する安定な化合物が生成される。「任意に置換されたアルキル」はアルキルまたは置換されたアルキルを指す。「ハロゲン」、「ハロゲン化物」および「ハロ」は、－Ｆ、－Ｃｌ、－Ｂｒおよび／または－Ｉを指す。「アルキレン」および「置換されたアルキレン」は、限定されるものではないが、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン（hepamethylene）、オクタメチレン、ノナメチレンまたはデカメチレンを含む、それぞれ二価のアルキルおよび二価の置換されたアルキルを指す。「任意に置換されたアルキレン」はアルキレンまたは置換されたアルキレンを指す。
「アルケンまたはアルケニル」は、例えば２個～約２０個の炭素原子を含む直鎖状、分岐鎖状または環状のヒドロカルビル基、例えば、限定されるものではないが、例えば１個、２個、３個、４個または５個の炭素と炭素との二重結合を有するＣ１～３基、Ｃ１～６基、Ｃ１～１０基を指す。「置換されたアルケン」は、１以上の位置、例えば一つ、二つ、三つ、四つまたは五つの位置で置換されたアルケンを指し、前記アルケンの置換基は、任意の利用可能な原子で結合されて、本明細書に記載される置換を有する安定な化合物が生成される。「任意に置換されたアルケン」はアルケンまたは置換されたアルケンを指す。同様に、「アルケニレン」は二価のアルケンを指す。アルケニレンの例には、限定されるものではないが、エテニレン（－ＣＨ＝ＣＨ－）ならびにエテニレンのすべての立体異性体および立体配座異性形が含まれる。「置換されたアルケニレン」は二価の置換されたアルケンを指す。「任意に置換されたアルケニレン」はアルケニレンまたは置換されたアルケニレンを指す。
「アルキン」または「アルキニル」は、示された炭素原子数および少なくとも一つの三重結合を有する直鎖状または分岐鎖状の不飽和炭化水素を指す。（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル基の例には、限定されるものではないが、アセチレン、プロピン、１－ブチン、２－ブチン、１－ペンチン、２－ペンチン、１－ヘキシン、２－ヘキシン、３－ヘキシン、１－ヘプチン、２－ヘプチン、３－ヘプチン、１－オクチン、２－オクチン、３－オクチンおよび４－オクチンが含まれる。アルキニル基は、非置換であるか、または本明細書で以下に記載される１以上の置換基で任意に置換されていてよい。「アルキニレン」という用語は、二価のアルキンを指す。アルキニレンの例には、限定されるものではないが、エチニレン、プロピニレンが含まれる。「置換されたアルキニレン」は二価の置換されたアルキンを指す。
「アルコキシ」という用語は、示された炭素原子数を有する－Ｏ－アルキル基を指す。例えば、（Ｃ１～Ｃ６）アルコキシ基には、－Ｏ－メチル（メトキシ）、－Ｏ－エチル（エトキシ）、－Ｏ－プロピル（プロポキシ）、－Ｏ－イソプロピル（イソプロポキシ）、－Ｏ－ブチル（ブトキシ）、－Ｏ－ｓｅｃ－ブチル（ｓｅｃ－ブトキシ）、－Ｏ－ｔｅｒｔ－ブチル（ｔｅｒｔ－ブトキシ）、－Ｏ－ペンチル（ペントキシ）、－Ｏ－イソペンチル（イソペントキシ）、－Ｏ－ネオペンチル（ネオペントキシ）、－Ｏ－ヘキシル（ヘキシルオキシ）、－Ｏ－イソヘキシル（イソヘキシルオキシ）および－Ｏ－ネオヘキシル（ネオヘキシルオキシ）が含まれる。「ヒドロキシアルキル」は、アルキル基の水素原子の１以上が－ＯＨ基で置換されている（Ｃ１～Ｃ１０）アルキル基を指す。ヒドロキシアルキル基の例には、限定されるものではないが、－ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、およびそれらの分岐型が含まれる。「エーテル」または「酸素エーテル」という用語は、アルキル基の炭素原子の１以上が－Ｏ－基で置換されているアルキル基を指す。エーテルという用語には、Ｐ１が保護基、－Ｈまたは（Ｃ１～Ｃ１０）アルキルである－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１化合物が含まれる。例示的なエーテルには、ポリエチレングリコール、ジエチルエーテル、メチルヘキシルエーテル等が含まれる。
「ＰＥＧ」はポリエチレングリコールを指す。「ＰＥＧ化」とは、２個以上の連続したエチレングリコール部分を含む、部分を含む化合物を指す。化合物のＰＥＧ化のためのＰＥＧ部の非限定的な例には、－（Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２）ｎ－、－（ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ）ｎ－または－（Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２）ｎ－ＯＨ（ｎは２～５０の範囲である）等の１個～５０個のエチレングリコール部の１以上の鎖のブロックが含まれる。
「ヘテロ原子」とは、Ｎ、Ｏ、ＰおよびＳを指す。Ｎ原子またはＳ原子を含む化合物は、任意に対応するＮ－オキシド化合物、スルホキシド化合物またはスルホン化合物に酸化され得る。「ヘテロ置換された」とは、１以上の炭素原子がＮ、Ｏ、ＰまたはＳで置換されている本明細書に記載される任意の実施形態における有機化合物を指す。
「アリール」は、単独でまたは組み合わされて、フェニルまたはナフチル等の芳香族環系を指す。「アリール」には、シクロアルキル環と任意に縮合された芳香族環系も含まれる。「置換されたアリール」は、任意の利用可能な原子に結合した１以上の置換基で独立して置換されて安定な化合物が生成されたアリールであり、ここで、前記置換基は本明細書に記載される通りである。「任意に置換されたアリール」はアリールまたは置換されたアリールを指す。「アリーレン」は二価のアリールを示し、「置換されたアリーレン」は二価の置換されたアリールを指す。「任意に置換されたアリーレン」はアリーレンまたは置換されたアリーレンを指す。本明細書で使用される場合に、「多環式アリール基」という用語および「多環式芳香族基」等の関連する用語は、少なくとも二つの縮合芳香族環から構成される基を意味する。「ヘテロアリール」または「ヘテロ置換されたアリール」は、Ｎ、Ｏ、Ｐおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換されたアリール基を指す。
「シクロアルキル」とは、飽和、不飽和または芳香族のいずれかである単環式、２環式、３環式または多環式の３員環系～１４員環系を指す。前記シクロアルキル基は、任意の原子を介して結合されていてもよい。シクロアルキルには、シクロアルキルがアリール環またはヘテロアリール環に縮合されている縮合環も検討される。シクロアルキルの代表的な例には、限定されるものではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルが含まれる。シクロアルキル基は、非置換であるか、または本明細書で以下に記載される１以上の置換基で任意に置換されていてよい。「シクロアルキレン」は、二価のシクロアルキルを指す。「任意に置換されたシクロアルキレン」という用語は、任意の利用可能な原子に結合した１、２または３個の置換基で置換されて安定な化合物が生成されたシクロアルキレンを指し、ここで、前記置換基は本明細書に記載される通りである。
「カルボキシル」または「カルボキシルの（carboxylic）」とは、示された場合に、示された炭素原子数を有し、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ基を末端とし、したがって構造－Ｒ－Ｃ（Ｏ）ＯＨを有する基を指し、ここで、Ｒは直線状、分岐状または環状の炭化水素を含む二価の有機基である。これらの非限定的な例には、Ｃ１～８カルボキシル基、例えば、エタノイック、プロパノイック、２－メチルプロパノイック、ブタノイック、２，２－ジメチルプロパノイック、ペンタノイック等が含まれる。「アミン」または「アミノ」とは、示された場合に示された炭素原子数を有し、－ＮＨ２基を末端とし、したがって構造－Ｒ－ＮＨ２を有する基を指し、ここで、Ｒは、直線状、分岐状または環状の炭化水素を含み、任意に１以上のヘテロ原子を含む非置換または置換された二価の有機基である。
上記を組み合わせた用語は、上記の任意の適切な組合せ、例えば、アリールアルケニル、アリールアルキニル、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールアルキニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルアリールアルキル、アルキルアリールアルケニル、アルキルアリールアルキニル、アルケニルアリールアルキル、アルケニルアリールアルケニル、アルケニルアリールアルキニル、アルキニルアリールアルキル、アルキニルアリールアルケニル、アルキニルアリールアルキニル、アルキルヘテロアリールアルキル、アルキルヘテロアリールアルケニル、アルキルヘテロアリールアルキニル、アルケニルヘテロアリールアルキル、アルケニルヘテロアリールアルケニル、アルケニルヘテロアリールアルキニル、アルキニルヘテロアリールアルキル、アルキニルヘテロアリールアルケニル、アルキニルヘテロアリールアルキニル、アルキルヘテロシクリルアルキル、アルキルヘテロシクリルアルケニル、アルキルヘテロシクリルアルキニル、アルケニルヘテロシクリルアルキル、アルケニルヘテロシクリルアルケニル、アルケニルヘテロシクリルアルキニル、アルキニルヘテロシクリルアルキル、アルキニルヘテロシクリルアルケニル、アルキニルヘテロシクリルアルキニル、アルキルアリール、アルケニルアリール、アルキニルアリール、アルキルヘテロアリール、アルケニルヘテロアリール、アルキニルヘレロアリール（alkynylhereroaryl）を指す。一例として、「アリールアルキレン」とは、アルキレン基中の１以上の水素原子が（Ｃ３～Ｃ８）アリール基等のアリール基によって置換されている二価のアルキレンを指す。（Ｃ３～Ｃ８）アリール－（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン基の例には、限定されるものではないが、１－フェニルブチレン、フェニル－２－ブチレン、１－フェニル－２－メチルプロピレン、フェニルメチレン、フェニルプロピレンおよびナフチルエチレンが含まれる。「（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン」という用語は、Ｃ１～Ｃ６アルキレン基中の１以上の水素原子が（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル基によって置換されている二価のアルキレンを指す。（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン基の例には、限定されるものではないが、１－シクロプロピルブチレン、シクロプロピル（cycloproyl）－２－ブチレン、シクロペンチル－１－フェニル－２－メチルプロピレン、シクロブチルメチレンおよびシクロヘキシルプロピレンが含まれる。
「アミノ酸」は、Ｈ２Ｎ－Ｃ（Ｒ）－Ｃ（Ｏ）ＯＨの構造を有し、ここで、Ｒは、アミノ酸側鎖等の側鎖である。「アミノ酸残基」は、アミノ酸鎖へと組み込まれた場合の、例えば構造－ＮＨ－Ｃ（Ｒ）－Ｃ（Ｏ）－、Ｈ２Ｎ－Ｃ（Ｒ）－Ｃ（Ｏ）－（ポリペプチドのＮ末端にある場合）または－ＮＨ－Ｃ（Ｒ）－Ｃ（Ｏ）ＯＨ（ポリペプチドのＣ末端にある場合）を有する、本明細書に開示される認識試薬に組み込まれた場合のアミノ酸の残部を表す。「アミノ酸側鎖」は、タンパク質原性または非タンパク質原性のアミノ酸を含む、アミノ酸の側鎖である。アミノ酸は、構造：
Figure 0007373205000001
 を有し、ここでＲはアミノ酸側鎖である。アミノ酸側鎖の非限定的な例は図５に示されている。グリシン（Ｈ２Ｎ－ＣＨ２－Ｃ（Ｏ）ＯＨ）は側鎖を有しない。
「ペプチド核酸」とは、ＤＮＡまたはＲＮＡの糖ホスホジエステル骨格がＮ－（２－アミノエチル）グリシン単位によって置き換えられている、核酸アナログまたはＤＮＡ模倣物もしくはＲＮＡ模倣物を指す。ガンマＰＮＡ（γＰＮＡ）は、以下の構造：
Figure 0007373205000002
 のγ－修飾Ｎ－（２－アミノエチル）グリシンモノマーのオリゴマーまたはポリマーであり、ここで、ガンマ炭素に結合したＲ１またはＲ２の少なくとも一つは水素ではないため、ガンマ炭素はキラル中心である。Ｒ１およびＲ２が水素である場合（Ｎ－（２－アミノエチル）－グリシン骨格）または同一のものである場合、ガンマ炭素についてはそのようなキラリティーはない。組み込まれたＰＮＡまたはγＰＮＡモノマー
Figure 0007373205000003
 は、本明細書では、オリゴマーへとインテグレションした後の残存する構造に関して、ＰＮＡまたはγＰＮＡ「残基」と称され、ここで、各残基は、塩基（核酸塩基）として同一または異なるＲ基、例えば、アデニン塩基、グアニン塩基、シトシン塩基、チミン塩基およびウラシル塩基または他の塩基、例えば本明細書に記載される前記の一価の塩基および二価の塩基を有し、こうして、前記ＰＮＡ上の塩基の順序は、ＤＮＡまたはＲＮＡと同様に塩基の「配列」である。核酸または核酸アナログのオリゴマーまたはポリマー、例えばＰＮＡまたはγＰＮＡオリゴマーまたはポリマー中の核酸塩基の配列は、核酸鎖または核酸アナログ鎖におけるアデニン残基、グアニン残基、シトシン残基、チミン残基および／またはウラシル残基の相補配列に、実質的に二本鎖ＤＮＡまたはＲＮＡと同様に、ワトソン－クリック方式またはワトソン－クリック様方式での核酸塩基対合によって結合する。
「グアニジン」または「グアニジニウム」基を認識試薬に加えることで、溶解度および／または生物学的利用能を高めることができる。ＰＮＡは合成ペプチドと同様に生産されるため、グアニジン基を付加する簡単な方法は、１以上の末端アルギニン（Ａｒｇ）残基をＰＮＡ、例えばγＰＮＡ認識試薬のＮ末端および／またはＣ末端に付加することである。同様に、アルギニン側鎖、
Figure 0007373205000004
 もしくはグアニジン含有部分、例えば、
Figure 0007373205000005
 ここで、ｎは、例えば、限定されるものではないが、１～５の範囲である、
または、その塩は、本明細書に記載される認識試薬骨格に結合され得る。グアニジン含有基は、グアニジン部分を含む基であり、１００個未満の原子、５０個未満の原子、例えば３０個未満の原子を有し得る。一態様では、前記グアニジン含有基は、構造：
Figure 0007373205000006
 を有し、
ここで、Ｌは、本明細書に記載される任意の態様によるリンカー、例えば、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレンまたはペンタメチレンリンカー等の非反応性脂肪族ヒドロカルビルリンカーである。複数の態様では、前記グアニジン含有基は構造：
Figure 0007373205000007
 を有し、
ここで、ｎは、１～５であり、例えば、前記グアニジン基はアルギニンであり得る。
「核酸塩基」には、主要な核酸塩基、すなわち、アデニン、グアニン、チミン、シトシンおよびウラシルだけでなく、改変されたプリン塩基およびピリミジン塩基、例えば、限定されるものではないが、ヒポキサンチン、キサンテン、７－メチルグアニン、５，６－ジヒドロウラシル、５－メチルシトシンおよび５－ヒドロキシメチルシトシンが含まれる。図３および図４Ａ～４Ｃはまた、一価の核酸塩基（例えば、核酸または核酸アナログの１つの鎖に結合するアデニン、シトシン、グアニン、チミンまたはウラシル）およびＤＮＡの２つの鎖上の相補的な核酸塩基に同時に結合する二価の核酸塩基（例えば、本明細書に記載されるＪＢ１～ＪＢ１６）および増強された強度で相補的な核酸塩基に結合する「Ｇクランプ」等の「クランプ」核酸塩基を含む核酸塩基の非限定的な例を示す。さらなるプリン、プリン様、ピリミジンおよびピリミジン様の核酸塩基は、例えば、米国特許第８，０５３，２１２号明細書、同第８，３８９，７０３号明細書、および同第８，６５３，２５４号明細書に開示されているように当該技術分野で知られている。図４Ａに示される二価の核酸塩基ＪＢ１～ＪＢ１６の場合に、表Ａは種々の核酸塩基の特異性を示している。注目すべきことに、ＪＢ１～ＪＢ４シリーズは相補的な塩基（Ｃ－Ｇ、Ｇ－Ｃ、Ａ－ＴおよびＴ－Ａ）に結合する一方で、ＪＢ５～ＪＢ１６はマッチおよび／またはミスマッチのある塩基の２つの鎖を結合するために使用され得る。二価の核酸塩基は、米国特許出願公開第２０１６００８３４３４号明細書および国際公開第２０１８／０５８０９１号にさらに詳細に記載されており、どちらも引用することにより本明細書の一部をなす。
Figure 0007373205000008
本明細書に記載されるようにアリール基で末端修飾されていないが、本明細書に記載されている通りであり得る例示的なγＰＮＡ構造は、国際公開第２０１２／１３８９５５号に開示され、前記国際公開は、引用することにより本明細書の一部をなす。
相補的とは、ポリヌクレオチド（核酸）が互いにハイブリダイズして、鎖間塩基対を形成する能力を指す。塩基対は、逆平行ポリヌクレオチド鎖においてヌクレオチド単位間の水素結合によって形成される。相補的なポリヌクレオチド鎖は、ワトソン－クリック方式（例えば、ＡとＴ、ＡとＵ、ＣとＧ）、またはデュプレックスの形成を可能にする任意の他の方式で塩基対合（ハイブリダイズ）することができる。ＤＮＡではなくＲＮＡを使用する場合に、アデノシンに相補的な塩基はチミンではなくウラシルである。相補的な配列を含む二つの配列は、それらが、水、生理食塩水（例えば、通常生理食塩水、または０．９％（重量／容量）の生理食塩水）またはリン酸緩衝生理食塩水等の特定された条件下で、または他のストリンジェンシー条件下で、例えば限定されるものではないが、０．１×ＳＳＣ（生理食塩水クエン酸ナトリウム）～１０×ＳＳＣ（ここで、１×ＳＳＣは水中の０．１５ＭのＮａＣｌおよび０．０１５Ｍのクエン酸ナトリウムである）下でデュプレックスを形成する場合にハイブリダイズすることができる。相補的な配列のハイブリダイゼーションは、例えば、塩濃度および温度によって規定され、ここで、ミスマッチの増加およびストリンジェンシーの増加に伴って融解温度（Ｔｍ）は低下する。完全マッチした配列は「完全に相補的」であると言われるが、リピート伸長を含むｍＲＮＡ等の連結が行われる大幅により長い標的配列に対する本明細書に記載される小さな認識試薬のように、ある配列（例えば、ｍＲＮＡ中の標的配列）は他の配列より長い場合がある。
伸長したトリヌクレオチドリピートを含む毒性ＲＮＡは多くの神経筋障害の原因であり、一つは筋強直性ジストロフィーＩ型（ＤＭＩ）である。ＤＭＩは、ＤＭＰ Ｋ遺伝子の３’－ＵＴＲ中のＣＴＧリピート伸長によって引き起こされることから、中でもＭＢＮＬＩタンパク質の滞留によってＲＮＡ機能の毒性獲得がもたらされる。本明細書には、配列特異的かつ選択的に反復核酸配列等の核酸配列に結合することができる短いプローブが記載されている。例えば、実施例に記載されるように、末端ピレン部を含む二つのトリプレットリピートの長さの短いＰＮＡプローブは、配列特異的かつ選択的にｒＣＵＧリピートに結合することができることが実証されている。このプローブは、病原性ｒＣＵＧｅｘｐを野生型の転写物から区別し、ｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬ１複合体を破壊させることができる。したがって、複数の態様では、本明細書では、ＤＭＩおよび他の関連する神経筋障害に関連するＲＮＡリピート伸長を標的とするための、遺伝子認識試薬と称される短い核酸プローブが記載される。
本明細書に記載される方法および組成物は、従来のアンチセンスおよびアンチジーンアプローチが現在直面している三つの主要な困難を克服する。一つ目の困難は、オリゴヌクレオチド合成の規模およびコストに関するものである。オリゴヌクレオチドは慣例的に固体支持体上で段階的に合成されるため、生産の規模を拡大することは難しい。これは、オリゴヌクレオチド治療薬に対する高コストかつ満たされていない需要につながる。前記認識試薬のサイズが比較的小さく、長さが３～８ヌクレオチドであり、小分子および生体模倣物の分子量に近いため、本明細書に記載される方法および組成物はこの課題を克服する。本明細書に記載される化合物は、収束的な、液相合成法を使用して大規模に製造することができ、これは製造コストの低下およびこれらの治療用材料へのアクセス可能性の向上につながることとなる。
二つ目の困難は、細胞送達、詳細にはこれらの核酸プローブを細胞膜の脂質二重層を横断して、どのようにして標的細胞の細胞質および核に到達させるかに関するものである。ほとんどのオリゴヌクレオチドは、分子量が比較的大きいため細胞膜を透過しない。オリゴヌクレオチドの細胞への送達は、トランスフェクション試薬、または機械的もしくは電気的形質導入の補助を必要とすることとなる。これらのアプローチは、オリゴヌクレオチドおよび他の巨大分子を細胞内に輸送するために効果的に使用されてきたが、小規模な規模拡大、ｉｎ ｖｉｔｒｏ（組織培養）実験構成に限定される。ｉｎ ｖｉｖｏでは、特に中枢神経系の疾患の場合に、全身送達（遺伝性疾患およびほとんどの感染性疾患の治療に必要）が依然として問題である。本発明では、前記認識試薬のサイズの縮小および化学修飾の柔軟性のため、この制限が克服される。前記認識試薬のサイズが比較的小さいことで、前記認識試薬は細胞によってより容易に取り込まれ、核膜に対してより透過性である。さらに、γＰＮＡ等のＰＮＡに関して、前記ＰＮＡの合成の柔軟性のため、任意の化学基をＰＮＡの骨格に組み込むことができ、これらの認識試薬は、特定の化学官能基で容易に修飾して、細胞取り込みおよび全身送達を促進することができる。
三つ目の困難は、非特異的結合および細胞毒性効果である。細胞に導入されたときに、１０ヌクレオチド～３０ヌクレオチドの長さの合成または他の方法での裸のオリゴヌクレオチドは、その指定された標的だけでなく、関連する配列を有する他のたくさんのＤＮＡ領域またはＲＮＡ領域にも結合する。そのような非特異的結合はプローブを捕捉することから、プローブが自由に拡散してプローブの標的を探して結合することを妨げる。非特異的結合によるプローブの有効濃度の低下は有効性の低下につながる。さらに、そのような非特異的結合は、遺伝子発現の誤調節および／または他の主要なタンパク質の機能の混乱の結果として細胞毒性効果をもたらす場合もある。実際、非特異的結合は、オリゴヌクレオチド治療薬（および小分子薬物）の副作用の主な原因であるとされており、現在のところ解決の糸口はつかめていない。本発明は、短い認識試薬（典型的には長さが３ヌクレオチド～８ヌクレオチド）と標的との間の弱い相互作用を利用することによりこの制限を克服している。この弱い「キッシング」相互作用により、モジュールは、その標的を探すにあたり細胞内環境中を自由に拡散することが可能となる。この場合に、その指定された標的は、「ランダム」な「単一結合部位」のヒットとは、前記標的が、協同的に隣接した塩基のスタッキングによって隣り合って集成して、「ネイティブ・ケミカル・ライゲーション」反応を開始することで、一連の様々な長さの伸長したオリゴマーを形成することを可能にする反復配列エレメントを含むという点で異なる。
現在、表Ｂに示されるように、ヌクレオチド配列の不安定なリピート伸長に関連する幾つかの既知の遺伝病がある。標的、この場合にはＤＮＡまたはＲＮＡの三次元構造がタンパク質と比較して単調であることが課題である。これにより、小分子が特定の部位を多数の他のＤＮＡまたはＲＮＡ配列から区別することが困難になる。
「小分子薬物」アプローチに対する本発明の利点は、突然変異の速さが急速であるため標的が急速に進化する癌の治療ならびに細菌、ウイルス、および寄生虫感染との闘いにある。腫瘍形成性クローン、ならびに本方法およびアプローチで標的とされる可能性のある細菌性、ウイルス性、および寄生性の病原体のゲノムおよびトランスクリプトーム内に保存された反復エレメントが多数存在する。これらの腫瘍細胞または病原体が、本明細書に記載されるこれらの認識試薬を回避して耐性を獲得する可能性は、「小分子－タンパク質認識」アプローチと比較すると、ＤＮＡ／ＲＮＡ鋳型内のすべてのリピート要素で変異が発生する必要があるため、まずあり得ない。
本明細書に記載される認識試薬は、前記認識試薬が細胞の細胞質および／または核に入るまで化学的に不活性であるように設計されており、その条件下で前記認識試薬は核酸中の相補的配列にハイブリダイズし、別の認識試薬がハイブリダイズする配列に隣接する場合は、前記認識試薬の隣接する芳香族基がスタッキングし、それにより前記認識試薬は連結される。前記認識試薬は、前記認識試薬のＤＮＡ標的またはＲＮＡ標的を、隣接するモジュールがそれらの末端アリール基のπ－πスタッキング（「πスタッキング」）を介して非共有結合的に連結して、伸長して連結されたオリゴマーが、例えば図１に示されるようにヘッドトゥーテイル（head-to-tail）様式で形成される協同的なワトソン－クリック（またはワトソン－クリック様水素結合）塩基対合相互作用によって認識し結合する。前記認識試薬の分子内対分子間のπスタッキングの割合は、認識試薬の骨格の剛性を調整することによって制御することができ、ここで剛性の、例えば立体構造的に事前組織化された骨格、例えばγＰＮＡまたはＬＮＡ骨格により、末端芳香族基の分子内πスタッキング、したがって前記認識試薬の潜在的な不活性化は制限される。つまり、幾らかの分子内πスタッキングが発生したとしても、その標的配列にハイブリダイズするときに、前記認識試薬は「広がる」ことができる。前記標的配列の存在下では、前記標的配列へのハイブリダイゼーションおよび連結が優勢である。
本明細書に記載される認識試薬は、低分子の特徴、例えば、低分子量、大規模生産の容易さ、低い生産コスト、細胞透過性、および望ましい薬物動態と、ワトソン－クリック塩基対合を介した配列特異的なオリゴヌクレオチド認識とを兼ね備えている。オリゴマー認識試薬の連結は、幾つかの例にしたがって示され説明されたが、それらの例は、すべての態様において説明することを意図するものであって、限定することを意図するものではない。したがって、本発明は、詳細な実装において多くの変更が可能である。
本明細書に記載される認識試薬のための用途の例は、表Ｂに列挙される遺伝子疾患等の小さな配列のリピート伸長を伴う遺伝子疾患の治療におけるものである。
Figure 0007373205000009
表Ｂに基づいて、前記の遺伝子産物を標的とする認識試薬は、５’から３’方向で配列：ＧＡＡ、ＣＧＧ、ＣＣＧ、ＣＡＧ、ＣＴＧ、ＣＣＴＧ、ＡＴＴＣＴ、およびＧＧＧＧＣＣ、または前記配列に相補的な配列、例えばＲＮＡを標的とするためにはＴＴＣ、ＣＣＧ、ＣＧＧ、ＣＴＧ、ＣＡＧ、ＣＡＧＧ、ＡＧＡＡＴまたはＧＧＣＣＣＣを含むか、またはＧＡＡ、ＣＧＧ、ＣＣＧ、ＣＡＧ、ＣＴＧ、ＣＣＴＧ、ＡＴＴＣＴ、およびＧＧＧＧＣＣのリピートを含む標的配列もしくは前記配列に相補的な配列にハイブリダイズする。
本発明の他の潜在的な用途は、癌（テロメア）、細菌感染（耐性株、病原性株に特有の反復エレメントおよび保存エレメントを標的とする）、Ｃ型肝炎（世界人口の３％が罹患し、ウイルスＲＮＡゲノム内の反復エレメントを標的とすることによる有効な治療が存在しない）、マラリア（マラリア原虫の複製およびライフサイクルに不可欠であることが示されているマイクロサテライトを標的とする）、およびＡＩＤＳ（これは、新しい突然変異配列を、前記認識試薬中の対応する核酸塩基配列のダイアルイン（dialing-in）により追い掛けることができる迅速に動く標的である）の治療におけるものである。
したがって、本明細書では、前記核酸鋳型上で集成し、前記鋳型上で互いに協同的に結合して連結する認識試薬（修飾核酸）が提供される。前記認識試薬は、末端芳香族（アリール）基、例えば、２員環～５員環の、または８個～２０個の環もしくは環原子を含む縮合環多環式芳香族基を末端（例えば、核酸または核酸アナログに対する５’末端および３’末端）に含む、例えば、３個～１０個の塩基、例えば、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個または１０個の塩基または３個～８個の塩基の長さの核酸または核酸アナログのオリゴマーである。縮合環多環式芳香族基の非限定的な例には、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンおよびペリレンが含まれ、これらのすべては化学技術において広く知られている。前記芳香族基は、その構造中の任意の適切な結合点で任意の適切な様式で、例えばリンカーを用いて、任意の適切な結合化学を使用して前記認識試薬骨格に結合されている。例えば、以下の例に示されるように、アミノ酸または２個のアミン基を含むアミノ酸、例えば、ジアミノ酪酸（Ｄａｂ）、オルニチン（Ｏｒｎ）またはリジン（Ｌｙｓ）は、カルボキシル官能化された芳香族化合物、例えばピレンについての例として、ピレン－１－カルボン酸、ピレン－２－カルボン酸、ピレン－４－カルボン酸、ピレン－１－酢酸、ピレン－２－酢酸またはピレン－４－酢酸に結合されて、前記リンカー中にアミド結合が形成され得る。
前記芳香族基は、前記芳香族基がヘテロ原子を含まない、または環のいずれかに１以上のヘテロ原子、例えばＳ、ＯもしくはＮを含むという点で、ヘテロ環式または非ヘテロ環式であり得る。さらに、前記芳香族基は、標的配列へのハイブリダイズおよび連結における前記認識試薬の機能を実質的に干渉しない１以上の非反応性基で置換されてもよい。
さらに、前記芳香族基は、前記認識試薬を連結するためのその使用とは別の機能を有し得る。複数の態様では、前記芳香族基は、ビタミン等の抗酸化物質、またはリボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンもしくはマンギフェリン等の抗酸化物質、または果物および野菜中に存在する他の天然の芳香族抗酸化物質、例えば酸化的ストレス、炎症、癌、老化もしくは他の病気に対抗するための一般的に使用される栄養補助食品である。
複数の態様では、前記遺伝子認識試薬は、γＰＮＡおよびロックド核酸骨格と同様に剛性であるか、または予備組織化されたコンフォメーションを有する。すべてのヌクレオチド配列は、別段の指示がない限り、左から右へと５’から３’の方向で示される。平行方向または逆平行方向でハイブリダイズし得るＰＮＡオリゴマーの関連において、別段の指示がない限り、その配列は、それらの相補的な核酸鎖に対する特異的なワトソン－クリック結合またはワトソン－クリック様結合に関連して、核酸塩基配列に対して５’から３’の方向で示される。
化合物の部分、例えば、アリール部分または核酸塩基は認識試薬骨格と共有結合し、したがって、骨格に「連結」されるといわれる。化合物を調製するために使用される化学的性質に応じて、結合は直接的であってもよいし、または二つの他の部分または基と共有結合する部分である「リンカー」を介してであってよい。一態様において、末端芳香族（アリール）基はリンカーを介して認識試薬に結合される。リンカーは、芳香族基を認識試薬の骨格に連結させる非反応性部分であり、そして、いくつかの態様では、ヘテロ原子、例えば、Ｎ、Ｓ、若しくはＯで任意に置換されていてもよい、１～１０個の炭素原子（Ｃ１～Ｃ１０）、または、非反応性結合、例えば、アミンをカルボキシル基と反応させることによって形成されるアミド結合（ペプチド結合）である。Ｃ１～Ｃ１０アルキレンの例は、任意に環状部分を含んでもよい、線状若しくは分枝状アルキレン（二価）部分、例えば、任意にアミド結合を含んでもよい、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン（hepamethylene）、オクタメチレン、ノナメチレン、またはデカメチレン部分（すなわち、－ＣＨ２－［ＣＨ２］ｎ－であり、ここで、ｎ＝１～９）である。リンカーは、認識試薬の標的核酸に対する結合を、実質的に、立体的に遮蔽または他の方法で干渉せず、標的核酸上の認識試薬の連結を干渉しない点で、嵩高くない。リンカーは、認識試薬の芳香族基および骨格の連結に起因する残存部分、例えば、
Figure 0007373205000010
 、または、非限定的な一例では、ピレン－１－酢酸等の酢酸置換アリール化合物（Ａ）のＤａｂ（ｎ＝１）、Ｏｒｎ（ｎ＝２）、またはＬｙｓ（ｎ＝３）残基に対する結合に起因する、
Figure 0007373205000011
 である。
さらなる態様において、リンカーまたは連結基は、化合物の二つの部分と接続する、例えば、化合物の二つの部分と共有結合する有機部分、例えば本発明の関連で限定されるものではないが、認識試薬の骨格に対する芳香族基の接続、核酸若しくは核酸アナログ骨格に対する核酸塩基の接続、および／または認識試薬に対するグアニジウム基の接続である。リンカーは、典型的には、直接結合または酸素もしくは硫黄等の原子、Ｃ（Ｏ）、Ｃ（Ｏ）ＮＨ、ＳＯ、ＳＯ２、ＳＯ２ＮＨもしくは原子鎖等の単位、例えば、限定されるものではないが、置換もしくは非置換のアルキル、置換もしくは非置換のアルケニル、置換もしくは非置換のアルキニル、アリールアルキル、アリールアルケニル、アリールアルキニル、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールアルキニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルアリールアルキル、アルキルアリールアルケニル、アルキルアリールアルキニル、アルケニルアリールアルキル、アルケニルアリールアルケニル、アルケニルアリールアルキニル、アルキニルアリールアルキル、アルキニルアリールアルケニル、アルキニルアリールアルキニル、アルキルヘテロアリールアルキル、アルキルヘテロアリールアルケニル、アルキルヘテロアリールアルキニル、アルケニルヘテロアリールアルキル、アルケニルヘテロアリールアルケニル、アルケニルヘテロアリールアルキニル、アルキニルヘテロアリールアルキル、アルキニルヘテロアリールアルケニル、アルキニルヘテロアリールアルキニル、アルキルヘテロシクリルアルキル、アルキルヘテロシクリルアルケニル、アルキルヘテロシクリルアルキニル、アルケニルヘテロシクリルアルキル、アルケニルヘテロシクリルアルケニル、アルケニルヘテロシクリルアルキニル、アルキニルヘテロシクリルアルキル、アルキニルヘテロシクリルアルケニル、アルキニルヘテロシクリルアルキニル、アルキルアリール、アルケニルアリール、アルキニルアリール、アルキルヘテロアリール、アルケニルヘテロアリール、アルキニルヘテロアリールを含み、ここで、１個以上の炭素、例えばメチレンまたはメチリジン（－ＣＨ＝）は、任意にＯ、ＳもしくはＮ等のヘテロ原子、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のヘテロアリール、置換もしくは非置換のヘテロ環式化合物によって中断または終端化されている。一態様では、前記リンカーは、約５個から２５個の間の原子、例えば５個～２０個、５個～１０個、例えば５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個または２０個の原子、または全体で１個～１０個、例えば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個または１０個のＣおよびヘテロ原子、例えばＯ原子、Ｐ原子、Ｎ原子またはＳ原子を含む。
γＰＮＡ等のＰＮＡへの結合のためには、適切で利用可能なリンカーは、例えばアミノ酸を前記認識試薬に付加させるためによく知られたペプチド合成化学を使用して、アミンとカルボキシル基とが反応してアミド結合を形成するリンカーであり、ここで、前記アミノ酸は、アリール部分等の化学部分またはグアニジン基で、以下の例に示されるように予め修飾されていてよく、アリール修飾されたアミノ酸の付加によりピレンアリール部分が前記認識試薬に結合され、アルギニンの使用により前記グアニジン部分が得られる。非ペプチド核酸アナログへの結合は、広く知られている任意の適切な結合化学、例えば、カルボジイミド化学、例えばＥＤＣ（ＥＤＡＣ、１－エチル－３－［３－ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド塩酸塩）を使用して、アミン修飾されたＡｒ基を前記認識試薬へと、例えば末端リン酸を介して結合することで達成される。
前記芳香族基を前記認識試薬の骨格に結合させるにあたり、前記リンカーは、本明細書に記載される標的核酸配列上での前記認識試薬の連結の間に前記芳香族基をπ－πスタッキングのための位置に配置するのに適切なサイズまたは長さを有する。
本発明の一態様によれば、３個以上、例えば３個～１０個または３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個もしくは１０個、または３個～８個の任意に立体構造的に事前組織化された核酸または核酸アナログ骨格残基から作製された第一の末端および第二の末端を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記核酸または核酸アナログ骨格残基に対する配列で接続または結合された同一または異なってよい核酸塩基の配列と、前記核酸または核酸骨格の前記第一の末端に結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸骨格の前記第二の末端に結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含む認識試薬が提供される。前記アリール部分は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分、例えば２個～５個の縮合環を有する置換または非置換のアリール部分またはヘテロアリール部分、例えば、限定されるものではないが、任意にＯ、Ｎおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換された、非置換または置換されたペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレン、例えばキサンテン、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンであり、同一または異なってよく、複数の態様では同一であるが、ただし、各々は、認識試薬が標的核酸の隣接配列にハイブリダイズすると、隣接する認識試薬のＡｒ基とスタッキングする。
本発明の一態様によれば、構造：
Figure 0007373205000012
 ここで、Ｒは、独立して、核酸塩基であり、Ｒの各々は同一または異なる核酸塩基であってよく、
ｎは、１～６の範囲の整数、例えば１、２、３、４、５または６であり、
各Ｂは、独立して、リボース５’リン酸残基、デオキシリボース－５－リン酸残基、または核酸アナログ骨格残基であり、一態様では、立体構造的に事前組織化された核酸アナログ、例えばγＰＮＡまたはＬＮＡの骨格残基であり、
Ｌは、独立して、リンカー、例えば、非反応性リンカーまたは非反応性の嵩高くないリンカーであり、Ｌの各々は同一または異なってよく、
Ａｒの各々は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分、例えば２個～５個の縮合環を有する置換または非置換のアリール部分またはヘテロアリール部分、例えば、限定されるものではないが、任意にＯ、Ｎおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換された、非置換または置換されたペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレン、例えばキサンテン、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンであり、同一または異なってよく、複数の態様では同一である、を有する認識試薬（認識モジュール）が提供される。幾つかの態様では、各Ａｒは、認識試薬が標的核酸の隣接配列にハイブリダイズすると、隣接する認識試薬のＡｒ基とスタッキングする。
一態様では、前記認識試薬は、ＰＮＡ骨格を含み、したがって構造：
Figure 0007373205000013
 ここで、Ｒは、独立して、核酸塩基であり、Ｒの各々は同一または異なる核酸塩基であってよく、
ｎは、１～６の範囲の整数、例えば１、２、３、４、５または６であり、
Ｌの各々は、独立して、リンカーであり、１以上のアミノ酸残基、または置換もしくは非置換のアルキル、置換もしくは非置換のアルケニル、置換もしくは非置換のアルキニル、アリールアルキル、アリールアルケニル、アリールアルキニル、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールアルキニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルアリールアルキル、アルキルアリールアルケニル、アルキルアリールアルキニル、アルケニルアリールアルキル、アルケニルアリールアルケニル、アルケニルアリールアルキニル、アルキニルアリールアルキル、アルキニルアリールアルケニル、アルキニルアリールアルキニル、アルキルヘテロアリールアルキル、アルキルヘテロアリールアルケニル、アルキルヘテロアリールアルキニル、アルケニルヘテロアリールアルキル、アルケニルヘテロアリールアルケニル、アルケニルヘテロアリールアルキニル、アルキニルヘテロアリールアルキル、アルキニルヘテロアリールアルケニル、アルキニルヘテロアリールアルキニル、アルキルヘテロシクリルアルキル、アルキルヘテロシクリルアルケニル、アルキルヘテロシクリルアルキニル、アルケニルヘテロシクリルアルキル、アルケニルヘテロシクリルアルケニル、アルケニルヘテロシクリルアルキニル、アルキニルヘテロシクリルアルキル、アルキニルヘテロシクリルアルケニル、アルキニルヘテロシクリルアルキニル、アルキルアリール、アルケニルアリール、アルキニルアリール、アルキルヘテロアリール、アルケニルヘテロアリール、アルキニルヘテロアリールを含み、ここで、１個以上の炭素、例えばメチレンまたはメチリジン（－ＣＨ＝）は、任意にＯ、ＳもしくはＮ等のヘテロ原子、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のヘテロアリール、置換もしくは非置換のヘテロ環式化合物によって中断または終端化されており、任意に、
Figure 0007373205000014
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、等のグアニジン含有基および／またはアミノ酸側鎖を含み、
Ｒ３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分、例えば２個～５個の縮合環を有する置換または非置換のアリール部分またはヘテロアリール部分、例えば、限定されるものではないが、任意にＯ、Ｎおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換された、非置換または置換されたペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレン、例えばキサンテン、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンであり、同一または異なってよく、複数の態様では同一である、を有する。幾つかの態様では、各々は、認識試薬が標的核酸の隣接配列にハイブリダイズすると、隣接する認識試薬の芳香族部分とスタッキングし、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000015
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
アミノ酸側鎖、例えば、
Figure 0007373205000016
 １個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、一態様では、Ｒ１およびＲ２は異なり、Ｒ１はＨであり、かつＲ２はＨではないか、またはＲ２はＨであり、かつＲ１はＨではない。ＲＮＡまたはＤＮＡ等の天然の核酸に結合するためには、Ｒ１はＨであり、かつＲ２はＨではなく、それにより「右巻き」のＬ－γＰＮＡが形成される。Ｒ２がＨであり、かつＲ１がＨではない「左巻き」のＤ－γＰＮＡは、天然の核酸には結合しない。一態様では、前記リンカーは、約５個から２５個の間の原子、例えば５個～２０個、５個～１０個、例えば５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個または２０個の原子、または全体で１個～１０個、例えば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個または１０個のＣおよびヘテロ原子、例えばＯ原子、Ｐ原子、Ｎ原子またはＳ原子を含む。一態様では、Ｒ１またはＲ２は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１－Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である。
さらなる態様では、前記認識試薬は、構造：
Figure 0007373205000017
 ここで、Ｒの各々は、独立して、核酸塩基であり、Ｒの各々は同一または異なる核酸塩基であってよく、
ｎは、１～６の範囲の整数、例えば１、２、３、４、５または６であり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000018
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、アミノ酸側鎖、例えば、
Figure 0007373205000019
 １個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、一態様では、Ｒ１およびＲ２は異なり、Ｒ１はＨであり、かつＲ２はＨではないか、またはＲ２はＨであり、かつＲ１はＨではなく、
Ｒ４およびＲ５の一つならびにＲ６、Ｒ７、Ｒ８の一つは－Ｌ－Ｒ３であり、ここで、Ｒの各々３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分、例えば２個～５個の縮合環を有する置換または非置換のアリール部分またはヘテロアリール部分、例えば、限定されるものではないが、任意にＯ、Ｎおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換された、非置換または置換されたペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレン、例えばキサンテン、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンであり、同一または異なってよく、複数の態様では同一であり、幾つかの場合には、認識試薬が標的核酸の隣接配列にハイブリダイズすると、隣接する認識試薬のＲ３基とスタッキングし、かつＬは、リンカー、例えば非反応性リンカーまたは非反応性の嵩高くないリンカーであり、
Ｌの各々は同一または異なってよく、かつアミノ酸残基、または置換もしくは非置換のアルキル、置換もしくは非置換のアルケニル、置換もしくは非置換のアルキニル、アリールアルキル、アリールアルケニル、アリールアルキニル、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールアルキニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルアリールアルキル、アルキルアリールアルケニル、アルキルアリールアルキニル、アルケニルアリールアルキル、アルケニルアリールアルケニル、アルケニルアリールアルキニル、アルキニルアリールアルキル、アルキニルアリールアルケニル、アルキニルアリールアルキニル、アルキルヘテロアリールアルキル、アルキルヘテロアリールアルケニル、アルキルヘテロアリールアルキニル、アルケニルヘテロアリールアルキル、アルケニルヘテロアリールアルケニル、アルケニルヘテロアリールアルキニル、アルキニルヘテロアリールアルキル、アルキニルヘテロアリールアルケニル、アルキニルヘテロアリールアルキニル、アルキルヘテロシクリルアルキル、アルキルヘテロシクリルアルケニル、アルキルヘテロシクリルアルキニル、アルケニルヘテロシクリルアルキル、アルケニルヘテロシクリルアルケニル、アルケニルヘテロシクリルアルキニル、アルキニルヘテロシクリルアルキル、アルキニルヘテロシクリルアルケニル、アルキニルヘテロシクリルアルキニル、アルキルアリール、アルケニルアリール、アルキニルアリール、アルキルヘテロアリール、アルケニルヘテロアリール、アルキニルヘテロアリールを含んでよく、ここで、１個以上の炭素、例えばメチレンまたはメチリジン（－ＣＨ＝）は、任意にＯ、ＳもしくはＮ等のヘテロ原子、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のヘテロアリール、置換もしくは非置換のヘテロ環式化合物によって中断または終端化されており、残りのＲ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立して、Ｈ、１以上の連続アミノ酸残基、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000020
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
アミノ酸側鎖、例えば、
Figure 0007373205000021
 １個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である）を有する。
一態様では、Ｒ４およびＲ７は－Ｌ－Ａｒであり、別の態様では、Ｒ４およびＲ７は－Ｌ－Ａｒであり、かつＲ５およびＲ８はＡｒｇである。一態様では、前記リンカーは、約５個から２５個の間の原子、例えば５個～２０個、５個～１０個、例えば５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個または２０個の原子、または全体で１個～１０個、例えば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個または１０個のＣおよびヘテロ原子、例えばＯ原子、Ｐ原子、Ｎ原子またはＳ原子を含む。別の態様では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１－Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である。
さらなる別の態様では、前記認識試薬は、ＰＮＡ骨格を含み、したがって構造：
Figure 0007373205000022
 ここで、ｎは、１、２、３、４、５、６、７または８を含む、１～８の範囲の整数であり、
ｍは、１、２、３、４または５を含む、１～５、例えば１～３の範囲の整数であり、
Ｒ２は、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000023
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
アミノ酸側鎖、例えば、
Figure 0007373205000024
 １個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
Ｒ３は、非置換の縮合環多環式芳香族部分、例えば、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレンであり、
Ｒ５、Ｒ７およびＲ８の各々は、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000025
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
アミノ酸側鎖、または１以上の連続アミノ酸残基、例えば１以上のＡｒｇ残基である、を有する。一態様では、Ｒ３はピレンである。
別の態様では、Ｒ２は、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨであり、ここで、ｒは１～５０、例えば、１～１０の範囲の整数、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０であり、一例では２である。別の態様では、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１－Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である。
上記したＰＮＡベースの認識試薬はキラリティーなしで示されており、一例では、ガンマ炭素（Ｒ１およびＲ２が結合されている）は（Ｒ）配向にあり、Ｒ２はＨであり、かつＲ１はＨではないか、またはガンマ炭素は（Ｓ）配向にあり、Ｒ１はＨであり、かつＲ２はＨではない。さらに、一例では、存在する場合に、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７および／またはＲ８の位置において、１以上またはすべてのキラルアミノ酸残基は、Ｌ－アミノ酸であり得る。別の例では、存在する場合に、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７および／またはＲ８の位置において、１以上またはすべてのキラルアミノ酸残基は、Ｄ－アミノ酸であり得る。
前記のいずれの構造においても、前記認識試薬の配列は伸長したリピートを標的とすることができ、したがって、例示的な核酸塩基配列には（例えば、単一の認識試薬中または連結された場合のいずれかで）、ｍＲＮＡ（センス）を標的とするために、以下：ＴＴＣ、ＣＣＧ、ＣＧＧ、ＣＴＧ、ＣＡＧ、ＣＡＧＧ、ＡＧＡＡＴまたはＧＧＣＣＣＣが含まれる。これらの配列は単なる例示であり、…ＣＡＧＣＡＧＣＡＧ…等の反復エレメント中の配列を標的とする場合に、リピート配列のあらゆる順次の組み合わせが単一の認識試薬に含まれ得る。例えば、配列ＣＴＧは、相補的なＣＡＧリピートを標的とするが、ＴＧＣおよびＧＣＴ、ならびにそれらの二量体、ＣＴＧＣＴＧ、ＴＧＣＴＧＣおよびＧＣＴＧＣＴも標的とする。したがって、以下の配列：ＴＴＣ、ＴＴＣＴＴＣ、ＴＣＴ、ＴＣＴＴＣＴ、ＣＴＴ、ＣＴＴＣＴＴ、ＣＣＧ、ＣＣＧＣＣＧ、ＣＧＣ、ＣＧＣＣＧＣ、ＧＣＣ、ＧＣＣＧＣＣ、ＣＧＧ、ＣＧＧＣＧＧ、ＧＣＧ、ＧＣＧＧＣＧ、ＧＧＣ、ＧＧＣＧＧＣ、ＣＴＧ、ＣＴＧＣＴＧ、ＴＧＣ、ＴＧＣＴＧＣ、ＧＣＴ、ＧＣＴＧＣＴ、ＣＡＧ、ＣＡＧＣＡＧ、ＡＧＣ、ＡＧＣＡＧＣ、ＧＣＡ、ＧＣＡＧＣＡ、ＣＡＧＧ、ＣＡＧＧＣＡＧＧ、ＡＧＧＣ、ＡＧＧＣＡＧＧＣ、ＧＧＣＡ、ＧＧＣＡＧＧＣＡ、ＧＣＡＧ、ＧＣＡＧＧＣＡＧ、ＡＧＡＡＴ、ＧＡＡＴＡ、ＡＡＴＡＧ、ＡＴＡＧＡ、ＴＡＧＡＡ、ＧＧＣＣＣＣ、ＧＣＣＣＣＧ、ＣＣＣＣＧＧ、ＣＣＣＧＧＣ、ＣＣＧＧＣＣおよびＣＧＧＣＣＣを、表Ｂに示されるｍＲＮＡ中の伸長したリピートを標的とするために使用することができる。上記した配列は、前記センスｍＲＮＡ鎖に対して５’から３’の逆平行に列記されており、例えば、γＰＮＡにおけるＣ末端からＮ末端の方向にある。
本明細書に記載される認識試薬のＲ基は、前記組成物が１以上の鋳型核酸中の核酸塩基の配列に結合するように、１以上の鋳型核酸中の核酸塩基の配列に相補的であるべき配列で配置される。「鋳型核酸」は、任意の核酸または核酸アナログを含む。前記鋳型が細胞内にある場合に、前記鋳型は、サイレンシングする核酸、例えばＤＮＡまたはＲＮＡ、例えばｍＲＮＡである可能性が高い。前記認識試薬がｉｎ ｖｉｔｒｏで集成されるのであれば、前記鋳型は、本明細書に記載される認識試薬への特異的なハイブリダイゼーションを可能にする核酸または前記核酸の任意のアナログであり得る。
別段の指示がない限り、本明細書に記載される認識試薬は、核酸塩基の任意の特定の配列に関して記載されない。本開示は、前記の認識試薬、例えばγＰＮＡ骨格を基礎とする認識試薬を連結する方法および組成物を対象とし、前記骨格に結合される塩基の同一性および配列とは無関係である。前記のγＰＮＡオリゴマーの骨格に結合される任意の核酸塩基配列は、予想される特定の様式で、ワトソンクリック水素結合またはワトソンクリック様水素結合によって、標的核酸または核酸アナログの相補的な核酸塩基配列とハイブリダイズすることとなる。本明細書に記載される組成物および方法は配列非依存的であり、より短いγＰＮＡ（前駆体）配列からのより長いγＰＮＡ配列の鋳型指向性の集成のための新規の一般化された方法および関連の組成物を記載している。
本明細書に記載される認識試薬の核酸塩基は、鋳型核酸、例えばｍＲＮＡ、例えば伸長したリピートを含むｍＲＮＡの標的配列に相補的な配列で配置されるため、本明細書に記載される二つ以上の認識試薬は、塩基対合によって、例えばワトソン－クリック塩基対合またはワトソン－クリック様塩基対合によって、前記鋳型核酸上の塩基配列に結合して連結する。本明細書に記載される方法により集成され得る認識試薬の組合せの非限定的な例は、第一の認識試薬が鋳型核酸または核酸アナログの第一の配列に相補的な核酸塩基配列を有し、第二の認識試薬が前記鋳型上の前記第一の配列に直接隣接する前記鋳型上の第二の配列に相補的な核酸塩基配列を有し、こうして、二つの前駆体が、例えば図１に示されるように前記鋳型上で近接した一連の塩基に結合する二つの認識試薬である。二つ以上の異なる認識試薬をそのようにして集成させることができ、各々は前記鋳型核酸のより長い近接配列中の隣接する短い配列に結合し、隣接する認識試薬と連結する。一例では、図１に示されるように、前記認識試薬は前記鋳型上の反復配列に相補的な核酸塩基の単一配列を有するため、二つ以上の同一の認識試薬は、前記鋳型上でリピートの近接配列にタンデムに結合する。前記のように、表Ｂに基づいて、前記の遺伝子産物を標的とするであろう認識試薬には、ＴＴＣ、ＣＣＧ、ＣＧＧ、ＣＴＧ、ＣＡＧ、ＣＡＧＧ、ＡＧＡＡＴまたはＧＧＣＣＣＣが含まれる。別の例では、異なる配列を有する二つ以上の異なる認識試薬は、ユニークな非反復配列上で連結するように選択され得る。例えば、ｍＲＮＡ等の標的配列中に存在するユニークな１２個のヌクレオチド配列上で互いに隣接してハイブリダイズするように、二つの異なるヘキサマー型の認識試薬を製造することができる。
前記のように、連結された核酸または核酸アナログ、例えば、γＰＮＡ等の立体構造的に事前組織化された核酸アナログの製造方法であって、前記の任意の態様による複数の前記認識試薬を鋳型核酸または核酸アナログに結合させることを含む前記方法が提供される。末端アリール基が互いに近接していると、前記組成物は連結することとなる。前記アリール基は、例えば図１に示されるように、前記アリール基が十分に近いことで前記アリール基がスタッキングする場合に、互いに近接しているとみなされる。
別の方法では、本明細書に記載される認識試薬は、治療効果のために細胞に導入される。本明細書に記載される組成物の細胞への送達のために、ｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｉｎ ｖｉｖｏでの使用に適したさまざまなトランスフェクション試薬、例えばＦｕＧＥＮＥ（登録商標）またはリポソーム調製物（多くの供給元から市販される。Ｉｍｍｏｒｄｉｎｏ ｅｔ ａｌ．“Ｓｔｅａｌｔｈ ｌｉｐｏｓｏｍｅｓ：ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｃｉｅｎｃｅ，ｒａｔｉｏｎａｌｅ，ａｎｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，”（２００６）Ｉｎｔ’ｌ Ｊ．Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ １（３）：２９７－３１６も参照）が適している。細胞内では、前記認識試薬は、天然のｍＲＮＡ等の適切な核酸鋳型上で連結することとなる。前記認識試薬の二つ以上が同一鋳型核酸にハイブリダイズして、末端アリール基が互いに近接して、例えば互いに近接配列で並んで配置されると、前記認識試薬は、近接のアリール基のπスタッキングにより連結することとなる。前記認識試薬の配列のリピート、または送達された認識試薬の二つ以上に相補的な隣接配列のいずれかを含む核酸に結合しない化合物は、前記結合された核酸から放出される。それというのも、例えば３マー～８マーの結合の強さが、前記結合された核酸上に化合物を維持するほど十分に強くないからである。二つ以上の認識試薬が標的核酸配列、例えば隣接する反復配列に結合する場合に、それらの認識試薬は、前記標的配列にハイブリダイズした状態にするのに十分な強さで前記核酸を結合するのに十分な長さの連結された構造を形成し、こうして前記組成物がｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ミルトロンまたは類似の組成物の配列を有する場合に遺伝子サイレンシング等の所望の効果が達成される。
複数の態様では、表Ｂに列記される疾患、例えば、筋強直性ジストロフィー１型（ＤＭ１）および２型（ＤＭ２）またはハンチントン病を有する患者を治療する方法が提供される。前記方法は、患者におけるリピート伸長標的配列を含むｍＲＮＡの発現をノックダウンするのに有効な量の、本明細書に記載される任意の態様による前記患者のｍＲＮＡにおけるリピート伸長標的配列に相補的な認識試薬を投与することを含む。ＤＭ１の場合に、前記標的配列は、（ＣＴＧ）ｎであり、したがって、前記認識試薬は、配列：ＣＴＧ、ＣＴＧＣＴＧ、ＴＧＣ、ＴＧＣＴＧＣ、ＧＣＴ、またはＧＣＴＧＣＴを有する。ＤＭ２の場合に、前記標的配列は、（ＣＣＴＧ）ｎであり、したがって前記認識試薬は、配列：ＣＡＧＧ、ＣＡＧＧＣＡＧＧ、ＡＧＧＣ、ＡＧＧＣＡＧＧＣ、ＧＧＣＡ、ＧＧＣＡＧＧＣＡ、ＧＣＡＧ、またはＧＣＡＧＧＣＡＧを有する。ハンチントン病の場合に、前記標的配列は、（ＣＡＧ）ｎであり、したがって、前記認識試薬は、配列：ＣＴＧ、ＣＴＧＣＴＧ、ＴＧＣ、ＴＧＣＴＧＣ、ＧＣＴ、またはＧＣＴＧＣＴを有する。前記のこれらの配列に相補的な配列は、伸長したリピートを含むＤＮＡのアンチセンス鎖に結合するために有用である。
患者の治療のために、前記認識試薬は、あらゆる有効な投与経路によって、例えば、限定されるものではないが、非経口投与、例えば静脈内、腹腔内、臓器内、例えば肝臓への送達によって、または筋肉内注射、例えばスプレーもしくはエアロゾル定量噴霧式吸入器での吸入によって、局所的に、例えば皮膚送達、経皮送達、耳送達もしくは眼送達によって、経粘膜、例えば経膣もしくは頬側で、または経口で投与することができる。前記組成物を個別の用量として、または経時的に複数の用量で投与することで、標的ＲＮＡの発現の低下を維持することができる。
複数の態様では、本明細書において、本明細書に記載される認識試薬を含む医薬組成物および製剤が提供される。一態様では、本明細書において、本明細書に記載される認識試薬と、薬学的に許容可能な担体とを含む医薬組成物が提供される。前記認識試薬を含む医薬組成物は、例えば表Ｂに列記されるリピート伸長疾患等の疾患の治療のために有用である。そのような医薬組成物は、送達の様式に基づいて製剤化される。一例は、非経口送達を介した、例えば静脈内（ＩＶ）投与による全身投与のために、または皮下送達のために製剤化された組成物である。前記医薬組成物は、例えば、リピート伸長疾患でのように、ｍＲＮＡの発現をノックダウンすることによって、前記疾患を治療するのに十分な投与量で投与され得る。一般に、認識試薬の適切な用量は、一日当たりレシピエントの体重１キログラム当たり約０．００１ミリグラム～約２００．０ミリグラムの範囲、一般的に一日当たり体重一キログラム当たり約１ｍｇ～５０ｍｇの範囲である。反復投与レジメンは、一日置きまたは一年に一回等の定期的な前記認識試薬の治療量の投与を含み得る。特定の態様では、前記認識試薬は、一ヶ月に約一回から四半期に約一回（例えば、三ヶ月毎に約一回）で投与される。最初の治療レジメンの後に、前記治療は、より少ない頻度で施すことができる。当業者は、限定されるものではないが、疾患または障害の重症度、以前の治療、対象体の一般的な健康状態および／または年齢、ならびにその他の現症を含む特定の要因が、対象体を効果的に治療するために必要とされる投与量およびタイミングに影響し得ることを理解するであろう。さらに、治療的有効量の組成物による対象体の治療は、単独の治療または一連の治療を含み得る。本明細書に含まれる個々の認識試薬の有効投与量およびｉｎ ｖｉｖｏ半減期の推定は、従来の方法論を使用して、または適切な動物モデルを使用したｉｎ ｖｉｖｏ試験に基づいて行うことができる。
前記医薬組成物は、局所治療または全身治療のどちらが望ましいか、および治療される領域に応じて、多くのあらゆる方法で投与することができる。投与は、局所投与（例えば、経皮パッチによる）、経肺投与、例えば、ネブライザーによる投与を含む粉末またはエアロゾルの吸入または吹送による投与、気管内投与、鼻腔内投与、表皮投与および経皮投与、経口投与または非経口投与であり得る。非経口投与には、静脈内投与、動脈内投与、皮下投与、腹腔内投与または筋肉内注射もしくは注入、例えば埋め込みデバイスを介した皮下投与または、例えば実質内投与、クモ膜下内投与もしくは脳室内投与による頭蓋内投与が含まれる。前記認識試薬は、肝臓等の特定の組織（例えば、肝臓の肝細胞）を標的とする様式で送達され得る。
局所投与用の医薬組成物および製剤には、経皮パッチ、軟膏剤、ローション剤、クリーム剤、ゲル剤、滴剤、坐剤、スプレー剤、液剤および粉剤が含まれ得る。従来の医薬用担体、水性基剤、粉末基剤または油性基剤、増粘剤等が必要または望ましい場合がある。コーティングされたコンドーム、手袋等が有用である場合もある。適切な局所製剤には、前記認識試薬が脂質、リポソーム、脂肪酸、脂肪酸エステル、ステロイド、キレート剤、および界面活性剤等の局所送達剤との混合物である製剤が含まれる。適切な脂質およびリポソームには、中性（例えば、ジオレオイルホスファチジルＤＯＰＥエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルコリンＤＭＰＣ、ジステアロリルホスファチジルコリン）、負性（例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロールＤＭＰＧ）、およびカチオン性（例えば、ジオレオイルテトラメチルアミノプロピルＤＯＴＡＰおよびジオレオイルホスファチジルエタノールアミンＤＯＴＭＡ）が含まれる。認識試薬は、リポソーム内に封入することができ、またはリポソーム、特にカチオン性リポソームとの複合体を形成することができる。あるいは、認識試薬は、脂質、特にカチオン性脂質と複合体化することができる。適切な脂肪酸およびエステルには、限定されるものではないが、アラキドン酸、オレイン酸、エイコサン酸、ラウリン酸、カプリル酸、カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプレート、トリカプレート、モノオレイン、ジラウリン、１－モノカプリン酸グリセリル、１－ドデシルアザシクロヘプタン－２－オン、アシルカルニチン、アシルコリン、またはＣ１～２０アルキルエステル（例えば、ミリスチン酸イソプロピルＩＰＭ）、モノグリセリドもしくはジグリセリドまたはそれらの薬学的に許容可能な塩が含まれる。局所用製剤は、米国特許第６，７４７，０１４号明細書に詳細に記載されている。製薬および配合技術における当業者であれば、本明細書に記載される認識試薬の送達に適した製剤を調製することができる。
別の態様では、核酸を含む試料を本明細書に記載される遺伝子認識試薬と接触させることと、前記遺伝子認識試薬の標的配列を含む核酸の存在下で前記遺伝子認識試薬の連結を検出することとを含む診断方法が提供される。一態様では、核酸は、細胞、例えば患者の細胞から得られる。前記核酸を、πスタッキングされたとき、例えば連結されたときに異なる発光波長または発光強度を生ずる蛍光性の末端アリール基を有する本明細書に記載される遺伝子認識試薬と接触させる。ピレン等の多くの縮合環多環式芳香族化合物は、このような蛍光検出のために有用である。前記遺伝子認識試薬が前記試料の核酸内の標的配列と結合すると検出可能な蛍光発光が生じるため、前記発光の検出は、前記試料中の前記標的配列を含む核酸の存在の指標となる陽性応答であるとみなされる。これは、核酸試料を得た患者におけるリピート伸長疾患の指標となる配列のリピート伸長を含む核酸の存在を検出するための簡単な方法である。
幾つかの実施形態では、本開示は、ａ）ｉ）第一の単位、ｉｉ）最後の単位、およびｉｉｉ）前記第一の単位と前記最後の単位との間の少なくとも一つの中間単位を含む一連のペプチド核酸（ＰＮＡ）単位であって、前記一連の単位における各単位が、Ａ）骨格部とＢ）前記骨格部に共有結合された核酸塩基とを含み、ここで、１）前記第一の単位の骨格部は一つの他の単位の骨格部に共有結合されており、２）前記最後の単位の骨格部は一つの他の単位の骨格部に共有結合されており、かつ３）各中間単位の骨格部は二つの他の単位の骨格部に共有結合されている前記一連のペプチド核酸（ＰＮＡ）単位と、ｂ）前記第一の単位に共有結合された第一のアリール部分と、ｃ）前記最後の単位に共有結合された最後のアリール部分とを含む化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、ａ）ｉ）第一の単位、ｉｉ）最後の単位、およびｉｉｉ）前記第一の単位と前記最後の単位との間の少なくとも一つの中間単位を含む一連のＰＮＡ単位であって、前記一連の単位における各単位が、Ａ）骨格部とＢ）前記骨格部に共有結合された核酸塩基とを含み、ここで、１）前記第一の単位の骨格部は一つの他の単位の骨格部に共有結合されており、２）前記最後の単位の骨格部は一つの他の単位の骨格部に共有結合されており、かつ３）各中間単位の骨格部は二つの他の単位の骨格部に共有結合されている前記一連のＰＮＡ単位と、ｂ）前記第一の単位に共有結合された一つのアリール部分および前記最後の単位に共有結合されたもう一つのアリール部分の二つのアリール部分とを含む化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のアリール部分が前記第一の単位に第一のリンカー部によって共有結合され、かつ前記最後のアリール部分が前記最後の単位に最後のリンカー部によって共有結合された化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のリンカー部および前記最後のリンカー部がそれぞれ独立してグアニジン基を含む化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のリンカー部および前記最後のリンカー部がそれぞれ独立してアミノ酸残基を含む化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のリンカー部および前記最後のリンカー部がそれぞれ独立して三つのグアニジン含有アミノ酸残基を含む化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のリンカー部および前記最後のリンカー部がそれぞれ独立して三つの近接アルギニン残基を含む化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、前記一連の単位が３個～８個の単位である化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記一連の単位がガンマＰＮＡである化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のアリール部分および前記最後のアリール部分がそれぞれ独立して２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分、例えばピレン等の多環芳香族炭化水素である化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記第一のアリール部分および前記最後のアリール部分が同一である化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、エチレングリコール単位、例えばジエチレングリコール単位をさらに含む化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、標的核酸配列に相補的な順序で核酸塩基が存在する化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記標的核酸配列がリピート伸長疾患と関連している化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、前記リピート伸長疾患が筋強直性ジストロフィー１型（ＤＭ１）または筋強直性ジストロフィー２型（ＤＭ２）である化合物を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、二つの化合物が一つの核酸にハイブリダイズするときに、一方の化合物の前記第一のアリール部分およびもう一方の化合物の前記最後のアリール部分がスタッキングする化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、式：Ｈ－ＬＡｒｇ－ＣＡＧＣＡＧ－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ１）、Ｈ－ＬＡｒｇ－ＬＤａｂ（Ｐｙｒ）－ＣＡＧＣＡＧ－ＬＯｒｎ（Ｐｙｒ）－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ２）、Ｈ－ＬＡｒｇ－ＬＯｒｎ（Ｐｙｒ）－ＣＡＧＣＡＧ－ＬＯｒｎ（Ｐｙｒ）－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ３）、Ｈ－ＬＡｒｇ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＣＡＧＣＡＧ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ４）、Ｈ－ＬＡｒｇ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＣＡＴＣＡＧ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ５）またはＨ－ＬＡｒｇ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＣＴＧＣＴＧ－ＬＬｙｓ（Ｐｙｒ）－ＬＡｒｇ－ＮＨ２（Ｐ６）の化合物（ここで、Ｏｒｎはオルニチンであり、Ｄａｂはジアミノ酪酸であり、かつＰｙｒはカルボキシル官能化された芳香族化合物、例えばピレン－１－カルボン酸、ピレン－２－カルボン酸、ピレン－４－カルボン酸、ピレン－１－酢酸、ピレン－２－酢酸またはピレン－４－酢酸等のピレンである）の化合物を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、核酸を本開示の化合物と接触させることを含む核酸の結合方法であって、前記化合物は接触時に前記核酸に結合する前記方法を提供する。幾つかの実施形態では、本開示は、細胞を本開示の化合物と接触させることを含む前記細胞内のｍＲＮＡの発現をノックダウンする方法であって、前記化合物は、前記ｍＲＮＡに相当する細胞内のＤＮＡ配列に結合する際に前記細胞内のｍＲＮＡの発現をノックダウンする前記方法を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、構造：
Figure 0007373205000026
 ここで、各Ｂは、独立して、骨格残基であり、
ｎは、１、２、３、４、５または６であり、
各Ｒは、独立して、核酸塩基であり、
各Ｌは、独立して、リンカーであり、かつ、
各Ａｒは、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分である、の化合物または前記化合物の薬学的に許容可能な塩を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、構造：
Figure 0007373205000027
 ここで、各Ｒは、独立して、核酸塩基であり、ｎは、１、２、３、４、５または６であり、各Ｌは、独立して、リンカーであり、かつ各Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、かつ各Ｒ３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分である、
を有する化合物または前記化合物の薬学的に許容可能な塩を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、構造：
Figure 0007373205000028
 ここで、各Ｒは、独立して、核酸塩基であり、
ｎは、１、２、３、４、５または６であり、
各Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、Ｒ４またはＲ５の一つおよびＲ６、Ｒ７またはＲ８の一つは－Ｌ－Ｒ３であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の残りは、それぞれ独立して、Ｈ、１以上の連続アミノ酸残基、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンおよび（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンからなる群から選択され、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、各Ｒ３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分であり、かつ各Ｌは、独立して、リンカーである、
を有する化合物または前記化合物の薬学的に許容可能な塩を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、構造：
Figure 0007373205000029
 ここで、ｎは、１、２、３、４、５、６、７または８であり、
ｍは、１、２、３、４または５であり、
Ｒ２は、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
Ｒ３は、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレンであり、かつ、
Ｒ５、Ｒ７およびＲ８の各々は、独立して、Ｈ、アミノ酸側鎖、少なくとも１の連続アミノ酸残基の鎖、または
Figure 0007373205000030
 であり、ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、を有する化合物または前記化合物の薬学的に許容可能な塩を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース－５－リン酸、デオキシリボース－５－リン酸または核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、複数の前記リボース－５－リン酸、デオキシリボース－５－リン酸または核酸アナログ骨格残基に結合される同一または異なってよい核酸塩基と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって結合された第一のアリール部分と、前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分とを含む遺伝子認識試薬を提供する。
幾つかの実施形態では、本開示は、ａ）第一の発光体部に接続された第一の末端および第二の発光体部に接続された第二の末端を含む第一のプローブ核酸を前記標的核酸の第一のリピート部にハイブリダイズさせることと、ｂ）第三の発光体部に接続された第一の末端および第四の発光体部に接続された第二の末端を含む第二のプローブ核酸を標的核酸の第二のリピート部にハイブリダイズさせることとを含む検出方法であって、ｉ）前記標的核酸の前記第一のリピート部および前記第二のリピート部がリピート伸長障害と関連しており、ｉｉ）前記第一のプローブ核酸および前記第二のプローブ核酸が前記標的に結合すると、前記第一の発光体部または前記第二の発光体部は前記第三の発光体部または前記第四の発光体部に近接して存在し、かつｉｉｉ）前記第一の発光体部または前記第二の発光体部が前記第三の発光体部または前記第四の発光体部に近接して存在すると、近接する発光体部の発光波長に変化が生ずる前記方法を提供する。
幾つかの実施形態では、前記検出方法は、近接する発光体部の発光波長の変化を検出することをさらに含む。幾つかの実施形態では、前記第一のプローブ核酸が前記第一のリピート部にハイブリダイズすると、前記第二のプローブ核酸の前記第二のリピート部への親和性が増加する。幾つかの実施形態では、前記第一の発光体部または前記第二の発光体部が前記第三の発光体部または前記第四の発光体部に近接して存在すると、前記第一の発光体部または前記第二の発光体部と前記第三の発光体部または前記第四の発光体部との間にπ－πスタッキング相互作用が生ずる。幾つかの実施形態では、前記標的核酸は、生物学的試料から直接的に得られる。
疑似ペプチド骨格を含むランダムに折り畳まれた核酸模倣物であるペプチド核酸（ＰＮＡ）は、右巻きの螺旋モチーフに予備組織化されていてよく、その水溶性および生物学的利用可能性は、（Ｒ）－ジエチレングリコール（ｍｉｎｉＰＥＧ、またはＭＰ）単位をガンマ骨格に取り付けることによって改善され得る（図６）。そのような分子フォルダマーは、ＤＮＡまたはＲＮＡに対して超高親和性および配列特異性を示す。これらの熱力学的特性は、ｒＣＵＧｅｘｐ等のリピート伸長を標的とするための比較的短いＭＰγＰＮＡプローブを開発する可能性を支援する。
方法
ＵＶ融解実験：
すべてのＵＶ融解試料を、生理学的に模擬されたバッファー（１０ｍＭのＮａＰｉ（リン酸ナトリウムバッファー）、１５０ｍＭのＫＣｌ、２ｍＭのＭｇＣｌ２、ｐＨ７．４）中で示された濃度でＭＰγＰＮＡをＲＮＡ標的と混合することによって調製し、そして、９０℃で５分間インキュベートすることによってアニーリングし後に室温に徐冷した。ＵＶ融解曲線は、熱電制御式マルチセルホルダーを備えたＡｇｉｌｅｎｔ Ｃａｒｙ ＵＶ－Ｖｉｓ ３００分光計を使用して収集した。ＵＶ融解スペクトルは、両者とも一分間につき０．２℃の速度での２５℃から９５℃までの加熱過程および９５℃から２５℃までの冷却過程で２６０ｎｍでのＵＶ吸収を観察することによって収集した。冷却曲線および加熱曲線はほぼ同一であったことから、ハイブリダイゼーション過程が可逆的であることが示唆された。記録されたスペクトルを、２０ポイントの隣接平均化アルゴリズムを使用してスムージングした。デュプレックスの融解温度を決定するために、前記融解曲線の一次導関数を取った。
定常状態蛍光測定：
すべての定常状態蛍光試料を、Ｐ４－ＲＮＡデュプレックスを生理学的に模擬されたバッファー中で指定された濃度で混合することによって調製し、９０℃で５分間インキュベートすることによってアニーリングした後に３７℃に徐冷した。前記試料を、前記測定前に３７℃で一時間インキュベートした。定常状態蛍光データは、３７℃でＣａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ蛍光分光計（εｅｘ＝３５０ｎｍおよびεｅｍ＝４８０ｎｍ）によってスリットを用いて収集した。
リアルタイム蛍光結合動態：
リアルタイム蛍光動態実験のために、以下のように試料を調製した。（１）Ｐ４のみ、（２）Ｐ４、Ｔ１およびＴ８を測定前にアニーリング、（３）Ｐ４をＴ８に３７℃で添加、および（４）等モルの結合部位でＴ１の存在下でＰ４をＴ８に添加。リアルタイム蛍光データを、３７℃でＣａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ蛍光分光計（εｅｘ＝３５０ｎｍおよびεｅｍ＝４８０ｎｍ）によってスリットを用いて収集した。
競合結合アッセイ：
Ｔ６はＩＤＴ社から購入した。ｒ（ＣＵＧ）９６と同一であるＴ４８を、ＤＮＡ鋳型が（ＣＴＧ）９６であることを除いて前記のように調製した。Ｔ６およびＴ４８は、９０℃まで５分間加熱することによって別々にアニーリングし、室温まで徐冷した。プローブおよびＲＮＡ標的を、シリコンコーティングされたエッペンドルフチューブ内で、指定された濃度で混合し、生理学的に模擬されたバッファー中で３７℃で４時間インキュベートした。次いで、１×ＳＹＢＲ－ＧｏｌｄとともにＴｒｉｓ－ホウ酸バッファーを含む２％アガロースゲルに前記試料をロードし、１００Ｖで１５分間電気泳動により分離した。ＵＶ－トランスイルミネーターによって、バンドを視覚化した。
プローブによるＴ４８－ＭＢＮＬ１分裂の分析：
Ｔ４８およびＧＳＴ－ＭＢＮＬ１－Ｆ１を前記のように調製した。放射性同位元素で標識されたＴ４８を、ＧＳＴ－ＭＢＮＬ１－Ｆ１と一緒に、５０ｍＭのＴｒｉｓ、５０ｍＭのＮａＣｌ、５０ｍＭのＫＣｌおよび１ｍＭのＭｇＣｌ２を含むバッファー（ｐＨ８．０）中で指定された濃度で２５℃で３０分間インキュベートした。指定された濃度のＰ４をＴ４８－ＭＢＮＬ１複合体に添加した。直ちに、前記試料を１×Ｔｒｉｓ－ホウ酸バッファーを有する１．５％アガロースゲルにロードし、１００Ｖで２時間電気泳動により分離した。バンドを蛍光体イメージングによって可視化し、ＩｍａｇｅＱｕａｎｔ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ社）によって定量化した。
末端ピレンを含む長さが六塩基の一連のＭＰγＰＮＡプローブ（Ｐ２からＰ６、図６）を、Ｐ１コントロールとともに合成し、前記プローブの結合特性を特徴付けた。Ｐ２からＰ４は、ピレンをプローブの骨格に連結する種々のリンカー長で構成された（図６、ＩＩ）。Ｐ５およびＰ６は、認識特異性を試験するために設計された対応する一塩基および二塩基のミスマッチを含んでいた。以前の研究では、同様の長さのＭＰγＰＮＡが生理的温度でＲＮＡ標的と一過的に相互作用することができることが示されたので、タンデムトリプレットリピートを選択した。結合協調性を促進するためのモデル化合物としてピレンが採用された。それというのも、ピレンの芳香族表面は広がっており、二量化に際して発光が大きく深色シフトし、杉山と共同研究者によりポリアミドのＤＮＡへの協同的結合において前記深色シフトの実証に成功した事実があるからである。前記の光化学特性は、プローブのハイブリダイゼーションおよびピレン－ピレン相互作用を観察するための簡便な手段を提供する。出版物に記載されたプロトコルにしたがってモノマーを調製した。プローブはＨＭＢＡ樹脂上で合成し、ＲＰ－ＨＰＬＣによって精製し、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳによって検証した。結合研究のために、種々の数のヘキサマー型ｒ（ＣＵＧＣＵＧ）リピートを含む一連のモデルＲＮＡ標的を選択した（図６（Ｃ））。
すべての実験は、生理学的に適切なイオン強度（１０ｍＭのＮａＰｉ、１５０ｍＭのＫＣｌ、および二ｍＭのＭｇＣｌ２（ｐＨ７．４））で行った。ＲＮＡ濃度は、各試料中のｒ（ＣＵＧＣＵＧ）リピートの数が同一になるように調製した。予備研究では、三つのリンカーの長さ（図６、Ｐ２からＰ４）の中で、リジンで最も高度な結合協調性が得られることが明らかになった（図７）。この知見に基づいて、Ｐ４を選択し、さまざまなＲＮＡ標的を用いてＵＶ融解研究を行った。本発明者らの結果により、Ｐ４－ＲＮＡシリーズの融解転移（Ｔｍ）が、標的内の結合部位の数とともに単調に増加することが示された（図８）。ピレン－ピレン相互作用は、４０℃～７０℃の温度範囲におけるＰ４－Ｔ６およびＰ４－Ｔ８の逆吸収プロファイルから明らかである。さらなる加熱時の解離の前のピレンエキシマーのモノマーに対する約０．６の振電遷移Ａｅ０→０／Ａｍ０→０の逆強度分布のため、加熱時に疎溶媒性効果はより顕著になった。一連の三つのＰ４－ＲＮＡ、Ｐ１－ＲＮＡ、およびＲＮＡのＴｍを比較することで、明確なパターンが明らかになった。Ｐ４－ＲＮＡシリーズのＴｍは、正の線形相関Ｙ＝６６＋２Ｘに従い、ここで、Ｘは、標的内の結合部位の数である（図９）。しかしながら、前記の後者の二つのシリーズの場合と同様に、ＴｍはＸが約三の時点でプラトーになったことから、ＲＮＡ内の結合部位の数が三つを超えて増えても、対応するヘアピン構造が必ずしも熱力学的により安定となるとは限らないことを示唆している。完全マッチした配列とは異なり、ミスマッチのあるＰ５およびＰ６プローブでは、ＲＮＡのＴｍに識別可能な違いは観察されなかった（図の挿入図）。まとめると、これらの結果は、Ｐ４が協同的かつ配列特異的にＲＮＡリピート標的に結合することを示している。このような現象は、ＰＮＡ－リガンドコンジュゲートでも観察された。
これらの知見をさらに実証するために、同一の条件下で蛍光測定を行った。試料を３４０ｎｍで励起し、蛍光シグナルを３４５ｎｍ～６５０ｎｍで記録した。ピレン－ピレンエキシマー形成の特徴は、４８０ｎｍでの発光である（図１０）。ＵＶ融解データと一致して、４８０ｎｍでの蛍光強度の漸増で観察されるように、Ｐ４の結合協調性の程度はＲＮＡ内の結合部位の数とともに増加する。前記試料はＵＶ照明下で著しく異なっていたため、前記試料は肉眼で識別することができた（図１１）。動態測定により、Ｐ４のＴ８へのハイブリダイゼーションが十分以内にほぼ完了したことがさらに明らかになった（図１０、挿入図）。競合するＴ１鎖を等モル比の結合部位で添加することで、２分間のハイブリダイゼーション遅延時間がもたらされ、遅延時間後に、完全な蛍光回復およびＰ４のＴ８への結合が観察された。この結果は、生理学的に模擬された条件下で、Ｐ４と単一結合部位のＲＮＡとの相互作用が弱く一過的であること、そして同様の時間枠内でプローブの完全な回復およびＲＮＡリピートへの結合が達成されることを示している。
Ｐ４プローブの認識選択性を評価するために、競合結合アッセイを実施した。本発明者らの出版物に記載されたプロトコルにしたがって調製された等モルの結合部位の正常な長さのＴ６および病原性Ｔ４８［ｒ（ＣＵＧ）９６］を、種々の濃度のＰ４と一緒に３７℃で１６時間インキュベートした。得られた混合物をアガロースゲルによって分析し、視覚化のためにＳＹＢＲ－Ｇｏｌｄで染色した。図１２の検査により、Ｐ４が病原性Ｔ４８を野生型Ｔ１２から区別することができたことが明らかである（レーン６とレーン３との比較）。単一塩基ミスマッチのあるＰ５プローブでは、結合の証拠は観察されなかった（レーン７とレーン３との比較）。これらの結果は、Ｐ４が伸長したＴ４８転写物を野生型Ｔ６から区別することができること、そしてプローブの結合が配列特異的に生ずることを示唆している。
次いで、Ｐ４がｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬ１複合体を分裂させ得るかどうかをゲルシフトアッセイの実施によって調べた。ＲＮＡ－タンパク質複合体を、生理学的に適切な条件で５’－３２Ｐ標識されたＴ４８をＭＢＮＬ１と一緒にインキュベートすることによって調製した。Ｔ４８とＭＢＮＬ１の結合が確認されたら、Ｐ４を添加し、非変性ＰＡＧＥおよびオートラジオグラフィーにより分析する前に、得られた混合物を３７℃で４時間インキュベートした。Ｔ４８－ＭＢＮＬ１複合体の形成は、図１３のレーン２からレーン４で観察される尾を引いたパターンによって明らかである。Ｐ４の添加により、バンドの形成のシフトがもたらされ、前記シフトは、プローブ濃度の増加に伴ってより顕著になった（レーン５からレーン７）。この結果は、Ｐ４がｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬ１複合体を分裂させ、Ｔ４８－Ｐ４ヘテロデュプレックスの形成およびＲＮＡ転写物からのすべてのＭＢＮＬ１タンパク質の排除をもたらすことができる証拠と見なされる。このような能力は、ＤＭＩ疾患経路の干渉に重要である。
典型的には長さが１５ヌクレオチド～３０ヌクレオチドの範囲である従来のアンチセンス剤またはオールロックド核酸（ＬＮＡ）を含むより短い型と比較して、ＭＰγＰＮＡが合成的により柔軟性がある。ＭＰγＰＮＡの構造および化学的機能性は、手元の用途要件を満たすために簡単に変更することができる。プローブサイズが小さいほど、化学合成および規模拡大がより容易になること、認識特異性および選択性（およびおそらく薬物動態特性）の向上を含む生物学的および生物医学的用途にとっての幾つかの明確な利益がもたらされる。魅力的な化学的および光物理的特性のため、ピレンを、分子間π－π相互作用の誘導のためのモデル化合物として選択した。しかしながら、実際の生物学的および生物医学的用途では、このような芳香族ペンダント基は、健康上の利益をもたらすより生物学的に良好な産物または天然の産物、例えば、すべて芳香族縮合環構造によりπ－π相互作用を促進し得るリボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリン（下記）で容易に置き換えることができる。これらは果物および野菜に存在する天然の抗酸化物質であり、酸化ストレス、炎症、癌、老化およびその他の病気に対抗するための栄養補助食品として一般的に使用されている。
Figure 0007373205000031
前記実施例は、末端芳香族部分を含む、長さが二つのトリプレットリピートである比較的短い核酸プローブが、病原性ｒＣＵＧｅｘｐを、短いＣＵＧリピートを含む転写物から区別することができ、ｒＣＵＧｅｘｐ－ＭＢＮＬ１複合体を分裂させ得ることを裏付けている。サイズが小さいという利点に加えて、モジュール式設計、高い認識特異性およびＭＰγＰＮＡプローブの選択性は、ＲＮＡリピート伸長を標的とすることを可能にし、ＤＭ１ならびに他の多くの関連する神経筋障害および神経変性障害の可能な治療としてｒＣＵＧｅｘｐだけでなく、他の幅広い反復配列にも適用可能である。
以下の番号付きの条項は、本発明の様々な態様の非限定的な例を提供する。
条項１：第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個のリボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基を有する核酸または核酸アナログ骨格と、
複数の前記リボース、デオキシリボースまたは核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で連結された同一または異なってよい核酸塩基と、
前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって連結された第一のアリール部分と、
前記核酸または核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって結合された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分と、を含む遺伝子認識試薬であって、
前記認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに、前記アリール部分は隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングする、遺伝子認識試薬。
条項２：構造：
Figure 0007373205000032
 ここで、ｎは、１～６の範囲の整数であり、
Ｒの各々は、独立して、任意に標的核酸に相補的な核酸塩基の配列を生ずる核酸塩基であり、
Ｂは、リボース、デオキシリボース、または核酸アナログ骨格残基であり、
Ｌは、独立して、リンカーであり、かつ
Ａｒの各々は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分である、
を有する、条項１に記載の遺伝子認識試薬。
条項３：前記核酸または核酸アナログ骨格残基は、核酸アナログ骨格残基である、条項１または２に記載の遺伝子認識試薬。
条項４：前記核酸アナログ骨格残基は、立体構造的に事前組織化された残基を含む、条項３に記載の遺伝子認識試薬。
条項５：前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、γＰＮＡ、ＬＮＡまたはグリコール核酸骨格残基である、条項４に記載の遺伝子認識試薬。
条項６：前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、γＰＮＡ骨格残基である、条項４に記載の遺伝子認識試薬。
条項７：前記γＰＮＡ骨格残基の１以上は、１個～１００個のエチレングリコール残基を有するエチレングリコール単位、例えば－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、を含み、任意に（Ｃ１～Ｃ６）二価ヒドロカルビルリンカーによって前記１以上のγＰＮＡ骨格残基に結合された基で置換されている、条項６に記載の遺伝子認識試薬。
条項８：前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、Ｌ－γＰＮＡである、条項４に記載の遺伝子認識試薬。
条項９：構造：
Figure 0007373205000033
 ここで、Ｒは、独立して、核酸塩基であり、
ｎは、１～６の範囲の整数、例えば１、２、３、４、５または６であり、
Ｌは、独立して、リンカーであり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれガンマ炭素に結合されており、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された直線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、そして、
Ｒ３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分である、
を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、条項１～８のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項１０：各リンカーは、独立して、１以上のグアニジン含有基、１以上のアミノ酸側鎖、または１以上の連続（contiguous）アミノ酸残基を含む、条項９に記載の遺伝子認識試薬。
条項１１：前記Ｌの各々は、側鎖
Figure 0007373205000034
 ここで、ｎは、１～５の範囲である、
を有する第一のアミノ酸残基ならびに前記第一のアミノ酸残基の各々に結合された二つのＮ末端アルギニン残基およびＣ末端アルギニン残基を含む、条項９に記載の遺伝子認識試薬。
条項１２：前記ｎは、１～３の範囲である、条項１１に記載の遺伝子認識試薬。
条項１３：構造：
Figure 0007373205000035
 ここで、Ｒは、独立して、核酸塩基であり、
ｎは、１～６の範囲の整数、例えば１、２、３、４、５または６であり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれガンマ炭素に結合されており、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された直線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
Ｒ４またはＲ５の１つおよびＲ６、Ｒ７またはＲ８の１つは－Ｌ－Ｒ３であり、ここで、Ｒ３は、独立して、２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分であり、かつＬはリンカーであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の残りは、それぞれ独立して、Ｈ、１以上の連続アミノ酸残基、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、
を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、条項１～１２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項１４：Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１－Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、条項１３に記載の遺伝子認識試薬。
条項１５：Ｒ４およびＲ７は、－Ｌ－Ｒ３である、条項１３または１４に記載の遺伝子認識試薬。
条項１６：Ｒ５およびＲ８は、アルギニン残基を含む、条項１３～１５のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項１７：構造：
Figure 0007373205000036
 ここで、ｎは、１～８の範囲の整数であり、
ｍは、１～５の範囲の整数であり、
Ｒ２は、ガンマ炭素に結合されており、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された線状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
Ｒ３は、非置換の縮合環多環式芳香族部分、例えば、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレンであり、かつ
Ｒ５、Ｒ７およびＲ８の各々は、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、例えば
Figure 0007373205000037
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
アミノ酸側鎖、または１以上の連続アミノ酸残基である、
を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、条項１～１６のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項１８：Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１－Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、条項１７に記載の遺伝子認識試薬。
条項１９：Ｒ２は、－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－ＯＨであり、Ｒ８は、Ｈであり、Ｒ５は、Ａｒｇ－Ｄａｂ（ピレン）－、Ａｒｇ－Ｏｒｎ（ピレン）－またはＡｒｇ－Ｌｙｓ（ピレン）－であり、かつＲ７は、－Ｄａｂ（ピレン）－Ａｒｇ、－Ｏｒｎ（ピレン）－Ａｒｇまたは－Ｌｙｓ（ピレン）－Ａｒｇであり、任意に、Ａｒｇ、Ｄａｂ、ＯｒｎおよびＬｙｓのキラル中心は、Ｌ－Ａｒｇ、Ｌ－Ｄａｂ、Ｌ－ＯｒｎおよびＬ－Ｌｙｓである、条項１７に記載の遺伝子認識試薬。
条項２０：２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分の双方は同一である、条項２～１９のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２１：前記２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分の一方または双方は、任意にＯ、Ｎ、Ｐおよび／またはＳ等の１以上のヘテロ原子で置換された、非置換または置換されたペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、ａｓ－インダセン、ｓ－インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン／テトラセン、プレイアデン、ピセンまたはペリレンである、条項２～２０のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２２：前記２員環～５員環の縮合多環式芳香族部分の一方または双方は、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンを含む、条項２～２１のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２３：前記Ｒ１および前記Ｒ２は、２以上のガンマ炭素において異なっている、条項９～２２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２４：前記Ｒ１は、２以上のガンマ炭素においてＨであり、前記Ｒ１および前記Ｒ２は異なっている、条項２３に記載の遺伝子認識試薬。
条項２５：前記Ｒ２は、２以上のガンマ炭素においてＨであり、前記Ｒ１および前記Ｒ２は異なっている、条項２３に記載の遺伝子認識試薬。
条項２６：グアニジン部分を含む、条項１～２５のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２７：グアニジン含有基
Figure 0007373205000038
 ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
を含む、条項１～２６のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２８：前記Ｒ２は、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨであり、ここで、ｒは、１～５０、１～１０、または２の整数である、条項９～２７のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項２９：前記Ｒ２は、－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－ＯＨであり、かつ、前記Ｒ３は、ピレンである、条項９～２７のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項３０：前記リンカーは、５～２５の原子、または、合計で１～１０の総Ｃ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｎ原子およびＳ原子を含む、条項１～２９のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項３１：前記核酸塩基配列は、リピート伸長疾患、例えばＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢＭＡ、ＨＤ、ＭＤ１、ＭＤ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ２またはＡＬＳと関連する伸長したリピートを有する核酸に完全に相補的である、条項１～３０のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬。
条項３２：前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、条項３１に記載の遺伝子認識試薬。
条項３３：標的配列を有する核酸を、条項１～３２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬と接触させることを含む、核酸の結合方法。
条項３４：前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、リピート伸長疾患、例えばＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢＭＡ、ＨＤ、ＭＤ１、ＭＤ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ２またはＡＬＳと関連する伸長したリピートを有する核酸に完全に相補的である、条項３３に記載の方法。
条項３５：前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、条項３４に記載の方法。
条項３６：ｍＲＮＡの標的配列を、前記標的配列に相補的な核酸塩基配列を有する条項１～３２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬と接触させることを含む、細胞内のｍＲＮＡの発現をノックダウンする方法。
条項３７：前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、リピート伸長疾患、例えばＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢＭＡ、ＨＤ、ＭＤ１、ＭＤ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ２またはＡＬＳと関連する伸長したリピートを有する核酸に完全に相補的である、条項３６に記載の方法。
条項３８：前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、条項３７に記載の方法。
条項３９：核酸を含む試料を、前記アリール部分が、標的配列上で連結されていない場合に励起周波数の光にさらされたときに第一の蛍光発光を生じ、標的配列上で連結されている場合に励起周波数の光にさらされたときに前記第一の蛍光発光とは異なる第二の蛍光発光を生じる条項１～３２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬と接触させることと、前記蛍光性芳香族部分を励起することによって前記試料中の前記標的配列の存在を決定することと、前記蛍光性芳香族部分によって前記試料中に生じた前記第二の蛍光シグナルの量を測定することとを含む、試料中の核酸の標的配列の同定方法。
条項４０：前記蛍光性芳香族部分は、ピレンである、条項３９に記載の方法。
条項４１：前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、リピート伸長疾患、例えばＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢＭＡ、ＨＤ、ＭＤ１、ＭＤ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ２またはＡＬＳと関連する伸長したリピートを有する核酸に完全に相補的である、条項３９に記載の方法。
条項４２：前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、条項３９に記載の方法。
条項４３：条項１～３２のいずれか一つに記載の遺伝子認識試薬と、薬学的に許容可能な担体とを含む組成物。
本発明を、特定の例示的な実施形態、分散可能な組成物および前記組成物の使用を参照して説明した。しかしながら、当業者によれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、前記例示的な実施形態のいずれかの様々な置換、変更または組合せを行うことができることが認識されるであろう。したがって、本発明は、前記例示的な実施形態の記載によって限定されない。

Claims (36)

  1. 第一の末端および第二の末端を有するとともに３個～８個の核酸アナログ骨格残基を有する核酸アナログ骨格と、
    複数の前記核酸アナログ骨格残基に標的核酸に相補的な配列で連結された同一または異なってよい複数の核酸塩基と、
    前記核酸アナログ骨格の前記第一の末端にリンカーによって連結された第一のアリール部分と、
    前記核酸アナログ骨格の前記第二の末端にリンカーによって連結された前記第一のアリール部分と任意に同一である第二のアリール部分と、を含む遺伝子認識試薬であって、
    前記認識試薬が標的核酸の隣接する配列にハイブリダイズするときに、前記アリール部分は隣接する認識試薬のアリール部分とスタッキングし、
    前記第一のアリール部分と前記第二のアリール部分の各々は、リボフラビン（ビタミンＢ２）、マンゴスチンまたはマンギフェリンを含む、遺伝子認識試薬。
  2. 構造：
    ここで、ｎは、１～６の範囲の整数であり、
    Ｒの各々は、独立して、核酸塩基であり、
    Ｂは、核酸アナログ骨格残基であり、
    Ｌは、独立して、前記核酸アナログ骨格の第一の末端、または、前記核酸アナログ骨格
    の第二の末端に対するリンカーであり、かつ、
    Ａｒの各々は、独立して、前記第一のアリール部分、または、前記第二のアリール部分
    である、を有する、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  3. 前記核酸アナログ骨格残基は、立体構造的に事前組織化された残基を含む、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  4. 前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、γＰＮＡ、ＬＮＡまたはグリコール核酸骨格残基である、請求項３に記載の遺伝子認識試薬。
  5. 前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、γＰＮＡ骨格残基である、請求項３に記載の遺伝子認識試薬。
  6. 前記γＰＮＡ骨格残基の１以上は、以下の基、
    －（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２ であって、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、基で置換されており、
    前記基は、任意に（Ｃ１～Ｃ６）二価ヒドロカルビルリンカーによって前記１以上のγＰＮＡ骨格残基に結合されている、請求項５に記載の遺伝子認識試薬。
  7. 前記立体構造的に事前組織化された核酸アナログ骨格残基は、Ｌ－γＰＮＡである、請求項３に記載の遺伝子認識試薬。
  8. 構造：
    ここで、Ｒの各々は、独立して、核酸塩基であり、
    ｎは、１～６の範囲の整数であり、
    Ｌは、独立して、リンカーであり、前記リンカーの各々は、独立して１以上のグアニジ
    ン含有基、１以上のアミノ酸側鎖、または、１以上の近接連続（contiguous）アミノ酸残
    基を含み、
    Ｒ１およびＲ２は、それぞれガンマ炭素に結合されており、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換されたメチル、エチル、直鎖状もしくは分岐状の（Ｃ３～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン；－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、そして、
    Ｒ３の各々は、独立して、前記第一のアリール部分、または、前記第二のアリール部分である、
    を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  9. 前記Ｌの各々は、側鎖
    ここで、ｎは、１～５の範囲である、
    を有する第一のアミノ酸残基ならびに前記第一のアミノ酸残基の各々に結合されたＮ末端
    アルギニン残基およびＣ末端アルギニン残基の双方を含む、請求項８に記載の遺伝子認識
    試薬。
  10. 前記ｎは、１～３の範囲である、請求項９に記載の遺伝子認識試薬。
  11. 構造：
    ここで、Ｒの各々は、独立して、核酸塩基であり、
    ｎは、１～６の範囲の整数であり、
    Ｒ１およびＲ２は、それぞれガンマ炭素に結合されており、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換されたメチル、エチル、直鎖状もしくは分岐状の（Ｃ３～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン；－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
    Ｒ４ 若しくはＲ５の１つおよびＲ６、Ｒ７ 若しくはＲ８の１つは－Ｌ－Ｒ３であり、ここで、Ｒ３は、独立して、前記第一のアリール部分、または、前記第二のアリール部分であり、かつＬはリンカーであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の残りは、各々独立して、Ｈ、１以上の連続アミノ酸残基、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換された直鎖状もしくは分岐状の（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン；－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、
    を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、請求項１に記載の遺伝子認識試
    薬。
  12. Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１～Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、請求項１１に記載の遺伝子認識試薬。
  13. Ｒ４およびＲ７は、－Ｌ－Ｒ３である、請求項１１に記載の遺伝子認識試薬。
  14. Ｒ５およびＲ８は、アルギニン残基を含む、請求項１１に記載の遺伝子認識試薬。
  15. 構造：
    ここで、Ｒの各々は、独立して、核酸塩基であり、
    ｎは、１～８の範囲の整数であり、
    ｍは、１～５の範囲の整数であり、
    Ｒ２は、ガンマ炭素に結合されており、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、１個～５０個のエチレングリコール部を含むエチレングリコール単位で任意に置換されたメチル、エチル、直鎖状もしくは分岐状の（Ｃ３～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ１～Ｃ８）ヒドロキシアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレン；－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－ＣＨ２－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２であり、ここで、Ｐ１はＨ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数であり、
    Ｒ３の各々は、独立して、前記第一のアリール部分、または、前記第二のアリール部分であり、
    Ｒ５、Ｒ７およびＲ８の各々は、独立して、Ｈ、グアニジン含有基、アミノ酸側鎖、または１以上の連続アミノ酸残基である、を有する、または、その薬学的に許容可能な塩を有する、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  16. Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７またはＲ８の１以上は、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑＯＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＮＨＰ１、－（ＳＣＨ２－ＣＨ２）ｑ－ＳＰ１、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨ、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨ２、－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２または－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－Ｓ－Ｓ［ＣＨ２ＣＨ２］ｓＮＨＣ（ＮＨ）ＮＨ２で置換された（Ｃ１～Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｐ１は、Ｈ、（Ｃ１～Ｃ８）アルキル、（Ｃ２～Ｃ８）アルケニル、（Ｃ２～Ｃ８）アルキニル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール、（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ８）アリール（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンまたは（Ｃ３～Ｃ８）シクロアルキル（Ｃ１～Ｃ６）アルキレンであり、ｑは０～５０の整数であり、ｒは１～５０の整数であり、かつｓは１～５０の整数である、請求項１５に記載の遺伝子認識試薬。
  17. 前記Ｒ１および前記Ｒ２は、２以上のガンマ炭素において異なっている、請求項８～１６のいずれか一項に記載の遺伝子認識試薬。
  18. 前記Ｒ１は、２以上のガンマ炭素においてＨであり、前記Ｒ１および前記Ｒ２は異なっている、請求項１７に記載の遺伝子認識試薬。
  19. Ｒ２は、２以上のガンマ炭素においてＨであり、前記Ｒ１および前記Ｒ２は異なっている、請求項１７に記載の遺伝子認識試薬。
  20. グアニジン部分を含む、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  21. グアニジン含有基
    ここで、ｎは、１、２、３、４または５である、
    を含む、請求項２０に記載の遺伝子認識試薬。
  22. 前記Ｒ２は、－ＣＨ２－（ＯＣＨ２－ＣＨ２）ｒ－ＯＨであり、ここで、ｒは、１～５０、１～１０、または２の整数である、請求項８～１６のいずれか一項に記載の遺伝子認識試薬。
  23. 前記Ｒ２は、－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨ２－ＯＨである、請求項８～１６のいずれか一項に記載の遺伝子認識試薬。
  24. 前記リンカーは、５～２５の原子、または、合計で１個～１０個の総Ｃ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｎ原子およびＳ原子を含む、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  25. 前記核酸塩基配列は、ＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢＭＡ、ＨＤ、ＤＭ１、ＤＭ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ２またはＡＬＳである、リピート伸長疾患と関連する伸長したリピートを有する核酸に完全に相補的である、請求項１に記載の遺伝子認識試薬。
  26. 前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、請求項２５に記載の遺伝子認識試薬。
  27. 標的配列を有する核酸を、請求項１に記載の遺伝子認識試薬と接触させることを含む、核酸の結合方法。
  28. 前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、ＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１
    、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢ
    ＭＡ、ＨＤ、ＤＭ１、ＤＭ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ
    ２またはＡＬＳである、リピート伸長疾患と関連する伸長したリピートを有する核酸に完
    全に相補的である、請求項２７に記載の方法。
  29. 前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、請求項２８に記載の方法。
  30. ｍＲＮＡの標的配列を、前記標的配列に相補的な核酸塩基配列を有する請求項１に記載の遺伝子認識試薬と接触させることを含む、細胞内のｍＲＮＡの発現をノックダウンする方法。
  31. 前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、ＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１
    、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢ
    ＭＡ、ＨＤ、ＤＭ１、ＤＭ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ
    ２またはＡＬＳである、リピート伸長疾患と関連する伸長したリピートを有する核酸に完
    全に相補的である、請求項３０に記載の方法。
  32. 前記伸長したリピートは、以下の配列、（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、請求項３１に記載の方法。
  33. 核酸を含む試料を、前記アリール部分が、標的配列上で連結されていない場合に励起周波数の光にさらされたときに第一の蛍光発光を生じ、標的配列上で連結されている場合に励起周波数の光にさらされたときに前記第一の蛍光発光とは異なる第二の蛍光発光を生じる請求項１に記載の遺伝子認識試薬と接触させることと、前記蛍光性芳香族部分を励起することによって前記試料中の前記標的配列の存在を決定することと、前記蛍光性芳香族部分によって前記試料中に生じた前記第二の蛍光シグナルの量を測定することとを含む、試料中の核酸の標的配列の同定方法。
  34. 前記遺伝子認識試薬の核酸塩基配列は、ＦＲＤＡ、ＦＲＡＸＡ、ＦＲＡＸＥ、ＳＣＡ１
    、ＳＣＡ２、ＳＣＡ３（ＭＪＤ）、ＳＣＡ６、ＳＣＡ７、ＳＣＡ１７、ＤＲＰＬＡ、ＳＢ
    ＭＡ、ＨＤ、ＤＭ１、ＤＭ２、ＦＸＴＡＳ、ＳＣＡ８、ＳＣＡ１０、ＳＣＡ１２、ＨＤＬ
    ２またはＡＬＳである、リピート伸長疾患と関連する伸長したリピートを有する核酸に完
    全に相補的である、請求項３３に記載の方法。
  35. 前記伸長したリピートは、以下の配列：（ＧＡＡ）ｎ、（ＣＧＧ）ｎ、（ＣＣＧ）ｎ、（ＣＡＧ）ｎ、（ＣＴＧ）ｎ、（ＣＣＴＧ）ｎ、（ＡＴＴＣＴ）ｎまたは（ＧＧＧＧＣＣ）ｎの一つを有し、ここで、ｎは少なくとも３である、請求項３４に記載の方法。
  36. 請求項１に記載の遺伝子認識試薬と、薬学的に許容可能な担体とを含む組成物。
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