JPH04506152A - Formation of triple helix complexes of double-stranded DNA using nucleoside oligomers - Google Patents

Formation of triple helix complexes of double-stranded DNA using nucleoside oligomers

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JPH04506152A
JPH04506152A JP2509229A JP50922990A JPH04506152A JP H04506152 A JPH04506152 A JP H04506152A JP 2509229 A JP2509229 A JP 2509229A JP 50922990 A JP50922990 A JP 50922990A JP H04506152 A JPH04506152 A JP H04506152A
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ツオ、ポール
ミラー、ポール・エス
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ザ・ジョーンズ・ホップキンス・ユニバーシティー
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6839Triple helix formation or other higher order conformations in hybridisation assays

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ヌクレオシドオリゴマーを用いる二重鎖DNAの三重らせん複合体の形成 関連出願の引用 この出願はアメリカ特許出願番号924234、出願日1986年10月28日 の部分継続出願であり、その記載を引用して明細書の記載とする。[Detailed description of the invention] Formation of triple helix complexes of double-stranded DNA using nucleoside oligomers Citation of related applications This application is filed under U.S. Patent Application No. 924234, filed October 28, 1986. This is a continuation-in-part application, and the statement is cited in the specification.

発明の背景 ここに引用される刊行物およびその他の引用文献は引用して明細書の内容とし、 下記の記載において多数引用されており、請求の範囲の直前に添付の文献目録中 に分類しである。Background of the invention The publications and other references cited herein are incorporated by reference into the specification; Numerous citations are given in the following description, and in the bibliography attached immediately before the claims. It is classified as follows.

この出願は、選択された二重鎖DNA構造と特異的に複合体形成し三重らせん構 造を形成し得るヌクレオシドオリゴマーを用いて二重鎖DNA中の特定の配列を 検索し、所在位置を決定する新規な方法に関するものである。This application specifically forms a complex with a selected double-stranded DNA structure and a triple helix structure. specific sequences in double-stranded DNA using nucleoside oligomers that can form structures. A novel method of searching and locating.

フーグスティーン(Hoogsteen)水素結合により二重鎖DNA中のポリ プリン路に結合しているホモピリミジンオリゴデオキシリボヌクレオシドによる 三重らせん構造の形成が報告されている(例えば、(1)および(2)参照)。Polymers in double-stranded DNA are bonded by Hoogsteen hydrogen bonds. by homopyrimidine oligodeoxyribonucleosides bound to the purine tract The formation of triple helical structures has been reported (see, eg, (1) and (2)).

ホモピリミジンオリゴヌクレオシドは三重らせん形成を経て二重らせんDNAの 主たる溝中に伸長したプリン配列が認められることが判明した。特異性はホモピ リミジンオリゴヌクレオシドとワトソンクリック二重DNAのプリン鎖の間のフ ーグスティーン塩基対合によって与えられることが判明した。フーグスティーン (または、三番目の)鏡上にシトシンおよびチミジンを含む三重らせん複合体は 酸性から中性溶液中ではそれぞれ安定であるが、pHが高くなるに従って、分離 することが判明している。Homopyrimidine oligonucleosides form double helix DNA through triple helix formation. It was found that an extended purine sequence was observed in the main groove. Specificity is homopy The fusion between the rimidine oligonucleoside and the purine strand of Watson-Crick double DNA It was found that this is given by Gusteen base pairing. hoogsteen A triple helix complex containing cytosine and thymidine on the (or third) mirror is They are stable in acidic to neutral solutions, but as the pH increases, separation becomes more difficult. It has been found that

5−プロモーウラシルのようなTおよび5−メチルシトシンのようなCの修飾塩 基のフーグスティーン鎖中への組み込みは、より高いpH領域にわたって三重ら せんの安定性を増大することが判明している。シトシン(C)がフーグスティー ン型対合に関与するために、水素結合のためにピリミジン環の3−N上で水素が 利用可能でなければならない。従って、ある種の条件下では、CはN−3でプロ トン化され得る。Modified salts of T such as 5-promouracil and C such as 5-methylcytosine The incorporation of groups into the Hoogsteen chain increases the triple concentration over the higher pH range. It has been found to increase the stability of the cell. Cytosine (C) is Hoogsty In order to participate in the pyrimidine-type pairing, a hydrogen is present on the 3-N of the pyrimidine ring for hydrogen bonding. Must be available. Therefore, under certain conditions, C is pro-protonated at N-3. Can be toned.

DNAは広範な多形コンホメーションを示し、このようなコンホメーションは生 物学的工程では必須であり得る。配列特異的蛋白−DNA結合によるシグナル導 入の調節および転写、翻訳および複製のような分子の相互作用はDNAコンホメ ーションについては独立していると考えられている。(3) 遺伝子の重要な領域に結合し、異常な細胞の機能、複製、および生存を選択的に 阻害する治療剤の開発は衝撃的である。(4)配列特異的DNA結合分子の考案 および開発は多数の研究所で検討されており、外来遺伝子(例えば、ウィルス) または遺伝子DNAの変性(例えば、癌)を含む疾病の診断および処置に広範に 密接に関係を有する。DNA exhibits a wide range of polymorphic conformations, and these conformations are It can be essential in physical processes. Signal induction by sequence-specific protein-DNA binding The regulation of DNA conformation and the interactions of molecules such as transcription, translation and replication depend on DNA conformation. is considered to be independent in terms of (3) Binds to critical regions of genes and selectively inhibits abnormal cell function, replication, and survival The development of therapeutic agents that inhibit this is shocking. (4) Design of sequence-specific DNA binding molecules and development is being considered in numerous laboratories, and foreign genes (e.g. viruses) or widely used in the diagnosis and treatment of diseases involving genetic DNA degeneration (e.g. cancer). closely related.

メチルホスホナート(MP)主鎖(back bone)からなるヌクレアーゼ 抵抗性非イオン性オリゴデオキシヌクレオチドはインビトロおよびインビボで、 抗癌、抗ウィルスおよび抗菌剤として検討されてきた。(5)これらのアナログ の5°−3°結合ヌクレオチド間結合はヌクレイツクアシドホスホジエステル結 合のコンホメーションときわめて近似している。ホスホナート主鎖は1個の陰イ オンホスホリル酸素のメチル置換により中性にされる;電荷ホスホナート基のた めに分子間および分子内反発作用が減少する。(5)MP主鎖を有するアナログ は生存細胞に影響を与え、グロビン合成および水泡性口内炎ウィルス蛋白合成に おけるmRNA翻訳を阻害し、H8V複製の阻害において、mRNA前駆体の結 合(splicing)を阻害することが示されている。非イオン性アナログに よる阻害作用の機構は相補的RNAおよび/またはDNAと安定な複合体のコン ホメーションを含む。Nuclease consisting of methylphosphonate (MP) back bone Resistant nonionic oligodeoxynucleotides in vitro and in vivo It has been investigated as an anticancer, antiviral and antibacterial agent. (5) These analogs The 5°-3° internucleotide linkage is a nucleoside phosphodiester linkage. The conformation is very similar to that of the The phosphonate backbone has one anion Neutralized by methyl substitution of the onphosphoryl oxygen; due to the charged phosphonate group Therefore, inter- and intra-molecular repulsion is reduced. (5) Analog with MP main chain affects living cells and inhibits globin synthesis and vesicular stomatitis virus protein synthesis. conjugation of pre-mRNA in inhibiting H8V replication. It has been shown to inhibit splicing. to nonionic analogs The mechanism of inhibition is the formation of a stable complex with complementary RNA and/or DNA. Contains homeation.

選択された一重鎮外来核酸に相補的な非イオン性オリゴヌクレオシド・アルキル −およびアリール−ホスホナートアナログは、細胞中に存在する他の核酸の機能 や発現を妨げることな(、特定の核酸と結合または妨害により、核酸の発現、ま たは機能を選択的に阻害することができる(例えば、U、S、特許第44698 63および4511713号参照)。哺乳動物細胞から採取された相補的ヌクレ アーゼ−抵抗、非イオン性オリゴヌクレオシドメチルホスホナートの単純ヘルペ ス・ウィルス−1を含むある種のウィルス性蛋白合成阻害のための利用はU、S 、特許第4757055号に開示されている。A non-ionic oligonucleoside alkyl complementary to a selected singleton exogenous nucleic acid. - and aryl-phosphonate analogs function in other nucleic acids present in cells. (By binding to or interfering with a specific nucleic acid, the expression or expression of a nucleic acid is or function can be selectively inhibited (for example, U.S. Patent No. 44698). 63 and 4511713). Complementary nuclei taken from mammalian cells ase-resistance, non-ionic oligonucleoside methylphosphonate herpes simplex The use of U, S to inhibit the synthesis of certain viral proteins, including S. virus-1. , disclosed in Japanese Patent No. 4757055.

ウィルスmRNAの一部に相補的なアンチ−センスオリゴヌクレオチドまたはホ スホロチオアートアナログの蛋白へのウィルスmRNAの転写および翻訳妨害の ための利用はすでに提案されている。An anti-sense oligonucleotide or oligonucleotide complementary to a portion of the viral mRNA Interfering with transcription and translation of viral mRNA into proteins of sforothioate analogues. Its use has already been proposed.

アンチ−センス構築物はウィルスmRNAに結合し、細胞リボゾームのmRNA の活動を阻止し、それによりmRNAの蛋白質への翻訳の停止、「翻訳停止」ま たは「リボゾーム−ハイブリッド合成停止」といわれる工程を妨害すると考えら れる。(6)HTLV−I I I複製および/または発現に必要なHTLV− III遺伝子の高度に保証された領域に相補的なオリゴヌクレオチドの投与によ る、HTLV−I I Iの細胞感染の阻害はU、S、特許第4806463号 中に開示されている。オリゴヌクレオチドは、逆子発現)により判断されるよう に、ウィルスの複製および/または遺伝子発現に影響を与えることが知られてい る。The anti-sense construct binds to viral mRNA and binds to cellular ribosomal mRNA. activity, thereby halting the translation of mRNA into protein, or "translation arrest." or may interfere with the process called “ribosome-hybrid synthesis termination.” It will be done. (6) HTLV-I Required for HTLV-I I Replication and/or Expression by administration of oligonucleotides complementary to highly conserved regions of the III gene. Inhibition of cell infection by HTLV-II is disclosed in U.S. Patent No. 4806463. disclosed inside. oligonucleotides as judged by breech expression) known to affect viral replication and/or gene expression. Ru.

ヌクレオシド間メチルホスホナート結合を含むある種のアンチ−センスオリゴデ オキシヌクレオチドのHIV−誘発合胞体形成および発現阻害能はすでに検討さ れている。(7)ソラレンー誘導オリゴヌクレオチド・メチルホスホナートはコ ード化または非−コード化−重鎖DNAのいずれもの架橋が可能である;しかし 二重鎖DNAは架橋されないと報告されている。(28)発明の概要 本発明は二重鎖DNAまたは二重鎖DNA配列の特定の切片を検索し、認識する 方法、および所与の配列を有する二重鎖DNAの特定の切片の発現または機能の 阻害方法に関する。これは二重構造の相互作用の破壊または二重鎖DNAの塩基 対合を妨害することなく行われる。本発明はまた、選択された二重鎖DNA配列 の発現および/または機能阻害に有用であり、所望によりDNA修飾基を含む新 規な修飾オリゴマーに関する。さらに、本発明はシトシンアナログを含む新規な オリゴマーに関する。本発明はまた、二重鎖DNAの特定の切片と、DNA切片 に十分相補的であり、DNA切片とその塩基対(またはバイブリド形成)を読み 取るオリゴマーの相互作用により三重らせん構造の形成に関する。Certain anti-sense oligonucleotides containing internucleoside methylphosphonate linkages The ability of oxynucleotides to inhibit HIV-induced syncytium formation and expression has been previously investigated. It is. (7) Psoralen-derived oligonucleotide methylphosphonate is Cross-linking of either coded or non-coding heavy chain DNA is possible; It has been reported that double-stranded DNA is not cross-linked. (28) Summary of the invention The present invention searches for and recognizes double-stranded DNA or specific segments of double-stranded DNA sequences. methods and methods for determining the expression or function of a particular piece of double-stranded DNA with a given sequence. Concerning inhibition methods. This is due to the disruption of duplex interactions or the base formation of double-stranded DNA. This is done without interfering with the match. The invention also relates to selected double-stranded DNA sequences. , and optionally contains a DNA modifying group. Regarding regular modified oligomers. Furthermore, the present invention provides novel Regarding oligomers. The present invention also provides specific sections of double-stranded DNA and DNA sections. sufficiently complementary to the DNA section and its base pairing (or hybridization) The interaction of the oligomers involved in forming a triple helix structure.

従って、1つの観点からは、本発明は、DNA切片を、二重鎖DNAの上記切片 またはその一部中のプリン塩基の配列に十分相補的あるオリゴマーと接触させて 、それらと水素結合(またはハイブリッド形成)し、それによって、三重らせん 構造を形成することを含む、二重鎖DNAの特定の切片の検索および認識の方法 に関する。Therefore, from one point of view, the present invention provides a method for converting a DNA section into the above-mentioned section of double-stranded DNA. or by contacting it with an oligomer that is sufficiently complementary to the sequence of purine bases in its part. , hydrogen bond (or hybridize) with them, thereby forming a triple helix Method for searching and recognizing specific pieces of double-stranded DNA, including forming structures Regarding.

他の観点からは、本発明は、所与の配列を有する二重鎖DNAの特定の切片の発 現または機能を阻害する方法であつて、上記DNA切片と上記二重鎖DNA切片 に十分相補的なオリゴマーとを接触させ、これと水素結合を形成し、それにより 三重らせん構造を形成する方法に関する。In another aspect, the present invention provides a method for generating specific pieces of double-stranded DNA having a given sequence. A method of inhibiting the DNA fragment or the function of the DNA fragment, the method comprising: is brought into contact with an oligomer that is sufficiently complementary to form a hydrogen bond with it, thereby The present invention relates to a method of forming a triple helix structure.

本発明は、DNA切片が生細胞中の遺伝子を含み、三重らせん構造の形成が永久 的に上記遺伝子を阻害し、不活性化する方法に関する。In the present invention, the DNA section contains genes in living cells, and the formation of a triple helix structure is permanent. The present invention relates to a method of inhibiting and inactivating the above genes.

好ましい例では、上記オリゴマーは修飾されて、オリゴマーが選択されたDNA 配列と水素結合またはノゾブリッド形成した後、DNAと化学的反応を生じ、そ れは不可逆的に修飾するDNA修飾基を組み込むものである。そのような修飾は 、共有結合の形成、DNAのアルキル化、特定の位置での上記DNAの開裂、ま たはDNAの分解または破壊によるオリゴマーとDNAの架橋を含むことができ る。In a preferred example, the oligomer is modified such that the oligomer is a selected DNA. After hydrogen bonding or nozobrid formation with the sequence, a chemical reaction occurs with the DNA and its These incorporate DNA modifying groups that modify irreversibly. Such a modification is , formation of covalent bonds, alkylation of DNA, cleavage of said DNA at specific positions, or or cross-linking of oligomers and DNA by DNA degradation or destruction. Ru.

他の観点では、本発明は、特定の二重鎖DNAのブ1ル配列に十分相補的であり 、水素結合をし、三重らぜん構造を形成する新規なアルキル−およびアリール− ホスホナートオリゴマーを提供するものである。非イオン性メチルホスホナート オリゴマーが好ましい。In another aspect, the present invention provides methods for detecting nucleotide sequences that are sufficiently complementary to the blue sequence of a particular double-stranded DNA. , novel alkyl- and aryl- which form hydrogen bonds and form a triple helix structure. The present invention provides phosphonate oligomers. Nonionic methylphosphonate Oligomers are preferred.

好ましい種類のメチルホスホナートオリゴマーはプリン塩基のみを含むものであ る。A preferred type of methylphosphonate oligomer is one containing only purine bases. Ru.

本発明はまた、シトシン・アナログがシトシンと置換し、このシトシン・アナロ グがシトシンのN−3に対応する環上位置で水素結合に利用し得る水素を有し、 中性pHでグアニン塩基と2個の水素結合を形成し得る異項環を含むヌクレオジ ル単位を有するオリゴマーを提供するものである。The present invention also provides that a cytosine analog replaces cytosine, and that the cytosine analog has a hydrogen available for hydrogen bonding at the ring position corresponding to N-3 of cytosine, Nucleodis containing a heterocyclic ring capable of forming two hydrogen bonds with a guanine base at neutral pH. The present invention provides an oligomer having a molecule unit.

本発明の別の観点からは、5°−Cと5°−OHおよび/または3°−Cと3’ −OH間に延長した結合を有する修飾糖部分を含むオリゴマーを提供する。この ような修飾糖部分を含むこれらのオリゴマーは二重鎖DNAの切片の両方の鏡上 のプリン塩基を読み取ることここで用いる場合、下記の用語は特に反対であると 断らなければ下記の意味を有する。In another aspect of the invention, 5°-C and 5°-OH and/or 3°-C and 3' Oligomers are provided that include a modified sugar moiety with an extended bond between -OH. this These oligomers containing modified sugar moieties such as As used herein, the following terms are specifically intended to read the purine bases of Unless otherwise specified, it has the following meaning.

用語「オリゴマー」は、ヌクレオシド間リン基(internucleosyl  phosphorus group)によって結合しているヌクレオシド単位 を言い、およびアリール−ホスホナート・アナログ、オリゴヌクレオシドのホス ホロチオアート・アナログ、中性ホスホナートエステル・オリゴヌクレオチド・ アナログ、および他のオリゴヌクレオチドおよび修飾オリゴヌクレオチドを含む 。The term "oligomer" refers to internucleoside phosphorus groups (internucleosyl phosphorus groups). nucleoside units linked by phosphorus group) and aryl-phosphonate analogs, oligonucleoside phosphors. Holothioate analogs, neutral phosphonate ester oligonucleotides, including analogs, and other oligonucleotides and modified oligonucleotides. .

用語「ホスホナート」は、基0=P−R(式中、Rはアルキルまたはアリール基 をいう)をいう。適当なアルキルまたはアリール基は立体的にホスホナート結合 を妨害しないか、または相互に作用しない基を含む。ホスホナート基はrRJま たは「S」のいずれの配置をもとることができる。ホスホナート基はヌクレオシ ド単位を連結するヌクレオシド間リン基(または連結)として用いられ得る。The term "phosphonate" refers to the group 0=P-R, where R is an alkyl or aryl group. ). Suitable alkyl or aryl groups are sterically linked to phosphonates. Contains groups that do not interfere with or interact with each other. The phosphonate group is rRJ or "S". The phosphonate group is a nucleoside It can be used as an internucleoside phosphorus group (or linkage) to link the de units.

用語「ホスホジエステル」とは、基o=p−o−をいう。ホスホジエステル基は ヌクレオシド単位を結合するためのヌクレオシド間リン基結合(または連結)と して用いられ得る。The term "phosphodiester" refers to the group o=po-. The phosphodiester group is internucleoside phosphorus linkages (or linkages) to link nucleoside units; It can be used as

用語「アルキル−またはアリール−ホスホナート・オリゴマー」は、少なくとも 、1個のアルキルまたはアリールホスホナート・ヌクレオシド間結合がホスホジ エステル・ヌクレオシド間結合に置換する、ヌクレオシド間リン基結合を有する ヌクレオチドオリゴマーをいう。The term "alkyl- or aryl-phosphonate oligomer" means at least , one alkyl or arylphosphonate internucleoside bond is Contains an internucleoside phosphorus bond that replaces the ester/internucleoside bond A nucleotide oligomer.

用語[メチルホスホナート・オリゴマー」(またはrMP〜オリゴマー」)は、 少なくとも1個のメチルホスホナート・ヌクレオシド間結合がホスホジエステル ・ヌクレオシド間結合に置換する、ヌクレオシド間リン基結合を有する、ヌクレ オチド・オリゴマー(またはオリゴヌクレオチド・アナログ)をいう。The term “methylphosphonate oligomer” (or rMP~oligomer) At least one methylphosphonate internucleoside bond is a phosphodiester ・Nucleans having internucleoside phosphorus group bonds to replace internucleoside bonds Otide oligomer (or oligonucleotide analog).

用語「第三鎖オリゴマー」とは、二重鎖DNAの断片を読み取り、これと三重ら せん構造形成し得るオリゴマーをいう。The term "third-strand oligomer" refers to a fragment of double-stranded DNA that is read and combined with Mie et al. An oligomer that can form a spiral structure.

用語「ヌクレオシド」は、ヌクレオシド単位をいい、それらに互換性があり、そ れらの塩基として、A、G、C,TおよびUだけでなく、アナログおよび塩基の 修飾形をも含む。The term "nucleoside" refers to nucleoside units, which are interchangeable and These bases include A, G, C, T and U, as well as analogs and bases. Also includes modified forms.

用語「相補的」とは、オリゴマー第三鎖については、二重!JDNAの対応する (ワトソンークリック)塩基対のプリン塩基と水素結合(および塩基対合または ハイブリダイズ)し、三重らせん構造を形成する塩基配列を有するオリゴマーを いう。The term "complementary" refers to the third strand of an oligomer. JDNA corresponding (Watson-Crick) base pair purine base and hydrogen bond (and base pairing or hybridize) and form an oligomer with a base sequence that forms a triple helix structure. say.

ここに挙げられた種々のオリゴマー配列において、例えばApA中におけるよう に、「p」はホスホジエステル結合を示し、例えば、C20中におけるように、 「且」はメチルホスホナート結合を示す。In the various oligomer sequences listed here, e.g. , "p" indicates a phosphodiester bond, e.g., as in C20, "And" indicates a methylphosphonate bond.

またrTJのような表記は、メチルホスホナート結合によって結合されたヌクレ オシド基を示す。Also, notations such as rTJ refer to nucleic acids linked by methylphosphonate bonds. Indicates an osido group.

用語「プリン」または「プリン塩基」は、天然に存在するアデニンおよびグアニ ン塩基ばかりでなく、8位で置換された塩基のような塩基の修飾も含む。The term "purine" or "purine base" refers to the naturally occurring adenine and guanine. It includes not only bases with bases but also base modifications such as bases substituted at the 8-position.

用語「読み取る(read)Jとは、水素結合相互作用を通じて、他の核酸の塩 基配列を認識する核酸の能力をいう。すなわち、二重鎖DNA配列の読み取りに おいて、第三鎖オリゴマーは水素結合相互作用を通して、二重鎖DNAの切片の 二重線中の塩基対、特にプリン塩基を認識し得る。The term ``read'' refers to the ability of salts of other nucleic acids to interact through hydrogen bonding interactions. Refers to the ability of a nucleic acid to recognize a base sequence. In other words, for reading double-stranded DNA sequences. In this process, the third strand oligomer binds a piece of double-stranded DNA through hydrogen bonding interactions. It can recognize base pairs in doublets, especially purine bases.

用語「三重線」は、第三鎖中の塩基が二重鎖DNAの切片の(ワトソンークリッ ク)塩基対と水素結合(すなわち塩基対合した)している図IA、IBおよび2 Aから2Dに表れたような状態をいう。The term "triplet" refers to the bases in the third strand of a piece of double-stranded DNA (Watson-Crick). H) Diagrams IA, IB and 2 showing hydrogen bonds with base pairs (i.e. base pairing) It refers to the state that appears from A to 2D.

図面の簡単な説明 図IAおよびIBは、第三鎖中のピリミジン塩基が二重DNA(ワトソンークリ ック)塩基対と三重線を形成している三重線を示す。Brief description of the drawing Figures IA and IB show that the pyrimidine base in the third strand is double DNA (Watson-Climax). (hook) shows a triplet that forms a triplet with a base pair.

図2Aから2Dは、第三鎖中のプリン塩基が二重DNA(ワトソンークリック) 塩基対と三重線を形成している三重線を表わす。Figures 2A to 2D show DNA with double purine bases in the third strand (Watson-Crick). Represents a triplet that forms a triplet with a base pair.

図3Aから30は、第三鎖が[読み取る上すなわち、二重鎖DNAの一本鎖上の プリン塩基と塩基対合している典型的なポリプリン配列三重らせん構造の塩基配 列を表わす。Figures 3A to 30 show that the third strand is [on the reading side, i.e. on the single strand of double-stranded DNA]. Typical polypurine sequence triple helix structure base pairing with purine bases Represents a column.

図4から4Fは、第三鎖が「読み取る」、すなわち、二重鎖DNAの二重鎖上の プリン塩基と塩基対合している典型的な混合配列三重らせん構造の塩基配列を表 わす。Figures 4 to 4F show that the third strand "reads", i.e., on the duplex of the duplex DNA. The base sequence of a typical mixed triple helix structure that is base-paired with a purine base is shown. Was.

図5は、ヌクレオシド間リン基結合の延長のためのアルキレンオキシ結合との修 飾糖部分を有するヌクレオシド単位およびその合成方法を示す。Figure 5 shows the modification with alkyleneoxy bond for extension of internucleoside phosphorus bond. A nucleoside unit having a decorative sugar moiety and a method for synthesizing the same are shown.

図6は、ヌクレオシド間リン基結合の延長のためのアルキレン結合との修飾糖部 分を有すヌクレオシド単位およびその合成方法を示す。Figure 6 shows modified sugar moiety with alkylene bond for extension of internucleoside phosphorus bond. Figure 2 shows a nucleoside unit having a nucleoside structure and a method for its synthesis.

図7は、三重らせん構造のDCスペクトルを示す。()はMP−オリゴマー第三 鎖、()はオリゴヌクレオチド第三鎖を示す。Figure 7 shows the DC spectrum of the triple helix structure. () is MP-oligomer third strand, () indicates the third strand of the oligonucleotide.

図8Aおよび8Bは、ソラレン誘導MP−オリゴマーを用いる(A)−重鎖DN Aおよび(B)二重鎖DNAの架橋を示す。Figures 8A and 8B show (A)-heavy chain DN using psoralen-derived MP-oligomers. A and (B) Cross-linking of double-stranded DNA is shown.

発明の詳細な説明 本発明は、選ばれた二重鎖DNA配列を、二重鎖DNAのプリン配列に十分相補 的であり、これと水素結合形成(またはノゾブリダイズ)し得るオリゴマーと接 触させることによって、上記二重鎖DNA配列との三重らせん構造の形成に関す る。Detailed description of the invention The present invention provides a method for preparing a selected double-stranded DNA sequence that is sufficiently complementary to a purine sequence of double-stranded DNA. contact with an oligomer that can form a hydrogen bond (or nosobridize) with it. Formation of a triple helix structure with the double-stranded DNA sequence by contacting Ru.

(B)一般的概要 ここに記載した側面に加えて、本発明は下記の側面を含む。(B) General overview In addition to the aspects described herein, the invention includes the following aspects.

(I) 第一の側面は、塩基対の開裂なしに、アデニンおよびグアニンのような 二重鎖DNA中のプリンの余っている水素結合部位と、第三鎖中の塩基による水 素結合形成を通じて、二重鎖DNA切片中の塩基対の読み取り(または認識)に 関する。言い換えれば、DNA二重鎖中の塩基対配列の読み取りは、常に、DN A中のプリンの余っている利用可能な水素結合部位と、第三鎖中の塩基との水素 結合形成によって塩基対のプリンを読み取ることによって行われる。第三鎖中の プリン(例えば、アデニン(A)またはグアニン(G))またはピリミジン(チ ミン(T)またはシトシン(C))のいずれもDNA中のプリンと水素結合を形 成し得る。すなわち、:1)DNAの塩基対中のアデニン(A)は、読み取り、 すなわち、第三鎖中のAまたはTと水素結合し得る。(I) The first aspect is that without cleavage of base pairs, such as adenine and guanine Extra hydrogen bonding sites of purines in double-stranded DNA and water bonding by bases in the third strand The reading (or recognition) of base pairs in double-stranded DNA sections through elementary bond formation. related. In other words, reading the base pair sequence in a DNA duplex is always The remaining available hydrogen bonding site of the purine in A and the hydrogen bond with the base in the third strand. It is done by reading the purines of base pairs by bond formation. in the third strand purines (e.g. adenine (A) or guanine (G)) or pyrimidines (thi Both min (T) and cytosine (C) form hydrogen bonds with purines in DNA. It can be accomplished. Namely: 1) Adenine (A) in a base pair of DNA reads; That is, it can hydrogen bond with A or T in the third chain.

u)DNAの塩基対中のグアニン(G)は、読み取り、すなわち、第三鎖中のC またはGと対合され得る。u) Guanine (G) in the base pair of DNA is read, i.e. C in the third strand or can be paired with G.

本発明の好ましい側面では、第三鎖のリン含有主鎖はメチルホスホナート基およ び天然に生成するホスホジエステル基を含む。In a preferred aspect of the invention, the phosphorus-containing backbone of the third chain comprises methylphosphonate groups and and naturally occurring phosphodiester groups.

(II) この発明の第二の側面は、第三鎖からのプリン塩基を用いて、DNA 二重鎖中のプリン(AまたはG)を全体的に読み取ることである。言い換えれば 、本発明のこの側面はGのみをDNA二本鎖中の塩基対中のGの読み取りに用い 、AのみをDNA二重鎮塩基対中のAの読み取りに用いるものである。鎖の分極 性は、二重鎖中の読み取られるべきプリンを含む鎖に対して、第二錫のアンチパ ラレル(anti−parallel)またはパラレル(parallel)の いずれも重要である。(II) The second aspect of this invention is to use purine bases from the third strand to It reads the entire purine (A or G) in the duplex. In other words , this aspect of the invention uses only G to read G in base pairs in a DNA duplex. , only A is used to read A in a DNA double-base pair. chain polarization The stannic antipaste is applied to the strand containing the purine to be read in the duplex. anti-parallel or parallel Both are important.

プリンおよびピリミジンの塩基平面は固定しており、フラノース環のみが僅かに 波打っている(平面の上下的0.5人)。すなわち、ヌクレオシドの立体構造的 状態は、相互のC’−1とN−9またはN−1結合軸について、多かれ少なかれ これら二つの固定平面、すなわち、塩基およびペントースの回転によって原則的 に定められる。The base planes of purines and pyrimidines are fixed, and only the furanose ring is slightly Wavy (0.5 people above and below the plane). That is, the three-dimensional structure of the nucleoside The state is more or less about the mutual C'-1 and N-9 or N-1 bond axes. In principle, rotation of these two fixed planes, i.e., the base and the pentose, stipulated in

糖−塩基ねじれ角、φCMは、C’−1につき結合の1つを見た時に、フラノー ス環のC−1°からO−1゛結合の立ち上りと塩基平面の線によって形成される 角度として定義されている。この角度は、フラノース環酸素がピリミジンまたは プリン環のC−2に対して平面的でない(antiplaner)時はOであり 、C−1゛からNを見た時、時計回りで測定したときの正の角度として定義され る。この角度はまたグリコジルねじれ角と称される。The sugar-base torsion angle, φCM, is the furano It is formed by the rising edge of the C-1° to O-1° bond of the ring and the line of the base plane. defined as an angle. This angle means that the furanose ring oxygen is a pyrimidine or When it is not planar to C-2 of the purine ring, it is O. , is defined as the positive angle when looking at N from C-1゛ and measured clockwise. Ru. This angle is also referred to as the glycosyl torsion angle.

上記の定義を用いて、ヌクレオシドについて、アンチーコンホーメーションに対 し約−30°、シンーコンホーメーションにつき約+150°の2種の範囲のφ CNが存在することがわかる。各コンホーメーションの範囲は±45°である。Using the above definition, for nucleosides, anti-conformation Two ranges of φ, approximately -30° and approximately +150° for thin conformation. It can be seen that CN exists. The range of each conformation is ±45°.

(22,22a) 別の研究者はこの角度のわずかに異なる定義を用いまた提唱 している。(23,24,25,26,27) φCNに関する情報はX線回折 、プロトン磁気共鳴(PMR)および旋光分散−円二色性(ORD−CD)のよ うな方法により得られてきた。(22a)1本の鎖(「ワトンン鎖」と称される )から対向する鎖(「クリック鎖」と称される。)までの読み取られるプリン塩 基の位置の変化に適応するために、ヌクレオシドの特別なコンホメーション、グ リコジル結合のねじれ角として定義されている、第三鎖中のプリンヌクレオシド 単位の特別なコンホーメーションが必要であり、それによって第三鎖中のプリン ヌクレオシドは二本鎖中のプリンを読み取るために用いられ得ることが判明した 。言い換えれば、DNA中のプリン塩基を読み取るために、第三鎖中のプリンヌ クレオシド単位のコンホーメーションが、第二錫に関してDNA中で読み取られ るべきプリン塩基を含む鎖の極性(パラレル(5′から3′)または、アンチ− パラレル(3′から5゛)方向)によって影響を受ける。第三鎖中のプリンヌク レオシド単位について、二本鎖中のパラレル鎖中のプリンを読み取るとき、第三 鎖中のプリンヌクレオシド単位のコンホーメーションはシンーコンホーメーショ ンであるべきである。一方、二本鎖中のアンデーパラレル中の対応するプリンを 読む時の第三鎖中のプリンヌクレオシドの単位のコンホーメーションはアンチー コンホーメーションでなければならない。すなわち、両方の鎖に分散した二本鎖 中のプリン塩基の読み取りにおいて、一方か、対向する鎖かのいずれかと同じ( すなわち、パラレルである)極性を有する第二錫を用いる選択をする。(22,22a) Other researchers have used and proposed a slightly different definition of this angle. are doing. (23, 24, 25, 26, 27) Information about φCN can be obtained by X-ray diffraction , proton magnetic resonance (PMR) and optical rotational dispersion-circular dichroism (ORD-CD). It has been obtained by this method. (22a) One chain (referred to as “Watten chain”) ) to the opposite strand (referred to as the "click strand"). A special conformation of the nucleoside, the group, is used to accommodate changes in the position of the group. purine nucleoside in the third strand, defined as the torsional angle of the lycodyl bond A special conformation of the unit is required, whereby the purine in the third strand It turns out that nucleosides can be used to read purines in duplexes. . In other words, in order to read purine bases in DNA, purine bases in the third strand are The conformation of the creoside unit is read in DNA with respect to stannic The polarity of the strand containing the purine base (parallel (5' to 3') or anti- Parallel (3' to 5') direction). purinuk in the third strand Regarding the leoside unit, when reading the purine in the parallel strand in the duplex, the third The conformation of the purine nucleoside units in the chain is called thin conformation. It should be. On the other hand, the corresponding purine in the Ande parallel in the duplex is The conformation of the purine nucleoside unit in the third strand during reading is anti- Must be conformational. i.e. double strands distributed on both strands In reading the purine bases in the same ( The choice is to use stannic with polarity (that is, parallel).

一例として、 5+ 3+ (これらの2本鎖は互いにG C I 1 アンチ−パラレルである。) (ワトソン鎖) (クリック鎖) ワトソン鎖5′から3′と同じ極性を有するDNA二本鎖との3本鎖のうちの第 二錫の配列はつぎのようになる:(ワトソン鎖にパラレルな 第二錫) クリック鎖にパラレルな第二錫の配列はつぎのようである:Gal″t1コ1 syn 本発明の1つの観点によれば、二本鎖の塩基対中のプリンの読み取りのための第 三鎖の構築において、つぎのような指針を適用する(i)5’末端から出発して 3′末端に向う場合、第三鎖のプリンヌクレオシド単位(AまたはG)は、二本 鎖DNAのノくラレル(「ワトソン」鎖の塩基対(AまたはG)中のプリンの読 み取りにおいて、シンーコンホーメーションである必要がある。第二の塩基対の 二番目のプリンの読み取りにおいて、もしプリンが第一のプリンと同じ鎖中に位 置するならば、同じ条件を適用する。しかし、第二のプリンが逆のアンチ−パラ レル(クリック)鎖にのとき、逆の鎖は第三鎖に対してアンチ−パラレルである )に位置するとき、プリンヌクレオシド単位はアンチ−コンホメーションである 必要がある。すべての場合に、第三鎖中アデニンは二本鎖のアデニンの読み取り に用いられ、第三鎖中のグアニンは二本鎖中のグアニンの読み取りに用いられる 。As an example, 5+ 3+ (These two strands are G C I1 Anti-parallel. ) (Watson chain) (Crick chain) The third strand of the three strands with the DNA duplex having the same polarity as Watson strand 5' to 3'. The ditin arrangement is as follows: (parallel to the Watson chain) stannic) The stannic sequence parallel to the click strand is as follows: Gal″t1co1 syn According to one aspect of the invention, the first step for reading purines in double-stranded base pairs is In constructing the tristrand, apply the following guidelines: (i) starting from the 5' end; towards the 3' end, the third strand purine nucleoside unit (A or G) DNA strand ('Watson') reading of purine in base pair (A or G) of strand When cutting, it is necessary to have a thin conformation. of the second base pair In reading the second purine, if the purine is located in the same strand as the first purine. If so, the same conditions apply. However, the second pudding is the opposite anti-parallel. parallel (click) strand, the opposite strand is anti-parallel to the third strand ), the purine nucleoside unit is in the anti-conformation There is a need. In all cases, the adenine in the third strand reads double stranded adenine The guanine in the third strand is used to read the guanine in the double strand. .

(ii)この発明の第三の側面は、二重鎖DNAのいずれかの上のプリン塩基の 読み取りを可能にする第三鎖のリン主鎖の結合の長さに関する。いずれかの鏡上 のプリン塩基で「読み取り」(または塩基対合)を可能にするために、リン主鎖 方向のヌクレオシド単位間の距離を増大させねばならない。リン主鎖のための結 合形式の延長の二種の型の例を提案する。リン主鎖の結合形式の型の1種は、個 々のヌクレオシド単位上の全体の結合を延長する、すなわち、第三鎖のすべての 延長結合を同じにするものである。このような全体の結合形式はプリン塩基のみ を含む第三鎖に特に適している。従って、「ヌクレオシド単位1」の5′炭素か ら次の「ヌクレオシド単位2」の3゜酸素間の結合の長さは2個の原子(−CH 2CH2−など)によるか、または3個の原子(0−CH2−CH2−など)に よって増大させることができ、その場合、個々のヌクレオシド単位間の結合は2 から6人長くなる。ヌクレオシド単位間を適当な距離にするために、単位間の距 離を1から6個の範囲の原子数によって増大させることをすすめる。図6はこの 結合延長形式を含むヌクレオシド単位および合成経路の提案を示すものである。(ii) The third aspect of the invention is that the purine base on any of the double-stranded DNA Concerning the length of the third strand phosphorus backbone bond that allows for reading. on any mirror To enable "reading" (or base pairing) with the purine bases of the phosphorus backbone The distance between nucleoside units in the direction must be increased. Knot for phosphorus backbone We present examples of two types of extensions of the congruent form. One type of bonding type of the phosphorus main chain is elongate the entire bond on each nucleoside unit, i.e. all of the third strand This makes the extension connections the same. This type of overall bonding format is only for purine bases. Particularly suitable for third strands containing Therefore, the 5' carbon of "nucleoside unit 1" The length of the bond between the 3° oxygens of the next "nucleoside unit 2" is 2 atoms (-CH 2CH2- etc.) or by 3 atoms (0-CH2-CH2- etc.) Thus, the bonds between individual nucleoside units can be increased by 2 There will be six people longer than before. In order to maintain an appropriate distance between nucleoside units, the distance between units is It is recommended to increase the separation by a number of atoms in the range 1 to 6. Figure 6 shows this A nucleoside unit including a bond extension format and a proposed synthetic route are presented.

第二のリン主鎖の結合延長形式は不均一結合延長を含むものである。第三鎖につ いて標準的なリンジエステル主鎖の似通ったヌクレオシド間距離を有する結合は 、読み取られるプリンが同じ鏡上にあるときに採用され、一方、1個のヌクレオ シド単位の3−炭素上とそれに隣接するヌクレオシド単位の5°−炭素上の延長 結合を含み得る延長された結合(長さ15−17人)は反対の鏡上に位置するプ リン塩基を読み取るために用いられる。このような不均一結合延長形式は、特に ピリミジン(またはピリミジン・アナログ)およびプリン塩基の両方を含む第三 鎖での使用に適している。The second type of phosphorus backbone chain extension involves heterogeneous bond extension. Third strand The bonds with similar internucleoside distances in the standard phosphodiester backbone are , is adopted when the purines to be read are on the same mirror, while one nucleo Extension on the 3-carbon of a side unit and the 5°-carbon of the adjacent nucleoside unit An extended bond (length 15-17 people) that may include bonds is a plate located on the opposite mirror. Used to read phosphorus bases. Such heterogeneous bond extension forms are especially Tertiary containing both pyrimidine (or pyrimidine analog) and purine bases Suitable for use on chains.

(C)三重らせん構造の形成 (1)三本(または三本−鎖)塩基対合(a)二重鎖形成第三鎖中のピリミジン 本発明の観点の1つとして、三本線は、第三鎖中のピリミジン塩基が水素結合を 形成、すなわち、二重鎖DNA配列の塩基対のプリン塩基と塩基対合するときに 形成される。第三鎖中の塩基としてピリミジン塩基を有する場合のそのような三 本線の例を図IAおよびIB中に示す。(C) Formation of triple helix structure (1) Three-stranded (or triple-stranded) base pairing (a) Pyrimidine in the third strand of duplex formation As one aspect of the present invention, the three lines indicate that the pyrimidine base in the third strand forms a hydrogen bond. formation, i.e., when the base pairs with the purine base of a double-stranded DNA sequence It is formed. Such a three-dimensional structure with a pyrimidine base as the base in the third strand Examples of main lines are shown in Figures IA and IB.

図IAは、水素結合を形成、すなわち、二重鎖DNAのAと塩基対合する、第三 鎖塩基としてのTを有する二重鎖を示す。このような状況下、第三鎖のTは、二 重鎖DNAのA含有鎖にパラレルに、二重鎖DNAのT含有鎖(これはまた、A 含有鎖に対してアンチ−パラレル)にアンチ−パラレルに配列される。従って、 この二重鎖はつぎのように表わす。Figure IA shows the third A duplex is shown with T as the strand base. Under these circumstances, the third strand T is Parallel to the A-containing strand of the heavy-strand DNA, the T-containing strand of the double-stranded DNA (which is also (anti-parallel) to the containing strands. Therefore, This double strand is expressed as follows.

図1Bは、水素結合を形成、すなわち、二重鎖DNA中のG−C塩基対のGと塩 基対合する第三鎖塩基としてのプロトン化シトシン(C゛)を有する二重鎖を示 す。このような状況下、第三鎖中のシトシン塩基は、安定な二重鎖に必要な水素 結合を形成するために、N3においてプロトン化されねばならない。所望により 、N3と同等な位置に第4級窒素を有するシトシン・アナログで置換することが できる。図示している二重鎖において、第二錫のC“(またはそのアナログ)は 、二重鎖DNAのG−含有鎖にパラレルに、そして二重鎖DNAのC−含有鎖( これはまたはG−含有鎖にアンチ−パラレルである)にアンチパラレルに配列さ れる。従って、この二重鎖配列は下記のように記載される。Figure 1B shows the formation of hydrogen bonds, i.e., the G and salt of G-C base pairs in double-stranded DNA. Shows a duplex with protonated cytosine (C) as the group-pairing third strand base. vinegar. Under these circumstances, the cytosine base in the third strand provides the necessary hydrogen for a stable duplex. It must be protonated at N3 to form the bond. as desired , can be substituted with a cytosine analog with a quaternary nitrogen in the equivalent position to N3. can. In the illustrated duplex, the stannic C” (or its analogue) is , parallel to the G-containing strand of the duplex DNA, and parallel to the C-containing strand of the duplex DNA ( This is also anti-parallel to the G-containing chain). It will be done. This duplex sequence is therefore written as follows.

(b)二重鎖を形成する第三鎖中のプリン本発明の他の観点として、三本線は、 第三鎖中のプリン塩基が水素結合形成、すなわち、二重鎖DNAの1本鎖中の同 じプリン塩基と塩基対合する場合に形成される。従って、AはAと対合し、Gは Gと対合する。(b) purine in the third strand forming the duplex As another aspect of the present invention, the three lines are Purine bases in the third strand form hydrogen bonds, i.e., the same molecules in the single strand of double-stranded DNA It is formed when base pairs with a dipurine base. Therefore, A is paired with A, and G is Pairs with G.

ピリミジン第三鎖三本線とは対照的に、第三鎖中のプリン塩基は二重鎖DNAの プリン塩基と塩基対合することができ、従って、プリン塩基含有第二錫の鎖極性 は、二重鎖DNA中で読み取られるべきプリンを含む鎖の鎖極性にパラレルまた はアンチ−パラレルのいずれかにも配列され得る。In contrast to the pyrimidine third strand triplet, the purine bases in the third strand are Can base pair with purine bases and therefore the chain polarity of purine base containing stannic is parallel to or parallel to the strand polarity of the purine-containing strand to be read in duplex DNA. can be arranged either anti-parallel.

例えば、図2Aは、第二錫のAが二重鎖DNAのAにパラレルに配列され、二重 鎖DNAのTにアンチ−パラレルに配列される。このような状況下、第三鎖Aの グリコジル(C−N)ねじれ角はシン−コンホメーションであり、二重鎖DNA のAおよびTのグリコジルねじれ角は両方ともアンチ−コンホメーションである 。この三本線配列はつぎのように表わされる。For example, Figure 2A shows that the A of stannic is arranged parallel to the A of double-stranded DNA and Arranged anti-parallel to T of stranded DNA. Under these circumstances, the third strand A The glycodyl (C-N) torsion angle is the thin-conformation and double-stranded DNA The glycosyl torsion angles of A and T of are both anti-conformations . This three-line array is expressed as follows.

他方、図2Bは、第二錫のAが二重鎖DNAのAにアンチ−パラレルに、二重鎖 DNAのTにパラレルに配列されている。このような状況下、これら、3個のす べての塩基のグリコジルねじれ角はアンチ−コンホメーションである。この二重 鎖配列はっぎのように表わされる: 図20は、第二錫のGが二重鎖DNAのGにノ々ラレルに、二重鎖DNAのCに アンチ−パラレルに配列される。このような状況下、第三鎖Gのグリコジルねじ れ角はシン−コンホメーションをとり、二重鎖DNAのG−C塩基のグリコジル ねじれ角は両方ともアンチーコンホーメーションである。この二重鎖配列はつぎ のようζこ示される。On the other hand, FIG. 2B shows that the A of stannic is anti-parallel to the A of the duplex DNA. It is arranged in parallel to the T of DNA. Under these circumstances, all three of these The glycosyl torsion angle of all bases is anti-conformation. this double The chain sequence is represented as follows: Figure 20 shows that G of stannic is connected to G of double-stranded DNA, and C of double-stranded DNA is connected to G of double-stranded DNA. Arranged in anti-parallel. Under these circumstances, the glycodyl screw of the third strand G The tilt angle assumes a syn-conformation, and the glycosyl angle of the G-C base of double-stranded DNA Both torsion angles are anti-conformational. This double-stranded sequence is It is shown as follows.

図2Dは、第二錫のGが二重鎖DNAのGにアンチーノくラレ胴二、二重鎖DN AのCにパラレルに配列される。このような状況下、すべての3個の塩基のグリ コジルねじれ角はアンチ−コンホメーションである。この二重鎖配列はつぎのよ うに表わされる:(2)ポリプリン配列 選ばれた二本鎖DNA配列の1つの鎖がポリプリン配列を含んでいる場合、ポリ プリン配列に相補的なオリゴマーが使用され、それはピリミジンまたはプリン、 またはそれらの混合物の相補的な配列を含み得る。好ましいオリゴマーはヌクレ アーゼ抵抗性であり、二本鎖DNAと、先に説明したトリプレット構造を生成す ることができる非イオン性MP−オリゴマーを含む。。Figure 2D shows that the G of stannic is opposite to the G of double-stranded DNA. A and C are arranged in parallel. Under these circumstances, the glycation of all three bases The codyl torsion angle is the anti-conformation. This double-stranded sequence is as follows. Represented as: (2) Polypurine sequence If one strand of the selected double-stranded DNA sequence contains a polypurine sequence, Oligomers complementary to purine sequences are used, which are pyrimidines or purines, or a mixture thereof. Preferred oligomers are nucleic acids. is resistant to enzymes and produces double-stranded DNA and the triplet structure described above. Contains nonionic MP-oligomers that can be .

二本鎖DNA配列の1つの鎖内のポリプリン配列へ第二錫が結合して二重鎖にな ったらせん配列の例を、図3A〜3Cに略図的に示す。図3A〜3Cで03はプ ロトン化したCを表す。The binding of stannic to the polypurine sequence within one strand of a double-stranded DNA sequence results in a double strand. Examples of helical arrangements are shown schematically in Figures 3A-3C. In Figures 3A to 3C, 03 is a Represents rotonized C.

(3)混合配列 混合配列とは、選ばれたDNA配列のプリン塩基が二本鎖DNA配列の両方の鎖 に配置されている配列である。したがって、第二錫オリゴマーは水素結合できな ければならず、即ち二本鎖DNA配列の各塩基対のプリン塩基との塩基対は、二 重鎖DNAの何れの鎖にかかわらず、プリン塩基が配置されている。したがって 、第三鎖オリボマーは二本鎖DNAを横断して「読み取る」ことができなければ ならない。はぼ相補的な第三鎖を含む混合配列の例を図4A〜4Eに示す。(3) Mixed array A mixed sequence is one in which the purine bases of the selected DNA sequence are present on both strands of the double-stranded DNA sequence. This is an array located in . Therefore, the stannic oligomer cannot hydrogen bond. That is, each base pair of a double-stranded DNA sequence must have two base pairs with a purine base. Purine bases are located regardless of which strand of heavy chain DNA. therefore , third-strand oligomers must be able to “read” across double-stranded DNA. No. Examples of mixed sequences containing complementary third strands are shown in Figures 4A-4E.

図4Aはピリミジンに富んだ第三鎖を有する混合配列を示す。Figure 4A shows a mixed sequence with a pyrimidine-rich third strand.

図4Bはプリンに富んだ第三鎖を有する混合配列を示す。Figure 4B shows a mixed sequence with a purine-rich third strand.

図4C,4Dおよび4Eはプリン塩基だけを含む第三鎖を有する混合配列を示す 。図4C〜4EでrSJはシンを表し、raJはアンチを表す。肩文字のないも のはアンチを表す。Figures 4C, 4D and 4E show a mixed sequence with a third strand containing only purine bases. . In Figures 4C to 4E, rSJ represents syn and raJ represents anti. Momo without a superscript represents anti.

第三鎖オリゴマーが、二本鎖を横断して一方の鎖から反射鏡へプリン塩基との塩 基対の順に「読み取らなければ」ならない場合、ヌクレオシド単位の糖部分を連 結しているリン主鎖へ前述の骨格連鎖フォーマットを挿入することにより、伸長 したヌクレオシド間のリン連鎖を提供することが好都合であり得る。The third strand oligomer traverses the duplex from one strand to the reflector to form a salt with a purine base. If the sugar moieties of the nucleoside units must be “read” in base pair order, By inserting the aforementioned backbone chain format into the connecting phosphorus backbone, elongation can be achieved. It may be advantageous to provide phosphorus linkages between nucleosides.

例えばヌクレオシド間連鎖は、ヌクレオシド単位の糖部分の5′−炭素と5゛− ヒドロキシルの間に好適なアルキレン((CHz)n=)またはアルキレンオキ シ((CHz)no’−)伸長連鎖を介在させ、あるいは糖部分の3°−炭素と 3°−ヒドロキシルの間に類似の連鎖を介在させることによって伸長させ得る( 図5および図6参照)。好適な場合は、そのような伸長連鎖を糖部分の3′−お よび5°−炭素の両方で介在させ得る。For example, the internucleoside linkage is the 5′-carbon of the sugar moiety of the nucleoside unit and the 5′-carbon of the sugar moiety of the nucleoside unit. A suitable alkylene ((CHz)n=) or alkylene oxy between the hydroxyl ((CHz)no'-) elongated chain, or with the 3°-carbon of the sugar moiety. It can be extended by intervening a similar linkage between the 3°-hydroxyls ( (See Figures 5 and 6). In suitable cases, such extended linkages can be added to the 3'- or and 5°-carbon.

選ばれた二本鎖DNA配列の連続したプリンが同−鏡上で起こる場合、そのよう な伸長連鎖を採用する必要はない。メチルホスホナート連鎖のようなヌクレオシ ド間のリン連鎖では、選ばれた二本鎖DNA配列の1つの鏡上の連続したプリン 塩基を第三鏡上の好適な塩基で読み取らせることができる。If consecutive purines of a selected double-stranded DNA sequence occur on the same mirror, such There is no need to adopt a straight elongation chain. Nucleosides such as methylphosphonate linkages In interdomain phosphorus linkages, consecutive phosphorus linkages on one mirror of a selected double-stranded DNA sequence The base can be read with a suitable base on the third mirror.

したがって好適な場合は、そのような伸長連鎖を採用することにより、選ばれた 二本鎖DNA配列の両方の鏡上のプリン塩基で読み取ることができるオリゴマー を作成し得る。Therefore, in suitable cases, by employing such elongated chains, the selected Oligomers that can be read with purine bases on both mirrors of a double-stranded DNA sequence can be created.

(D)第三鎖オリゴマー 好ましいオリゴマーは少な(とも約7ヌクレオシドを有するものであって、この 長さは、通常二本鎖DNAのセグメントの所望のプリン配列へ特異的に結合させ 得るのに十分な数である。一層好ましいのは、約8〜約40ヌクL/オシドを有 するオリゴマーであり、特に好ましいのは約10〜約25ヌクレオシドを有する オリゴマーである。合成上の容易さと選ばれた配列に対する特異性とを組み合わ せるため、オリゴマー内の折り畳みおよびコイル化のようなヌクレオシド間の相 互作用の最小化を併せ考えると、約14〜約18ヌクレオシドを有するオリゴマ ーは特に好ましい群を含んでいることが確信される。(D) Third strand oligomer Preferred oligomers are those having few (about 7 nucleosides); The length is usually determined by the length of the double-stranded DNA segment to specifically bind to the desired purine sequence. There are enough numbers to get it. More preferably, the particularly preferred are oligomers having from about 10 to about 25 nucleosides. It is an oligomer. Combines synthetic ease with specificity for selected sequences. internucleoside phases such as folding and coiling within the oligomer. Considering the minimization of interactions, oligomers having about 14 to about 18 nucleosides - is believed to include a particularly preferred group.

(1)好ましいオリゴマー類 これらのオリゴマー類はリボシル部分、もしくはデオキシリボシル部分の何れか 、またはそれらの修飾物を含み得る。ただしそれらの合成の容易さと安定性の増 大とを組み合わせるため、デオキシリボシル部分または修飾したデオキシリボシ ル部分を含んだオリゴマーが好ましい。(1) Preferred oligomers These oligomers have either ribosyl or deoxyribosyl moieties. , or modifications thereof. However, their ease of synthesis and increased stability In order to combine deoxyribosyl moieties or modified deoxyribosyl moieties with Oligomers containing a double moiety are preferred.

ヌクレオチドオリゴマー類(即ち天然ヌクレオチドオリゴマー類に存在するリン 酸ジエステルヌクレオシド間連鎖、およびその他のオリゴヌクレオチド類似体を 有する)をこの発明で使用し得るが、好ましいオリゴマー類は、オリゴヌクレオ シド・アルキル−およびアリールホスホナート類似体、ホスホロチオアートオリ ゴヌクレオシド類似体、ホスホロアミダート類似体、および中性リン酸エステル オリゴヌクレオチド類似体を含む。ただし特に好ましいのは、2つのヌクレオシ ド単位を連結している1またはそれ以上のリン酸ジエステル連鎖をホスホナート 連鎖で置き換えたオリゴヌクレオシド・アルキル−およびアリールホスホナート 類似体である。そのようなオリゴヌクレオシド・アルキル−およびアリールホス ホナート類似体の幾つかの製造、および予め選ばれた1末鎖核酸配列の発現を抑 制するそれらの用途は、参考文献として本明細書に包含させた米国特許第446 9863号、同第4511713号、同第4757055号、同第450743 3号、および同第4591614号に報告されている。これらのホスホナート類 似体のうち特に好ましい群は、メチルホスホナートオリゴマーである。Nucleotide oligomers (i.e. phosphorus present in natural nucleotide oligomers) acid diester internucleoside linkages, and other oligonucleotide analogs. can be used in this invention, but preferred oligomers include oligonucleotides. Side alkyl- and arylphosphonate analogs, phosphorothioate oligonucleotides Gonucleoside analogs, phosphoramidate analogs, and neutral phosphate esters Contains oligonucleotide analogs. However, it is particularly preferred that two nucleotides Phosphonate one or more phosphodiester chains linking the de units. Oligonucleoside alkyl- and arylphosphonates replaced in a chain It is an analogue. Such oligonucleoside alkyl- and arylphos The production of some Honat analogues and the inhibition of expression of preselected single terminal strand nucleic acid sequences. No. 446, incorporated herein by reference. No. 9863, No. 4511713, No. 4757055, No. 450743 No. 3, and No. 4591614. These phosphonates A particularly preferred group of analogs are methylphosphonate oligomers.

メチルホスホナートオリゴマー類(rMP−オリゴマー類」)の好ましい合成方 法は、参考文献として本明細書に包含させたB、 L。Preferred method for synthesizing methylphosphonate oligomers (rMP-oligomers) B, L., incorporated herein by reference.

リーら[バイオケミストリー、27巻、3197〜3203頁(1988年)] 、およびp、s、ミラーら[バイオケミストリー、25巻、5092〜5097 頁(1986年)]に報告されている。Lee et al. [Biochemistry, Vol. 27, pp. 3197-3203 (1988)] , and p,s, Miller et al. [Biochemistry, vol. 25, 5092-5097 (1986)].

好ましいオリゴヌクレオシド・アルキル−およびアリールホスホナート類似体は 、少なくとも1つのリン酸ジエステル・ヌクレオシド間連鎖が、3’−5’を連 結するヌクレオシド間メチルホスホニル(MP)基(または「メチルホスホナー ト」)によって置き換えられたものである。メチルホスホナート連鎖はオリゴヌ クレオチドのリン酸基に対してイソステリックである。即ち、これらのメチルホ スホナートオリゴマーCrMP−オリゴマー」)は選ばれたDNA配列との相互 作用に最小の立体制限を提供すべきである。またそのようなアルキル基またはア リール基はホスホナート連鎖を立体的に障害せず、または互いに相互作用しない その他のアルキル−またはアリールホスホナート連鎖も同様に好適である。メチ ルホスホニル基は天然に存在する核酸分子では見いだされないから、これらのM P−オリゴマー類は、さまざまなヌクレアーゼおよびエステラーゼ活性による加 水分解に対して一層抵抗性であるべきである。メチルホスホナート連鎖の非イオ ン特性のため、これらのMP−オリゴマー類は細胞膜を一層よく横断することが でき、したがって細胞に一層よく取り込まれるはずである。ある種のMP−オリ ゴマーが、ヌクレアーゼ加水分解に対して一層抵抗性であり、培養内で、哺乳動 物細胞によって無傷の形で取り込まれ、細胞のDNAおよびタンパク合成に対し て特異的な抑制効果を発揮できることが判明した(例えば米国特許第44698 63号参照)。Preferred oligonucleoside alkyl- and arylphosphonate analogs are , at least one phosphodiester internucleoside linkage connects 3'-5' internucleoside methylphosphonyl (MP) groups (or “methylphosphoners”) It has been replaced by The methylphosphonate chain is an oligonucleotide It is isosteric to the phosphate group of cleotide. That is, these methylphos Sphonate oligomer CrMP-oligomer) is a reciprocal polymer with a selected DNA sequence. It should provide minimal steric constraints for action. Also, such an alkyl group or a The lyl groups do not sterically hinder the phosphonate chains or interact with each other Other alkyl- or arylphosphonate chains are likewise suitable. Methi Because phosphonyl groups are not found in naturally occurring nucleic acid molecules, these M P-oligomers are subject to modification by various nuclease and esterase activities. It should be more resistant to water splitting. Non-ionic methylphosphonate chain Due to their molecular properties, these MP-oligomers are better able to cross cell membranes. and therefore should be better taken up by cells. Certain MP-ori The sesame is more resistant to nuclease hydrolysis and can be used in mammals in culture. It is taken up by cells in intact form and is used for cellular DNA and protein synthesis. It has been found that specific inhibitory effects can be exerted (for example, in US Pat. No. 44,698). (See No. 63).

少なくとも約7ヌクレオシド単位、一層好ましくは少なくとも約8ヌクレオシド 単位を有するMP−オリゴマーが好ましく、この長さは、通常二本鎖DNAの所 望のセグメントを特異的に認識させ得るのに十分である。約8〜約40ヌクレオ シドを有するMP−オリゴマーは一層好ましく、特に好ましいのは約10〜25 ヌクオシドを有するものである。製造上の容易さと選ばれた配列に対する特異性 、およびオリゴマー内の折り畳みおよびコイル化のようなヌクレオシド間の相互 作用の最小化を組み合わせるため、約14〜18ヌクレオシドのMP−オリゴマ ー類が特に好ましい。at least about 7 nucleoside units, more preferably at least about 8 nucleoside units Preference is given to MP-oligomers with units whose length is typically that of double-stranded DNA. This is sufficient to specifically recognize the desired segment. Approximately 8 to 40 nucleos More preferred are MP-oligomers with sid, particularly preferred between about 10 and 25 It has nuquosides. Ease of manufacture and specificity for selected sequences , and interactions between nucleosides such as folding and coiling within oligomers. MP-oligomers of about 14-18 nucleosides to combine minimization of effects. - are particularly preferred.

特に好ましいのは、5°−ヌクレオシド間連鎖がリン酸ジエステル連鎖であり、 残りのヌクレオシド間連鎖がメチルホスホニル連鎖であるMP−オリゴマー類で ある。MP−オリゴマーの5°−末端にリン酸ジエステル連鎖を有することは、 オリゴマーのキナーゼ標識および電気泳動を可能にし、しかもその溶解度を改善 する。Particularly preferred is that the 5°-internucleoside linkage is a phosphodiester linkage, MP-oligomers in which the remaining internucleoside linkage is a methylphosphonyl linkage be. Having a phosphodiester chain at the 5°-end of the MP-oligomer means that Enables kinase labeling and electrophoresis of oligomers while improving their solubility do.

選ばれた二本鎖DNA配列を配列決定し、そのプリン配列に相補的なMP−オリ ゴマーを前掲の特許および本明細書で報告した方法によって作成する。The selected double-stranded DNA sequence was sequenced and an MP-origin complementary to the purine sequence was sequenced. The sesame is made by the method reported in the above-identified patent and herein.

これらのオリゴマーは、核酸混合物、または単離された細胞、組織試料または体 液等を含む試料中の選ばれた二本鎖DNA配列の存在の有無を測定するのに有用 である。These oligomers can be used in nucleic acid mixtures, or in isolated cells, tissue samples or bodies. Useful for determining the presence or absence of selected double-stranded DNA sequences in samples containing liquids, etc. It is.

これらのオリゴマーはハイブリダイゼーション検定プローブとして有用であり、 検出検定に使用し得る。またプローブとして使用する場合、これらのオリゴマー を診断キットに使用し得る。These oligomers are useful as hybridization assay probes, Can be used for detection assays. These oligomers can also be used as probes. can be used in diagnostic kits.

所望により、ソラレンのような標識基、化学発光基、架橋剤、アクリジンのよう な挿入剤、または0−フエテントロリン銅またはEDTA−鉄のような分子鋏の ようにウィルス核酸の標的タンパク質を切断することが可能な基をMP−オリゴ マーに挿入することができる。If desired, labeling groups such as psoralen, chemiluminescent groups, cross-linking agents, acridine, etc. intercalating agents, or molecular scissors such as 0-fetentroline copper or EDTA-iron. MP-oligo has a group capable of cleaving the target protein of the viral nucleic acid. can be inserted into the market.

これらのオリゴマーは任意の幾つかの既知方法によって標識され得る。有用な標 識として放射性同位元素および非放射性リポータ−基が挙げられる。アイソトー プ標識は、3H,35S、32p、1251゜コバルト、および14C等である 。アイソトープ標識の方法の多くは酵素の利用を含み、ニック・トランスレーシ ョン、末端標識、2次鎖合成、および逆転写等の既知方法を含む。放射能標識プ ローブを使用する場合、ハイブリダイゼーションは、オートラジオグラフィー法 、シンチレーション計数法、またはガンマ計数法によって検出できる。選ばれる 検出方法は、ハイブリダイゼーション条件および標識に使用する個々の放射性同 位体によって変わり得る。These oligomers can be labeled by any of several known methods. useful sign Examples include radioactive isotopes and non-radioactive reporter groups. Isotho Labels include 3H, 35S, 32p, 1251° cobalt, and 14C. . Many methods of isotope labeling involve the use of enzymes, including nick translation. These include known methods such as transcription, end labeling, secondary strand synthesis, and reverse transcription. radioactive label When using lobes, hybridization can be performed using autoradiographic methods. , scintillation counting, or gamma counting. To be elected Detection methods depend on the hybridization conditions and the individual radioisotopes used for labeling. It can change depending on the position.

また非放射性物質を標識に使用することができ、修飾したヌクレオシド、または ヌクレオシド類似体の酵素利用による挿入、またはオリゴマーの化学的な修飾、 例えば非ヌクレオチドリンカー基の利用によって導入し得る。非放射性標識とし ては、蛍光分子、化学発光分子、酵素、補因子、酵素基質、ハブテン、またはそ の他のリガンド等が挙げられる。好ましい1標識方法は、アクリジニウムエステ ルの挿入である。Non-radioactive substances can also be used for labeling, such as modified nucleosides, or enzymatic insertion of nucleoside analogs or chemical modification of oligomers; For example, it can be introduced by the use of non-nucleotide linker groups. As a non-radioactive label Examples include fluorescent molecules, chemiluminescent molecules, enzymes, cofactors, enzyme substrates, habutens, or the like. Examples include other ligands such as . A preferred method of labeling is acridinium ester This is the insertion of a file.

そのような標識をしたオリゴマーは、ハイブリダイゼーション検定プローブとし て、ハイブリダイゼーション検定で使用するのに特に好適である。Such labeled oligomers can be used as hybridization assay probes. As such, it is particularly suitable for use in hybridization assays.

二本鎖DNA配列の機能または発現を防止するために使用する場合は、これらの オリゴマーを都合よく誘導体化し、または修飾してDNA修飾基を挿入すること により、そのDNAと反応を起こさせ、その構造を不可逆的に修飾し、機能しな いようにさせ得る。参考文献として本明細書に包含させた発明者らの同時係属出 願中の米国特許出願第924234号(1986年10月28日出願)には、オ リゴヌクレオシド・アルキル−およびアリールホスホナートを含むオリゴマー類 の誘導体化、および標的1本鎖核酸配列を機能しないように誘導体化したオリゴ ヌクレオシド・アルキル−およびアリールホスホナートの用途を報告している。When used to prevent the function or expression of double-stranded DNA sequences, these Advantageously derivatizing or modifying oligomers to insert DNA modifying groups causes a reaction with the DNA, irreversibly modifying its structure and rendering it non-functional. It can be made to stay. The inventors' co-pending publications are incorporated herein by reference. Pending U.S. Patent Application No. 924,234 (filed October 28, 1986) includes Oligomers containing oligonucleoside alkyl- and arylphosphonates derivatization of target single-stranded nucleic acid sequences, and oligos derivatized to make the target single-stranded nucleic acid sequence nonfunctional The use of nucleoside alkyl- and arylphosphonates is reported.

広範囲のDNA修飾基が、これらのオリゴマーを誘導体化するのに使用し得る。A wide variety of DNA modifying groups can be used to derivatize these oligomers.

DNA修飾基には、誘導体化したオリゴマーが二本鎖DNAセグメントと三重ら せん構造を生成したのち、共有結合の生成、架橋、アルキル化、切断、分解を起 こし、さもなければDNAセグメント、またはその標的配列部分の不活性化また は破壊を起こし、それによってDNAセグメントの機能および/または発現を不 可逆的に抑制し得る基が含まれる。The DNA modifying group includes derivatized oligomers that combine double-stranded DNA segments and triple et al. After the formation of a helical structure, covalent bond formation, crosslinking, alkylation, cleavage, and decomposition occur. strain, otherwise inactivate or otherwise inactivate the DNA segment, or portion of its target sequence. causes disruption, thereby disabling the function and/or expression of the DNA segment. Included are groups that can be reversibly suppressed.

オリゴマーにおけるDNA修飾基の位置はさまざまに変わり得、採用した個々の DNA修飾基、および標的とする二本鎖DNAセグメントに応じて変わり得る。The position of the DNA modifying group in the oligomer can vary widely, depending on the particular It can vary depending on the DNA modifying group and the double-stranded DNA segment targeted.

したがってDNA修飾基はオリゴマーの末端に位置し、または末端を仲介し得る 。複数のDNA修飾基を含み得る。Thus, the DNA modifying group may be located at the end of the oligomer or mediate the end. . May contain multiple DNA modifying groups.

好ましい1態様として、反応を起こし、即ちオリゴマーと二本鎖DNAとの間を 架橋させるため、DNA修飾基は光反応性(例えば特定の光の波長、または波長 範囲によって活性化される)である。In one preferred embodiment, a reaction occurs, i.e., a reaction occurs between the oligomer and the double-stranded DNA. For cross-linking, the DNA-modifying group is photoreactive (e.g., specific wavelengths of light, or range).

架橋反応を起こし得るDNA修飾基の代表例は、アミノメチルトリメチルソラレ ン基(AMT)のようなソラレン類である。AMTは都合よく光反応性であり、 したがって架橋を実施する前に特定の波長光に当てることによって活性化される 。光反応性でも、または反応性でなくてもよいその他の架橋基をこれらのオリゴ マーの誘導体化に使用し得る。A typical example of a DNA modifying group that can cause a crosslinking reaction is aminomethyltrimethyl psorale. psoralens, such as AMT (AMT). AMT is advantageously photoreactive; Therefore, before cross-linking is carried out, it is activated by exposure to light of a specific wavelength. . Other bridging groups, which may or may not be photoreactive, can be added to these oligos. can be used to derivatize molecules.

別法として、DNA修飾基は、反応によってオリゴマーから脱離し、共有結合的 にDNAセグメントと結合して、これを不活性化させるアルキル化剤基を含み得 る。好適なアルキル化剤基は化学技術上既知のものであり、ハロゲン化アルキル 、ハロゲン化アセトアミド、ホスホトリエステル等から誘導された基を含む。Alternatively, the DNA modifying group can be detached from the oligomer by reaction and covalently may contain an alkylating agent group that binds to and inactivates the DNA segment. Ru. Suitable alkylating agent groups are those known in the chemical art and include alkyl halides. , halogenated acetamides, phosphotriesters, and the like.

DNAセグメントの切断を起こし得るDNA修飾基としては、エチレンジアミン 四酢酸(EDTA) 、またはその誘導体のような遷移金属キレート錯体が挙げ られる。切断するのに使用し得るその他の基は、フェナントロリン、ポルフィリ ン、またはプレオマイシン等である。EDTAを使用する場合、鉄を都合よくオ リゴマーへ結合させ、切断ラジカルが生じることを助ける。EDTAは好ましい DNA切断基であるが、アゾ化合物、またはニトレン類のようなその他の含窒素 物質、またはその他の遷移金属キレート錯体も使用し得る。Examples of DNA modifying groups that can cause DNA segment cleavage include ethylenediamine. Examples include transition metal chelate complexes such as tetraacetic acid (EDTA), or its derivatives. It will be done. Other groups that can be used for cleavage include phenanthroline, porphyri or pleomycin. When using EDTA, it is convenient to open the iron. It binds to the oligomer and helps generate cleavage radicals. EDTA is preferred DNA-cleaving groups, but not azo compounds or other nitrogen-containing groups such as nitrenes or other transition metal chelate complexes may also be used.

二本鎖DNA配列の両方の鏡上でプリン塩基を読み取る第三鎖オリゴマーのヌク レオシド単位は、プリンおよびピリミジン塩基の混合物、またはプリン塩基だけ を含み得る。A third strand oligomer that reads purine bases on both mirrors of a double-stranded DNA sequence. Rheoside units can be a mixture of purine and pyrimidine bases, or just purine bases. may include.

二本鎖DNA配列の両方の鏡上でプリン塩基を読み取る場合は、プリン塩基だけ を有するオリゴマーを使用するのが好ましい。そのようなプリンだけのオリゴマ ーは、(a)プリンはピリミジンよりも高いスタッキング性を有し、それによっ て三重らせん構造の安定性を増大する傾向があり、(b)プリンだけの使用は、 シトシンをプロトン化する必要性をなくt、(したがって中性pHでN−3位で 水素結合のために利用し得る水素を有する)、あるいはピリミジン環上のN−3 に対応する位置で、そのような利用し得る水素を有するシトシン類似体を使用す る必要性をなくし、普遍的な伸長連鎖を使用することを可能にする等、幾つかの 理由から都合よいと確信される。When reading purine bases on both mirrors of a double-stranded DNA sequence, only the purine bases are read. Preference is given to using oligomers having . Such pudding-only oligomers (a) Purines have higher stacking properties than pyrimidines, thereby (b) The use of purines alone tends to increase the stability of the triple helical structure; eliminating the need to protonate cytosine (thus at neutral pH at the N-3 position) with hydrogen available for hydrogen bonding), or N-3 on the pyrimidine ring Using a cytosine analog with such an available hydrogen at the position corresponding to Several features, such as eliminating the need for It is believed to be convenient for a reason.

プリン塩基(ピリミジン塩基も同様であるが)は普通アンチ・コンホーメーショ ンである。ただし塩基がシン・コンホーメーションへ回転する障壁は低い。第3 の三重らせんの生成において、第三鏡上のプリンは水素結合過程の間、シン・コ ンホーメーションを取ると推定され得る。所望により、普通でもシン・コンホー メーションであるようにプリンを修飾することができる。例えばメチル、ブロモ 、イソプロピルのような置換基、またはその他のかさ張った基でプリンの8位を 修飾すると、正常な状態でシン配置を取ると推定され得る。即ち、そのように置 換したプリンを含むヌクレオシド単位は普通でもシン・コンホーメーションを取 り得る。したがってシン・コンホーメーションであるプリン塩基が示された場合 、この発明では、未置換のAまたはGの代わりに、所望によりそのような8位を 置換したプリンの挿入を考慮する。発明者ら(ケンドリュー)のモデルによる研 究から、そのような置換は三重らせん構造の生成に何ら影響を及ぼさないはずで あることが判明した。Purine bases (as well as pyrimidine bases) are usually anti-conformational. It is. However, the barrier to rotation of the base to the thin conformation is low. Third In the formation of the triple helix, the purine on the third mirror undergoes a syn-covalent process during the hydrogen bonding process. It can be presumed that the government will take reformation. If desired, Shin Kong Ho can be used even if it is normal. pudding can be modified to be a mation. For example, methyl, bromo , isopropyl, or other bulky groups at the 8-position of the purine. When modified, it can be assumed that the thin configuration is assumed in the normal state. That is, if placed like that Nucleoside units containing converted purines usually adopt a thin conformation. can be obtained. Therefore, if a purine base is shown to be in the thin conformation , in this invention, in place of unsubstituted A or G, such 8-position is optionally substituted. Consider insertion of substituted purines. Research using the model of the inventors (Kendrew) From our research, such substitutions should have no effect on the formation of the triple helix structure. It turns out that there is something.

アンチおよびシン・コンホーメーションにおけるプリンヌクレオシド単位の使用 により、好適に(本明細書で説明した二本鎖DNAを読み取る規則に従って)二 本鎖DNAとプリンだけの第三鎖によって、二本鎖の両方の鏡上のプリンを読み 取り、三重らせん構造を生成することができる。Use of purine nucleoside units in anti and syn conformations , preferably (according to the rules for reading double-stranded DNA described herein) The purines on both mirrors of the double strand are read by the third strand of double stranded DNA and purine only. can be used to generate a triple helix structure.

ピリミジンおよびプリンを両方とも含んでいる第三鎖オリゴマーを二本鎖DNA の両方の鏡上のプリンを読み取るのに使用する場合は、−律ではない連鎖フォー マットを本明細書で説明したように使用して、二本鎖の1つの鎖から他の鎖へ横 断して第三鎖に読み取らせることができる。Double-stranded DNA is a third-strand oligomer containing both pyrimidines and purines. When used to read the pudding on both mirrors, - non-regular chain form Use the mat as described herein to cross from one strand of a duplex to the other. It can be cut and read by the third strand.

(2)好ましいプリンオリゴマー類 この発明は、下式 (式中、Bpはプリン塩基、Rはホスホナート連鎖を立体的に障害せず、または 互いに相互作用しないアルキルまたはアリール基から独立的に選ばれた基、R゛ は水素、ヒドロキシ、またはメトキシ、alkは炭素原子2〜6個のアルキレン 、または炭素原子2〜6個のアルキレンである) から選ばれたヌクレオシド単位を含む新しい型のプリンオリゴマーを提供する。(2) Preferred purine oligomers This invention is based on the following formula (wherein Bp is a purine base, R does not sterically hinder the phosphonate chain, or R' groups independently selected from alkyl or aryl groups that do not interact with each other; is hydrogen, hydroxy, or methoxy, alk is alkylene of 2 to 6 carbon atoms , or alkylene of 2 to 6 carbon atoms) A new type of purine oligomer containing nucleoside units selected from

好ましいオリゴマーは、少なくとも約7ヌクレオシド単位を含むものである。Preferred oligomers are those containing at least about 7 nucleoside units.

好ましいヌクレオシド単位は、Rがメチルであるものである。またR″が水素で あるヌクレオシド単位も好ましい。好適な塩基Bpは、どちらも所望により8位 を置換したアデニンおよびグアニンを含み、好ましい置換基はメチル、ブロモ、 イソプロピル等である。Preferred nucleoside units are those in which R is methyl. Also, R″ is hydrogen Certain nucleoside units are also preferred. The preferred base Bp is both optionally at position 8. including substituted adenine and guanine, with preferred substituents being methyl, bromo, Isopropyl etc.

好ましいalk基は約2〜約3個の炭素原子を有するものである。Preferred alk groups are those having about 2 to about 3 carbon atoms.

特に好ましいalk基は2個の炭素原子を有するものであって、エチレンを含む 。Particularly preferred alk groups are those having 2 carbon atoms and include ethylene. .

(3)シトシン類似体を含むオリゴマー類この発明のもう1つの態様として、利 用し得る水素をシトシン環の3−Nと類似した環位置に有する複素環を含むシト シン類似体によって、シトシンを置き換え、中性pHでグアニン塩基と2つの水 素結合を作ることができ、したがってフーグスティーン型塩基対、またはトリブ レットの生成のために、シトシンでは必要なプロトン化を必要としないヌクレオ シド単位を含んでいる新しいオリゴマーを提供する。(3) Oligomers containing cytosine analogs As another aspect of the present invention, A cytosine containing a heterocycle having an available hydrogen at a ring position similar to the 3-N of the cytosine ring. Syn analogues replace cytosine with guanine base and two waters at neutral pH. can form disjoint bonds, thus forming Hoogsteen-type base pairs, or tribs. The nucleosomes do not require protonation, which is necessary for cytosine, for the generation of let. New oligomers containing side units are provided.

好適なヌクレオシド単位は、水素結合に利用し得る水素をシトシンのN−3に対 応する環位に有し、中性pHでグアニン塩基と2つの水素結合を生成できる6員 の複素環を有する類似体を含み、それらは2゛−デオキシ−5,6−シヒドロー 5−アザデオキシシチジン(I)、ブソイドイソシチンン(II) 、6−アミ ノ−3−(β−D−一リボフラノシル)ピリミジン−2,4−ジオン(III)  、および1−アミノ−1,2,4−(β−D−デオキシリボフラノシル)トリ アジン−3−[4H]−オン(IV)等である。これらの構造を第5表に示す。A preferred nucleoside unit has hydrogen available for hydrogen bonding to N-3 of cytosine. a 6-membered compound that can form two hydrogen bonds with a guanine base at neutral pH. including analogs with a heterocycle of 2'-deoxy-5,6-hydro 5-azadeoxycytidine (I), butoidisocytidine (II), 6-ami No-3-(β-D-monoribofuranosyl)pyrimidine-2,4-dione (III) , and 1-amino-1,2,4-(β-D-deoxyribofuranosyl)tri Azin-3-[4H]-one (IV) and the like. Their structures are shown in Table 5.

(E)MP−オリゴマー類の製造 (1)総論 先に言及したように、メチルホスホナートオリゴマー類の製造は米国特許第44 69863号、同第4507433号、同第4511713号、同第45916 14号、および同第4757055号に報告されている。(E) Production of MP-oligomers (1) General discussion As previously mentioned, the preparation of methylphosphonate oligomers is described in U.S. Pat. No. 69863, No. 4507433, No. 4511713, No. 45916 No. 14, and No. 4757055.

メチルホスホナートオリゴマー類の好ましい合成方法は、参考文献として本明細 書に包含させた、S、リンら[バイオケミストリー、28巻、1054〜106 1頁(1989年)コ、B、L、リ−ら[バイオケミストリー、27巻、319 7〜3203頁(1988年)]、およびP、S、ミラーら[バイオケミストリ ー、25巻、5092〜5097頁(1986年)コに報告されている。伸長連 鎖を有する修飾した糖部分を含んだヌクレオシド単位(第5および6図参照)を 含んでいるオリゴマー類は、これらの方法により都合よく製造され得る。Preferred methods of synthesis of methylphosphonate oligomers are described herein by reference. [Biochemistry, Vol. 28, 1054-106] 1 page (1989) Ko, B. L., Lee et al. [Biochemistry, Vol. 27, 319 7-3203 (1988)] and P. S. Miller et al. -, Vol. 25, pp. 5092-5097 (1986). extended series A nucleoside unit containing a modified sugar moiety with a chain (see Figures 5 and 6) The containing oligomers can be conveniently prepared by these methods.

リン酸ジエステルヌクレオシド間リン連鎖を含んでいるオリゴマー類は、シアノ エチルホスホロアミダイト前駆体を使用する自動固層化学合成法(29)等を含 む任意の数種の通常の方法を用いて合成し得る。Oligomers containing phosphodiester internucleoside phosphorus linkages are cyano including automated solid-state chemical synthesis using ethyl phosphoramidite precursors (29). can be synthesized using any of several conventional methods.

所望により前記のシトシン類似体(第5表)を含むヌクレオシド単位は、好適な シチジン類似体(第5表参照)を反応混合物中で置換することにより、MP−オ リゴマーへ挿入し得る。Nucleoside units optionally containing the above-mentioned cytosine analogs (Table 5) are suitable By substituting a cytidine analogue (see Table 5) in the reaction mixture, MP-O Can be inserted into oligomers.

(2)リン主鎖に伸長連鎖を有するMP−オリゴマー類の製造(a)5°−(エ チレンオキシ)置換した糖中間体MP−オリゴマーは、糖部分の5′−炭素およ び5′−ヒドロキシルの間、または3゛−炭素および3′−ヒドロキシルの間の 何れかの結合を、エチレンオキシ基のようなアルキレンオキシ基で置換した修飾 ヌクレオシドを使用して製造し得る。(2) Production of MP-oligomers having extended chains in the phosphorus main chain (a) 5°-(E) tyleneoxy) substituted sugar intermediate MP-oligomer and 5'-hydroxyl, or between 3'-carbon and 3'-hydroxyl. Modification in which one of the bonds is replaced with an alkyleneoxy group such as an ethyleneoxy group Can be produced using nucleosides.

図5に3°−(エチレンオキシ)連鎖、または5′−(エチレンオキシ)連鎖の 何れかを有する修飾ヌクレオシド中間体の製造のために提示した反応式を示す。Figure 5 shows a 3°-(ethyleneoxy) chain or a 5'-(ethyleneoxy) chain. The reaction scheme proposed for the production of modified nucleoside intermediates with either is shown.

図5で、Bは塩基、TrおよびRは保護基を表し、Trはジメトキシトリチルの ような保護基、Rはt−ブチルジメチルシリル、またはテトラヒドロピラニルの ような保護基を示す。In Figure 5, B is a base, Tr and R are protecting groups, and Tr is dimethoxytrityl. a protecting group such as R is t-butyldimethylsilyl, or tetrahydropyranyl. Indicates a protecting group such as

所望により糖部分の3°−および5′−位の両方にそのような伸長連鎖を有する ヌクレオシド単位を製造し得る。optionally with such extensions at both the 3°- and 5'-positions of the sugar moiety. Nucleoside units can be produced.

(b) 5’−β−ヒドロキシエチル置換した糖中間体両方の鏡上にプリン塩基 を有する二本鎖DNA配列を読み取ろうとする場合は、僅かに伸長したヌクレオ シド間連鎖をリン主鎖上に有するMP−オリゴマーを使用するのが好ましい。(b) Purine base on both mirrors of the 5'-β-hydroxyethyl substituted sugar intermediate When trying to read a double-stranded DNA sequence that has a slightly elongated nucleo Preference is given to using MP-oligomers with interside linkages on the phosphorus backbone.

そのようなMP−オリゴマーは、糖(デオキシリボシルまたはリボシル)部分を 修飾し、図6に示したような5′−β−ヒドロキシエチル置換したヌクレオシド の製造のための合成反応式で、5゛−ヒドロキシをβ−ヒドロキシエチル(OH CH2CH2)基で置き換えたヌクレオシドを使用して製造し得る。Such MP-oligomers contain sugar (deoxyribosyl or ribosyl) moieties. modified and 5'-β-hydroxyethyl substituted nucleosides as shown in Figure 6. In the synthesis reaction scheme for the production of 5-hydroxy, β-hydroxyethyl (OH may be prepared using nucleosides substituted with CH2CH2) groups.

図6は5′−β−ヒドロキシエチル置換した糖類似体のために提示した反応式を 示す。第6図で、DCCはジシクロへキシルカルボジイミド、DMSOはジメチ ルスルホキシド、Bは塩基を表す。好適な保護基Rはt−ブチルジメチルシリル 、およびテトラヒドロピラニル等である。Figure 6 shows the reaction equation proposed for the 5'-β-hydroxyethyl substituted sugar analog. show. In Figure 6, DCC is dicyclohexylcarbodiimide and DMSO is dimethylcarbodiimide. Rusulfoxide, B represents a base. A preferred protecting group R is t-butyldimethylsilyl , and tetrahydropyranyl.

(C)リン主鎖に伸長ヌクレオシド間連鎖を有するMP−才リゴマ−類の製造 上記のように修飾したヌクレオシド単位を置換して、修飾したヌクレオシド単位 を挿入したMP−オリゴマーを製造する。(C) Production of MP-ligomers having extended internucleoside linkages in the phosphorus main chain A modified nucleoside unit by replacing the modified nucleoside unit as described above. An MP-oligomer with inserted is produced.

プリン塩基だけを含むオリゴマー類の製造では、これと同一の伸長連鎖を有する ヌクレオシド単位の利用を採用し得る。ただしピリミジン(またはピリミジン類 似体)塩基およびプリン塩基の両方を含んでいるオリゴマー類の製造では、伸長 連鎖を有しないヌクレオシド単位と伸長連鎖からなる混合物を使用する。糖部分 の3゛−炭素および5′−炭素の両方に伸長連鎖を有するヌクレオシド単位を都 合よく使用し得る。In the production of oligomers containing only purine bases, the same elongated chain is used. Utilization of nucleoside units may be employed. However, pyrimidine (or pyrimidines) In the production of oligomers containing both bases and purine bases, elongation A mixture of unlinked nucleoside units and extended chains is used. sugar part nucleoside units with extended chains on both the 3′-carbon and 5′-carbon of Can be used as appropriate.

(3)誘導体化したMP−オリゴマー類の製造誘導体化したオリゴマー類は所望 のDNA修飾基をオリゴマーへ付加することによって容易に製造し得る。先に言 及したようにオリゴマー内のヌクレオシド単位の数およびオリゴマー内のDNA 修飾基(複数もあり)の位置は変わり得る。DNA修飾基(複数もあり)は、D NAの標的配列を最も有効に修飾し得るオリゴマー内に配置され得る。したがっ てそのような最適な位置は当業界で既知の通常の技術によって容易に決定できる が、DNA修飾基の位置は、多くの場合、含まれているDNAセグメントおよび その主要標的部位(複数もあり)によって変わり得る。(3) Production of derivatized MP-oligomers The derivatized oligomers are produced as desired. It can be easily produced by adding a DNA modifying group to an oligomer. say it first The number of nucleoside units within the oligomer and the DNA within the oligomer as described The position of the modifying group(s) may vary. The DNA modifying group(s) is D It can be placed into an oligomer that can most effectively modify the target sequence of NA. Therefore Such optimal location can be readily determined by conventional techniques known in the art. However, the position of the DNA modifying group is often determined by the included DNA segment and It can vary depending on its primary target site(s).

(a、 )ソラレン誘導体化したMP−オリゴマー類の製造8−メトキシソラレ ンおよび4°−アミノメチルトリメチルソラレン(AMT)のようなソラレン類 によるMP−オリゴマー類の誘導体化は、参考文献として本明細書に包含させた 、J、M、キーンら[バイオケミストリー、27巻、9113〜9121頁(1 988年)]およびB、 L、リーら[バイオケミストリー、27巻、3197 〜3203頁(1988年)]に報告されている。(a,) Production of psoralen-derivatized MP-oligomers 8-methoxy psorale psoralen, such as The derivatization of MP-oligomers by , J.M., Keene et al. [Biochemistry, Vol. 27, pp. 9113-9121 (1 988)] and B. L. Lee et al. [Biochemistry, vol. 27, 3197 ~3203 (1988)].

(b)EDTA誘導体化したMP−オリゴマー類の製造EDTAによるMP−オ リゴマー類の誘導体化は、参考文献として本明細書に包含させたS、 B、リン ら[バイオケミストリー、28巻、1054〜1061頁(1989年)]に報 告されている。(b) Production of EDTA-derivatized MP-oligomers Derivatization of oligomers is described in S, B, Phosphate, which is incorporated herein by reference. [Biochemistry, Vol. 28, pp. 1054-1061 (1989)]. It has been tell.

(F)有用性 この発明による二本鎖DNAの特異的なセグメントは、本明細書に報告したトリ プレット塩基対合の指針にしたがい、二本鎖DNA二重らせんのプリン塩基を読 み取るMP−オリゴマー第三鎖を使用して、検出または認識され得る。MP−オ リゴマー第三鎖は、各ヌクレオシド単位の塩基が二重らせんDNAの対応する塩 基対とトリブレットを生成し、三重らせん構造を得られるように選ばれた配列を 有している。検出可能なように標識したオリゴマーをハイブリダイゼーション検 定で使用するプローブとして使用して、例えば特定の二本鎖DNA配列の存在を 検出し得る。(F) Usefulness The specific segments of double-stranded DNA according to this invention are Read the purine bases of the double-stranded DNA double helix according to the guidelines for pret base pairing. The third strand of the MP-oligomer can be used to detect or recognize the MP-oligomer. MP-O The third strand of the oligomer is a compound in which the bases of each nucleoside unit are the corresponding salts of the double helix DNA. Generate base pairs and triplets and select sequences to obtain triple helical structures. have. Hybridization assays for detectably labeled oligomers For example, it can be used as a probe to detect the presence of a specific double-stranded DNA sequence. Can be detected.

この発明はまた、DNA配列を読み取り、三重らせん構造を生成するMP−オリ ゴマーの使用により、二本鎖DNAの選ばれた配列の発現または機能を防止する 方法を提供する。三重らせんの生成は、転写のための二重らせんの開鎖の防止、 エフェクター分子(タンパク質のような)の結合の防止等のような態様により、 発現および/または機能を防止し得る。誘導体化したオリゴマーを使用して、検 出しまたは位置を突き止め、ついでDNA二重らせん内の標的部位を、架橋(ソ ラレン類)、または一方または両方の鎖を切断(EDTA)することによって不 可逆的に修飾し得る。切断のため標的部位を注意深(選ぶことにより、選ばれた DNA配列を特異的に切り取る分子鋏としてオリゴマーを使用し得る。This invention also provides an MP-origin that reads the DNA sequence and generates the triple helix structure. Use of gomers to prevent expression or function of selected sequences of double-stranded DNA provide a method. Generation of the triple helix prevents the opening of the double helix for transcription, By such aspects as preventing the binding of effector molecules (such as proteins), Expression and/or function may be prevented. Detection using derivatized oligomers target sites within the DNA double helix. larens), or by cleaving one or both chains (EDTA). Can be reversibly modified. By carefully selecting the target site for cleavage, Oligomers can be used as molecular scissors to specifically cut out DNA sequences.

DNA切片またはその標的配列と反応を起こし、DNAを不可逆的に修飾し、分 解し、または破壊し、このように不可逆的にその機能を抑制できるDNA反応基 または修飾基を挿入して、オリゴマーを誘導体化させ得る。Reacts with a DNA section or its target sequence, irreversibly modifies the DNA, and separates it. DNA reactive groups that can be cleaved or destroyed, thus irreversibly inhibiting their function. Alternatively, modifying groups can be inserted to derivatize the oligomer.

したがってこれらのオリゴマー類は、特定遺伝子、または生体細胞内で追及する 標的配列を不可逆的に不活性化または抑制し、選択的な不活性化または抑制を起 こさせるのに使用し得る。ついでこれらのオリゴマーは、欠損型、または好まし くない生産物を生産し、あるいは活性化されると好ましくない効果を生じる遺伝 子を永久に不活性化し、排除し、あるいは破壊するのに使用できる。Therefore, these oligomers can be investigated in specific genes or in living cells. Irreversibly inactivates or suppresses the target sequence and causes selective inactivation or suppression. It can be used for straining. These oligomers are then deficient or preferred. Genes that produce undesirable products or have undesirable effects when activated Can be used to permanently inactivate, eliminate, or destroy a child.

この発明のもう1つの態様として、プリン配列を読み取り、三重らせん構造を生 成することができるプリン配列に十分に相補的であり得る点で選ばれ、検出可能 なように標識したプリンMP−オリゴマー第三鎖を含んでいる特定の二本鎖DN A配列を検出するためのキットを提供する。Another aspect of this invention is to read the purine sequence and generate a triple helix structure. selected in that it is sufficiently complementary to the purine sequence to be able to form a detectable A specific double-stranded DNA containing a purine MP-oligomer third strand labeled as A kit for detecting the A sequence is provided.

この発明についてさらに理解を深めるため、コンピューターシミュレーションを 含んだ一連の実験結果の報告を含む実施例を示す。言うまでもなくこれらの実施 例は、この発明を特別に制限することを意図するものではない。当業者の知識の 範囲内で、現在既知であり、または後日起こり得る発明の変更は、この発明の範 囲に包含されるものと考える。To further understand this invention, we conducted a computer simulation. Examples include reporting of the results of a series of experiments. Needless to say, these implementations The examples are not intended to specifically limit the invention. of the knowledge of a person skilled in the art Modifications of the invention that are now known or that may occur later are within the scope of this invention. It is considered to be included in the

実施例 実施例1 三重らせん構造のコンピューターシュミレーションこれらのコンピューターシュ ミレーションの第一の目的は、メチルホスホナートffM P J)主鎖を有す る非イオン性ヌクレオシド・アナログがフーグスティーンー型塩基対合による二 重鎖らせんDNAの第三鎖として、非修飾オリゴデオキシヌクレオチド(fOD NJと比較してより高い親和性で結合するかどうかをみるためのものであった。Example Example 1 Computer simulation of triple helix structure These computer simulations The primary purpose of millation is to have a methylphosphonate ffM P J) backbone. Nonionic nucleoside analogues can be separated by Hoogsteen-type base pairing. As the third strand of heavy chain helical DNA, unmodified oligodeoxynucleotides (fOD This was to see if it binds with higher affinity compared to NJ.

実験的結果は、二重鎖DNAへODN結合および翻訳阻害は二重鎖形成を経得る ことを示唆した(8)が、MP主鎖を有するアナログ対そのままのODN間で二 重鎖DNAらせん形成の実験的比較はなされなかった。MP主鎖を有する非イオ ン性アナログが二重鎖らせんDNAの主たる溝に適合するかどうかは過去には知 られていない。さらに、第三鎖中の本来のまたはMP主鎖を有する完全に解明さ れた二重鎖らせんDNAのコンホメーシヨンは決定されなかった。二重または二 重鎖[)NA複合体形成を経る部位特異的オリゴヌクレオチドは、最近、インビ トロでひとガン発生を抑制することが示された。(8,9) この実施例の目的 は分子動力学シュミレーションを用いて第三鎖らせん複合体中のMP主鎖を有す る非イオン性オリゴヌクレオシドを検討し、この過程に含まれる分子機構を解明 するためである。Experimental results show that ODN binding to duplex DNA and translation inhibition may undergo duplex formation. (8), but there is a dichotomy between analogs with MP backbones versus intact ODNs. No experimental comparison of heavy chain DNA helix formation was made. Non-iodine with MP backbone In the past, it was unknown whether the analogues fit into the major groove of double-stranded helical DNA. It has not been done. In addition, fully elucidated proteins with native or MP backbones in the third chain The conformation of the double-stranded helical DNA was not determined. double or two Site-specific oligonucleotides that undergo heavy chain [)NA complex formation have recently been developed in vitro. It has been shown that Toro can suppress the development of human cancer. (8,9) Purpose of this example has an MP backbone in a third-strand helical complex using molecular dynamics simulations. We investigated nonionic oligonucleosides and elucidated the molecular mechanism involved in this process. This is to do so.

(G)シュミレーション法 二重鎖ポリ(dT+o)−ポリ(dA+o)−ポリ(dT+o)−[TIAT2 コ配位体はアルノットおよびセルシング(1o)のA−DNA X−線構造から 得た。同じ配位体はポリ(dT、。)−ポリ(dA、。)−ポリ(dT+o)・ メチルホスホナート[TIATIMP]の出発幾何構造として用いた。ジメチル ホスホナートフラグメントについての幾何構造最適化および部分原子電荷帰属は 初めから、それぞれ、3−21G*および5TOG*ペイシスセツツを用いるQ UEST(バージョン1゜1)による量子力学的方法を用いた。(11)後者の ベーシスセットはAMBERデータベース中の先に核酸につき計算されたものを 有する均一な電荷帰属を支持するために用いられてきた。MPフラグメントにつ いての最終的な単極原子電荷帰属から、第三DNA鎖の各塩基、フラノースおよ びMPfMについての中性的総電荷が得られた。一方、T2MP鎖の主鎖ホスホ リル酸素のRpおよびSpメチル置換は立体的コンピューター画像で行った。合 成は制御できないのでMPジアステレオマーの置換はほぼ実験的収率を概算する 方法で行った。分子力学および分子動力学的計算を総原子の力の場を用いるAM BERの完全ベクトル化バージョン(バージョン3.1)を用いて行った。(1 2,13) すべての計算はCRAYX−MP/24およびVAX8600コン ピューターで行った。(G) Simulation method Double stranded poly(dT+o)-poly(dA+o)-poly(dT+o)-[TIAT2 The co-ligand is from the A-DNA X-ray structure of Arnott and Selsing (1o) Obtained. The same coordination is poly(dT,.)-poly(dA,.)-poly(dT+o). It was used as the starting geometry for methylphosphonate [TIATIMP]. dimethyl Geometry optimization and partial atomic charge assignment for phosphonate fragments are From the beginning, Q using 3-21G* and 5TOG* pace sets, respectively. A quantum mechanical method according to UEST (version 1°1) was used. (11) The latter The basis set is the one previously calculated for nucleic acids in the AMBER database. It has been used to support uniform charge assignment with About MP fragment From the final monopolar atomic charge assignment, each base in the third DNA strand, furanose and Neutral total charges for and MPfM were obtained. On the other hand, the main chain phosphor of the T2MP chain Rp and Sp methyl substitutions of lyle oxygens were performed with stereoscopic computer images. If Since the composition cannot be controlled, substitution of MP diastereomers approximately approximates the experimental yield. I went by method. AM using total atomic force field for molecular mechanics and molecular dynamics calculations A fully vectorized version of BER (version 3.1) was used. (1 2,13) All calculations were performed using CRAYX-MP/24 and VAX8600 computers. I went with pewter.

DNAホスホァート主鎖の負電荷は、ホスホァート酸素を三等分するリン原子の 4A内の正の対立イオン配置によって中性化に役立っている。対立イオンはMP −置換鏡上に配置されていない。三重らせんおよび対立イオンは周期的境界条件 を有するTIP3P水(14)分子のIOAシェルによりかこまれていた。T、 Ar1およびTIAT2MP系に9283および10834の原子がそれぞれ存 在する。ボックスシメンジョンはT、Ar1につき101,686.8A3、T 、AT2MPにつき124,321.1Asであった。The negative charge on the DNA phosphate backbone is due to the phosphorus atom that divides the phosphate oxygen into three halves. The positive counterion configuration within 4A aids in neutralization. Opposing ion is MP - Not placed on the displacement mirror. Triple helix and opposing ions are periodic boundary conditions was surrounded by an IOA shell of TIP3P water (14) molecules. T, There are 9283 and 10834 atoms in the Ar1 and TIAT2MP systems, respectively. Exists. Box size is T, 101,686.8A3 per Ar1, T , 124,321.1 As per AT2MP.

最初にDNAと対立イオン原子は十分拘束されているが、周辺の水分子は、収れ ん値(勾配の実効値[rms]、<0.1キロ力ロリー1モル/A)まで8.O A非結合カットオフ(cuttoff)を用いてエネルギー最少化された。DN A、対立イオンおよび水は、ついで、活性化震動(SHAKE)による最少化の 補助的な1500サイクル、ついで220サイクルにより幾何構造的な拘束なし にエネルギー最少化された(15)。定常温度および圧(300におよび1バー ル)のもとて拘束なしに、5HAKEを用いる分子動力学を2分子の全体の各々 に対し40psec軌道につき行った。Initially, the DNA and opposing ion atoms are well constrained, but the surrounding water molecules are 8. to the value (effective value of slope [rms], <0.1 kg force 1 mol/A). O Energy was minimized using an A-free cutoff. D.N. A, opposing ions and water are then minimized by SHAKE. Supplementary 1500 cycles then 220 cycles without geometric constraints energy was minimized (15). Steady temperature and pressure (at 300 and 1 bar) Molecular dynamics using 5HAKE can be applied to each of two molecules without constraints under It followed the orbit for 40 psec.

(F)シュミレーション研究の結果 MP主鎖を有する第三DNA鎖は三重らせん中のMP主鎖を伴うODNの増強さ れた結合に矛盾しないいくつかの変化をもたらした。(F) Results of simulation research The third DNA strand with the MP backbone is the reinforcement of the ODN with the MP backbone in the triple helix. brought about some changes that are consistent with the bond that was created.

平均水素結合距離および平均原子揺動(fluctuation)は、T r  A 72MP中で首尾一貫してより小であった(第1表)。鏡開リン原子距離は A−72につき9.6A(+/−0,91)およびA−72MPにつき8、3( +/−0,58)であった。減少した鏡開リン原子距離および小さくなった第2 と第3鎖間の平均原子揺動は、主鎖中のMP置換に伴う鏡開静電的反発によるも のである。The average hydrogen bond distance and average atomic fluctuation are T r A was consistently smaller in 72MP (Table 1). The mirror-opening phosphorus atomic distance is 9.6A (+/-0,91) for A-72 and 8,3 (+/-0,91) for A-72MP +/-0,58). Reduced mirror-opening phosphorus atomic distance and smaller second The average atomic fluctuation between the It is.

両方の三重らせんDNA原子は分子動力学中、鎖特異的多形立体構造的特徴を示 した。両方の系の出発幾何構造に対するフラノースにおける重大なコンホメーシ ョンの変化がある(第2表)。T、AT!らせんにおいて、T、およびT2鎖の フラノース環占有率は大部分はA−DNAコンホメーション(C3゛エンド)中 に残り、アデニン糖の最大の部分はB−DNAコンホメーション(C2゛エンド )をとる。Both triple helical DNA atoms exhibit strand-specific polymorphic conformational features during molecular dynamics. did. Significant conformations in the furanose relative to the starting geometries of both systems (Table 2). T-AT! In the helix, T and T2 strands Furanose ring occupancy is mostly in the A-DNA conformation (C3 end) The largest portion of adenine sugar remains in the B-DNA conformation (C2 end ).

アデニンフラノースコンホメーションのかなりの百分率はT、AT2およびT、 AT2MP中の01’エンドコンホメーシヨンである。MP置換らせんの糖パッ カリングパターン(puckering pattern)に非置換らせんとは 反対に01°エンドおよびC2’エンドコンホメーシヨンを有する。他のコンホ メーション・パラメーターの分析はこれらの三重らせんの混成立体構造的性質を 支持する。らせんねじれ角(T1およびA鎖)はT、AT2構造につき平均39 .4度(+\−2,86)であり、B−DNAコンホメーション(範囲36−4 5)によりよく一致する。T、AT 2MPらせんねじれ角(twist an gle)は平均32゜0度(十\−2,19)であり、A−DNAコンホメーシ ョン(範囲30−32.7)により近い。全構造についての平均くり返し単位( T1とA鎖の間)は10.2 TIAT!およびT、AT2MPにつき11゜2 度である。4Qpsec軌道(trajectory)の平均鏡開リン原子距離 を第3表に示す。両方のらせんにおいて、T1鎖の鏡開リン距離はA−DNAコ ンホメーション(7,OA)によく一致する。T2MP鎖の鏡開リン距離は、B −DNAコンホメーションにより良(一致し、T2鎖についてのA−DNAとよ り一致する値と大いに異なる。A significant percentage of adenine furanose conformations are T, AT2 and T, 01' endo conformation in AT2MP. MP-substituted helical sugar patch What is an unsubstituted helix in a culling pattern? On the contrary, it has a 01° end and a C2' end conformation. other conjo Analysis of the formation parameters reveals the mixed structural properties of these triple helices. To support. The helical torsion angle (T1 and A chains) averages 39 for the T, AT2 structure. .. 4 degrees (+\-2,86), and the B-DNA conformation (range 36-4 5) better match. T, AT 2MP helix twist angle gle) is 32°0 degrees (10\-2,19) on average, and the A-DNA conformation is (range 30-32.7). Average repeat unit for all structures ( between T1 and A chain) is 10.2 TIAT! and T, 11°2 per AT2MP degree. Average mirror-opening phosphorus atom distance of 4Qpsec trajectory are shown in Table 3. In both helices, the optical distance of the T1 strand is the same as that of the A-DNA core. conformation (7, OA). The optical distance of the T2MP chain is B -better DNA conformation (matches, and similar to A-DNA for T2 strand) is significantly different from the matching value.

発明者らはMP置換に伴う変化を測定するためにDNA主鎖について、対立イオ ンと水の配位を分析した。平均配位距離とリン原子を有する対立イオンの原子揺 動(fluctuation)は、T、AT2につき3.8A(+\−0,6) であり、T、AT、MPらせんにつき4.6A(十\−0,9)Aである。T、 ATz中の平均配位距離および原子運動(0,8A)における増大は、第二鎖に 配位した対立イオンへのRp(軸方向立ち上が引メチル基の近接による可能性が 大である。ホスファナート基に配位した水分子の平均数はMP置換らせん中と顕 著な変化はない。In order to measure the changes associated with MP substitution, the inventors analyzed opposite ion The coordination of ions and water was analyzed. Average coordination distance and atomic rock of the opposing ion with a phosphorus atom Fluctuation is 3.8A (+\-0,6) per T and AT2. and 4.6 A (10\-0,9) A for T, AT, and MP helices. T, The increase in average coordination distance and atomic motion (0,8A) in ATz is due to the increase in the second chain Rp (possibly due to the proximity of the axially protruding methyl group) to the coordinated counterion. It's large. The average number of water molecules coordinated to the phosphanate group is different from that in the MP-substituted helix. There are no significant changes.

二種のらせん系のDNA主鎖およびC1°−N(塩基)二面変化を第4表に示す 。アデニン鎖のα−二面の比較はMP置換との二面(dihedral)平均位 置においてわづかに変化を示し、二面がトランスにより近くなるが、40 ps ec軌道中両方の二面の過渡的運動中に大きな重なりが存在する。平均Sp−M Pジアステレオマーにおいて、基底線からのβ二面角に顕著な変化があった。S p−MPジアステレオマーを含むβ二面の揺動が顕著にRp−MPより少ないっ (I) シュミレーション結果の解釈 これらの分子動力学的計算の結果は、フーグスティーン対合を伴う共直線第二鎖 として取り込まれたMP−置換ODNが、ポリ(dT)ポリ(dA)ポ1バdT )の場合と同じく、第二鎖として本来のODNより安定な三重らせん複合体を形 成することを示唆する。MP鎖の増強結合は鏡開静電反発を減少させることによ るものである。MP−置換らせんは水素結合距離を減少させ、鏡開A−T2リン 距離を減少させ、本来の三重らせんに対して原子位置により揺動が少ない。Table 4 shows the DNA main chain and C1°-N (base) dihedral changes of two types of helical systems. . Comparison of the α-diface of the adenine chain shows the dihedral average position with MP substitution. There is a slight change in the position, and the two surfaces become closer to the transformer, but the There is a large overlap during the transient motion of both biplanes during the ec trajectory. Average Sp-M There was a significant change in the β dihedral angle from the baseline in the P diastereomer. S The fluctuation of the β diplane containing the p-MP diastereomer is significantly less than that of Rp-MP. (I) Interpretation of simulation results The results of these molecular dynamics calculations indicate that the collinear second strand with Hoogsteen pairing The MP-substituted ODN incorporated as poly(dT)poly(dA)po1badT ), the second strand forms a triple helix complex that is more stable than the original ODN. suggest that something will happen. Enhanced binding of MP chains is achieved by reducing mirror-opening electrostatic repulsion. It is something that The MP-substituted helix reduces the hydrogen bond distance and opens the mirror-opened A-T2 phosphorus. The distance is reduced, and there is less fluctuation due to the atomic position relative to the original triple helix.

分子動態中のより接近した適合および減少した原子運動は、MP−置換三重らせ ん複合体の結合と安定性のより大きなエンタルピーと量的に一致する。これらの 知見は第二鎖のMP−置換が鏡開ホスホナート反発を減少させて、より密着した 三重らせん構造の形成を容易にし、二次的にフーグスティーンおよびワトソンー クリック水素結合相互作用にきわめて近接していることを示している。フーグス ティーン対合に顕著な効果を期待できるが、これらの計算では、MP置換を伴な うワトソンークリック水素結合の予期せぬ増強がある。Closer fitting and reduced atomic motion during molecular dynamics result in MP-substituted triplex quantitatively consistent with the larger enthalpy of binding and stability of the complex. these The findings show that MP-substitution in the second strand reduces mirror-opening phosphonate repulsion, resulting in more intimate contact. Facilitates the formation of triple helical structures and secondarily Hoogsteen and Watson This indicates close proximity to click hydrogen bond interactions. Fugus Although we can expect a significant effect on teen pairing, these calculations involve MP replacement. There is an unexpected enhancement of the Watson-Crick hydrogen bond.

後者の知見はT1およびT2MP鎖間の静電的反発および(第二鎖による)じゃ へいを減少させることによる可能性が大である。The latter finding is due to electrostatic repulsion between the T1 and T2MP chains and interference (due to the second chain). This is most likely due to the reduction of heat.

これらのDNA構造のコンホメーションは線維図形に基づ(実験データとは異な る。ポリ(dT)ポリ(dA)−ポリ(dT)の構造は92%湿度の条件下、X 線−回折測定により決定し7、これは緩い分解構造(low resoluti on 5tructure)である。(10)分子動力学的シュミレージョンは 対立イオンを有する周期境界条件のもとて完全に解析されたDNA構造を有する 。溶液中のDNAは一般にB−型が優勢であり、低湿度下では、A−DNAコン ホメーションが優勢であると考えられている(16)。数本の二本鎖DNAらせ ん構造はX線回折により測定され、低湿度条件下ではA−DNAコンホメーショ ン、塩濃度で増加することが一律に観察された(10,17.18)。The conformation of these DNA structures is based on the fibril shape (different from experimental data). Ru. The structure of poly(dT) poly(dA)-poly(dT) is Determined by line-diffraction measurements7, this is a loosely resolved structure. on 5structure). (10) Molecular dynamics simulation Has a fully analyzed DNA structure under periodic boundary conditions with opposing ions . In general, B-type DNA is predominant in solution, and under low humidity, A-type DNA is dominant. homeation is believed to be predominant (16). Several double strands of DNA The A-DNA conformation was determined by X-ray diffraction, and the A-DNA conformation was determined under low humidity conditions. It was uniformly observed that ion and salt concentration increased (10, 17, 18).

これらのコンピューターシュミレーションは、異なるDNAコンホメーションが 三重らせん内に共存し、らせんの個々の鎖が優勢なコンホメーション占有率を有 し、フーグスティーン対合・MP−置換鎖はB−型が優勢であることを予言する 。両方の三重線中の01’エンド糖の大部分は、このフラノース・コンホメーシ ョンが02’エンドおよびC3、エンドDNA糖パッカーズ(16)より0.6 キロカロリー1モル高いことから興味がある。DNA−ドデカマー結晶構造(1 9)は顕著なOL’エンド占有率を有し、シーベルらによるdsDNAの分子動 力学的シュミレーションではエンド糖パッカーの顕著な部分が観察された。(2 0)両方のらせん構造は一般に、C2’エンド幾何構造を採用するプリンヌクレ オチドとC3’エンド幾何構造を採用するピリミジンの古典的な所見に従う。These computer simulations show that different DNA conformations coexist within a triple helix, with individual strands of the helix having dominant conformational occupancy. However, the Hoogsteen pairing/MP-substituted chain predicts that the B-type is predominant. . The majority of the 01' endosugars in both triplets are in this furanose conformation. 02' endo and C3, 0.6 from endo DNA Sugar Packers (16) I'm interested in it because it's 1 mole of kilocalories higher. DNA-dodecamer crystal structure (1 9) has a remarkable OL' end occupancy, and the molecular dynamics of dsDNA by Siebel et al. In the mechanical simulation, significant endosugar puckers were observed. (2 0) Both helical structures are commonly associated with purine nuclei that adopt a C2' end geometry. This follows the classic observation of pyrimidines adopting an octide and C3' end geometry.

三本線中のβ−二面の大きな摂動およびRpおよびsp、MPジアステレオアイ ソマーの種々の構造的揺動は非結合および疎水性相互作用によるものである。S p−MP基は同−DNA鏡上でチミン・メチル基(生たる溝中)にきわめて近接 しており、ファン・デア・ワールスカにより相互に作用し合っており、これは、 Sp−MP主鎖に対してチミンをかみ合わせるによって部分的にらせんを不安定 化し得る。Rp−MP基のβ−二面中には大きな偏向がある。というのはこれら の基は溶媒水中に突出しており、チミン・メチル基からはるかに離れた位置にあ るからである。リン原子上のメチル置換基の配向性とDNA二重鎖安定性の間に は相関関係があることが知られており、Sp−MPジアステレオマーの安定性の 減少の機構として局部的な立体相互作用によるものであると提案されている(2 1)。Large perturbation of β-diplane in three lines and Rp and sp, MP diastereoeye The various structural fluctuations of somers are due to non-bonding and hydrophobic interactions. S The p-MP group is very close to the thymine methyl group (in the natural groove) on the same DNA mirror. and interact with each other according to van der Waalska, which means that Partially destabilizes the helix by interlocking thymine to the Sp-MP main chain can be converted into There is a large deflection in the β-biface of the Rp-MP group. Because these The group protrudes into the solvent water and is located far away from the thymine/methyl group. This is because that. Between the orientation of methyl substituents on phosphorus atoms and DNA duplex stability It is known that there is a correlation, and the stability of Sp-MP diastereomer It has been proposed that the mechanism of decrease is due to local steric interactions (2 1).

この発明者の計算は、立体的相互作用は局部的ならせん不安定化に対して非常に わずかに寄与しており、有力な機構は同じ鏡上のSp−MP主鎖のメチル基とチ ミン間の非結合的相互作用によって伝達され、これが局部的にDNAを非安定化 していることを示唆している。The inventor's calculations show that steric interactions are highly sensitive to local helical destabilization. There is a slight contribution, and the likely mechanism is that the methyl group and chain of the Sp-MP backbone on the same mirror This is transmitted by non-bonding interactions between mins, which locally destabilizes the DNA. suggests that it is.

実施例2 円二色性分光を用いる三重らせん形成の検知円二色性分光分析を下記のヌクレオ シドオリゴマーの組合わせを用いて形成した二重鎖らせん構造を用いて行った。Example 2 Detection of Triple Helix Formation Using Circular Dichroism Spectroscopy Circular dichroism spectroscopy is performed using the following nucleic acid This was carried out using a double-stranded helical structure formed using a combination of side oligomers.

I: d(CTCTCTCTCTCTCTCT)省略記号 d(CT)a E”=9.2X 10’M−’cm−’n: d(AGAGAGAGAGAGA GAG)省略記号 d(AG)s E”−1,45X I Q ’M−’am−’m: d(CI)TI)CpTI )CpTpCpTpCpTpCpTpCpTpCpTp)省略記号 d(CpT p)++ E”=8.0X10’M−’cm−’ (a) 2:1d(CT)s・d(AG)aおよび(b)1:1:ld(CT) g・d(AG)a・d(CpTp)sにより形成された二重鎖らせん構造の円二 色性(CD)スペクトルは、指定されたpHで0.1Mりん酸緩衝液中でCD分 光偏光計を用いて測定した。I: d (CTCTCTCTCTCTCTCT) abbreviation d (CT) a E”=9.2X 10’M-’cm-’n: d(AGAGAGAGAGAGAG GAG) abbreviation d(AG)s E”-1,45X IQ’M-’am-’m: d(CI)TI)CpTI )CpTpCpTpCpTpCpTpCpTpCpTp) Abbreviation d(CpT p)++ E”=8.0X10’M-’cm-’ (a) 2:1d (CT) s・d (AG) a and (b) 1:1:ld (CT) Double-stranded helical structure formed by g・d(AG)a・d(CpTp)s Chromaticity (CD) spectra are calculated using the CD fraction in 0.1M phosphate buffer at the specified pH. Measured using an optical polarimeter.

図7は(a)[2:1d(CT)a”d(AG)s()コおよび(b)[1:  1 : 1実施例3 ソラレン誘導体化MP−オリゴマーを用いる三重らせん構造の架橋 ソラレン誘導体化dTp(T)aオリゴマーはり−、B、 L、らバイオケミス トリー27+3197−3203(1988)に記載と同様にして製造した。Figure 7 shows (a) [2:1d(CT)a”d(AG)s()ko and (b) [1:  1: 1 Example 3 Cross-linking of triple helical structures using psoralen-derivatized MP-oligomers Psoralen derivatized dTp(T)a oligomer beam, B, L, et al. Biochemis It was produced in the same manner as described in Tory 27+3197-3203 (1988).

T7オリゴマーは15−マー ポリA配列:5’ 10 20 30 40 3 ” コl 51 4゛−(アミノメチル)アミノメチル−4,5’、8−1−リアネチルーソラレ ンビ(ae)AMT“]、4’−(アミノブチル)アミノメチル−4゜5°、8 −トリメチルソラレン[”(ab)AMT”コおよび4°−(アミノヘキシル) アミノメチル−4,5’、8−トリメチルソラレン[″(ab) A MT”] を用いて誘導したMP−オリゴマー類を(a)上記DNA配列の単一鎖DNAお よび(b)上記配列の二重鎖DNAと4℃にてパイプリダイズさせ、リ−らに記 載と同様にして照射して架橋を起させた結果を図8Aおよび8Bに示す。図8は 、ソラレン誘導体化T7オリゴマーと単一鎖(ポリA含有)DNA配列による架 橋を示す。T7 oligomer is 15-mer poly A sequence: 5' 10 20 30 40 3 ” Cor 51 4'-(aminomethyl)aminomethyl-4,5',8-1-lianethyl psorale Ambi(ae)AMT"], 4'-(aminobutyl)aminomethyl-4°5°, 8 -trimethylpsoralen [“(ab)AMT” and 4°-(aminohexyl) Aminomethyl-4,5',8-trimethylpsoralen [″(ab) A MT”] MP-oligomers induced using (a) single-stranded DNA of the above DNA sequence or and (b) piperidized with double-stranded DNA having the above sequence at 4°C, and as described in Lee et al. The results of crosslinking caused by irradiation in the same manner as above are shown in FIGS. 8A and 8B. Figure 8 is , crosslinking of psoralen-derivatized T7 oligomers with single-stranded (polyA-containing) DNA sequences. Showing a bridge.

図8Bは、二重鎖DNAと二重鎖DNA配列の架橋を示す。Figure 8B shows cross-linking of double-stranded DNA and double-stranded DNA sequences.

第1表 平均水素結合距離(RMS) ワトソンークリック MPなし MPありADEHN6B−THYO42,33 (+/−0,31) 1.98(+/−0,15)^DENI −THYH32 ,10(+/−0,17) 1.95(+/−0,13)フーグスティーン ADEHN6A−THYO42,12(+/−0,22) 2.09(+/−0 ,19)ADEN7 −THYH31,94(+/−0,16) 1.92(+ /−0,12)T、AT、およびT、AT2MPらせん中の平均ワトソンークリ ックおよびフーグスティーン水素結合距離(オングストローム)。これらの距離 は三重らせんDNA複合体につき計算した。原子位置による揺動(実効値[rm s]として計算)は(人)である。Table 1 Average hydrogen bond distance (RMS) Watson-Crick Without MP With MP ADEHN6B-THYO42,33 (+/-0,31) 1.98 (+/-0,15)^DENI-THYH32 ,10(+/-0,17) 1.95(+/-0,13) Hoogsteen ADEHN6A-THYO42,12(+/-0,22) 2.09(+/-0 ,19) ADEN7 -THYH31,94(+/-0,16) 1.92(+ /-0,12) T, AT, and T, AT2MP helix average Watson-Cli Chock and Hoogsteen hydrogen bond distances (Angstroms). these distances was calculated for a triple helix DNA complex. Oscillation due to atomic position (effective value [rm s]) is (person).

第3表 平均鎖内ホスファート原子距離(RMS)鎖 MPなし MPあり TI 6.5(±10.28) 6.2(±10.31)A 7.0(±10. 26) 7.0±10.24)T2 6.3(±10.29) 6.8(±10 .26)T、AT!およびT、AT2MPらせんの鎖内ホスファート距離。4Q  psec軌道につき平均化した鎖内ホスファート距離計算値(オングストロー ム)を完全三重らせん系につき示す。標準鏡開リン原子距離は、A−DNAにつ き6.OAおよびB−DNAにつき7.OAである(15)。Table 3 Average intrachain phosphate atomic distance (RMS) chain without MP with MP TI 6.5 (±10.28) 6.2 (±10.31) A 7.0 (±10. 26) 7.0±10.24) T2 6.3 (±10.29) 6.8 (±10 .. 26) T, AT! and T, intrastrand phosphate distance of the AT2MP helix. 4Q Calculated intrachain phosphate distance averaged over psec orbitals (Angstro ) is shown for a complete triple helix system. The standard mirror-opening phosphorus atomic distance is Ki6. 7. for OA and B-DNA. It is OA (15).

第4表 MPなし MPあり α03’−P−05°−C5゜ 71 280、5(18,5) 288.4(11,3)A 252.9(28 ,7) 233.2(28,5)72 285、1(11,6) 28g、 5 (11,3)βP−05’−C5°−04′ 71 161、2(11,5) 168.7 (8,7)A 151.5(10 ,7) 159.3(2t5)T2 140.8 (8,8) FOR158, 8(21,9)POS 167、8 (8,7) YO5’−C5’−C4°−C3 7170、6(14,6) 62.6(9,3)A 104.8(27,9)  112.3(25,5)T 2 67、2(10,5) 64.0(10,4) δC5’−C4’−C3°−〇3′ 71 90、3(12,8) 82.5(11,1)A 112.5(16,7 ) 111.6(17,2)72 88、6(10,4) 104.5(16, 5)εC4°−C3’−03°−P 71 196、4(10,1) 199.1(10,6)A 200.1(10 ,9) 198.0(13,3)T 2 197.5(10,5) 187.9 (7,8)C3’−03’−P−05’ T 1 290.8(10,6) 290.6(9,6)A シ82.9(12 ,0) 282.0(18,5)T 2 285.0(10,5) 280.5 (11,4)A D H215,3(14,7) 212.1(14,2)YR 71212、3(11,0) 205.9(10,0)T 2 206.3(1 0,7) 213.9(13,2)40psec軌道間の三重らせんDNA構造 につき平均主鎖二面角(rms)第5表 シチジン・アナログ構造 参考文献(製造)ゴッダール、A、J、ら、 テトラヘドロン・レターズ、 ドポスサウスケ、B、ら、 第4234頁(1980年) パーチェナル、J、H,ら、 キャンサー・リサーチ第36巻 第1520頁(1976年) 文献 1. モスクー、H,E、ら、サイエンス第238巻第645−650頁(19 87年) 2、 ボビッツ、T、J、ら、ジャーナル・オン・アメリカン・ケミカル・ソサ イエティー第111巻第3059−3061頁(1989年) 3、 ウェルズ、R,D、ら、FASEB・ジャーナル第2巻第2939−29 49頁(1988年) 4、 ダーバン、P1サイエンス第232巻第464−471頁(1988年) 5、ミラー、p、s、ら、アンティーキャンサー・ドラッグ・デザイン第2春菊 117−128頁(1987年)6、ヤーチョンら、「エイズ治療」、サイエン ティフィック・アメリカン第110−119頁(1988年10月)7、 サリ ン、ら、プロシーディング・オン・ナチュラル・アカデミ−・オン・サイエンス イズ(U S A>第85巻第7448−7451頁(1988年) 8、クーニー、M、ら、サイエンス第241巻第456−459頁(1988年 ) 9、ウィックストロム、E、ら、プロスイーディング・オン・ナチュラル・アカ デミ−・オン・サイエンスイズ(USA)第85巻第1028−1032頁(1 988年)10、アーノフ、S、ら、ジャーナル・オプ・モルキュクー・バイオ ロジー第88巻第509−521頁(1974年)11、 シンフ、U、C,ら 、ジャーナル・オン・コンビュテイショナル・ケミストリー第5巻第129−1 45頁(1984年)12、 シンフ、U、C,ら、AMBER(UC8F)バ ージョン3゜1 (1988年) 13、ウニイナー、S、J、ら、ジャーナル・オン・コンビュテイショナル・ケ ミストリー第7巻第230−252頁(1986年) 14、 ジョーゲンソン、W、J、ら、ジャーナル・オン・ケミカル・フィジッ クス第79巻第926−935頁(1983年)15、ブレンドセン、H,J、 C,ら、ジャーナル・オン・ケミカル・フィジックス第81巻第3684−36 90頁(1984年)16、サンガー、W9、プリンシバル・オン・ヌクリーク ・アシッド・ストラフチャ−(スブリンジャーベルラグ、ニューヨーク、198 4年) 17、アーノット、S、ら、ネイチャー第、244巻第99−101頁(197 3年) 18、アーノット、S、ら、サイエンス第181巻第68−69頁(1973年 ) 19、 トウルー、H,R,ら、プロスイーディング・オン・ナチュラル・アカ デミ−・オン・サイエンスイズ(U S A)第78巻第2179−2183頁 (1981年)20、 セイベル、G、L、ら、プロスイーディング・オン・ナ チュラル・アカデミ−・オン・サイエンスイズ(U S A)第82巻6537 −6540頁(1985年) 21、バウワー1M、ら、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ第1巻第4915 −4930頁(1987年)22、 ドノヒニー、J、ら、ジャーナル・オン・ モルキュラー・バイオロジー第2巻第363頁(1960年)22a、Ts’o 、 P、O,P、、ベーシック・プリンシパル・イン・ヌクレイツク・アシッド ・ケミストリー第453−584頁(P、O,P、Ts’o、アカデミツク・プ レス、ニューヨーク、1974年) 23、サンダラリンガム9M1、パイオポリマーズ第7巻第821頁(1969 年) 24、アーノット、S、ら、プログレス・イン・ヌクレイツク・アシッド・リサ ーチ・モルキュクー・バイオロジー第10巻第183頁(1970年) 25、サシセクハラン、■、ら、コンホメーション・オン・バイオポリマー、ペ ーパー・インターナショナル・シンポジウム1967年第2巻第641頁(19 67年)26、ラクシュミナラヤナン、A、V、ら、バイオケミカル・バイオフ ィジカル・アクタ第204巻第49頁(1970年)27゜ラクシュミナラヤナ ン、 A、V、ら、パイオポリマーズ箪8巻第475および489頁(1970 年)28、 リー、B、L、ら、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ第16巻第 10681−10697頁(1988年)29、バローン、A、D、ら、ヌクレ イツク・アシッド・リサーチ第12巻第4051−4060頁(1984年)特 表平4−506152 (24) C’G Oe Gり 9G◎ /】久f /フタl− 架橋の動力学 時間(分) 国際調査報告Table 4 Without MP With MP α03’-P-05°-C5° 71 280, 5 (18, 5) 288.4 (11, 3) A 252.9 (28 ,7) 233.2 (28,5) 72 285,1 (11,6) 28g, 5 (11,3)βP-05'-C5°-04' 71 161, 2 (11, 5) 168.7 (8, 7) A 151.5 (10 ,7) 159.3 (2t5) T2 140.8 (8,8) FOR158, 8 (21,9) POS 167, 8 (8,7) YO5'-C5'-C4°-C3 7170, 6 (14,6) 62.6 (9,3) A 104.8 (27,9) 112.3 (25,5) T 2 67, 2 (10,5) 64.0 (10,4) δC5'-C4'-C3°-〇3' 71 90, 3 (12, 8) 82.5 (11, 1) A 112.5 (16, 7 ) 111.6 (17,2) 72 88,6 (10,4) 104.5 (16, 5) εC4°-C3'-03°-P 71 196, 4 (10, 1) 199.1 (10, 6) A 200.1 (10 ,9) 198.0 (13,3) T 2 197.5 (10,5) 187.9 (7,8)C3'-03'-P-05' T 1 290.8 (10,6) 290.6 (9,6) A 82.9 (12 , 0) 282.0 (18,5) T 2 285.0 (10,5) 280.5 (11,4) A D H215,3 (14,7) 212.1 (14,2) YR 71212, 3 (11,0) 205.9 (10,0) T 2 206.3 (1 0,7) Triple helix DNA structure between 213.9 (13,2) 40 psec orbitals Average main chain dihedral angle (rms) Table 5 Cytidine analog structure References (manufacturing) Godard, A. 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Claims (44)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.二重鎖DNAの塩基対合を阻害することなく二重鎖DNAの特定の切片を検 知または認識する方法であって、上記DNA切片を、上記DNA切片またはその 一部に十分相補的である少なくともおよそ7個のヌクレオシジル単位を有するオ リゴマーと接触させて、三重らせん構造を形成することを特徴とする方法。1. Test specific sections of double-stranded DNA without interfering with double-stranded DNA base pairing. A method for detecting or recognizing the DNA fragment, the method comprising: olefins having at least approximately 7 nucleosidyl units that are fully complementary in part A method characterized by contacting with a oligomer to form a triple helical structure. 2.上記オリゴマーがメチルホスホナート・オリゴマーである、請求項1記載の 方法。2. 2. The oligomer according to claim 1, wherein the oligomer is a methylphosphonate oligomer. Method. 3.上記オリゴマーがプリン塩基のみを含むものである、請求項2記載の方法。3. 3. The method according to claim 2, wherein the oligomer contains only purine bases. 4.オリゴマーのグアニンまたは置換グアニンを二重鎖DNAの鎖のうちの1本 中のグアニンの読み取りに用い、アデニンまたは置換アデニンを二重鎖DNAの 鎖のうちの1本中のアデニンの読み取りに用いるものである、請求項3記載の方 法。4. oligomeric guanine or substituted guanine to one of the strands of double-stranded DNA The adenine or substituted adenine is used to read the guanine in the double-stranded DNA. The method according to claim 3, which is used for reading adenine in one of the chains. Law. 5.シン−コンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシジル単位または 置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のグアニンの 読み取りに用い、アンチーコンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシ ジル単位または置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラレ ル鎖中グアニンの読み取りに用いること;およびシン−コンホメーションのオリ ゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレオシジル単位を 二重鎖DNA中のパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い、アンチーコンホメ ーションのオリゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレ オシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い るものである、請求項4記載の方法。5. Oligomeric guanine nucleosidyl units in syn-conformation or Substituted guanine nucleosidyl units are substituted for guanine in parallel strands in double-stranded DNA. Anti-conformational oligomeric guanine nucleotides used for reading Dyl unit or substituted guanine nucleosidyl unit to the antiparallel of double-stranded DNA. used for reading guanine in the chain; and Sesame adenine nucleosidyl unit or substituted adenine nucleosidyl unit Used to read adenine in parallel strands of double-stranded DNA, anti-conformity adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units in the oligomers of the Osidyl units are used to read adenine in the antiparallel strand of double-stranded DNA. 5. The method according to claim 4. 6.上記オリゴマーが、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Bはプリンまたはピリミジン塩基を含み、alkは炭素原子2−6個の アルキレン、または炭素原子2−6個のアルキレンオキシである]の修飾デオキ シリボシルアナログ部分を有する修飾ヌクレオシジル単位を含むものである、請 求項2記載の方法。6. The above oligomer has the formula: ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [wherein B contains a purine or pyrimidine base and alk has 2-6 carbon atoms] alkylene or alkyleneoxy of 2-6 carbon atoms] The claimant contains a modified nucleosidyl unit having a silibosyl analog moiety. The method described in claim 2. 7.上記オリゴマーがプリン塩基のみを含むものである、請求項6記載の方法。7. 7. The method according to claim 6, wherein the oligomer contains only purine bases. 8.上記オリゴマーがプリン塩基およびピリミジン塩基を含むものである、請求 項2記載の方法。8. A claim that the oligomer contains a purine base and a pyrimidine base. The method described in Section 2. 9.上記オリゴマーは、シトシン・アナログがシトシンと代替し、上記シトシン ・アナログがシトシンのN−3に相当する環上の位置に水素結合に利用し得る水 素を有し、かつ中性pHにおいてグアニン塩基と2個の水素結合の形成が可能で ある6員異項環を含む、ヌクレオシジル単位を有するものである、請求項8記載 の方法。9. In the above oligomer, a cytosine analog replaces cytosine, and the above cytosine analogue is substituted for cytosine. ・The analog has water available for hydrogen bonding at the position on the ring corresponding to N-3 of cytosine. and is capable of forming two hydrogen bonds with guanine bases at neutral pH. Claim 8, which has a nucleosidyl unit containing a certain 6-membered heterocyclic ring. the method of. 10.上記シトシン・アナログが5,6−ジヒドロ−5−アザシトシン、プソイ ドイソシトシン;6−アミノ−3−ピリミジン−24−ジオン;または1−アミ ノ−1,2,4−トリアジン−3[4H]−オンである、請求項9記載の方法。10. The above cytosine analog is 5,6-dihydro-5-azacytosine, pseudo- Doisocytosine; 6-amino-3-pyrimidine-24-dione; or 1-amino 10. The method of claim 9, wherein the compound is not-1,2,4-triazin-3[4H]-one. 11.上記オリゴマーが下記: ▲数式、化学式、表等があります▼,▲数式、化学式、表等があります▼,▲数 式、化学式、表等があります▼and▲数式、化学式、表等があります▼〔式中 、alkは炭素原子2−6個のアルキレン、または炭素原子2−6個のアルキレ ンオキシであり、R′は水素、ヒドロキシまたはメトキシである]から選ばれる 修飾糖部分を含むものである、請求項2、3、8または9記載の方法。11. The above oligomers are as follows: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼,▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼,▲Numbers There are formulas, chemical formulas, tables, etc.▼and▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ , alk is alkylene of 2-6 carbon atoms, or alkylene of 2-6 carbon atoms and R' is hydrogen, hydroxy or methoxy] 10. The method according to claim 2, 3, 8 or 9, which comprises a modified sugar moiety. 12.相補的DNA二重鎖中の各二本鎖の所与の配列を有する二重鎖DNAの特 定の切片の発現または機能を阻害する方法であって、上記DNA切片を、上記D NA切片またはその一部に十分相補的である少なくともおよそ7個のヌクレオシ ジル単位を有するオリゴマーと接触させて、三重らせん構造を形成することを特 徴とする方法。12. Characteristics of duplex DNA with a given sequence of each duplex in a complementary DNA duplex A method for inhibiting the expression or function of a DNA fragment, the method comprising: inhibiting the expression or function of a DNA fragment; at least approximately 7 nucleosides that are sufficiently complementary to the NA section or portion thereof. It is characterized by forming a triple helical structure when brought into contact with an oligomer having dill units. How to make it a sign. 13.上記オリゴマーがプリン塩基のみを含むものである、請求項12記載の方 法。13. The method according to claim 12, wherein the oligomer contains only purine bases. Law. 14.オリゴマーのグアニンまたは置換グアニンをDNA二重鎖の鎖のうちの1 本中のグアニンの読み取りに用い、アデニンまたは置換アデニンをDNA二重鎖 の鎖のうちの1本中のアデニンの読み取りに用いるものである、請求項13記載 の方法。14. Oligomeric guanine or substituted guanine in one of the strands of a DNA duplex Used to read guanine in the book, adenine or substituted adenine is 14. The method according to claim 13, which is used for reading adenine in one of the chains of the method of. 15.シン−コンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシジル単位また は置換グアニンヌクレオシジル単位をDNA二重鎖中のパラレル鎖中のグアニン の読み取りに用い、アンチーコンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオ シジル単位または置換グアニンヌクレオシジル単位をDNA二重鎖のアンチパラ レル鎖中グアニンの読み取りに用いること;およびシン−コンホメーションのオ リゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレオシジル単位 をDNA二重鎖中のパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い、アンチーコンホ メーションのオリゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌク レオシジル単位をDNA二重鎖のアンチパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用 いるものである、請求項14記載の方法。15. The guanine nucleosidyl unit of the oligomer in the syn-conformation or replaces the substituted guanine nucleosidyl unit with the guanine in the parallel strand in the DNA duplex. used to read oligomeric guanine nucleotides with anti-conformation. cidyl units or substituted guanine nucleosidyl units to the antiparallel of the DNA duplex. used to read guanine in the parallel chain; and for syn-conformational orientation. Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units of oligomers is used to read adenine in parallel strands in DNA duplexes, and Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units in oligomers of mation The leosidyl unit is used to read adenine in the antiparallel strand of a DNA duplex. 15. The method of claim 14. 16.上記オリゴマーは、シトシン・アナログがシトシンと代替し、上記シトシ ン・アナログがシトシンのN−3に相当する環上の位置に水素結合に利用し得る 水素を有し、かつ中性pHにおいてグアニン塩基と2個の水素結合の形成が可能 である6員異項環を含む、ヌクレオシジル単位を有するものである、請求項12 記載の方法。16. In the above oligomer, a cytosine analog replaces cytosine, and the above cytosine analog is substituted for cytosine. analogues are available for hydrogen bonding at the ring position corresponding to N-3 of cytosine. Contains hydrogen and can form two hydrogen bonds with guanine bases at neutral pH Claim 12 has a nucleosidyl unit containing a 6-membered heterocyclic ring. Method described. 17.上記シトシン・アナログが5,6−ジヒドロ−5−アザシトシン、プソイ ドイソシトシン;6−アミノ−3−ピリミジン−2,4−ジオン;または1−ア ミノ−1,2,4−トリアジン−3[4H]−オンである、請求項16記載の方 法。17. The above cytosine analog is 5,6-dihydro-5-azacytosine, pseudo- Doisocytosine; 6-amino-3-pyrimidine-2,4-dione; or 1-a The method according to claim 16, which is mino-1,2,4-triazin-3[4H]-one. Law. 18.上記ヌクレオシジル単位がホスホジエステル基またはアルキルもしくはア リールホスホナート基によって連結されているものである、請求項12記載の方 法。18. The above nucleosidyl unit is a phosphodiester group or an alkyl or alkyl group. The method according to claim 12, which is linked by a lylphosphonate group. Law. 19.上記ヌクレオシジル単位が、下記:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、alkは炭素原子2−6個のアルキレン、または炭素原子2−6個のア ルキレンオキシであり、R′は水素、ヒドロキシまたはメトキシである]から選 ばれる修飾糖部分を含むものである、請求項18記載の方法。19. The above nucleosidyl units are shown below: ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [In the formula, alk is alkylene having 2 to 6 carbon atoms, or alkyl having 2 to 6 carbon atoms. and R' is hydrogen, hydroxy or methoxy]. 19. The method of claim 18, wherein the method comprises a modified sugar moiety that is 20.上記オリゴマーが修飾されて、上記DNAと反応を生じさせ、上記DNA の構造を不可逆的に修飾させ得るDNA修飾基を含むものである、請求項12記 載の方法。20. The oligomer is modified to cause a reaction with the DNA, and the oligomer is modified to cause a reaction with the DNA. Claim 12, which contains a DNA modifying group capable of irreversibly modifying the structure of How to put it on. 21.上記オリゴマーが、上記DNA切片またはその中の標的配列と反応を生じ させ得、上記DNAを不可逆的に修飾し得、それによって上記DNA切片の発現 または機能を不可逆的に阻害するDNA修飾基を含むものである、請求項15記 載の方法。21. the oligomer reacts with the DNA segment or a target sequence therein; may irreversibly modify said DNA, thereby inhibiting the expression of said DNA segment. or contains a DNA modification group that irreversibly inhibits the function. How to put it on. 22.上記修飾が、DNAの一本鎖とのオリゴマーの共有的に結合することまた は上記DNAを架橋することを含むものである、請求項21記載の方法。22. The above modification may also result in covalent binding of the oligomer to a single strand of DNA. 22. The method of claim 21, wherein said step comprises crosslinking said DNA. 23.上記修飾が上記DNAを開裂することである、請求項21記載の方法。23. 22. The method of claim 21, wherein said modification is to cleave said DNA. 24.上記DNA切片が生存細胞中の遺伝子を含み、上記三重らせん構造のコン ホメーションが上記遺伝子を永久的に阻害し、または不活性化するものである、 請求項21記載の方法。24. The above-mentioned DNA section contains the gene in living cells and contains the triple-helix structure. homeation permanently inhibits or inactivates the above gene, 22. The method according to claim 21. 25.選ばれた二重鎖DNA配列、および上記二重鎖DNAのプリン配列を読み 取り、かつ三本鎖を形成し得るに十分相補的であるアルキルまたはアリールホス ホナートオリゴマーを含む、三重らせん構造。25. Read the selected double-stranded DNA sequence and the purine sequence of the double-stranded DNA above. an alkyl or aryl phosphatide that is sufficiently complementary to form a triple strand. Triple helical structure containing phonate oligomers. 26.オリゴマーのグアニンまたは置換グアニンを二重鎖DNAの鎖のうちの1 本中のグアニンの読み取りに用い、アデニンまたは置換アデニンを二重鎖DNA の鎖のうちの1本中のアデニンの読み取りに用いるものである、請求項25記載 の構造。26. Oligomeric guanine or substituted guanine in one of the strands of double-stranded DNA Used to read guanine in this book, adenine or substituted adenine is converted into double-stranded DNA. according to claim 25, which is used for reading adenine in one of the chains of structure. 27.シン−コンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシジル単位また は置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のグアニン の読み取りに用い、アンチーコンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオ シジル単位または置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラ レル鎖中グアニンの読み取りに用いること;およびシン−コンホメーションのオ リゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレオシジル単位 を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い、アンチーコンホ メーションのオリゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌク レオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用 いるものである、請求項26記載の構造。27. The guanine nucleosidyl unit of the oligomer in the syn-conformation or replaces the substituted guanine nucleosidyl unit with the guanine in the parallel strand in double-stranded DNA. used to read oligomeric guanine nucleotides with anti-conformation. cidyl units or substituted guanine nucleosidyl units to the antiparallel of double-stranded DNA. used to read guanine in the parallel chain; and for syn-conformational orientation. Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units of oligomers is used to read adenine in parallel strands of double-stranded DNA, and Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units in oligomers of mation The leosidyl unit is used to read adenine in the antiparallel strand of double-stranded DNA. 27. The structure of claim 26, wherein the structure comprises: 28.下記: ▲数式、化学式、表等があります▼,▲数式、化学式、表等があります▼,an d▲数式、化学式、表等があります▼[式中、Bpはプリン塩基であり;Rは、 ホスホナート結合を立体的に阻害せず、または互に相互作用しないアルキルまた はアリール基から独立して選ばれ;R′は水素、ヒトドロキシまたはメトキシで あり;alkは炭素原子2−6個のアルキレン、または炭素原子2−6個のアル キレンオキシである]から選ばれる、少なくともおよそ7個の相互に連結された ヌクレオシジル単位を含むオリゴマー。28. the below described: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, an d▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼[In the formula, Bp is a purine base; R is Alkyl or are independently selected from the aryl groups; R' is hydrogen, hydroxy or methoxy; Yes; alk is alkylene with 2-6 carbon atoms or alkyl with 2-6 carbon atoms at least approximately 7 interconnected elements selected from Oligomers containing nucleosidyl units. 29.メチルホスホナート・オリゴマーを含む、請求項28記載のオリゴマー。29. 29. The oligomer of claim 28, comprising a methylphosphonate oligomer. 30.シトシンがピリミジン環のN−3に相当する環上の位置に水素結合に利用 し得る水素を有し、かつ中性pHにおいてグアニン塩基と2個の水素結合の形成 が可能である異項環シトシン・アナログで代替されているヌクレオシジル単位を 含む、二重鎖DNA配列中のプリン塩基の読み取りが可能なオリゴマー。30. Cytosine is used for hydrogen bonding at the position on the ring corresponding to N-3 of the pyrimidine ring. formation of two hydrogen bonds with the guanine base at neutral pH. The nucleosidyl unit is replaced by a heterocyclic cytosine analog that is capable of An oligomer containing purine bases in a double-stranded DNA sequence that can be read. 31.上記ヌクレオシジル単位が2′−デオキシ−5,6−ジヒドロ−5−アザ −デオキシシチジン;プソイドシチジン;6−アミノ−3−(β−D−リボフラ ノシル)−ピリミジン−2,4−ジオンおよび1−アミノ−1,2,4−(β− D−デオキシフラノシル)トリアジン−3[4H]−オンから選ばれるものであ る、請求項30記載のオリゴマー。31. The above nucleosidyl unit is 2'-deoxy-5,6-dihydro-5-aza -deoxycytidine; pseudocytidine; 6-amino-3-(β-D-riboflura nosyl)-pyrimidine-2,4-dione and 1-amino-1,2,4-(β- D-deoxyfuranosyl)triazin-3[4H]-one 31. The oligomer of claim 30. 32.メチルホスホナート・オリゴマーを含むものである、請求項31記載のオ リゴマー。32. 32. The oil according to claim 31, which comprises a methylphosphonate oligomer. Ligomer. 33.少なくとも1個のヌクレオシジル単位が下記:▲数式、化学式、表等があ ります▼,▲数式、化学式、表等があります▼and▲数式、化学式、表等があ ります▼[式中、Bは塩基であり;R′は水素、ヒトドロキシまたはメトキシで あり:alkは独立して、炭素原子2−6個のアルキレンまたは炭素原子2−6 個のアルキレンオキシであり、alk′は炭素原子2−6個のアルキレンオキシ である]から選ばれる、ヌクレオシド間りん結合によって連結された少なくとも およそ7個のヌクレオシジル単位を含む、二重鎖DNAの切片中のプリン塩基の 読み取りが可能なオリゴマー。33. At least one nucleosidyl unit is ▼、▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼and▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [In the formula, B is a base; R' is hydrogen, hydroxy, or methoxy. Yes: alk is independently alkylene of 2-6 carbon atoms or 2-6 carbon atoms alkyleneoxy of 2 to 6 carbon atoms, and alk' is an alkyleneoxy of 2 to 6 carbon atoms. at least one selected from of purine bases in a piece of double-stranded DNA, containing approximately 7 nucleosidyl units. Oligomers that can be read. 34.プリン塩基のみを含むものである、請求項33記載のオリゴマー。34. 34. The oligomer according to claim 33, which contains only purine bases. 35.オリゴマーのグアニンまたは置換グアニンを二重鎖DNAの鎖のうちの1 本中のグアニンの読み取りに用い、アデニンまたは置換アデニンを二重鎖DNA の鎖のうちの1本中のアデニンの読み取りに用いるものである、請求項34記載 のオリゴマー。35. Oligomeric guanine or substituted guanine in one of the strands of double-stranded DNA Used to read guanine in this book, adenine or substituted adenine is converted into double-stranded DNA. 35. The method according to claim 34, which is used for reading adenine in one of the chains of oligomers. 36.シン−コンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシジル単位また は置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のグアニン の読み取りに用い、アンチーコンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオ シジル単位または置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラ レル鎖中グアニンの読み取りに用いること;およびシン−コンホメーションのオ リゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレオシジル単位 を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い、アンチーコンホ メーションのオリゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌク レオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用 いるものである、請求項35記載のオリゴマー。36. The guanine nucleosidyl unit of the oligomer in the syn-conformation or replaces the substituted guanine nucleosidyl unit with the guanine in the parallel strand in double-stranded DNA. used to read oligomeric guanine nucleotides with anti-conformation. cidyl units or substituted guanine nucleosidyl units to the antiparallel of double-stranded DNA. used to read guanine in the parallel chain; and for syn-conformational orientation. Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units of oligomers is used to read adenine in parallel strands of double-stranded DNA, and Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units in oligomers of mation The leosidyl unit is used to read adenine in the antiparallel strand of double-stranded DNA. 36. The oligomer of claim 35. 37.上記ヌクレオシド間りん結合が、アルキルまたはアリールホスホナート・ ヌクレオシド間結合またはホスホジエステル・ヌクレオシド間結合である、請求 項33記載のオリゴマー。37. The above internucleoside phosphorus bond is an alkyl or aryl phosphonate. Claims that are internucleoside bonds or phosphodiester internucleoside bonds The oligomer according to item 33. 38.プリン塩基のみを含むものである、請求項37記載のオリゴマー。38. 38. The oligomer according to claim 37, which contains only purine bases. 39.オリゴマーのグアニンまたは置換グアニンを二重鎖DNAの鎖のうちの1 本中のグアニンの読み取りに用い、アデニンまたは置換アデニンを二重鎖DNA の鎖のうちの1本中のアデニンの読み取りに用いるものである、請求項38記載 のオリゴマー。39. Oligomeric guanine or substituted guanine in one of the strands of double-stranded DNA Used to read guanine in this book, adenine or substituted adenine is converted into double-stranded DNA. according to claim 38, which is used for reading adenine in one of the chains of oligomers. 40.シン−コンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオシジル単位また は置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のグアニン の読み取りに用い、アンチーコンホメーションのオリゴマーのグアニンヌクレオ シジル単位または置換グアニンヌクレオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラ レル鎖中グアニンの読み取りに用いること;およびシン−コンホメーションのオ リゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌクレオシジル単位 を二重鎖DNA中のパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用い、アンチーコンホ メーションのオリゴマーのアデニンヌクレオシジル単位または置換アデニンヌク レオシジル単位を二重鎖DNAのアンチパラレル鎖中のアデニンの読み取りに用 いるものである、請求項39記載のオリゴマー。40. The guanine nucleosidyl unit of the oligomer in the syn-conformation or replaces the substituted guanine nucleosidyl unit with the guanine in the parallel strand in double-stranded DNA. used to read oligomeric guanine nucleotides with anti-conformation. cidyl units or substituted guanine nucleosidyl units to the antiparallel of double-stranded DNA. used to read guanine in the parallel chain; and for syn-conformational orientation. Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units of oligomers is used to read adenine in parallel strands of double-stranded DNA, and Adenine nucleosidyl units or substituted adenine nucleosidyl units in oligomers of mation The leosidyl unit is used to read adenine in the antiparallel strand of double-stranded DNA. 40. The oligomer according to claim 39, which is 41.下記: ▲数式、化学式、表等があります▼ のヌクレオシジル単位を含む、請求項40記載のオリゴマー。41. the below described: ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ 41. The oligomer of claim 40, comprising nucleosidyl units of. 42.R′が水素である、請求項41記載のオリゴマー。42. 42. The oligomer of claim 41, wherein R' is hydrogen. 43.alkがエチレンまたはエチレンオキシである、請求項41記載のオリゴ マー。43. 42. The oligo according to claim 41, wherein alk is ethylene or ethyleneoxy. Ma. 44.alkがエチレンである、請求項43記載のオリゴマー。44. 44. The oligomer of claim 43, wherein alk is ethylene.
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