JPH06506603A - single stranded circular oligonucleotide - Google Patents

single stranded circular oligonucleotide

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JPH06506603A
JPH06506603A JP4511673A JP51167392A JPH06506603A JP H06506603 A JPH06506603 A JP H06506603A JP 4511673 A JP4511673 A JP 4511673A JP 51167392 A JP51167392 A JP 51167392A JP H06506603 A JPH06506603 A JP H06506603A
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クール, エリック ティ.
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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】 一本鎖環状オリゴヌクレオチド 本出願は、1991年3月27日に出頭された米国特許出頭第675843号の 一部継続出願である。さらに、本出頭の主題は、1989年9月5日に米国特許 商標庁に受領されたDisclosure Document number2 34794に含まれた主題に間する。[Detailed description of the invention] single stranded circular oligonucleotide This application is filed in U.S. Patent Application No. 675,843, filed on March 27, 1991. This is a partial continuation application. Additionally, the subject matter of this appearance is a U.S. patent issued on September 5, 1989. Disclosure Document number 2 received by the Trademark Office 34794.

本発明は、the National In5titutes of Heal thにより与えられたグランドナンバーGM−46625の米国政府の支持によ りなされた。米国政府は2発明に一定の$1ff41を有する。The present invention applies to the National In5 positions of Heal With the support of the United States Government under Grand Number GM-46625 granted by It was done. The US government has a fixed amount of $1ff41 for 2 inventions.

技術分野 本発明は、目標とするDNA又はRNAに結合でき、それによりDNA複製。Technical field The present invention is capable of binding to targeted DNA or RNA, thereby facilitating DNA replication.

RNA転写、蛋白翻訳及び核酸の鋳型を含む他のプロセスをm節できる一重鎖環 状オリゴヌクレオチドを提供する。その上、環状オリゴヌクレオチドは、目標と する核酸を検出又は単離するプローブとして使用するためにラベルされつる。環 状オリゴヌクレオチドは 又二重らせんの前もった変性なしに二重らせん核酸の 一つの鎖をa俟できる。その上、環状オリゴヌクレオチドは、エキソヌクレアー ゼに対して抵抗性があり、そして線状のオリゴヌクレオチドより高い選択性及び 親和性で目標に結合する。A single-stranded ring that can coordinate RNA transcription, protein translation, and other processes including nucleic acid templating. oligonucleotides. Moreover, cyclic oligonucleotides can labeled for use as a probe to detect or isolate nucleic acids. ring oligonucleotides can also be used to form double helix nucleic acids without prior denaturation of the double helix. One chain can be made a length. Moreover, cyclic oligonucleotides and higher selectivity than linear oligonucleotides. Bind to target with affinity.

背景技術 オリゴヌクレオチドは、ターゲットとオリゴヌクレオチドとの塩基間に水素結合 を形成することにより目標とする核酸に結合する。普通のB DNAは、それぞ れ2個及び3叫の水素結合を有する従来のアデニン−チミン(A−Tl及びグア ニン−シトシン(G−C)ワトソン及びクリック塩基対を有する。従来のハイブ リッド化技術は、ワトソンークリック水素結合を経て目標とする核酸に結合する 配列特異性DNA又はRNAプローブの能力に基づり、シかし、ワトソンークリ ック塩基対に含まれない塩基の成る原子が他のヌクレオチドへの水素結合を形れ によりT−TA塩基トリアットを形成する。Hoogsteen (1959゜ Acta Crystallography 12:822)は、始めてT−A T及びC−(1;C)リアラドに存在する交互の水素結合を記載した。さらに最 近、グアニンが中心のチミンと水素結合できるG−TA塩基トリアットが観察さ れた(Griffinら、1989.5cience 245:967−971 >。Background technology Oligonucleotides have hydrogen bonds between the bases of the target and the oligonucleotide. It binds to the target nucleic acid by forming . Ordinary B DNA is Conventional adenine-thymine (A-Tl and guar) with two and three hydrogen bonds Has nin-cytosine (GC) Watson and Crick base pairing. traditional hive Lid technology binds to the target nucleic acid via Watson-Crick hydrogen bonding. Based on the ability of sequence-specific DNA or RNA probes to Atoms of the base that are not included in the base pair form hydrogen bonds to other nucleotides. to form the T-TA base triat. Hoogsteen (1959゜ Acta Crystallography 12:822) was the first T-A The alternating hydrogen bonds present in T and C-(1;C) rearad were described. Even more Recently, the G-TA base triat, which can hydrogen bond with thymine centered on guanine, has been observed. (Griffin et al., 1989.5science 245:967-971 >.

もしオリゴヌクレオチドが、ワトソンークリック及び交互の水素結合の両者によ りターゲットに結合できるならば、種々の生体内及び生体外の有用性を有するで あろう極めて安定なコンプレックスが形成されるだろう、しかし、現在まで、ワ トソンークリック及び交互の水素結合の両者により安定な目標結合を達成する必 要な構造上の特徴を有するオリゴヌクレオチドの開示はない。If the oligonucleotide has both Watson-Crick and alternating hydrogen bonds, If they can bind to their targets, they may have a variety of in vivo and in vitro utilities. A very stable complex would be formed, but to date, It is necessary to achieve a stable target bond by both toson-click and alternating hydrogen bonds. There is no disclosure of oligonucleotides with the necessary structural features.

オリゴヌクレオチドは、生体内で非ワトソンークリック水素結合により結合する ことが観察されている0例えば、Cooneyら、1988.5cience2 41:456は、非ワトソンークリック水素結合を経て二本鎖核酸に結合した2 7塩基−木調核酸を記載している。しかし、このタイプの二本鎖コンプレックス は、オリゴヌクレオチドがより安定でない交互の水素結合によってのみ即ち全て のワトンンークリック結合なしに、そのターゲットに結合するので、非常に安定 でない。Oligonucleotides bind in vivo through non-Watson-Crick hydrogen bonds For example, Cooney et al., 1988.5science2 41:456 is 2 bound to a double-stranded nucleic acid via a non-Watson-Crick hydrogen bond. A 7 base-woody nucleic acid is described. However, this type of double-stranded complex The oligonucleotide is less stable only by alternating hydrogen bonds, i.e. all It is extremely stable because it binds to its target without the need for a one-click binding. Not.

オリゴヌクレオチドは1種々の用途に使用されてきた0例えば、オリゴヌクレオ チドは、フィルター又は膜上に不動化され又は組織に存在する目標とする核酸の ためのプローブとして使用できる。Sambrookら、 (1989,Mo1 ecular Cloning:A Laboratory Manual、1 −3巻、Co1d Spring Harbor Press、NY)は、ハイ ブリッド化技術の詳細なレビューを提供する。Oligonucleotides have been used for a variety of purposes, e.g. target nucleic acids immobilized on filters or membranes or present in tissues. It can be used as a probe for Sambrook et al. (1989, Mo1 ecular Cloning: A Laboratory Manual, 1 -Volume 3, Co1d Spring Harbor Press, NY) is a high Provides a detailed review of bridging techniques.

さらに、細胞の核酸の生1勿学的機能の調節剤としてオリゴヌクレオチドを開発 することに最近大きな関心が持たnてきている。この関心は、蛋白発現をコント ロールする成る細胞により使用される天然の相補性即ちアンチセンスRNAに間 する観察から生じている。しかし、生物学的プロセスの生体内調節に間するオリ ゴヌクレオチドの開発は、低い結合安定性及び線状のオリゴヌクレオチドのヌク レアーゼ感受性を含む二重の長い間の問題により妨げられてきた。Furthermore, we developed oligonucleotides as regulators of biological functions of cellular nucleic acids. Recently, there has been a great deal of interest in doing things. This interest controls protein expression. between the natural complementary or antisense RNA used by cells It arises from the observation that However, the origin of the in vivo regulation of biological processes is The development of oligonucleotides has been hampered by the low binding stability and linear oligonucleotide nuclei. It has been hampered by two longstanding problems, including lyase sensitivity.

例えば、とトC−myc遺伝子の転写は、c−mycプロモーターに結合するよ うにデザインされた27塩基線状オリゴヌクレオチドにより無細胞生体外アッセ イ系中で阻害されている。阻害は、生理学的温度より低い)2度が使用され、そ して多くの細胞の酵素が除かれ又は不活性化されてしまった注意深くコントロー ルされた生体外アッセイ系を使用することによってのみ観察された。これらの条 件は、線状のオリゴヌクレオチドが低い親和性で結合しそしてDNAの線状の部 分を分解する酵素に非常に作用されやすいので、必要である(Cooneyら) 。For example, transcription of the c-myc gene in humans is dependent on binding to the c-myc promoter. Cell-free in vitro assay using a 27 base linear oligonucleotide designed to It is inhibited in the Ai system. Inhibition is performed at a temperature of 2 degrees (below physiological temperature) and Many cellular enzymes have been removed or inactivated through careful control. This was only observed using a well-designed in vitro assay system. these articles The problem is that linear oligonucleotides bind with low affinity and bind to linear sections of DNA. This is necessary because it is highly susceptible to the action of enzymes that break down molecules (Cooney et al.) .

単純ヘルペスウィルスの複製に必須の前mRNA転写物のスプライシングは、又 受容体スプライス連結点に相補的な線状のオリゴヌクレオチドにより阻害された 。Splicing of pre-mRNA transcripts essential for herpes simplex virus replication also inhibited by a linear oligonucleotide complementary to the receptor splice junction. .

この場合、メチルホスホ−ネート結合は、そのヌクレアーゼ抵抗性を増大させる ために線状のオリゴヌクレオチドで使用された。培養培地へのこの(ヒ学的修飾 オリゴヌクレオチドの添加は、恐らく高濃度における毒性の問題のために未感染 細胞の成長及び蛋白合成の低下を生じさせた(Smithら、1986、pro c。In this case, the methylphosphonate linkage increases its nuclease resistance. used in linear oligonucleotides for This (hypochemical modification) to the culture medium Addition of oligonucleotides may reduce the risk of infection in non-infected animals, probably due to toxicity issues at high concentrations. resulting in decreased cell growth and protein synthesis (Smith et al., 1986, pro c.

Natl、Acad、Sci、USA 83:2787−2791)。Natl. Acad. Sci. USA 83:2787-2791).

他の例では、線状のオリゴヌクレオチドは、培養された細胞中のヒト免疫不全ウ ィルスの複製を阻害するのに使用された。レトロウィルスゲノムの末端の繰返し の内或は近傍の部位に相補的なそして成るスプライス連N声に相補的な部位内の 部位に相補的なの線状のオリゴヌクレオチドは、ウィルス複製をブロックするの に最も有効であった。しかし、これらの実験は、恐らく低い結合安定性及びヌク レアーゼに対するこれらの線状のオリゴヌクレオチドの傷つきやすさのため。In another example, linear oligonucleotides are used in human immunodeficient mice in cultured cells. used to inhibit virus replication. Terminal repeats of retroviral genomes A splice sequence complementary to and consisting of a part within or near a part complementary to a part of A linear oligonucleotide complementary to the site blocks viral replication. was most effective. However, these experiments are probably due to low binding stability and Because of the vulnerability of these linear oligonucleotides to lyases.

効果が得られる前に多量の線状のオリゴヌクレオチドを必要とした(Goodc hi1+1ら、+988.Proc、Natl、Acad、Sci、USA 8 5:5507−551 り。Large amounts of linear oligonucleotide were required before the effect was obtained (Goodc hi1+1 et al., +988. Proc, Natl, Acad, Sci, USA 8 5:5507-551.

それ故、生マ勿学的なプロセスのTJIta剤として有用なオリゴヌクレオチド は、好ましくは成る性質を有する。先ず、オリゴヌクレオチ1zは、その相補的 な目標とする核酸に所望の調節効果を有するのに十分なほど強く結合しなければ ならない。Therefore, oligonucleotides useful as TJIta agents in biological processes preferably has the following properties. First, oligonucleotide 1z has its complementary binding to the target nucleic acid strongly enough to have the desired regulatory effect. No.

第二に オリゴヌクレオチド及びそのターゲットが配列特異性であることが一般 に望ましい、第三に、オリゴヌクレオチドは、細胞内でその所望の調節作用を達 成することが可能なようにそれに対して生体内の条件下で十分な半減期を有しな ければならない、従って、オリゴヌクレオチドは、核酸を分解する酵素例えばヌ クレアーゼに抵抗しなければならない、筒口に、オリゴヌクレオチドは、−木調 及び二本鎖のターゲットに結合できなければならない。Second, oligonucleotides and their targets are generally sequence specific. Third, the oligonucleotide achieves its desired regulatory effect within the cell. It must have a sufficient half-life under in vivo conditions to be able to Therefore, the oligonucleotide must be treated with enzymes that degrade nucleic acids, e.g. The oligonucleotide must be resistant to clease at the mouth of the tube - wood-like and must be able to bind to a double-stranded target.

線状のオリゴヌクレオチドは、配列特異性の要件を満足することができるが、線 状のオリゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼに感受性があり、さらに一般に生物学 的な半減期を増大する化学的修飾を必要とする。これらの修飾は、オリゴヌクレ オチドを作るコストを増加させそして毒性の問題を提供する。さらに、Il状の オリゴヌクレオチドは、結合して細胞の核酸に存在するものに似た二本鎖のコン プレックスを形成する。その結果、細胞の酵素は、ターゲットとの二本鎖コンプ レックスに結合した線状のオリゴヌクレオチドを容易に操作しそして解離できる 。Although linear oligonucleotides can satisfy sequence specificity requirements, oligonucleotides are sensitive to nucleases and are commonly used in biological Requires chemical modification to increase the biological half-life. These modifications increases the cost of making otide and presents toxicity problems. Furthermore, Il-like Oligonucleotides are linked together to form double-stranded compounds similar to those found in cellular nucleic acids. form a plex. As a result, the cell's enzymes perform a double-stranded complex with the target. Linear oligonucleotides bound to REX can be easily manipulated and dissociated .

線状のオリゴヌクレオチドの低い結合力及びヌクレアーゼ感受性は、従って高い 濃度のオリゴヌクレオチドの投与を必要とし、そのためこの投与を毒性にし又は 高価にする。その上、線状のオリゴヌクレオチドは、交互の水素結合を経て二本 鎖のターゲットに結合できるが(例えばHoogs t e en結合)、il l状のオリゴヌクレオチドは、一つの鎖をi換し、それによりさらに安定なワト ソンークリック結合パターンを形成するように二本鎖のターゲットを容易に解離 できない。The low avidity and nuclease sensitivity of linear oligonucleotides is therefore high. necessitating the administration of a concentration of oligonucleotide that would make this administration toxic or Make it expensive. Moreover, linear oligonucleotides can form two molecules through alternating hydrogen bonds. Although it can bind to the target of the chain (e.g. Hoogs t<em>en binding), the il The l-shaped oligonucleotide has one strand that undergoes an i-transformation, thereby making it more stable. Easily dissociates double-stranded targets to form son-click binding patterns Can not.

さらに、増大した結合力は、調節オリゴヌクレオチドの有効性を増大させる。Furthermore, increased avidity increases the effectiveness of regulatory oligonucleotides.

そのため、高い結合親和性を有するオリゴヌクレオチドは、少ない投与量で使用 できる。少ない投与量は、コストを低下させそして毒性を減少させる。Therefore, oligonucleotides with high binding affinity can be used in lower doses. can. Lower doses lower cost and reduce toxicity.

従って1本発明は、オリゴヌクレオチド並びにオリゴヌクレオチドに存在するド メインの環状性のためにヌクレアーゼ抵抗性でありそしてそれらの目標とする核 酸と強い親和性及び高い選択性で結合する一重鎖の環状のオリゴヌクレオチドを 提供する。さらに1本発明の環状のオリゴヌクレオチドは、そのターゲットの前 もった変性なしに二本鎖のターゲットに解離しそして結合できる。Therefore, the present invention provides oligonucleotides and Nuclease resistant due to the circular nature of the main and their targeted nucleus A single-stranded circular oligonucleotide that binds to acids with strong affinity and high selectivity. provide. Furthermore, the cyclic oligonucleotide of the present invention has a structure in front of its target. It can dissociate and bind to double-stranded targets without inherent denaturation.

DNA又はRNAの一本鎖の環状物の成るタイプは、知られている1例えば、成 る天然のウィルス及びバクテリオファージのゲノムの構造は、−重鎖の環状の核 酸である。DNAの一本鎖の環状物は、Er1eら(1987,Bio(lle mistry 26:7150−7159及び1989、Biochemist ry 28°268−2731により研究されている。しかしながら、これらの 環状の分子の何れも目標とする核酸と結合するようには、デザインされていない 。Types of single-stranded circles of DNA or RNA are known, e.g. The structure of the genomes of natural viruses and bacteriophages is - a circular core of heavy chains. It is an acid. Single-stranded circular forms of DNA are described by Erle et al. (1987, Bio(lle mistry 26:7150-7159 and 1989, Biochemist ry 28°268-2731. However, these None of the circular molecules are designed to bind to the target nucleic acid. .

そのため、本発明は1本発明の環状のオリゴヌクレオチドが、高い特異性、低い 毒性又は焼毒そして線状のオリゴヌクレオチドより高いヌクレアーゼ抵抗性を示 し、一方従来の線状のオリゴヌクレオチドよりさらに強く一本鎖又は二本鎖の目 標とする核酸に結合するため、従来の技術に比べて実質的な改良を特徴とするイ ノベーションを示す。Therefore, the present invention provides that the cyclic oligonucleotide of the present invention has high specificity and low Toxic or burning poison and exhibits higher nuclease resistance than linear oligonucleotides. On the other hand, single-stranded or double-stranded oligonucleotides are stronger than conventional linear oligonucleotides. The technology features substantial improvements over conventional techniques for binding to target nucleic acids. Show innovation.

発明の概要 本発明は、少なくとも1個の平行結合(P) ドメイン及び少なくともllの逆 平行結合(AP)l’メインを有しさらに環状のオリゴヌクレオチドを形成する ための各結合ドメイン間にループドメインを有する一本鎖環状オリゴヌクレオチ ドを提供する。各P及び灯心するAPドメインは、ターゲットに平行なやり方で 結合するPドメイン及びターゲットに逆平行なやり方で結合するAPドメインを 有する限定された核酸ターゲットの一つの鎖に検出可能に結合するのに十分な相 補性を有する。十分な相補性とは、安定な即ち検出可能な結合を達成するために 環状のオリゴヌクレオチドのP及び/又はAPドメインと目標とする核酸との間 に。Summary of the invention The present invention provides at least one parallel binding (P) domain and at least 1 inverse It has a parallel linkage (AP) l' main and further forms a circular oligonucleotide. A single-stranded circular oligonucleotide with a loop domain between each binding domain for provide a code. Each P and core AP domain is A P domain that binds and an AP domain that binds to the target in an antiparallel manner. sufficient phase to detectably bind to one strand of a limited nucleic acid target with Complementary. Sufficient complementarity is defined as sufficient complementarity to achieve stable or detectable binding. Between the P and/or AP domain of the circular oligonucleotide and the target nucleic acid To.

十分な数の1基対が存在することを意味する。This means that there are a sufficient number of one-base pairs.

本発明の他の態様は、目標とする核酸についてプローブを提供するリポータ−分 子により、又は細胞nR性の薬剤伝達を提洪する医薬又は他の製薬剤により。Another aspect of the invention is a reporter component that provides a probe for a target nucleic acid. by a child or by a drug or other pharmaceutical agent that enhances cellular nR drug delivery.

又は目標とする核酸を開裂又はさもなければ修飾できる削により、又はその上オ リゴヌクレオチドの細胞への取込み又はターゲットの結合を行うことのできる剤 により、誘導体化された一本鎖環状オリゴヌクレオチドを提供する。or by deletion capable of cleaving or otherwise modifying the target nucleic acid; Agents capable of uptake of oligonucleotides into cells or binding of targets provides a derivatized single-stranded circular oligonucleotide.

本発明の他の態様は、オリゴヌクレオチドに相補的な核酸の単離のための固体支 持体に結合した一本鎖環状オリゴヌクレオチドを提供する。Another aspect of the invention provides a solid support for the isolation of nucleic acids complementary to oligonucleotides. A single stranded circular oligonucleotide attached to a carrier is provided.

本発明の他の態様は1本発明の環状オリゴヌクレオチドの任意の一つを提供する 少な(とも1個の第一のコンテナーを含む目標とする核酸の検出又は診断のため のコンパートメント化キットを提供する。Another aspect of the invention provides any one of the cyclic oligonucleotides of the invention. For the detection or diagnosis of target nucleic acids containing only one first container. Compartmentalization kits are provided.

本発明のさらに他の!1!様は、目標とする核酸を検出する方法を提供し、それ は、オリゴヌクレオチドーターゲットコンブレクッスを形成するのに十分な時間 及び条件下で目標とする核酸を含むサンプルと一本鎖環状オリゴヌクレオチドと を接触させ、そしてコンプレックスを検出することを含む、この検出方法は、蛍 光エネルギー転移により行われる。Yet another aspect of the present invention! 1! provides a method for detecting target nucleic acids, and is sufficient time for the oligonucleotide-target complex to form. and a sample containing a target nucleic acid and a single-stranded circular oligonucleotide under This detection method involves contacting a fluorescent substance and detecting a complex. It is carried out by light energy transfer.

本発明の他のLI!様は、DNA、RNA又は蛋白の生合成を調節する方法を提 供する。この方法は5gI型に含まれた目標とする配列へオリゴヌクレオチドの 結合を行うのに十分な条件下にDNA、RNA又は蛋白に間する核酸鋳型と本発 明の環状オリゴヌクレオチドの少な(とも一つとを接触させ、次にターゲットへ オリゴヌクレオチドを結合させ、鋳型への接近をブロックし、それによりDNA 、RNA又は蛋白の生合成を調節することを含む。Other LI of the present invention! provides methods for regulating DNA, RNA or protein biosynthesis. provide This method involves injecting oligonucleotides into the target sequence contained in type 5gI. The nucleic acid template and the present invention are interposed between DNA, RNA or protein under conditions sufficient to effect binding. Contact one with a small number of bright circular oligonucleotides and then move to the target. binds the oligonucleotide and blocks access to the template, thereby blocking the DNA , including regulating RNA or protein biosynthesis.

本発明の追加のUSは、生合成調節量の少なくとも1種の本発明の環状オリゴヌ クレオチド及び製薬上許容可能な担体を含む核酸又は蛋白の生合成を調節するた めの製薬組成物を提供する。The additional US of the invention comprises a biosynthetically regulated amount of at least one cyclic oligonucleotide of the invention. for regulating the biosynthesis of nucleic acids or proteins containing cleotide and a pharmaceutically acceptable carrier. Provided are pharmaceutical compositions for

本発明の他の態様は、一本#AIJI状オリゴヌクレオチドを製造する方法を提 供し、それは、線状の前環状物(precircle)を末端結合オリゴヌクレ オチドに結合し、前環状物の2個の末端を結合させ、そして環状のオリゴヌクレ オチド生成物を採取することを含む。Another aspect of the present invention provides a method for producing a single #AIJI-like oligonucleotide. which connects the linear precircle to the end-linked oligonucleotide. the two ends of the precyclic and the circular oligonucleotide Including harvesting the otide product.

本発明の他の態様は、ターゲットを変性しそして環状オリゴヌクレオチドを結合 するのに有効な時間及び条件の下水発明の環状オリゴヌクレオチドの任意の1個 とターゲットとを接触させることによる、二本M核酸ターゲットにおける鎖の置 換方法を提供する。Another embodiment of the invention is to denature the target and attach the cyclic oligonucleotide. Any one of the cyclic oligonucleotides of the invention for a time and under conditions effective to Strand positioning in a double M nucleic acid target by contacting the target with Provide an exchange method.

図面の簡単な説明 図IAは、ワトソンークリック(逆平行ドメイン)AT及びGC塩基対の結合パ ターンを描く9図IBは、P、ターゲット及びAPヌクレオチドの間に形成でき るT−AT、C+GC及びG−TA塩塩基トリアトド描く。Brief description of the drawing Figure IA shows the binding pattern of Watson-Crick (antiparallel domain) AT and GC base pairs. 9 Figure IB drawing a turn can be formed between P, target and AP nucleotides. Draw the T-AT, C+GC and G-TA salt base triatodes.

図2は、一本鎖環状オリゴヌクレオチドの合成のための環状化反応を概略的に示 す、線状の前環状物オリゴヌクレオチドは、ターゲットと同じ配列を有するオリ ゴヌクレオチド即ち末端結合オリゴヌクレオチドに結合して前環状物コンプレッ クスを形成する。連結反応後、環状化されたオリゴヌクレオチドは、末端結合オ リゴヌクレオチドから分離される。Figure 2 schematically depicts the circularization reaction for the synthesis of single-stranded circular oligonucleotides. The linear precircular oligonucleotide is an oligonucleotide with the same sequence as the target. oligonucleotides, or end-linked oligonucleotides, to form a precircular complex. form a thicket. After the ligation reaction, the circularized oligonucleotide is attached to the end-linked oligonucleotide. separated from oligonucleotides.

図3は、実施例に記載された環状オリゴヌクレオチドへの線状の前駆体即ち前環 状物(SEQ ID NO:5、SEQ TD NO:6及びSEQ IDN0 ニアを有する1−3)、’;’−ゲット (SEQ ID NO:8及び5EQ ID NO:9を有する4、5)、環状オリゴヌクレオチド(SEQ ID N O:5−7及びSEQ ID NO:14を有する6、7.8)及び線状オリゴ ヌクレオチド(SEQ ID No: 10−13及びSEQ ID NO:1 5を有する9−12及び14)の配列を描く。Figure 3 shows the linear precursor to the cyclic oligonucleotide described in the Examples, i.e. the pre-cyclic (SEQ ID NO: 5, SEQ TD NO: 6 and SEQ ID NO: 0 1-3) with near, ';'-get (SEQ ID NO:8 and 5EQ 4, 5) with ID NO: 9, cyclic oligonucleotide (SEQ ID N 6,7.8) and linear oligos with O:5-7 and SEQ ID NO:14 Nucleotides (SEQ ID No: 10-13 and SEQ ID No: 1 Draw the arrays 9-12 and 14) with 5.

図4は、連結反応前の末端結合オリゴヌクレオチドとコンプレックス化された線 状の前環状物の構造を描(。Figure 4 shows the line complexed with end-linked oligonucleotides before ligation reaction. Draw the structure of the precyclic object (.

図5は、Tmにより測定された環状オリゴヌクレオチド:ターゲットコンブレッ クス形成に対するpHの作用を描く、黒丸は、6゛4コンプレツクスに間する異 なるpH価の安定性を表し、一方黒い四角は、7:5コンプレツクスの安定性を 描く、環状オリゴヌクレオチド6及び7及びターゲット4及び5の配列は1図3 に表される。Figure 5 shows the cyclic oligonucleotide:target combination measured by Tm. The black circles depict the effect of pH on complex formation; The black squares represent the stability of the 7:5 complex. The sequences of circular oligonucleotides 6 and 7 and targets 4 and 5 are depicted in Figure 1. is expressed in

図6Aは、2個のターゲット即ち簡単な(dA)+2ターゲツト(四角)及び3 6核酸オリゴヌクレオチドターゲント (丸)への結合間の比較とともに、コン プレックス形成に対するループのサイズの効果を描く1図6Bは、コンプレック ス形成に対するターゲット及び結合ドメインの長さの効果を描く。Figure 6A shows two targets: a simple (dA)+2 target (square) and a 3 Comparison between binding to 6 nucleic acid oligonucleotide targets (circles) and Figure 6B depicts the effect of loop size on plex formation. Figure 3 depicts the effect of target and binding domain length on gas formation.

図7は、P及びAP結合ドメインがターゲットでずれているターゲットと環状オ リゴヌクレオチドとの間に形成されたコンプレックスを描く。Figure 7 shows the target and circular oligomers in which the P and AP binding domains are misaligned on the target. Draw the complex formed between the oligonucleotide.

図8は、SEQ ID NO:8を有する線状のオリゴヌクレオチド (、り線 )又はSEQ ID NO:5を有する環状オリゴヌクレオチド(実線)の何れ かによる、蛍光的にラベルされた二本鎖ターゲット(SEQ ID NO:II +の1本の鎖の置換を描<、鎖の置換は、時間(X軸)の間数としてのフルオロ セイン蛍光強度(Y軸)の増大により測定された。Figure 8 shows a linear oligonucleotide having SEQ ID NO: 8. ) or a cyclic oligonucleotide having SEQ ID NO: 5 (solid line) fluorescently labeled double-stranded target (SEQ ID NO: II Draw the displacement of one strand of the It was measured by the increase in Sein fluorescence intensity (Y axis).

図9は、二重の濃度で二重らせんターゲット(SEQ ID NO:5)につい ての観察された擬−次速度定数K。6.のプロットを描く、速度定数の不確定さ は、±10%より低い、描かれた曲線は、最も良く適合するものとして生ずる直 角双曲線である。データの二重逆数のプロット即ち[環状オリゴヌクレオチド1 −1対(K)Iは、線状であり、8.95XlO−6秒・M−1のスロbs −ブ及び39.8秒のy−切片である。Figure 9 shows the double helix target (SEQ ID NO: 5) at double concentrations. The observed pseudo-order rate constant K. 6. Draw a plot of the uncertainty in the rate constant is lower than ±10%, the curve drawn is the straight line resulting from the best fit. It is an angular hyperbola. Plot of the double reciprocal of the data, i.e. [cyclic oligonucleotide 1 -1 pair (K)I is linear, 8.95XlO-6 s M-1 slo bs -b and y-intercept of 39.8 seconds.

発明の詳細な説明 本発明は、−重鎖環状オリゴヌクレオチド即ち環状物に間し5それは、対応する 線状のオリゴヌクレオチドより高い親和性及び選択度で核酸ターゲットに結合で きる。その上1本発明の環状物は5二本鎖核酸の2本の鎖を開きそしてそれに結 合するので、−重鎖及び二本鎖の両方の核酸は、本発明の環状オリゴヌクレオチ ドによる結合のターゲットになりつる。Detailed description of the invention The present invention relates to - heavy chain cyclic oligonucleotides, i.e. cyclics, which correspond to Binds to nucleic acid targets with higher affinity and selectivity than linear oligonucleotides Wear. Moreover, one of the circular products of the invention opens and binds two strands of a double-stranded nucleic acid. - Both heavy and double-stranded nucleic acids are combined with the circular oligonucleotides of the present invention. be the target of a join by a command.

さらに、これらの環状物の一本鎖又は二本鎖の何れかのターゲットへの強い選択 的な結合は、生物学的プロセス例えばDNA複製、RNA転写、RNAスプライ シング及びプロセッシング、蛋白翻訳などを調節する方法を含む種々の用途を提 洪する。同様に、二本鎖核酸を解離しそして目標とする核酸へ選択的に安定に結 合するこれらの環状物の能力は、それらを診断用プローブとして、又は例えば染 色体或は池のDNA或はRNA分子の特定の部位に局在化するマーカーとして埋 恵的なものにする。さらに1本発明の環状物は、相補的核酸の単離又は細胞中へ の医薬又は他の分子の配列特異的な伝達に有用である。Furthermore, there is a strong preference for either single-stranded or double-stranded targeting of these cyclics. binding is important in biological processes such as DNA replication, RNA transcription, RNA splicing, etc. It offers a variety of applications including methods for regulating protein synthesis and processing, protein translation, etc. flood Similarly, double-stranded nucleic acids can be dissociated and selectively and stably bound to target nucleic acids. The ability of these rings to combine makes them useful as diagnostic probes or for example in staining. It is buried as a marker that localizes to a specific part of the DNA or RNA molecule of the color body or pond. make it a blessing. Furthermore, the circular product of the present invention can be used for isolation of complementary nucleic acids or for introduction into cells. are useful for sequence-specific delivery of pharmaceuticals or other molecules.

特に、本発明の一本鎖環状オリゴヌクレオチドは、少なくとも1個の平行結合( PJ ドメイン及び少なくともINの逆平行結合(AP) ドメインを有しさら に各結合ドメイン間にループドメインを有し、環状オリゴヌクレオチドが形成さ れる、さらに、各P及びAPドメインは、平行なやり方でターゲットに結合する Pドメイン及び逆平行なやり方でターゲットに結合するAPドメインにより限定 された核酸ターゲットの1本の鎖に結合する十分な相補性を示す。In particular, the single-stranded cyclic oligonucleotides of the invention contain at least one parallel linkage ( It has a PJ domain and at least an antiparallel binding (AP) domain of IN. has a loop domain between each binding domain, and a circular oligonucleotide is formed. Furthermore, each P and AP domain binds to the target in a parallel manner. Limited by a P domain and an AP domain that binds to the target in an antiparallel manner indicates sufficient complementarity to bind to one strand of a given nucleic acid target.

以下に示された概略的な説明は5ターゲツト(以下にTとして示される)に結合 したときと同様、互いにP及びAPオリゴヌクレオチドドメインの一つのセット の環状の配置を示す。The schematic description given below combines five targets (denoted below as T). One set of P and AP oligonucleotide domains to each other as in shows an annular arrangement of.

一−−−−−−−−−====> 5′ −−−==============>−−−−−3’P <====== ======= 矢印は、各鎖の5゛から3°の配向を示し、各ドメインの5′末端は尾にあり、 3゛末端は矢じりにある。それ故、ここで使用されるとき、平行のやり方の核酸 の結合は、5゛から3° の配向は、コンプレックスの容積又は核酸について同 じであることを意味する。これは、ターゲットとPドメインとの間に存在する結 合のタイプである。ここで使用されるとき、逆平行のやり方の核酸の結合は、コ ンプレックス中の2本の鎖又はヌクレオチドの5゛から3′の配向が、反対の方 向にある。即ち鎖が二重らせんDNAの代表的なワトソンークリック塩基対配置 に見出されるように整列していることを意味する。1---------====> 5′ −−−==============>−−−−−3’P <============= Arrows indicate the 5° to 3° orientation of each strand, with the 5′ end of each domain at the tail; The 3゛ end is at the arrowhead. Therefore, as used herein, nucleic acids in a parallel manner The binding of the 5° to 3° orientation is the same for the volume of the complex or It means that they are the same. This is the connection that exists between the target and the P domain. This is the type of case. As used herein, binding of nucleic acids in an antiparallel manner refers to The 5′ to 3′ orientation of the two strands or nucleotides in the complex are in opposite directions. It's across the street. That is, the typical Watson-Crick base pair arrangement of double helix DNA strands. means that they are aligned as found in

1個より多いP又はAP結合ドメインが存在するとき、これら結合ドメインは、 その長さが多数のターゲットへの結合を行うのに十分であるループドメインによ り他のP及びAPドメインから分離される。さらに、環状物が多数のAP及びP ドメインを有するとき、対応するターゲットは、1本の核酸の鎖である必要はな い、その上、成るターゲットに結合した環状オリゴヌクレオチドのループドメイ ンは、環状オリゴヌクレオチドが第一のターゲットから離脱するとき、第二のタ ーゲットに結合するためのAP又はPドメインである。When more than one P or AP binding domain is present, these binding domains are by a loop domain whose length is sufficient to perform binding to multiple targets. It is separated from other P and AP domains. Furthermore, AP and P with a large number of cyclic objects When having a domain, the corresponding target need not be a single strand of nucleic acid. Moreover, the loop domain of the cyclic oligonucleotide bound to the target consisting of The second target is activated when the circular oligonucleotide leaves the first target. AP or P domain for binding to the target.

本発明によれば、P及びAPドメインのヌクレオチド配列は、以下に示される1 基対の規則により、核酸ターゲットの限定された配列から決定できる。ターゲッ トは、一本積又は二本鎖の何れかであり、そしてその周知の機能的及び構造的な 特徴により選択される1例えば、成る好ましいターゲットは、コーディング領域 、複製の原点、逆転写酵素結合部位、転写v4n要素、RNAスプライシング連 結点、又はリポソーム結合部位などである。ターゲットは、又DNA又はRNA 鋳型の検出又は単離のためのその能力により選択できる。好ましいターゲットは 2プリン即ちアデニン及びグアニンに富む。According to the invention, the nucleotide sequences of the P and AP domains are shown below: Base pairing rules allow determination of nucleic acid targets from a limited sequence. target The strands can be either single-stranded or double-stranded, and have their well-known functional and structural properties. A preferred target consisting of, for example, one chosen according to the characteristics, is a coding region , origin of replication, reverse transcriptase binding site, transcriptional v4n element, RNA splicing linkage or a liposome binding site. Target can also be DNA or RNA The choice can be made based on its ability to detect or isolate the template. The preferred target is Rich in the 2 purines, adenine and guanine.

目標とするDNA又はRNAのヌクレオチド配列は、十分に又は部分的に知られ ている。目標とするヌクレオチド配列が完全に知られているとき、P及びAPド メインの配列は、例えば光吸収又は蛍光の変化により、周知の方法により検出さ れるような結合を達成する必要な度の相補性によりデザインされる。成る例では 、目標とする配列は、コンセンサス配列により表されるか5又は部分的にのみ知 られている6例えば、コンセンサス配列により表さられるターゲットの全クラス に結合する環状のオリゴヌクレオチド(環状物)は、目標とするコンセンサス配 列からP及びAPドメインをデザインすることにより提供できる。この場合では 、ターゲットの成るものは、コンセンサス配列に正確にマツチしそして他のもの は、二重のミスマツチした塩基を有するが、結合を防ぐほど多いミスマツチでは ない、同様に、もし目標とする配列の一部が知られているならば、当業者は、環 状物のそれに相当する配列を有する線状のオリゴヌクレオチドより高い親和性を 有するそのターゲットに結合する環状物をデザインするように、以下に示される 塩基対の規則を参照できる。The nucleotide sequence of the target DNA or RNA is fully or partially known. ing. When the target nucleotide sequence is completely known, the P and AP The main sequence is detected by well-known methods, e.g. by a change in optical absorption or fluorescence. be designed with the necessary degree of complementarity to achieve such binding. In the example , the target sequence is represented by a consensus sequence or is only partially known. 6 For example, all classes of targets represented by consensus sequences A circular oligonucleotide (circular substance) that binds to the target consensus sequence This can be provided by designing P and AP domains from columns. In this case , the target consists of an exact match to the consensus sequence and other has double mismatched bases, but with enough mismatches to prevent binding Similarly, if part of the target sequence is known, one skilled in the art can higher affinity than linear oligonucleotides with sequences comparable to those of As shown below, design a ring that binds to its target with You can refer to base pairing rules.

従って、本発明は5又P及びAPドメイン中の十分な数であるが必ずしも全てで はないヌクレオチド位置が1本発明の塩基対の規則に従ってターゲットの配列か ら決定される核酸ターゲットに十分に相補的に結合するP及びAPドメインを有 する環状物に間する。決定された(即ち周知の)位lの数は、結合又は溶融時の 光吸収の変化を含む標準のやり方により検出されるような、それらのターゲット へのオリゴヌクレオチドの結合に十分な相補性を提供する必要がある位置の数で ある。Therefore, the present invention provides for a sufficient number, but not necessarily all, of the five-pronged P and AP domains. If there is a nucleotide position in the target sequence according to the base pairing rules of the present invention, have P and AP domains that bind fully complementary to the nucleic acid target determined from the Between the circular objects. The determined (i.e., known) number of positions l is their targets as detected by standard methods including changes in optical absorption; in the number of positions needed to provide sufficient complementarity for the binding of the oligonucleotide to be.

本発明の塩基対の規則は、Pドメインを、Pドメイン及び目標とするヌクレオチ ドが同じ5゛から3°の配向を有する塩基対を形成することによりターゲットへ 結合するようにする。特に、これらの規則は、その杉酸ターゲ・ントへの環状オ リゴヌクレオチドの結合を達成するのに必要な程度を満足させる、即ち相補性の 程度は、結合が検出できる限り100%である必要はない、従って、Pドメイン の配列を決定するための一般的な規Hすは、以下の通りである。The base pairing rules of the invention combine the P domain with the target nucleotide. to the target by forming base pairs with the same 5° to 3° orientation. Make it join. In particular, these rules apply to cyclic oligomers that satisfies the degree of complementarity necessary to achieve binding of the oligonucleotides, i.e. The degree does not have to be 100% as long as binding is detectable, therefore the P domain The general criteria for determining the sequence of is as follows.

ターゲット中の位置に間する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき。When the base between the positions in the target is guanine or a guanine analog.

Pは相当する位置にシトシン又は好適なそのアナログを有する。P has a cytosine or a suitable analog thereof in the corresponding position.

ターゲット中の位置に間する塩基がアデニン又はアデニンアナログであるとき。When the base between the positions in the target is adenine or an adenine analog.

Pは相当する泣lにチミン又はウラシル又はその好適なアナログを有する。P has a corresponding thymine or uracil or a suitable analog thereof.

ターゲット中の位置に間する塩基がチミン又はチミンアナログであるとき、Pは 相当する位置にシトシン又はグアニン又はその好適なアナログを有する。When the intervening base in the target is thymine or a thymine analog, P is It has a cytosine or guanine or a suitable analog thereof in the corresponding position.

ターゲット中の位lに間する塩基がシトシン又はシトシンアナログであるとき、 Pは相当する位置にシトシン、チミン又はウラシル又はその好適なアナログを有 する。そして ターゲット中の位置に間する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき。When the base between position l in the target is cytosine or a cytosine analog, P has cytosine, thymine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position do. and When the base between the positions in the target is uracil or a uracil analog.

Pは相当する位置にシトシン、グアニン、チミン又はウラシル又はその好適なア ナログを有する。P is cytosine, guanine, thymine or uracil or a suitable amine thereof at the corresponding position. Has analog.

本発明の塩基対の規−IJは、APドメインを、APドメイン及び目標とするヌ クレオチドが反対の方向に配向される塩基対を形成することによりターゲット中 こ結合するようにする。特に、これらの規則は、その核酸ターゲットへの環状オ リゴヌクレオチドの検出可能な結合を達成するのに必要な程度に満足される、即 ち相補性の程度は100%より少ない、従って、塩基対の規則は、環状第1ノゴ ヌクレオチドとそのターゲットとの間の結合が検出されるのに十分な相補性を達 成することが必要な限りのみ、固執される。The base pairing rule-IJ of the present invention is defined as an AP domain and a target nucleus. into the target by forming base pairs in which the cleotides are oriented in opposite directions. Make this connection. In particular, these rules apply to circular oligomers to their nucleic acid targets. Immediately satisfied to the extent necessary to achieve detectable binding of the oligonucleotide. The degree of complementarity is less than 100%, so the base pairing rules are Achieve sufficient complementarity for binding between a nucleotide and its target to be detected. Persistent only as long as it is necessary to accomplish.

従って、APドメインの配列を決定する一般的な規則は、以下の通りである。Therefore, the general rules for determining the sequence of AP domains are as follows.

ターゲット中の位lに間する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき。When the base between position l in the target is guanine or a guanine analog.

APは相当する位置にシトシン又はウラシル又はその好適なアナログを有する。The AP has a cytosine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position.

ターゲット中の位置に間する塩基がアデニン又はアデニンアナログであるとき。When the base between the positions in the target is adenine or an adenine analog.

APは相当する位置にチミン又はウラシル又はその好適なアナログを有する。AP has thymine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position.

ターゲット中の位置に間する塩基がチミン又はチミンアナログであるとき、AP は相当する位置にアデニン又はその好適なアナログを有する。そしてターゲット 中の位置に間する塩基がシトシン又はシトシンアナログであるとき。When the base between the positions in the target is thymine or a thymine analog, AP has an adenine or a suitable analog thereof in the corresponding position. and target When the base between the middle positions is cytosine or a cytosine analog.

APは相当する位lにグアニン又はその好適なアナログを有する。AP has guanine or a suitable analog thereof in the corresponding position.

ターゲット中の位置に間する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき、 APは相当する位置にアデニン又はグアニン又はその好適なアナログを有する。When the base between the positions in the target is uracil or a uracil analog, The AP has an adenine or guanine or a suitable analog thereof in the corresponding position.

好ましい態様では、P、AP及びループドメインは、互いに相補的ではない。In preferred embodiments, the P, AP and loop domains are not complementary to each other.

表1は、どのヌクレオチドが限定された目標とするヌクレオチドと逆平行の塩基 対又は平行の塩基対を形成できるかを要約している。Table 1 shows which nucleotides are antiparallel to the limited target nucleotide. It summarizes whether paired or parallel base pairs can be formed.

a 又は好適なアナログ 二つの相補的な一本鎮核酸は、蹟が代表的なワトソンークリ・ツクのやり方で即 ち逆平行GC及びAT塩基対を経て互いに結合即ちハイブリッドするとき、安定 な二重らせん(duplex)を形成する0本発明にとり、安定な二重らせん形 成及び安定な三重らせん形成は、P及びAPドメインが、環状オリゴヌクレオチ ドと目標とする分子との間の安定な結合を達成するために目標とする配列に対し 十分な相補性を示すとき、達成される。安定な結合は、オリゴヌクレオチドが必 要な条件下でターゲットに検出可能に結合したままであるとき、生ずる。a or suitable analogue Two complementary mononucleotide nucleic acids are immediately combined in a typical Watson-Chrysler fashion. That is, when they combine or hybridize with each other through antiparallel GC and AT base pairs, they become stable. The present invention has a stable double helix shape. The formation and stable triple helix formation is due to the P and AP domains forming a cyclic oligonucleotide. to the target sequence to achieve stable binding between the compound and the target molecule. This is achieved when sufficient complementarity is exhibited. Stable binding requires oligonucleotides. occurs when it remains detectably bound to the target under the required conditions.

核酸間の相補性は、1本の核酸の鎖の塩基が第二の核酸の鎖の塩基と水素結合又 は塩基対できる度合である。そのため、相補性は、ときには、2本の鏡開又は2 本の鎖の特定の領域或はドメイン内に塩基対を形成するヌクレオチドの%即ち割 合により、好都合に記載できる0本発明では、十分な相補性とは、検出可能な結 合を達成するために、十分な数の塩基対が、目標とする核酸と環状オリゴヌクレ オチドのP及び/又はAPドメインとの間に存在することを意味する。その上、 Pドメイン及びターゲットの間並びにAPドメイン及びターゲットの間の相補性 の度合は、同じである必要はない、形成される塩基対の%により表示又は測定さ れるとき、相補性の度合は、約30−40%の相補性から十分な即ち100%の 相補性に及ぶ、一般に、P又はAPドメインとターゲットとの間の相補性の合計 の度合は、好ましくは少なくとも約50%である。しかし、Pドメインは、とき には、APドメインがターゲットと有するのよりターゲットと低い相補性を有し 、例えばPドメインはターゲットと約30%の相補性を有するが、APドメイン は実質的により多い相補性例えば50−100%の相補性を有することができる 。Complementarity between nucleic acids is defined as hydrogen bonding or is the degree of base pairing. Therefore, complementarity is sometimes referred to as two mirror openings or two The percentage of nucleotides that base pair within a particular region or domain of a book chain. According to the present invention, sufficient complementarity means a detectable binding. A sufficient number of base pairs are present between the target nucleic acid and the circular oligonucleotide to achieve conjugation. It means that it exists between the P and/or AP domain of Otide. On top of that, Complementarity between P domain and target and between AP domain and target The degree of The degree of complementarity varies from approximately 30-40% complementarity to full Complementarity spans, generally the sum of complementarity between the P or AP domain and the target The degree of is preferably at least about 50%. However, when the P domain has lower complementarity with the target than the AP domain has with the target. , for example, the P domain has about 30% complementarity with the target, whereas the AP domain can have substantially more complementarity, e.g. 50-100% complementarity. .

さらに、環状オリゴヌクレオチドとそれらのそれぞれのターゲットとの間に検出 可能な結合をもたらす相補性の度合は、その結合が生ずる条件に依存する。核酸 の鏡開の結合即ちハイブリッド化が、二つの配列間のミスマツチの度合の外にフ ァクターに依存することは、周知である。これらのファクターは、領域のGC含 量、温度、イオン力、ホルムアミドの存在及び存在する対イオンのタイプを含む 、これらの条件が結合に有する効果は、当業者に周知である。さらに1条件は。Furthermore, the detection between cyclic oligonucleotides and their respective targets The degree of complementarity that results in possible binding depends on the conditions under which the binding occurs. nucleic acid The mirror-opening combination, or hybridization, of It is well known that it depends on factors. These factors include the GC content of the region. including amount, temperature, ionic power, presence of formamide and type of counterion present. , the effect these conditions have on binding is well known to those skilled in the art. One more condition.

使用の環境によりしばしば決められる9例えば、環状オリゴヌクレオチドが生体 内の使用のために作られるとき、ホルムアルデヒドは存在せず、そしてイオン力 、対イオンのタイプ及び温度は、生理学的条件に対応する。結合条件は、生体外 で操作されて本発明のオリゴヌクレオチドの有用性を最適にする。所望の条件下 使用される適切なオリゴヌクレオチドを当業者がデザインする確立した結合条件 に含まれる定量的及び定性的な事項の徹底的な処置は、Be1tzら、1983 、Methods Enzymol、100:266−285によりそしてSa mbrookらにより縄供される。For example, when a cyclic oligonucleotide is When made for use within, formaldehyde is not present and ionic forces , type of counterion and temperature correspond to physiological conditions. Binding conditions are in vitro to optimize the utility of the oligonucleotides of the invention. under desired conditions Established binding conditions for which one skilled in the art will design the appropriate oligonucleotide to be used. A thorough treatment of the quantitative and qualitative matters involved in , Methods Enzymol, 100:266-285 and Sa Provided by mbrook et al.

従って1本発明に間し、当業者は、その目標とする配列に検出可能に結合するの に十分な相補性を示す環状オリゴヌクレオチドのP及びAPドメインについてヌ クレオチド配列を容易にデザインできる、ここで使用されるとき、「結合」又は 「安定な結合」とは、十分な量のオリゴヌクレオチドがそのターゲットに結合即 ちハイブリッドしてその結合が検出できることを意味する。結合は、ターゲット :環状オリゴヌクレオチドコンプレックスの物理的又は機能的の何れかの性質に より検出できる。Accordingly, one skilled in the art would appreciate the ability to detectably bind to the target sequence in accordance with the present invention. Nuclei for the P and AP domains of the cyclic oligonucleotide exhibiting sufficient complementarity to As used herein, "combined" or “Stable binding” means that a sufficient amount of oligonucleotide binds to its target immediately. This means that they hybridize and the combination can be detected. join target : to either the physical or functional properties of the cyclic oligonucleotide complex. more detectable.

ターゲットとオリゴヌクレオチドとの間の結合は、物理的又は機能的の両方の結 合アッセイを含む当業者に周知の任意の方法により検出できる。結合は、結合が 生合成プロセス例えばDNA複製、RNA転写、蛋白翻訳などに対してii!察 可能な効果を有するかどうかを決めることにより機能的に検出できる。The bond between the target and the oligonucleotide can be both physical or functional. It can be detected by any method known to those skilled in the art, including binding assays. A bond is a bond. ii for biosynthetic processes such as DNA replication, RNA transcription, protein translation, etc. Inspection It can be detected functionally by determining whether it has a possible effect.

DNA又はRNAの相補的な鎖の結合を検出する物理的方法は、当業者に周知で あり、そしてDNアーゼI又は化学的フットプリント法、ゲルシフト及びアフイ ニテイ開裂アッセイ及び光吸収検出法のような方法を含む0例えば、簡単且つ信 頼できるために広く使用されている方法は、温度が次第に上昇するにつれ、22 0−300amにおけるオリゴヌクレオチド及び目標とする核酸を含む溶液の光 吸収の変化の観察を含む、もしオリゴヌクレオチドがそのターゲットに結合して いるならば、オリゴヌクレオチド及びターゲットが解離するか又は溶融するにつ れ特徴的な温度で吸収における急激な増大が存在する。Physical methods for detecting binding of complementary strands of DNA or RNA are well known to those skilled in the art. Yes, and DNase I or chemical footprinting, gel shift and affinity For example, methods such as cleavage assays and optical absorption detection methods are A reliable and widely used method is that as the temperature gradually increases, Light of solution containing oligonucleotide and target nucleic acid at 0-300 am including observing changes in absorption if the oligonucleotide binds to its target. If so, the oligonucleotide and target may dissociate or melt. There is a sharp increase in absorption at characteristic temperatures.

オリゴヌクレオチドとその目標とする核酸との間の結合は、オリゴヌクレオチド の50%がそのターゲットから溶融する温度をしばしば特徴とする。この温度は 、溶融温度(T )である、より高いT は、より低いTmとのコンプレツクm  m スに比べてより強い又はさらに安定なコンプレックスを意味する。二重らせんの 安定性は、A:T塩基対が2個の水素結合を有するのに対しG:C塩基対が3個 の水素結合を有するので、G:C含量の増加とともに増大する0本発明の環状オ リゴヌクレオチドは、追加の水素結合をもたらし、そのためさらに安定である。The bond between the oligonucleotide and its target nucleic acid is is often characterized by a temperature at which 50% of the target melts from the target. This temperature is , the melting temperature (T), the higher T is complex with the lower Tm m It means a complex that is stronger or more stable than the base. double helix Regarding stability, A:T base pair has two hydrogen bonds, while G:C base pair has three. Since the hydrogen bond of the present invention increases with increasing G:C content, Ligonucleotides provide additional hydrogen bonds and are therefore more stable.

それは、2flの結合ドメインが単一の目標とする核酸即ちPドメイン及びAP ドメインに結合するのに利用できるからである。それ故、その目標とする核酸に 結合する環状オリゴヌクレオチドにより形成される三重らせんは、線状のオリゴ ヌクレオチド及びターゲットにより形成される二重らせんより高いTmで溶融し なければならない。That is, the binding domain of 2fl targets a single target nucleic acid, namely the P domain and the AP This is because it can be used to bind to domains. Therefore, the target nucleic acid The triple helix formed by the linked cyclic oligonucleotides is similar to the linear oligonucleotide. It melts at a higher Tm than the double helix formed by the nucleotide and the target. There must be.

環状オリゴヌクレオチドは、結合ドメインのヌクレオチド及びターゲットの間に 形成される水素結合を経て核酸ターゲットに結合する。APドメインは、ワトソ ンークリック水素結合を形成することにより結合できる(図1)、Pドメインは 、非ワトソンークリック水素結合を形成することにより目標とするヌクレオチド に結合できる(例えば図1及び表11.DNA又はRNAの異なる鎖からの2個 のヌクレオチドがここで規定された塩基対の規則により水素結合されるとき1基 対又は二重らせんが形成される。APからのヌクレオチド及びPからのヌクレオ チドが両者とも同じ目標とするヌクレオチドに結合するとき、塩基トリアットが 形成される。The cyclic oligonucleotide has a link between the nucleotide of the binding domain and the target. Binds to the nucleic acid target via hydrogen bonds formed. AP domain is Watso The P domain can bind by forming a click hydrogen bond (Fig. 1). , targeting nucleotides by forming non-Watson-Crick hydrogen bonds. (e.g. Figure 1 and Table 11. Two molecules from different strands of DNA or RNA When the nucleotides of are hydrogen bonded according to the base pairing rules defined here, one group A pair or double helix is formed. Nucleotides from AP and nucleos from P When both tides bind to the same target nucleotide, the base triat It is formed.

核酸の相補的な目樟鎖との平行なドメイン塩基対は ワトソンークリック塩基対 より熱力学的により好ましくないが、平行及び逆平行の両方の対のモードが単一 の分子に存在するとき2非常に安定なコンプレックスが形成できる。それ故。Parallel domain base pairing with the complementary chain of a nucleic acid is Watson-Crick base pairing. Although thermodynamically less favorable, both the parallel and antiparallel pairs of modes are single When present in molecules of 2, a very stable complex can be formed. Therefore.

環状オリゴマーの二つの相対するドメインは、中心のターゲットとコンプレック スを形成して三重らせん構造を与え 又は環状物の2個のループ状の末端により 結合された三重らせんコンプレックスを与える1例えば、この配置は、2個のチ ミンが目標とするアデニンに結合するとき、4個までの水素結合の形成を許し、 そして2個のシトシンが目標とするグアニンに結合するとき、5個までの水素結 合を許す。The two opposing domains of the circular oligomer complex with the central target. by forming a triple helical structure, or by the two looped ends of the annulus. For example, this arrangement yields a coupled triple helix complex. When min binds to the target adenine, it allows the formation of up to four hydrogen bonds, When two cytosines bind to the target guanine, up to five hydrogen bonds allow the meeting.

さらに、P及びAPドメインの結合特性のために、本発明の環状オリゴヌクレオ チドは、対応する線状のオリゴヌクレオチドより特別なターゲットに対して高い 選択度を有する。少なくとも二つのファクターが、この高い選択度に寄与してい る。第一に、本発明の環状オリゴヌクレオチドは、同じ中心の目標鎖に2団結合 する。そのため、二つのドメインがターゲットを選択するのに含まれる0M二に 、C+G−Cトリアット中のシトシンのプロトン化は、このトリアットが形成し そして追加のプロトンがトリアンドに正の電荷を与えるときのみ、好ましい。Additionally, due to the binding properties of the P and AP domains, the cyclic oligonucleotides of the present invention oligonucleotides are more sensitive to specific targets than the corresponding linear oligonucleotides Has selectivity. At least two factors contribute to this high selectivity. Ru. First, the cyclic oligonucleotides of the present invention have dual binding to the same central target strand. do. Therefore, two domains are included in selecting the target. , the protonation of cytosine in the C+G-C triat is caused by the formation of this triat. And it is preferred only when the additional proton gives a positive charge to the triand.

この正の電荷は、3個のホスホジエステルの骨格の連結から生ずる負の電荷の反 発を低下させる。This positive charge is the opposite of the negative charge resulting from the linkage of the three phosphodiester backbones. lowers the rate of development.

線状のオリゴヌクレオチドとは異なり1本発明の環状のオリゴヌクレオチドは。Unlike linear oligonucleotides, the circular oligonucleotides of the present invention are different from linear oligonucleotides.

二本鎖のターゲットの変性が熱力学的に好ましくない条件下で二本鎖のターゲッ トの1本の鎖を置換できる。線状オリゴヌクレオチドは、二重らせんの鎖をff i換するこの能力を有しない0例えば、相補性線状オリゴヌクレオチドの存在下 の二本鎖ターゲットの半減期は、約58分であり、即ちその長さでは、線状オリ ゴヌクレオチドは二重らせんターゲットの1本の鎖を置換するのに殆ど有用性を 有しない、しかし、二本鎖ターゲットは1本発明の環状オリゴヌクレオチドの存 在下では麿か30秒の半減期を有する。それ故1本発明の環状オリゴヌクレオチ ドは。Denaturation of the double-stranded target occurs under thermodynamically unfavorable conditions. One strand of the chain can be replaced. Linear oligonucleotides ff strands of a double helix For example, in the presence of a complementary linear oligonucleotide, The half-life of the double-stranded target is approximately 58 minutes, i.e., at that length, the linear Gonucleotides have little utility in displacing one strand of a double helix target. However, the double-stranded target does not have the presence of a cyclic oligonucleotide of the present invention. In Japan, it has a half-life of 30 seconds. Therefore, 1. the cyclic oligonucleotide of the present invention. Do is.

−重鎖のターゲットに結合するのみならず、二本鎖のターゲットに結合する有用 性を有する。従って、−重鎖及び二本鎖の両方の核酸が本発明の環状オリゴヌク レオチドのターゲットとして利用できるので、これらの環状オリゴヌクレオチド は、線状オリゴヌクレオチドより大きな有用性を有することができる0例えば、 本発明の環状オリゴヌクレオチドは、対応する線状のオリゴヌクレオチドより生 体内の生物学的プロセスのより良い調節剤でありそして生体外でより良い診断プ ローブである。- Useful for binding not only heavy chain targets but also double chain targets have sex. Therefore, - both heavy and double stranded nucleic acids are present in the circular oligonucleotides of the invention. These cyclic oligonucleotides can be used as targets for leotide. can have greater utility than linear oligonucleotides, e.g. The cyclic oligonucleotide of the present invention can be produced from a corresponding linear oligonucleotide. better regulators of biological processes in the body and better diagnostic tools in vitro. It's a robe.

核酸の鋳型が、中心の二本鎖ターゲット:環状物コンプレックスを越えて延在す るとき、P又はAPドメインは、二本鎖コンプレックスの何れの測で二重らせん として結合できる。そのため、ターゲット:環状オリゴヌクレオチドコンプレッ クスは、一部二本鎖であって一部三重鎖であるが、二本鎖の部分は、結合したA PヌクレオチドなしのP:ターゲット二重らせんであるか、又は結合したPヌク レオチドなしのAP:ターゲット二重らせんである。この結合の配置は、スタソ ガー結合配置である。The nucleic acid template extends beyond the central double-stranded target:circle complex. When the P or AP domain forms a double helix at any point in the double-stranded complex, Can be combined as Therefore, target: cyclic oligonucleotide complex. The chain is partly double-stranded and partly triple-stranded, but the double-stranded part is the bonded A P without P nucleotide: target duplex or attached P nucleotide AP without leotide: target double helix. The placement of this bond is This is a gar bond arrangement.

各Pドメイン、APドメイン及びターゲットは、独立して、約2−約200個の ヌクレオチドを有し、好ましい長さは、約4−約100個のヌクレオチドである 。最も好ましい長さは、6−36個のヌクレオチドである。Each P domain, AP domain and target independently has about 2 to about 200 nucleotides, with a preferred length of about 4 to about 100 nucleotides. . The most preferred length is 6-36 nucleotides.

P及びAPドメインは、独立して約2−約200個のヌクレオチドを有するルー プドメインにより分離されている。好ましいループの長さは、約3−約8個のヌ クレオチドであり、特に好ましい長さは約5個のヌクレオチドである。The P and AP domains are independently structured groups having from about 2 to about 200 nucleotides. separated by a domain. The preferred loop length is about 3 to about 8 loops. nucleotides, with a particularly preferred length of about 5 nucleotides.

本発明によれば、ループドメインは、ヌクレオチド塩基からなる必要はない。According to the invention, the loop domain need not consist of nucleotide bases.

非ヌクレオチドループは1本発明の環状オリゴヌクレオチドを生成するのに安く することができる。さらに顕著なことは、非ヌクレオチドループを有する環状オ リゴヌクレオチドは、ヌクレアーゼに対してより抵抗性があり、そのため線状オ リゴヌクレオチドより長い生物学的半減期を有する。その上、電荷のない又は正 の電荷を有するループは2ループとターゲットとの間の負の電荷の反発を排除す ることにより結合を促進するのに使用できる。さらに、電荷のない又は疎水性の 非ヌクレトチドを有する環状のオリゴヌクレオチドは、ヌクレオチドループを有 する環状のオリゴヌクレオチドより細胞膜に浸透することができる。Non-nucleotide loops are inexpensive to generate circular oligonucleotides of the present invention. can do. More strikingly, cyclic oligos with non-nucleotide loops Ligonucleotides are more resistant to nucleases and therefore linear Has a longer biological half-life than oligonucleotides. Moreover, uncharged or positive A loop with a charge of 2 eliminates the negative charge repulsion between the loop and the target. It can be used to promote bonding by Furthermore, uncharged or hydrophobic Circular oligonucleotides with non-nucleotides have nucleotide loops. Cyclic oligonucleotides can penetrate cell membranes.

ここで考えられるように、非ヌクレオチドループドメインは、オリゴヌクレオチ ド合成を阻害しない必要な立体性又はたわみ性がある限り、アルキル幀、ポリエ チレングリコール又はオリゴエチレン鎖又は他の鎖からなる。これらの鎖の長さ は、約2−約2000個のヌクレオチドに等しく、好ましい長さは、約3−約8 個のヌクレオチドに等しい、これらの鎖の最も好ましい長さは、約5個のヌクレ オチドに等しい。As contemplated here, non-nucleotide loop domains are As long as it has the necessary stericity or flexibility that does not inhibit the synthesis of Consisting of tyrene glycol or oligoethylene chains or other chains. the length of these chains is equal to about 2 to about 2000 nucleotides, with a preferred length of about 3 to about 8 The most preferred length of these chains is approximately 5 nucleotides. Equal to punch line.

非ヌクレオチドループドメインに関して好ましい鎖は、ポリエチレングリコール 又はオリゴエチレングリコール鎖である。特に、5個のヌクレオチド鎖と同じ長 さを有するオリゴエチレングリコール鎖例えばペンタエチレングリコール、ヘキ サエチレングリコール又はヘプタエチレングリコールが好ましい。Preferred chains for non-nucleotide loop domains are polyethylene glycol Or an oligoethylene glycol chain. In particular, a chain with the same length as 5 nucleotides oligoethylene glycol chains such as pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, etc. Saethylene glycol or heptaethylene glycol is preferred.

環状オリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド中に塩基であるグアニン(G)、アデ ニン(A)、チミン(T)、シトシン(C)又はウラシル(U)を有するか、又 は平行又は逆平行のやり方で水素結合しつる任意のヌクレオチドアナログを有す る一本鎖DNA又はRNAである。ヌクレオチドアナログは、シュードシチジン 、インシェードシチジン、3−アミノフェニル−イミダソール、2′−〇−メチ ルーアデノシン、7−ジアザアデノシン、7−ジアザグアノシン、4−アセチル シチジン、5−(カルボキシ−ヒドロキシメチル)−ウリジン、2’ −0−メ チルシチジン、5−カルボキシメチルアミンメチル−2−チオリジン、5−カル ボキシメチルアミノ−メチルウリジン、ジヒドロウリジン、2゛−O−メチルウ リジン、2°−〇−メチルーシュートウリジン、ベータ、D−ガラクトシルチオ シン、2゛−〇−メチルグアノシン、イノシン、N6−インペンテニルアデノシ ン、■−メチルアデノシン、l−メチル−シュードウリジン、l−メチルグアノ シン2 】−メチルイノシン、2.2−ジメチルグアノシン、2−メチルアデノ シン、2−メチルグアノシン、3−メチルシチジン、5−メチルシチジン、5− メチルウリジン、N6−メチル−アデノシン、7−メチルグアノシン、5−メチ ルアミノメチルウリジン、5−メトキシアミノメチル−2−チオウリジン、β− り一マンノシルケオシン、5−メトキシカルボニルメチルウリジン、5−メトキ シウリジン、2−メチル−チオ−N6−インペンテニルアデノシン、N−(9− ベーターD−リボフラノシルー2−メチルチオプリン−6−イル)−力ルパモイ ル)スレオニン、N−(9−ベーター〇−リボフラノシルプリン−6−イル)− N−メチルカルバモイル)スレオニンを含む、可能ならば、リボース又はデオキ シリボースの何れかが、これらのアナログとともに使用できる。a−γツマー的 立体配座中のヌクレオチド塩基は、又本発明の環状オリゴヌクレオチドに使用で きる。Cyclic oligonucleotides contain the bases guanine (G) and adduct in their nucleotides. has nin (A), thymine (T), cytosine (C) or uracil (U), or has any nucleotide analog that hydrogen bonds in a parallel or antiparallel manner. Single-stranded DNA or RNA. Nucleotide analog is pseudocytidine , inshaded cytidine, 3-aminophenyl-imidazole, 2'-〇-methy Ruadenosine, 7-diazaadenosine, 7-diazaguanosine, 4-acetyl Cytidine, 5-(carboxy-hydroxymethyl)-uridine, 2'-0-methane Tylcytidine, 5-carboxymethylamine methyl-2-thiolidine, 5-cal Boxymethylamino-methyluridine, dihydrouridine, 2゛-O-methyluridine Lysine, 2°-〇-methyl-shooturidine, beta, D-galactosylthio Syn, 2-0-methylguanosine, inosine, N6-inpentenyl adenosine ■-methyladenosine, l-methyl-pseudouridine, l-methylguano Syn2 -Methylinosine, 2,2-dimethylguanosine, 2-methyladeno Syn, 2-methylguanosine, 3-methylcytidine, 5-methylcytidine, 5- Methyluridine, N6-methyl-adenosine, 7-methylguanosine, 5-methy lyaminomethyluridine, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouridine, β- Ri-mannosylkeosin, 5-methoxycarbonylmethyluridine, 5-methoxy Ciuridine, 2-methyl-thio-N6-inpentenyladenosine, N-(9- beta-D-ribofuranosyl-2-methylthiopurin-6-yl)-rupamoi ) threonine, N-(9-beta〇-ribofuranosylpurin-6-yl)- containing (N-methylcarbamoyl)threonine, preferably ribose or Any of silibose can be used with these analogs. a-gamma-like The nucleotide bases in the conformation can also be used in the cyclic oligonucleotides of the invention. Wear.

好ましいヌクレオチドアナログは、未修飾G、A、T、C及びUヌクレオチド、 塩基の5位に低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルキルアミン、フェニル又 は低級アルキル置換フェニル基を有するピリミジンアナログ及び塩基の7又は8 位に同様な基を有するプリンアナログである。特に好ましいヌクレオチドアナロ グは、5−メチルシトシン、5−メチルウラシル、ジアミノプリン、及びリポー ス又はデオキシリボースの代りに2゛−O−メチルリポース部分を有するヌクレ オチドである。ここで使用されるとき、低級アルキル、低級アルコキシ及び低級 アルキルアミンは、1−6個の炭素原子を有し、直鎖でも分岐鎖でもよい、これ らの基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル2第 三級ブチル、アミル、ヘキシルなどを含む、好ましいアルキル基は、メチルであ る。Preferred nucleotide analogs are unmodified G, A, T, C and U nucleotides, Lower alkyl, lower alkoxy, lower alkylamine, phenyl or is a pyrimidine analog with a lower alkyl substituted phenyl group and a base 7 or 8 It is a purine analog having a similar group at the position. Particularly preferred nucleotide analogs 5-methylcytosine, 5-methyluracil, diaminopurine, and lipo Nucleotides with 2′-O-methyl lipose moieties instead of deoxyribose or deoxyribose It's a punch line. As used herein, lower alkyl, lower alkoxy and lower Alkylamines have 1-6 carbon atoms and can be straight or branched. These groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl 2nd Preferred alkyl groups are methyl, including tertiary butyl, amyl, hexyl, etc. Ru.

環状オリゴヌクレオチドは、まず線状のオリゴヌクレオチドとして作られ次に環 状化される1wA状オリゴヌクレオチドは、DNA又はRNAオリゴヌクレオチ ドを作ることが知られている多数の方法の任意のものにより製造できる5例えば 。Cyclic oligonucleotides are first made as linear oligonucleotides and then circular The 1wA-like oligonucleotide to be made into a DNA or RNA oligonucleotide 5, which can be made by any of the numerous methods known to make .

これらの方法は、酵素的合成及び化学的合成を含む。These methods include enzymatic and chemical synthesis.

DNAオリゴヌクレオチド合成の酵素的方法は。Sambrookらに記載され たようなKl enow、T7.Taq又はE、col 1DNAポリメラーゼ をしばしば使用する。RNAオリゴヌクレオチド合成の酵素的方法は、Samb rookらに記載されたようなSP6、T3又はT7RNAポリメラーゼをしば しば使用する。逆転写酵素も又RNAからDNAを合成するのに使用できる(S ambrookら)、オリゴヌクレオチドを酵素的に製造することは、化学的に 合成されるか、又はmRNA、ゲノムDNA、クローン化ゲノムDNA、クロー ン化cDNA又は他の組換えDNAとして得られる鋳型核酸を要する。DNA合 成の成る酵素的方法は、化学的に合成できる追加のブライマーオリゴヌクレオチ ドを必要とする。最後に、線状オリゴヌクレオチドは1例えば’3Bikiら、 1988.5cience 239:487により記述されたようなPCR技術 により製造できる。Enzymatic methods of DNA oligonucleotide synthesis. As described in Sambrook et al. Like Kl now, T7. Taq or E, col 1 DNA polymerase often used. An enzymatic method of RNA oligonucleotide synthesis is Samb Often SP6, T3 or T7 RNA polymerases as described in Rook et al. Use often. Reverse transcriptase can also be used to synthesize DNA from RNA (S ambrook et al.), the enzymatic production of oligonucleotides is a chemical Synthesized or mRNA, genomic DNA, cloned genomic DNA, cloned Requires a template nucleic acid obtained as a recombinant cDNA or other recombinant DNA. DNA combination The enzymatic method of synthesis involves the use of additional brimer oligonucleotides that can be synthesized chemically. Requires a code. Finally, linear oligonucleotides can be used such as one such as '3Biki et al. 1988.5science 239:487. It can be manufactured by

線状オリゴヌクレオチドの化学的合成は、当業者に周知であり、そして液相又は 固相技術により達成できる。その上、限定された配列の線状オリゴヌクレオチド は、市販されているか、又は一般に自動化された合成法による、ホスホルアミダ イト、ホスファイトトリエステル、H−ホスホネート及びホスホトリエステル法 を含むユニの異なる合成法の1壬意のものにより製造できる0選択された合成法 は、所望のオリゴヌクレオチドの長さに依存し、そしてこの選択は、当業者の技 術の範囲内にある0例えば、ホスホロアミダイト及びホスファイトトリエステル 法は、1.75個以上のヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドを生成するが 、H−ホスホネート法は、100個より少ないヌクレオチドのオリゴヌクレオチ ドに間して良く働く、もし修飾された塩基がオリゴヌクレオチドに挿入されるな らば、そして特にもし修飾されたホスホジエステル結合が使用されるならば1合 成法は1周知のやり方により必要に応じ変化される。このつに間し、Uh 1m annら(1990、Chemical Reviews 90:543−58 4)は、修飾された塩基及び修飾されたホスホジエステル結合を有するオリゴヌ クレオチドを製造する文献及び概括のやり方を提供している。Chemical synthesis of linear oligonucleotides is well known to those skilled in the art and can be carried out in liquid phase or This can be achieved by solid phase technology. Moreover, linear oligonucleotides of limited sequence are commercially available or generally by automated synthetic methods. Ito, phosphite triester, H-phosphonate and phosphotriester process 0 selected synthetic methods that can be produced by one of the different synthetic methods including depends on the desired oligonucleotide length, and this selection is within the skill of those skilled in the art. For example, phosphoramidites and phosphite triesters within the scope of technology. The method produces oligonucleotides with 1.75 or more nucleotides, but , H-phosphonate method is used for oligonucleotides of less than 100 nucleotides. Works well in conjunction with the oligonucleotide, if modified bases are not inserted into the oligonucleotide. and especially if modified phosphodiester linkages are used. The formulation method may be varied as necessary in a well known manner. Between these two, Uh 1m Ann et al. (1990, Chemical Reviews 90:543-58 4) is an oligonucleotide with a modified base and a modified phosphodiester bond. Literature and general methods of making cleotides are provided.

合成の線状オリゴヌクレオチドは、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により。Synthetic linear oligonucleotides by polyacrylamide gel electrophoresis.

又はゲルクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーを含む多数のクロ マトグラフィー法の1千意のものにより、精製できる。ヌクレオチド配列を確認 するために、オリゴヌクレオチドは、Maxam及びGi Ibert配列法、 Sanget配列法1毛管電気泳動配列法、移動スポット配列法を含む周知のや り方の任意のものにより、又は)(ybond紙へ結合したオリゴヌクレオチド の選択的化学分解を使用することにより、DNA配列法にかけられる。短いオリ ゴヌクレオチドの配列は、又血清脱着質量分光法により又は高速原子衝撃法によ り分析できるfMcNealら、+982.J、Am、Chem、Soc、 1 04:976、Viariら、 +987.Biomed、Environ、M assSoectrom、14:83.Grotjahnら、1982、Nuc 、Ac1d Res、IO:46711.配列法は、又RNAオリゴヌクレオチ ドについて利用できる。or a number of chromatographic techniques including gel chromatography and high performance liquid chromatography. It can be purified by 1,000 different matoographic methods. Confirm nucleotide sequence In order to Sanget array method 1 Well-known methods including capillary electrophoresis array method and moving spot array method oligonucleotides attached to ybond paper (or) can be subjected to DNA sequencing methods by using selective chemical degradation of . short cage The sequence of the oligonucleotides can also be determined by serum desorption mass spectroscopy or by fast atom bombardment. fMcNeal et al., +982. J, Am, Chem, Soc, 1 04:976, Viari et al. +987. Biomed, Environ, M assSoectrom, 14:83. Grotjahn et al., 1982, Nuc , Ac1d Res, IO:46711. The sequencing method also uses RNA oligonucleotides. Available for

本発明は1wA状前駆物(即ち前環状物)から環状オリゴヌクレオチドを製造す るユニの方法を提供し2それは、前環状物が合成されそして末端結合オリゴヌク レオチドに結合し、さらに前環状物の二つの末端が結合する方法を含む、オリゴ ヌクレオチドの二つの末端が結合する任意の方法は1本発明に包含され、それは 、例えば周知のカップリング剤例えばBrCN、N−シアノイミダソール Zn Cl2、l−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド及び 他のカルボジイミド及びカルボニルジイミダソールを使用する化学的方法を含む 。The present invention provides a method for producing cyclic oligonucleotides from 1wA-like precursors (i.e., pre-circulars). 2 provides a unique method in which the precycle is synthesized and the end-linked oligonucleotide is The oligomers are linked to the leotide and further include a method in which the two ends of the precycle are linked. Any method in which the two ends of a nucleotide are joined is encompassed by the present invention, and is , for example, well-known coupling agents such as BrCN, N-cyanoimidazole, Zn Cl2, l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide and including chemical methods using other carbodiimides and carbonyldiimidazole .

さらに、前環状物の末端は、5°ホスフエート及び3° ヒドロキシ、又は5° ヒドロキシ及び3°ホスフエートを縮合することにより結合できる。Furthermore, the ends of the procyclics can be either 5° phosphate and 3° hydroxy, or 5° Bonding can be achieved by condensing hydroxy and 3° phosphate.

本発明によれば、*単な1段階化学的方法が提供され、前環状物から環状オリゴ ヌクレオチド又は環状物を構築する。目標とする核酸即ち末端結合オリゴヌクレ オチドと同じ配列を有するオリゴヌクレオチドが構築される。DNA又はRNA 線状線状状環状物化学的又は酵素的に合成され、そして再び化学的又は酵素的の 何れかの手段によりその5゛又は3゛末端を燐酸化する。前環状物及び末端結合 オリゴヌクレオチドは、混合されそしてアニーリングされ、それにより前環状物 の5゛及び3°末端が、図2に描かれるように、隣接するコンプレックスを形成 する。前環状物の末端が、ループ内ではなく結合ドメイン内そして好ましくは平 行ドメインよりむしろ逆平行結合ドメイン内に入ることが好ましい、さらに、前 環状物が5゛−ホスフェートよりむしろ3゛−ホスフェートを有することが好ま しい、コンプレックスの形成後、末端は、約pH7,0で二価の金属イオン及び BrCNを含む緩衛された水溶液中で縮合反応を行う、好ましい態様では、緩衡 剤は、pH7,0でイミダソール−C1であり、二価の金属例えばNi、Zn、 Mn、又はCOである。Niが最も好ましい二価の金属である。ii合は、4− 37°Cのインキユベーションの約6−48時間後に生ずる。他の二価の金属例 えばCu、Pb、Ca及びMgも又使用できる。According to the present invention, *a simple one-step chemical method is provided, in which a cyclic oligo Construct nucleotides or circles. target nucleic acid i.e. end-linked oligonucleotide An oligonucleotide having the same sequence as Otide is constructed. DNA or RNA Linear linear cyclics are synthesized chemically or enzymatically and again chemically or enzymatically. The 5' or 3' end is phosphorylated by any means. Precyclics and terminal connections The oligonucleotides are mixed and annealed, thereby forming a precircular The 5° and 3° ends of form an adjacent complex as depicted in Figure 2. do. The end of the procycle is within the binding domain and preferably flat rather than within the loop. Preferably within the antiparallel binding domain rather than the row domain; It is preferred that the cyclics have a 3'-phosphate rather than a 5'-phosphate. After the formation of a new complex, the terminal is exposed to divalent metal ions and at a pH of about 7.0. In a preferred embodiment, the condensation reaction is carried out in a buffered aqueous solution containing BrCN. The agent is imidasol-C1 at pH 7.0 and contains divalent metals such as Ni, Zn, Mn or CO. Ni is the most preferred divalent metal. ii is 4- This occurs after about 6-48 hours of incubation at 37°C. Examples of other divalent metals For example, Cu, Pb, Ca and Mg can also be used.

RNA環状化の一つの方法は、自己スプライシングを促進するために、好ましく はループドメインで適切なヌクレオチド配列をRNAオリゴヌクレオチド中に挿 入する。それは、環状の生成物が適切な条件下で形成されるからである(Sug imotoら、1988、Biochemistry 27:6384−639 2)。One method of RNA circularization is preferably to promote self-splicing. inserts the appropriate nucleotide sequence into the RNA oligonucleotide in the loop domain. Enter. This is because a cyclic product is formed under appropriate conditions (Sug Imoto et al., 1988, Biochemistry 27:6384-639 2).

酵素による環状物の閉止は、これらの酵素に適切な条件下でDNAリガーゼ又は RNAリガーゼを使用して可能である。Enzymatic closure of the rings can be achieved by DNA ligase or under conditions appropriate for these enzymes. This is possible using RNA ligase.

環状のオリゴヌクレオチドは、変性ゲル電気泳動又は融解、次にゲル電気泳動、 サイズ選択性クロマトグラフィー或は他の適切なりロマトグラフィー又は電気泳 動法により、鋳型から分離できる。採取された環状オリゴヌクレオチドは1本発 明の方法に使用されるのに、必要に応じ標準の技術によりさらに精製できる。Circular oligonucleotides are subjected to denaturing gel electrophoresis or melting, followed by gel electrophoresis, Size selective chromatography or other suitable chromatography or electrophoresis It can be separated from the mold using the dynamic method. One cyclic oligonucleotide was collected. used in the disclosed method, it can be further purified if necessary by standard techniques.

本発明は、又細胞への取り込みを促進するために、化学的基による本発明のオリ ゴヌクレオチドの誘導体化又は化学的修飾を包含する1例えば、オリゴヌクレオ チドへのコレステロール部分の共有結合は、細胞への取込みを5−10倍改良し 、さらに約lO倍DNA結合を改良する(Boutorinら、1989、FE BS Letters 254°129−1321.細胞受容体に間する他のリ ガンドは、又例えばインスリン、トランスフェリンなどを含む細胞の取込みを改 良する有用性を有する。同様に、ポリーL−リジンによるオリゴヌクレオチドの 誘導体化は2細胞によるオリゴヌクレオチドの取込みを助ける(Schell、 1974、Biocbem、Biophys、Acta 340:323及びL amaitreら、1987、Proc、Natl、Acad、Sci、USA 84 : 6481 、成る蛋白担体は、又オリゴヌクレオチドの細胞の取込み を促進し、例えば血清アルブミン、核への輸送のための信号を有する核蛋白、及 び細胞膜浸透が可能なウィルス或は細菌の蛋白を含む、それ故、蛋白担体は、本 発明の環状オリゴヌクレオチドと一緒又は結合したとき、有用である。従って1 本発明は、NJ胞の取込みを促進することのできる基による本発明の環状オリゴ ヌクレオチドの誘導t*Iヒを含み、それは、炭化水素及び非極性基、コレステ ロール、ポリーL−リジン及び蛋白、並びに他のアリール又はステロイド基及び 同様な有利な効果を有するポリカチオン例えばフェニル又はナフチル基、キノリ ン、アンスラセン又はフェナンスラセン基、脂肪酸、脂肪族アルコール及び七ス キテルペン、ジテルペン及びステロイドを含む。The present invention also provides for the use of chemical groups to facilitate uptake into cells. 1, including derivatization or chemical modification of oligonucleotides, e.g. Covalent attachment of cholesterol moieties to tide improves cellular uptake by 5-10 times. , further improving DNA binding by a factor of approximately 1O (Boutorin et al., 1989, FE BS Letters 254°129-1321. Other links between cell receptors Gand also modifies cellular uptake, including for example insulin, transferrin, etc. It has good utility. Similarly, oligonucleotides with poly L-lysine Derivatization aids the uptake of oligonucleotides by 2 cells (Schell, 1974, Biocbem, Biophys, Acta 340:323 and L amaitre et al., 1987, Proc, Natl, Acad, Sci, USA 84:6481, the protein carrier also facilitates cellular uptake of oligonucleotides. e.g. serum albumin, nuclear proteins with signals for transport to the nucleus, and Protein carriers contain viral or bacterial proteins that are capable of penetrating cell membranes. Useful when used together or in conjunction with the cyclic oligonucleotides of the invention. Therefore 1 The present invention provides that the cyclic oligosaccharides of the present invention with groups capable of promoting uptake of NJ vesicles Contains derivatized t*I atoms of nucleotides, which include hydrocarbons and non-polar groups, cholesterol role, poly L-lysine and protein, and other aryl or steroid groups and Polycations with similar beneficial effects, such as phenyl or naphthyl groups, quinoli anthracene, anthracene or phenanthracene groups, fatty acids, fatty alcohols and Including kiterpenes, diterpenes and steroids.

本発明は、さらに、ターゲットと一緒又はその付近の目標とする核酸又は他の核 酸の鎖を開裂又は修飾できる剤による本発明のオリゴヌクレオチドの誘導体化を 含む1例えば、ウィルス性DNA又はRNAは、結合してウィルス性DNA又は RNAを切断又は不活性にする剤に結合する目標核酸に相補的な環状のオリゴヌ クレオチドを投与することにより、細胞の核酸を害することなく破壊に向けられ る。開裂又は修飾活性を有するものとして本発明により包含される核酸破壊剤は 5例えばRNA及びDNAヌクレアーゼ、RNAを開裂できるリボザイム、アジ ドプロフラビン、アクリジン、EDTA/Fe、クロロエチルアミン、アジドフ ェナシル及びフェナンスロリン/Cuを含む、Llhlmannら(1990゜ Chemical Reviews 90:543−584)は、本発明の環状 オリゴヌクレオチドについて使用されるように適合されたオリゴヌクレオチドを 誘導体化する方法及びこれらの剤の使用に間する情報をさらに提供している。The invention further provides that the target nucleic acid or other nucleic acid along with or near the target Derivatization of the oligonucleotides of the invention with agents capable of cleaving or modifying acid chains. For example, viral DNA or RNA may bind to viral DNA or A circular oligonucleotide complementary to a target nucleic acid that binds to an agent that cleaves or inactivates RNA. By administering cleotide, you can target the destruction of the cell's nucleic acids without harming them. Ru. Nucleic acid destroying agents encompassed by the present invention as having cleavage or modification activity are 5 For example, RNA and DNA nucleases, ribozymes that can cleave RNA, Doproflavin, acridine, EDTA/Fe, chloroethylamine, azidof Llhlmann et al. (1990°) containing phenacyl and phenanthroline/Cu Chemical Reviews 90:543-584) describes the cyclic Oligonucleotides adapted for use with oligonucleotides Further information on methods of derivatization and use of these agents is provided.

細胞の取込み又はターゲットとの結合を促進する基による本発明の環状オリゴヌ クレオチドの誘導体化、並びに核酸破壊剤又は薬剤による誘導体化は、当業者に 周知の方法の(子息のものにより行うことができる。さらに、所望の基は、オリ ゴヌクレオチドの合成前にヌクレオチドに加えられる0例えば、これらの基は。Cyclic oligonucleotides of the invention with groups that promote cellular uptake or target binding Derivatization of cleotides and derivatization with nucleic acid disrupting agents or drugs are within the skill of those skilled in the art. This can be done by well-known methods. For example, these groups are added to the nucleotide before synthesis of the oligonucleotide.

T又はCの5位に結合でき、そしてこれらの修飾したT及びCヌクレオチドは、 本発明の環状オリゴヌクレオチドの合成に使用できる。さらに、選択されたヌク レオチドの誘導体化は、環状オリゴヌクレオチドの選択されたドメイン中への基 の挿入を行う0例えば、成る場合では、基が結合と干渉しないループ中へ、又は 目標核酸の開裂又は修飾を促進するためにAP又はPドメイン中へ成る基を挿入 することが好ましい。can be attached to the T or C 5 position, and these modified T and C nucleotides are It can be used to synthesize the cyclic oligonucleotide of the present invention. In addition, selected Nuku Reotide derivatization involves the addition of groups into selected domains of cyclic oligonucleotides. For example, if the insertion of a group into a loop does not interfere with the bond, or Inserting a group into the AP or P domain to facilitate cleavage or modification of the target nucleic acid It is preferable to do so.

本発明によれば、環状オリゴヌクレオチドのホスホジエステル骨格における修飾 も又含まれる。これらの修飾は、細胞によるオリゴヌクレオチドの取込みを助け るか、又はこれらヌクレオチドの生物学的半減期を延長できる0例えば、環状オ リゴヌクレオチドは、もしヌクレオチド内ホスフェートの負の電荷が排除される ならば、さらに容易に細胞膜に浸透できる。これは、負に電荷されたホスフェー ト酸素を、メチル基、アミンにより置換することにより、又は負に電荷されたホ スフェート酸素へのアルキル基の付加によりホスホジエステル結合をホスホトリ エステル結合に変1ヒさせることにより行われる。別に、正常のホスホジエステ ル結合の一部であるホスフェート原子の1li1以上が置換される0例えば、N H〜P、CH2−P又はS−P結合が形成できる、従って5本発明は、メチルホ スホネート、ホスホロチオエート。ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル 及び燐−ホウ素結合の使用を含む(S o o dら、1990.J、Am、C hem、Soc、 ] 12:9000)、ホスホジエステル基は、シロキサン 、カーボオ、−ト、アセトアミデート又はチオエーテル基により#L換できる。According to the present invention, modification in the phosphodiester backbone of a cyclic oligonucleotide Also included. These modifications aid in the uptake of oligonucleotides by cells. For example, cyclic nucleotides can be used to increase the biological half-life of these nucleotides. If the negative charge of the phosphate within the oligonucleotide is eliminated If so, it can more easily penetrate the cell membrane. This is a negatively charged phosphorus By replacing the host oxygen with a methyl group, an amine, or by replacing the negatively charged host oxygen with a methyl group, an amine, The phosphodiester bond is phosphotri-formed by the addition of an alkyl group to the sulfate oxygen. This is done by changing the ester bond. Separately, normal phosphodiester For example, N H~P, CH2-P or S-P bonds can be formed, therefore the present invention Suphonates, phosphorothioates. Phosphorodithioate, phosphotriester and the use of phosphorus-boron bonds (S o o d et al., 1990. J, Am, C hem, Soc, ] 12:9000), the phosphodiester group is a siloxane #L can be replaced by a , carbo, -, acetamidate or thioether group.

これらの修飾は。These modifications are.

又ヌクレアーゼに対する本発明のオリゴヌクレオチドの抵抗性を増大できる。修 飾ホスホジエステルによりオリゴヌクレオチドの合成法は、Uhlmannらに より説明されている。It is also possible to increase the resistance of the oligonucleotides of the invention to nucleases. Repair A method for synthesizing oligonucleotides with decorated phosphodiesters was described by Uhlmann et al. More explained.

非ヌクレオチドループによる環状オリゴヌクレオチドは、周知のやり方により製 造できる0例えば、I)uraodら(1990、Nucleic Ac1ds Res、 18:6353−6359)は、DNAへ非ヌクレオチド鎖を結合さ せる合成法を提供している。これらのやり方は、一般に5次に本発明の環状オリ ゴヌクレオチドを製造するのに使用される線状のオリゴヌクレオチド前駆物の自 動化合成を行うように適合できる。一般に、標準のDNA合成においてヌクレオ チドと反応性の基、例えばホスホロアミダイト、H−ホスホネート、ジメトキシ トリチル、モノメトキシトリチルなどは2非ヌクレオチド鎖の末端に置かれ、そ してP及びAPドメインの末端に相当するヌクレオチドは、それに結合できる。Circular oligonucleotides with non-nucleotide loops can be made by well-known methods. For example, I) uraod et al. (1990, Nucleic Ac1ds Res, 18:6353-6359) binds non-nucleotide strands to DNA. We provide a synthetic method for These approaches generally apply to the 5th order of the cyclic oligomers of the present invention. The nature of the linear oligonucleotide precursor used to produce oligonucleotides Can be adapted to perform dynamic synthesis. Generally, in standard DNA synthesis, nucleotides are Groups reactive with tide, such as phosphoramidites, H-phosphonates, dimethoxy Trityl, monomethoxytrityl, etc. are placed at the ends of two non-nucleotide chains and their Nucleotides corresponding to the ends of the P and AP domains can be attached to it.

さらに、異なるヌクレオチド環が1本発明のオリゴヌクレオチド中に挿入できる 1例えば、RNAオリゴヌクレオチドは、RNA:DNAハイブリッドがDNA : DNAハイブリッドより安定なため、使用できる。追加の結合安定性は、又 本発明の環状オリゴヌクレオチドにおいて2°−0−メチルリポースを使用する ことにより提供できる。ホスホロアミダイト化学は、記述されているように、R NAオリゴヌクレオチドを合成するのに使用できる(Reese、C,B、In Nucleic Ac1ds & Mo1ecular Biology:Sp ringer−Verlag:Berlin、+989:vol、3.p、16 4、及びRaoら、l987、Tetrahedron Lett、28:48 97)。Additionally, different nucleotide rings can be inserted into one oligonucleotide of the invention. 1 For example, RNA oligonucleotides are : Can be used because it is more stable than DNA hybrids. Additional binding stability can also be Using 2°-0-methyl lipose in the cyclic oligonucleotides of the invention This can be provided by Phosphoramidite chemistry, as described, R Can be used to synthesize NA oligonucleotides (Reese, C, B, In Nucleic Ac1ds & Mo1ecular Biology:Sp ringer-Verlag: Berlin, +989:vol, 3. p, 16 4, and Rao et al., 1987, Tetrahedron Lett, 28:48 97).

RNA 2°−O−メチルオリゴリボヌクレオチド及びDNAオリゴヌクレオチ ドの合成は、漢かに異なる。RNA2’ −0−メチルオリゴリボヌクレオチド は、アミダイト、H−ホスホネート又はホスホトリエステル法の少しの修飾によ り製造できる (Shibaharaら、1987、Nucleic Ac1d s Res、15:4403:5hibaharaら、1987.Nuclei c Ac1ds Res、17 °239:Anoueら、1987、Nucl eicAcids Res、15:6131)。RNA 2°-O-methyl oligoribonucleotide and DNA oligonucleotide The composition of do is different from Chinese to Chinese. RNA2'-0-methyl oligoribonucleotide by slight modification of amidite, H-phosphonate or phosphotriester methods. (Shibahara et al., 1987, Nucleic Ac1d Res, 15:4403:5hibahara et al., 1987. Nuclei c Ac1ds Res, 17°239: Anoue et al., 1987, Nucl eic Acids Res, 15:6131).

本発明の他の懸様において、環状オリゴヌクレオチドは、二本鎖核酸ターゲット の解離を促進できる。そのため、二本鎖核酸ターゲットは1本発明の環状オリゴ ヌクレオチドの結合前に変性条件にかけられなければならない、従って、環状オ リゴヌクレオチドは、種々の条件下特に生理学的条件下で、−重鎖及び二本鎖の 両方の核酸ターゲットに結合できる0本発明の環状オリゴヌクレオチドは、対応 する線状オリゴヌクレオチドより数次の大きさで早く二重らせん核酸鎖置換を促 進する。In other aspects of the invention, the circular oligonucleotide targets a double-stranded nucleic acid target. can promote dissociation. Therefore, the double-stranded nucleic acid target is one of the circular oligonucleotides of the present invention. The cyclic oligosaccharide must be subjected to denaturing conditions before nucleotide attachment; Ligonucleotides can be used under various conditions, especially under physiological conditions - heavy and double-stranded A circular oligonucleotide of the present invention capable of binding to both nucleic acid targets has the ability to It is several orders of magnitude larger than linear oligonucleotides and promotes faster double helix nucleic acid strand displacement. proceed.

本発明は、そのため、二本鎖核酸ターゲットの1本の鎖を、二本鎖核酸ターゲッ トの前もった変性の必要なしに、本発明の環状オリゴヌクレオチドの一つにより i摸する手段を提供する。従って1本発明は、ターゲットと本発明の環状オリゴ ヌクレオチドの一つとを、該ターゲットを変性するのに有効な時間及び条件下で 接触させ、そして環状オリゴヌクレオチドをターゲットに結合させることにより 、二本鎖核酸ターゲットにおける鎖置換をする方法を提供する0本発明の環状オ リゴヌクレオチドへのターゲットは5例えば加熱又はアルカリ性pHへの暴露に より変性をうけない、RNA又はDNAの何れかの二本I!I核酸である。The present invention therefore provides for converting one strand of a double-stranded nucleic acid target into a double-stranded nucleic acid target. with one of the cyclic oligonucleotides of the invention without the need for prior denaturation. Provides a means to imitate i. Therefore, the present invention provides a target and a cyclic oligo of the present invention. one of the nucleotides for a time and under conditions effective to denature the target. by contacting and binding the circular oligonucleotide to the target. , the circular oligomer of the present invention provides a method for strand displacement in a double-stranded nucleic acid target. The target for oligonucleotides is 5 e.g. upon exposure to heat or alkaline pH. Two strands of either RNA or DNA that are less susceptible to denaturation! I nucleic acid.

ここで使用されるとき、鎖置換に間する核酸は、生物に存在するか、又は不純又 は純粋の核酸標本1組織切片、原核細胞又は真核細胞の塗抹標本、染色体の塊な どを含むサンプルに存在する。さらに1本発明の環状オリゴヌクレオチドによる 鎖置換のための核酸ターゲットは、ウィルス、細菌、かび又は噌乳動物の核酸を 含む。As used herein, a nucleic acid undergoing strand displacement is defined as being present in an organism, or being impure or is a pure nucleic acid specimen, such as a tissue section, a smear of prokaryotic or eukaryotic cells, or a cluster of chromosomes. present in samples containing Furthermore, one method based on the cyclic oligonucleotide of the present invention Nucleic acid targets for strand displacement include viral, bacterial, fungal or mammalian nucleic acids. include.

本発明によれば、鎖置換によりターゲットを変性しそれにより結合をおこなわせ るのに有効な条件は、適当な環状オリゴヌクレオチド対目標である核酸の比を有 することを含む、さらに、ここで使用されるとき、環状オリゴヌクレオチド対タ ーゲットの好適な比は、約1−約100であり、そして好ましくは約1−約50 である。According to the present invention, the target is denatured by strand displacement, thereby allowing binding to take place. Effective conditions for determining the target nucleic acid ratio include the appropriate circular oligonucleotide to target nucleic acid ratio. Further, as used herein, the cyclic oligonucleotide pairs include A suitable ratio of targets is about 1 to about 100, and preferably about 1 to about 50. It is.

さらに、ここで使用されるとき1本発明のオリゴヌクレオチドによるF!4置換 により二本!l!I核酸を変性するのに有効な時間は、約1分から約16時間で ある。Furthermore, as used herein, one F! by the oligonucleotide of the present invention! 4 substitutions Two pieces! l! The effective time to denature I nucleic acids is about 1 minute to about 16 hours. be.

環状オリゴヌクレオチドは、先ずPドメインで結合することにより二重らせんタ ーゲットと結合できる。このPドメイン結合は、APドメインヌクレオチドを連 結して目標ヌクレオチドへのワトソンークリツケ結合について競合する。このP ドメインの前結合そしてワトソンークリック結合へのAPドメインのヌクレオチ ドの競合は、環状オリゴヌクレオチドによる1!1ffi換のIl!察された加 速の基礎を形成する。The cyclic oligonucleotide first forms a double helix by binding at the P domain. Can be combined with target. This P domain binding links AP domain nucleotides. and compete for Watson-Kritzke binding to the target nucleotide. This P Nucleotide of AP domain to domain pre-bond and Watson-Crick junction The competition between Il! and 1!1ffi conversion by the cyclic oligonucleotide is detected addition Forms the basis of speed.

要するに1本発明の環状オリゴヌクレオチドは、二重らせん幀置換を行わせる三 つの重要な特徴を有する。第一に、環状オリゴヌクレオチドは、高い局所の濃度 を生ずる前結合の能力を有する。@二に、環状オリゴヌクレオチドは、第二(A P)の結合ドメインを含み それは、二重らせんの相補性鎖への結合へ競合する 。In short, 1 the cyclic oligonucleotide of the present invention has a triple helical oligonucleotide that undergoes double helix substitution. It has two important characteristics. First, cyclic oligonucleotides have high local concentrations. It has the ability of pre-binding to produce . @Secondly, the cyclic oligonucleotide is the second (A P), which competes for binding to the complementary strand of the double helix .

最後に、環状オリゴヌクレオチドは、二重らせんの置換された鎖より高い親和性 で結合し、それにより反応を競合へ動かす。Finally, cyclic oligonucleotides have higher affinity than the substituted strands of the double helix. , thereby driving the reaction toward competition.

本発明は、一本積及び二本鎖の両方のターゲットとのそれらの選択的な且つ安定 な結合性により可能になった本発明の環状オリゴヌクレオチドについて種々の有 用性を含む、成る有用性は、相補的な核酸の親和単離に関する固体支持体に結合 した限定された配列の環状オリゴヌクレオチドの使用、ポリメラーゼ鎖反応(P CR)中の配列特異性停止信号をもたらすための本発明のオリゴヌクレオチドの 使用、細胞特異性薬剤伝達を行うための環状オリゴヌクレオチドへの薬剤、薬剤 アナログ又は池の治療剤の共有付加、相補的目標核酸を局在化し、定量化しそし て同定するための検出可能なレポーター分子により環状オリゴヌクレオチドのラ ベル化、!tびに環状オリゴヌクレオチドを細胞又はウィルス性核酸鋳型に結合 しその鋳型により導かれる生合成を調節することを含むが、それらに限定されな い。The present invention provides both single-stranded and double-stranded targets with their selective and stable Various properties of the cyclic oligonucleotide of the present invention made possible by its unique binding properties Utilities include, but are not limited to, binding to a solid support for affinity isolation of complementary nucleic acids. The use of circular oligonucleotides of limited sequence, polymerase chain reaction (P of the oligonucleotides of the invention for providing sequence-specific stop signals during CR). Use, drug to cyclic oligonucleotide for cell-specific drug delivery, drug Covalent addition of analogs or therapeutic agents to localize and quantify complementary target nucleic acids. Labeling of cyclic oligonucleotides with a detectable reporter molecule for identification Become a bell! Attach circular oligonucleotides to cellular or viral nucleic acid templates including, but not limited to, regulating perilla-templated biosynthesis. stomach.

本発明の環状オリゴヌクレオチドは、固体支持体例えばシリカ、セルロース。The cyclic oligonucleotides of the invention can be prepared on solid supports such as silica, cellulose.

ナイロン並びにビーズ、フィルター及びカラムクロマトグラフィー樹脂を製造S るのに使用される他の天然或は合成の物質に付着できる。これらのタイプの固体 支持体への核酸の付着のやり方は1周知であり、全ての周知の付着のやり方は、 本発明に含まれる。固体支持体にずす着した環状オリゴヌクレオチドは5次に相 補的核酸を単離するのに使用できる。相補的核酸の単離は、オリゴヌクレオチド :固体支持体をクロマトグラフィ一手段のカラムに配合することにより行うこと ができる。他の単離の方法は、例えば濃過手段の利用により、カラム中にオリゴ ヌクレオチド:固体支持体を配合することな(行うことができる。環状オリゴヌ クレオチド:固体支持体は1例えばP及びAPドメインポリ(dT)又はポリ( Ul配列により環状オリゴヌクレオチドを製造することにより、全細胞又はウィ ルス性RNAからポリ(A) mRNAを単離するのに使用できる。環状オリゴ ヌクレオチドは、それらがヌクレアーゼ抵抗性であり目標核酸に強く結合するの で。Manufactures nylon, beads, filters and column chromatography resins It can be attached to other natural or synthetic materials used in These types of solids One method of attaching nucleic acids to a support is well known, and all known methods of attachment are: Included in the present invention. A cyclic oligonucleotide attached to a solid support has a 5-order phase. Can be used to isolate complementary nucleic acids. Isolation of complementary nucleic acids involves oligonucleotides : Performed by incorporating a solid support into a column for chromatography. Can be done. Other methods of isolation include oligos in a column, for example by the use of concentration means. Nucleotides: Can be done without incorporating a solid support. Cyclic oligonucleotides Creotide: The solid support can be one such as P and AP domain poly(dT) or poly( By producing circular oligonucleotides with the Ul sequence, whole cells or viruses can be isolated. It can be used to isolate poly(A) mRNA from viral RNA. cyclic oligo Nucleotides are used because they are nuclease resistant and bind strongly to target nucleic acids. in.

理想的にこのタイプの応用に適している。Ideally suited for this type of application.

他の有用性は、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)技術の分野における本発明のオリ ゴヌクレオチドが利用できることである。PCR技術は、プライマー結合部位と して用いられる2個の周知の核酸配列の間の核酸鋳型にエンコードされた二本t II4DNAフラグメントを合成する方法を提供する。成る場合には、二本鎖フ ラグメントの成るものを製造する前又はした後に、一本$1fiDNAフラグメ ントを生成するのが望ましい、これは、例えば、本発明の環状オリゴヌクレオチ ドをプライマー結合部位の一つに又はプライマー結合部位の間に存在する部位に 結合することにより行うことができる。Another utility lies in the invention's origin in the field of polymerase chain reaction (PCR) technology. nucleotides are available. PCR technology uses primer binding sites and A double t encoded in a nucleic acid template between two well-known nucleic acid sequences used as Methods of synthesizing II4 DNA fragments are provided. double-stranded chain Before or after manufacturing the fragment, use fiDNA fragments for $1 each. For example, it is desirable to generate a cyclic oligonucleotide of the present invention. into one of the primer binding sites or into a site between the primer binding sites. This can be done by combining.

本発明は、又特定の細胞のタイプに薬剤を指向するために本発明の環状オリゴヌ クレオチドを使用することを含む、この指向は、特別の細胞のタイプの選択的破 壊又は増大を行うことができ1例えば、腫瘍の細胞の成長の抑止が達成できる。The present invention also provides for the use of circular oligonucleotides of the present invention to direct drugs to specific cell types. This orientation, which involves the use of cleotides, allows for the selective destruction of specific cell types. For example, inhibiting the growth of tumor cells can be achieved.

異なる細胞のタイプは、異なる遺伝子を発現し、特別なmRNAの濃度は、他の 細胞のタイプよりも一つの細胞のタイプで高くすることができ、このmRNAは 。Different cell types express different genes, and concentrations of specific mRNAs may differ from others. This mRNA can be higher in one cell type than in another cell type. .

薬剤又は薬剤アナログに結合した環状オリゴヌクレオチドによる、細胞のタイプ に特異的な薬剤伝達のための目111mRNAである。高濃度の目標mRNAを 有する細胞は、目標mRNAに相補的なしかも共有結合で結合した薬剤を有する 環状オリゴヌクレオチドを細胞に投与することによる、薬剤伝達のために指向さ れる。Cell type by cyclic oligonucleotide attached to drug or drug analog 111 mRNA for specific drug delivery. High concentration of target mRNA cells that have a drug complementary to and covalently attached to the target mRNA Directed for drug delivery by administering cyclic oligonucleotides to cells It will be done.

本発明は、又目標核酸を検出するプローブとして使用されるために本発明の環状 オリゴヌクレオチドをラベルすることを含む、ラベルされた環状オリゴヌクレオ チドプローブは 組織、染色体又(よ核酸の混合物中の目標核酸を局在化、定量 化又は検出するための診断及び分析のハイブリッドイヒ法に有用性を有する。本 発明の環状オリゴヌクレオチドプローブは、環状オリゴヌクレオチドが二本鎖核 酸の1本の鎖を置換できるため さらに本発明のオリゴヌクレオチドが結合安定 性を増すばかりかターゲット オリゴヌクレオチドの相互作用のためのより大き な配列選択度(又は特異性)を付与する2個の結合ドメインを有するため、線状 の核酸プローブより実質的な改良を示す。The present invention also provides a circular form of the present invention for use as a probe for detecting a target nucleic acid. labeled circular oligonucleotides, including labeling oligonucleotides; Tidoprobes can be used to localize and quantify target nucleic acids in tissues, chromosomes, or mixtures of nucleic acids. It has utility in diagnostic and analytical hybrid methods for detection or detection. Book In the cyclic oligonucleotide probe of the invention, the cyclic oligonucleotide has a double-stranded core. Since one strand of acid can be replaced, the oligonucleotide of the present invention also has binding stability. In addition to increasing the Because it has two binding domains that confer great sequence selectivity (or specificity), This represents a substantial improvement over other nucleic acid probes.

環状オリゴヌクレオチドのラベリングは1本発明の環状オリゴヌクレオチド中に rレポーター分子Jに結合したヌクレオチドを挿入することにより行うことがで きる。ここで規定される「レポーター分子」は、その化学的性質により、環状オ リゴヌクレオチドの検出を行う同定可能な信号を提供する分子又は原子である。Labeling of a cyclic oligonucleotide is carried out in one of the cyclic oligonucleotides of the present invention. This can be done by inserting a nucleotide bound to the r reporter molecule J. Wear. “Reporter molecules” as defined herein are cyclic oligomers due to their chemical properties. A molecule or atom that provides an identifiable signal for detection of oligonucleotides.

検出は、定量的又は定性的の何れでもできる0本発明は、ラジオニュクリド 酵 素、ビオチン、ブソラレン、蛍光団、キレート化重金属及びルシフェリンを含む 。Detection can be done either quantitatively or qualitatively.The present invention Contains biotin, busoralen, fluorophores, chelated heavy metals and luciferin .

任、tの普通に使用されるレポーター分子の使用を含む、最も普通に使用される レポーター分子は、環状オリゴヌクレオチドの合成に使用されるヌクレオチドに 結合した酵素、蛍光団又は放射能ニュクリドの何れがである1g通に使用される 酵素は、西洋わさびペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、グルコース オキシダーゼ及びβ−ガラクトシダーゼなどを含む、特定の酵素ととに使用され る基質は、検出可能に着色した生成物は、基質に作用する酵素により形成される 。The most commonly used reporter molecules, including the use of commonly used reporter molecules, The reporter molecule is attached to the nucleotides used in the synthesis of the circular oligonucleotide. 1 g of bound enzyme, fluorophore or radioactive nucleide is used. Enzymes include horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, glucose Used with certain enzymes, including oxidase and β-galactosidase. The detectably colored product is formed by the enzyme acting on the substrate. .

例えば、p−ニトロフェニルホスフェートは、アルカリ性ホスファターゼコンジ ュゲートと使用されるのに適し、わさびペルオキシダーゼには、1.2−フェニ レンジアミン、5−アミノサルチル酸又はトルイジンが普通に使用される。生成 したプローブは、例えば、サーザン分析、ノーザン分析、組織切片或は染色体の 塊(S q u a s h)へのその場のハイブリッド化及び他の分析及び診 断法において、特定のDNA又はRNAの検出に有用性を有する。このハイブリ ッド化プローブを使用する方法は5周知であり、そしてこの方法の成る例は、S ambr。For example, p-nitrophenyl phosphate is an alkaline phosphatase compound. Wasabi peroxidase is suitable for use with 1,2-phenylated Diamine, 5-aminosalicylic acid or toluidine are commonly used. Generate The probes can be used, for example, in Southern analysis, Northern analysis, tissue sections or chromosomes. In situ hybridization into masses (Sq u a s h) and other analyzes and diagnostics It has utility in detecting specific DNA or RNA in cutting methods. This hybrid Methods of using coded probes are well known, and examples of this method include S. ambr.

okらにより提供される。provided by OK et al.

本発明の環状オリゴヌクレオチドは、目標核酸へのプローブのハイブリッF:1 ヒに基づく任意の周知の検出又は診断法に間違して使用できる。さらに、本発明 の環状オリゴヌクレオチド1よ、例えばサンプル中に存在する目標核酸と本発明 のオリゴヌクレオチドの一つのためのラベルしたトレーサーターゲントとの間の 競合的ハイブリッド化により、目標核酸を定量する任意のハイブリッド化に使用 できる。さらに、環状オリゴヌクレオチドプローブを製造するのに必要なしかも ハイブリッド化法にこのプローブを利用するのに必要な!ic!5は、キットで 市販されている。The cyclic oligonucleotide of the present invention has a hybrid F:1 of a probe to a target nucleic acid. It can be used in any known detection or diagnostic method based on humans. Furthermore, the present invention cyclic oligonucleotide 1, for example, a target nucleic acid present in a sample and the present invention. between the labeled tracer target for one of the oligonucleotides of Used in any hybridization to quantify target nucleic acids by competitive hybridization can. Furthermore, it may not be necessary to produce circular oligonucleotide probes. Necessary to use this probe in hybridization method! ic! 5 is a kit It is commercially available.

キットは、利用の容易さのためにコンパートメント化され、そして環状オリゴヌ クレオチドのための前環状物を製造するための試薬を提供する少な(とも1個の 第一のコンテナー、レポーター分子により前環状物をラベルするための試薬を提 供する少なくとも1個の第二のコンテナー、n環状物を環状化するための試薬を 提供する少なくとも1個の第三のコンテナー並びにラベルされた環状オリゴヌク レオチドを単離するための試薬を提供する少なくとも1個の筒口のコンテナーを 含むことができる。The kit is compartmentalized for ease of use and contains circular oligonucleotides. A small number of (and one The first container provides reagents for labeling the precycle with a reporter molecule. at least one second container containing a reagent for cyclizing the n-cycle; at least one third container and a labeled circular oligonuclease providing at least one third container; at least one tube-necked container providing reagents for isolating leotide; can be included.

さらに、本発明は、鋳型核酸の単離のためのキットを提供する。このキットは。Additionally, the present invention provides kits for isolation of template nucleic acids. This kit is.

鋳型内に含まれたターゲットに相補的な環状オリゴヌクレオチドを提供する少な (とも1個の第一のコンテナーを有する0例えば、鋳型核酸は、細胞性及び/又 はウィルス性のポリ(A) +mRNAであり、そしてターゲットは、ポリ ( A)千尾部である。従って、ポリ(A) +mRNAの単離に有用性を有する本 発明の環状オリゴヌクレオチドは、ポリ(dTl又はポリ(U)のP及びAPド メイン配列を有する。A oligonucleotide that provides a circular oligonucleotide complementary to the target contained within the template. For example, the template nucleic acid may contain cellular and/or is viral poly(A)+mRNA, and the target is poly(A)+mRNA. A) Chiobe. Therefore, this book has utility in isolating poly(A) + mRNA. The cyclic oligonucleotide of the invention comprises P and AP dots of poly(dTl or poly(U)). It has a main array.

その上、本発明は、疾患の診断が特定の周知の目標核酸の検出に依存するとき有 用なキットを提供する。これらの核酸ターゲットは2例えば、ウィルス性核酸、 エキストラ又はミッシング染色体又は遺伝子、突然変異細胞遺伝子又は染色体。Moreover, the present invention provides useful information when diagnosis of a disease relies on the detection of specific, well-known target nucleic acids. Provide kits for These nucleic acid targets include 2 e.g. viral nucleic acids, Extra or missing chromosomes or genes, mutant cell genes or chromosomes.

異常発現RNAなとでありうる。キットは、コンパートメント化されて、レボ− クー分子に結合した環状オリゴヌクレオチドを提供する少なくとも1個の第一の コンテナー及びレポーター分子の検出のための試薬を提供する少な(とも1個の 第二のコンテナーを含む。It may be abnormally expressed RNA. The kit is compartmentalized and at least one first providing a cyclic oligonucleotide attached to the Coo molecule; A small (both one Contains a second container.

本発明のひとつの態様は、鋳型に含まれる目標配列への1種以上のオリゴヌクレ オチドの結合を行わすのに十分な量及び条件下で、そのDNA、そのRNA又は その蛋白のための核酸鋳型を、少なくとも1種の本発明の環状オリゴヌクレオチ ドと接触させることにより DNA、RNA又は蛋白の生合成を調節する方法を 擾供する。1種以上のオリゴヌクレオチドとターゲットとの間の結合は、鋳型へ の接近を阻止し、それにより核酸又は蛋白の生合成を調節する。鋳型への接近を 阻止することは、生合成プロセスに含まれる蛋白及び核酸を、鋳型への結合する こと、鋳型に沿って移動すること又は鋳型内にエンコードされた信号を!!識す ることを妨げる。別に 鋳型がRNAであるとき、調節は、鋳型の選択的分解を 許すことにより達成できる0例えば、本発明の環状オリゴヌクレオチドにより結 合されたRNA鋳型は、RNアーゼHによる分解に曝され易く1選択されたRN A鋳型のRNアーゼ■(分解は それにより生合成プロセスの鋳型の使用をv4 !5する。One aspect of the invention is to attach one or more oligonucleotides to a target sequence contained in a template. the DNA, the RNA, or the A nucleic acid template for the protein is combined with at least one circular oligonucleotide of the invention. A method for regulating the biosynthesis of DNA, RNA or protein by contacting with Offer. Binding between one or more oligonucleotides and the target is directed to the template. , thereby regulating nucleic acid or protein biosynthesis. Access to the mold Preventing proteins and nucleic acids involved in the biosynthetic process from binding to the template. That, moving along the mold or signals encoded within the mold! ! be aware prevent it from happening. Alternatively, when the template is RNA, regulation involves selective degradation of the template. For example, the cyclic oligonucleotide of the present invention can achieve The combined RNA template is susceptible to degradation by RNase H and contains selected RNases. RNase ■ (degradation of the A template) thereby inhibiting the use of the template in the biosynthetic process v4 ! Do 5.

ここで使用されるとき5枠酸又は蛋白の生合成は、細胞性及びウィルス性のプロ セス例えばDNA複製、DNA逆転写、RNA転写、RNAスプライシング、R NAポリアデニル化 RNA輸送及び蛋白翻訳を含み、それらは、DNA、RN A又は蛋白の生成を導き、そして生合成プロセスの成る段階での核酸鋳型を含む 。As used herein, 5-frame acid or protein biosynthesis refers to cellular and viral processes. Processes such as DNA replication, DNA reverse transcription, RNA transcription, RNA splicing, R NA polyadenylation includes RNA transport and protein translation; they are A or a nucleic acid template that guides the production of a protein and contains a nucleic acid template at any stage of the biosynthetic process .

ここで使用されるとき、生合成の調節は、生合成の阻害、停止、増大、促進又は 遅延を含む、 UI4iIBは 直接又は間接であり、即ちDNA、RNA又は 蛋白の生合成は そのDNA、RNA又は蛋白のための鋳型に環状オリゴヌクレ オチドを結合することにより直接的に調節できるか、又は生合成は、第一のDN A、RNA又は蛋白の生合成をyJ節するのに役割を果たす蛋白をエンコードす る第二の鋳型へのオリゴヌクレオチドの結合により、間接的に調節できる。As used herein, regulation of biosynthesis refers to inhibiting, stopping, increasing, promoting or UI4iIB, including delays, can be direct or indirect, i.e. DNA, RNA or Protein biosynthesis involves the use of circular oligonucleotides as templates for DNA, RNA, or proteins. The biosynthesis can be directly regulated by binding the otide or the biosynthesis can be A, encodes a protein that plays a role in regulating RNA or protein biosynthesis. can be indirectly regulated by binding of the oligonucleotide to a second template.

核酸鋳型は、RNA又はDNAであり、そして一本積又は二本鎖である1本発明 の環状オリゴヌクレオチドは、鋳型に存在するターゲットの1本の鎖のみに結合 するが、二本鎖の鋳型は、生合成プロセス中に開き2それにより結合に利用でき るようになる。さらに、本発明の環状オリゴヌクレオチドのPドメインは、二本 鎖のターゲットに結合でき、そしてAPドメインヌクレオチドを目標ヌクレオチ ドへのワトソンークリック結合に競合する位置にlく。The nucleic acid template can be RNA or DNA, and can be single-stranded or double-stranded. The circular oligonucleotide binds to only one strand of the target present in the template. However, the double-stranded template opens during the biosynthetic process2 and is therefore available for binding. Become so. Furthermore, the P domain of the cyclic oligonucleotide of the present invention has two chain target and directs the AP domain nucleotide to the target nucleotide. It is placed in a position that competes for Watson-Crick binding to the node.

DNA鋳型からのDNA複製は、それらがDNAを開きそしてDNA鋳型に沿っ てD N A合成を開始する複製の元に結合する蛋白により仲介される1本発明 によりDNA複製を阻害するために、複製の元で1種以上のターゲットに結合す る環状オリゴヌクレオチドが選択される。この結合は、DNA複製に含まれる蛋 白に接近する鋳型をブロックする。そのため、DNA複製の開始及び進行が阻害 される。DNA複製を阻害する別の方法として、DNA複製を仲介する蛋白の発 現は1例えば転写又は翻訳のレベルで阻害できる。DNA replication from a DNA template occurs when they open the DNA and follow the DNA template. The present invention is mediated by a protein that binds to the origin of replication and initiates DNA synthesis. binding to one or more targets at the origin of replication to inhibit DNA replication by A cyclic oligonucleotide is selected. This binding is a protein involved in DNA replication. Block the molds approaching white. Therefore, the initiation and progress of DNA replication is inhibited. be done. Another way to inhibit DNA replication is to inhibit the expression of proteins that mediate DNA replication. The present invention can be inhibited, for example, at the level of transcription or translation.

RNA鋳型からのDNA複製は、又核酸プライマーにより結合されるRNAの領 域に結合する逆転写酵素により仲介される。RNA鋳型からのDNA複製を阻害 するために、逆転写酵素又はプライマー結合は、プライマー結合部位へ環状オリ ゴヌクレオチドを結合させ それによりその部位への接近をブロックすることに よりブロックできる。さらに、DNA複製の阻害は、RNA鋳型に存在する部位 へ環状オリゴヌクレオチドを結合することにより生ずる。それは、この結合が、 その部位そして下流部位即ちターゲット又は結合部位の3゛測の部位への接近を ブロックするからである。DNA replication from an RNA template also involves regions of RNA bound by nucleic acid primers. mediated by reverse transcriptase that binds to the region. Inhibits DNA replication from RNA templates In order to By attaching a gonucleotide and thereby blocking access to that site. Can block more. Furthermore, inhibition of DNA replication may be due to the presence of sites in the RNA template. generated by attaching a cyclic oligonucleotide to That is, this combination is access to that site and the downstream site, i.e. the target or binding site, to the three-dimensional site. This is because it blocks.

RNA転写を開始するために、RNAポリメラーゼは、DNA鋳型の特定の開始 配列又はプロモーターを認識し結合する。RNAポリメラーゼの結合は、DNA 鋳型を開く、転写に役割を果たしそしてDNA鋳型に位置する追加の転写調節要 素も又存在する。これらの転写mn要素は、エンハンサ−配列、上流活性化配列 、レプレッサー結合部位などを含む、全てのこのプロモーター及び転写調節要素 は、単独で又は組合わさって、本発明の環状オリゴヌクレオチドのターゲットで ある。これらの部位に結合するオリゴヌクレオチドは、鋳型へ接近し、それによ りRNA特にmRNA及びtRNAの生成を調節例えば増大又は減少させること がらRNAポリメラーゼ及び転写ファクターをブロックできる。さらに、本発明 のオリゴヌクレオチドは、DNA鋳型のコーティングvA域又は3°−未翻訳領 域に指向して、転写の早すぎた停止を生じさせる。当業者は、これらの調節要素 の周知の配列から、コーディング領域配列から及びコンセンサス配列から、上記 の目標配列に対するオリゴヌクレオチドを容易にデザインできる。To initiate RNA transcription, RNA polymerase uses a specific starting point on the DNA template. Recognizes and binds to sequences or promoters. The binding of RNA polymerase is the Additional transcriptional regulatory elements that open the template, play a role in transcription, and are located on the DNA template. Elements also exist. These transcriptional mn elements include enhancer sequences, upstream activating sequences, all of this promoter and transcriptional regulatory elements, including repressor binding sites, etc. are, alone or in combination, targets of the cyclic oligonucleotides of the present invention. be. Oligonucleotides that bind to these sites gain access to the template and thereby regulating the production of RNA, especially mRNA and tRNA, e.g. increasing or decreasing can block RNA polymerase and transcription factors. Furthermore, the present invention oligonucleotides coat the vA region or 3°-untranslated region of the DNA template. region, causing premature termination of transcription. Those skilled in the art will understand that these regulatory elements from the well-known sequence of the above, from the coding region sequence and from the consensus sequence. Oligonucleotides can be easily designed for target sequences.

RNA転写は 例えば、環状オリゴヌクレオチドを負の転写調節要素に結合する ことにより 又は転写を抑制できる蛋白の生合成を阻害することにより、増大で きる。負の転写調節要素は、レプレッサ一部位又はオペレータ一部位を含みレプ レッサー蛋白が結合し転写をブロックする。レプレッサー又はオペレータ一部位 に結合するオリゴヌクレオチドは、それらの結合部位へのレプレッサー蛋白の接 近をブロックしそれにより転写を増大させる。RNA transcription e.g. binds a circular oligonucleotide to a negative transcriptional regulatory element. or by inhibiting the biosynthesis of proteins that can suppress transcription. Wear. Negative transcriptional regulatory elements include a repressor site or an operator site. Lesser protein binds and blocks transcription. Repressor or operator part Oligonucleotides that bind to blocking the vicinity and thereby increasing transcription.

真核細胞に作られた一次RN A転写物即ち前mRNAは、蛋白翻訳のための細 胞質中に輸送される前に多数の成執プロセスにかけられる。核では、イントロン か、スプライシング反応で前mRNAから取り出される。mRN、Aの5°末端 は。The primary RNA A transcript, or pre-mRNA, produced in eukaryotic cells serves as a precursor for protein translation. It undergoes a number of maturation processes before being transported into the cytoplasm. In the nucleus, introns Alternatively, it is removed from the pre-mRNA in a splicing reaction. 5° end of mRNA, A teeth.

修飾されて5゛キヤツプ構造を形成し、それによりmRNAを安定化する1種々 の1基が又変(ヒする。3°末端のmRNAのポリアデニル化は、核からの輸出 と関連していると眉われる0本発明の環状オリゴヌクレオチドは、これらのプロ セスの全てをブロックするのに使用できる。1 variety that is modified to form a 5' cap structure, thereby stabilizing the mRNA. The polyadenylation of mRNA at the 3° end is important for export from the nucleus. The cyclic oligonucleotide of the present invention is believed to be related to these proteins. Can be used to block all attacks.

前mRNA鋳型は、前m RN Aの連結及びイントロン分岐つ配列をスプライ シングするために結合するリボ核蛋白により核でスプライシングされる。5゛及 び3°スプライス連結及びイントロン分岐点のコンセンサス配列は、知られてい る。The pre-mRNA template splices the pre-mRNA concatenation and intron branch sequences. spliced in the nucleus by ribonucleoproteins that bind to 5゛and The consensus sequences for the 3° and 3° splice junctions and intron branch points are not known. Ru.

例えば スプライス連結へ結合するリポ核蛋白の阻害又はイントロン分岐点に対 するイントロンの5′末端の共有結合の阻害は、スプライシングをブロックでき る。前mRNA鋳型の成熟化は、そのため、これらの部位への接近を妨げること により、叩ち5°スプライス連結、イントロン分岐点又は3゛スプライス連結へ の本発明の環状オリゴヌクレオチドを結合することにより2ブロツクできる。特 定の前mRNA鋳型のスプライシングは、1個以上の特定の前mRNAスプライ ス連結又はイントロン分岐つに相補的な配列を有する環状オリゴヌクレオチドを 使用することにより、阻害できる。池の態様では、前mRNA鋳型の関連するス プライシングのコレクションは、−緒になってスプライス連結及びイントロン分 岐点の配列の所望の群に相補的な種々の配列を有する環状オリゴヌクレオチドの 混合物を使用することにより、阻害できる。For example, inhibition of liponucleoprotein binding to splice junctions or inhibition of intron branch points. Covalent inhibition of the 5′ end of the intron can block splicing. Ru. Maturation of the pre-mRNA template may therefore prevent access to these sites. Accordingly, to a 5° splice connection, an intron branch point or a 3゛ splice connection Two blocks can be obtained by attaching the cyclic oligonucleotide of the present invention. Special Splicing of a given pre-mRNA template involves one or more specific pre-mRNA splices. A circular oligonucleotide with a sequence complementary to the intron branch or intron branch It can be inhibited by using In the pond embodiment, the relevant stages of the pre-mRNA template are The collection of pricing is - together with splices and introns. of circular oligonucleotides with different sequences complementary to the desired group of branchpoint sequences. This can be inhibited by using a mixture.

ポリアデニルfとは、特定のポリアデニル化部位における特定のRNAエンドヌ クレアーゼによる前mRNAの認識及び開裂1次に前mRNAの3′末端へのポ リ (Al M部の付加を含む、従って、任意のこれらの段階は、本発明のオリ ゴヌクレオチドを適切な部位に結合させることにより阻害できる。Polyadenyl f refers to a specific RNA endonuclease at a specific polyadenylation site. Recognition and cleavage of the pre-mRNA by clease. Next, the 3' end of the pre-mRNA is (includes the addition of the Al M moiety, so any of these steps may This can be inhibited by attaching gonucleotides to appropriate sites.

真核細胞の細胞質への核からのRNA輸送は、ポリ(A)尾部を必要としている ように見える。従って、環状オリゴヌクレオチドは1本発明に従ってデザインさ れてポリ(A1尾部に結合し、それによりポリ(A1M部への接近をブロックし モしてRNA輸送を阻害する。このオリゴヌクレオチドについて、P及びApド メインの両者は、約10−約50個のチミン残基そして好ましくは約20個の残 基よりなる。このオリゴヌクレオチドにとり特に好ましいP及びAPドメインの 長さは、約6−約12個のチミン残基である。RNA transport from the nucleus to the cytoplasm of eukaryotic cells requires a poly(A) tail looks like. Therefore, a circular oligonucleotide is one designed according to the present invention. and binds to the poly(A1 tail), thereby blocking access to the poly(A1M part). inhibits RNA transport. For this oligonucleotide, P and Ap Both main components contain about 10 to about 50 thymine residues and preferably about 20 residues. Consists of base. Particularly preferred P and AP domains for this oligonucleotide. The length is about 6 to about 12 thymine residues.

蛋白生合成は、mRNA鋳型へのリポソームの結合、次にmRNAの翻訳「読み 」を経るアミノ酸の開始及び伸長により始まる。蛋白生合成即ち翻訳は、そのた め鋳型mRNAのターゲットへ結合する本発明の環状オリゴヌクレオチドを使用 する、鋳型への接近をブロックすることにより、ブロック又は阻害できる1本発 明により含まれるこれらターゲットは、リポソーム結合部位(Shine−De  1 ga rno配列)、5°mRNAキャップ部位、開始コドン、及び蛋白 コーディング配列中の部位を含む、又ヌクレオチド配列ホモロジーのドメインを 同じくする蛋白の群が存在する。従って、この群に間する蛋白生合成の阻害は、 本発明の環状オリゴヌクレオチドを相同蛋白ドメイン(コーティング配列を経て )に指向することにより達成できる。Protein biosynthesis begins with the binding of liposomes to the mRNA template, followed by translation of the mRNA. ” begins with amino acid initiation and elongation. Protein biosynthesis, or translation, is Using a circular oligonucleotide of the present invention that binds to a template mRNA target One shot that can be blocked or inhibited by blocking access to the mold These targets included by Shine include the liposome binding site (Shine-De 1 ga rno sequence), 5° mRNA cap site, start codon, and protein including sites in the coding sequence and domains of nucleotide sequence homology. There are groups of proteins that do the same thing. Therefore, inhibition of protein biosynthesis between this group The cyclic oligonucleotide of the present invention is attached to a homologous protein domain (via a coating sequence). ).

前記のやり方の任意のものによる生合成の調節は、多くの応用について有用性を 有する1例えば、遺伝子的障害は、突然変異又は過剰生成蛋白の生成を阻害する ことにより、又は過少発現蛋白の増加した生成により補正でき、細胞の増殖をv 4nするファクターをエンコードする遺伝子の発現は、阻害されて癌の拡大をコ ントロールし、そしてウィルスをエンコードした機能は、阻害されてウィルスの 感染と闘う。Regulation of biosynthesis in any of the ways described above has utility for many applications. For example, a genetic disorder inhibits the production of mutated or overproduced proteins. or by increased production of underexpressed proteins, cell proliferation can be corrected by The expression of the gene encoding the 4n factor is inhibited and contributes to the spread of cancer. The functions that control and encode the virus are inhibited and the virus Fight infection.

本発明の環状オリゴヌクレオチドにより処置できる遺伝的障害の成るタイプは。What types of genetic disorders can be treated with the cyclic oligonucleotides of the invention?

アルツハイマー病、成るタイプの神経痛、1!状赤血球貧血などを含む、多くの タイプのウィルス感染は1本発明の環状オリゴヌクレオチドを利用することによ り処置でき、インフルエンザ、ライノウイル人HrV、単純ヘルペス、バビロー マウイルス、サイトメガウィルス、ニブシュタイン−八−ウイル人アデノウィル ス、水泡性口内炎ウィルス、ロタウィルス及びRSウィルスなどを含む1本発明 によれば、動物及び植物のウィルス感染は、又本発明のオリゴヌクレオチドを投 与することにより処置される。Alzheimer's disease, a type of neuralgia, 1! Many conditions, including morphocytic anemia, type of viral infection can be prevented by using the cyclic oligonucleotide of the present invention. can be treated for influenza, rhinovirus, herpes simplex, babyro Mavirus, Cytomegavirus, Nibstein-eight Virus Adenovirus The present invention includes virus, vesicular stomatitis virus, rotavirus, respiratory syncytial virus, etc. According to the authors, viral infections of animals and plants can also be treated with the oligonucleotides of the present invention. It is treated by giving.

C−myc遺伝子は、細胞の増殖に役割を有する遺伝子の一つの例である。C− myc発現の阻害は、c−myc転写開始部位の目標115bp上流に相補的な 線状オリゴヌクレオチドを使用して生体外で証明されている(Cooneyら、 1988.5cience 241:456 459)、以下に示される5EQ ID NO:I及びSEQ ID NO:2の環状オリゴヌクレオチドは、それ ぞれ−131から−120及び−75から−62のヌクレオチドでc−mycプ ロモーターに相補的であり、そして本発明によりC−myc発現を阻害するよう にされる。SEQ ID NO:1及びSEQ ID NO:2のこれらの描写 に使用されるとき、Nは任意のヌクレオチド又はヌクレオチドアナログである。The C-myc gene is one example of a gene that plays a role in cell proliferation. C- Inhibition of myc expression is induced by a target 115 bp upstream of the c-myc transcription start site. It has been demonstrated in vitro using linear oligonucleotides (Cooney et al. 1988.5science 241:456 459), 5EQ shown below The cyclic oligonucleotide with ID NO: I and SEQ ID NO: 2 is c-myc protein at nucleotides -131 to -120 and -75 to -62, respectively. is complementary to the promoter and inhibits C-myc expression according to the invention. be made into These depictions of SEQ ID NO:1 and SEQ ID NO:2 When used in , N is any nucleotide or nucleotide analog.

挺例」旦Jジュ ユ旦」見上化l ヒト免疫不全ウィルス(HI V)は、獲得免疫不全症候群(AIDS)を引き 起こすレトロウィルスである0本発明の環状オリゴヌクレオチドは、HIVに感 染されたヒトの正常の細胞の?!製に有害に影響することなく、ウィルスの複製 をブロックする手段を提供する。レトロウィルスのゲノムは、単一の長い転写物 として転写され、その一部は、スプライスされてウィルスのエンベロープ蛋白を エンコードするRNAを生ずる。HIV感染の阻害は、HIVゲノム内の多数の 領域に結合するようにオリゴヌクレオチドをデザインすることにより達成でき  それは、ゲノムを複製する機能のためのコーディング領域(即ちpo+又は逆転 写酵素の機能)又は遺伝子発現をコントロールする機能(Piqえは、tat、 rev又は他の機能)を含む、しかし、iIl状オリゴヌクレオチドよる従来の 研究は、スプライス部位、ポリ (A)付加信号、キャップ又は開始コドン部位 、及びリボ ・ソームアセンブリに関連する部位が、真核細胞蛋白発現を阻害す るのに特に有効であることを示唆している。さらに、レトロウィルスのゲノムの 末端構造は、又これらの構造が転写及び複製の速度を仲介するコンl−ロール領 域をエンコードするばかりか、これらの構造が縁り返され、オリゴヌクレオチド をそれぞれの繰返しへ結合しそれへの接近をブロックするため、レトロウィルス を阻害するための優れたターゲットである。``Example'' Dan J Ju ``Yudan'' look up l Human immunodeficiency virus (HIV) causes acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). The cyclic oligonucleotide of the present invention is susceptible to HIV, which is a retrovirus that causes Of normal human cells that were stained? ! Replication of the virus without harmfully affecting the product. Provide a means to block. Retrovirus genomes consist of a single long transcript A portion of it is spliced to form the viral envelope protein. Generates encoding RNA. Inhibition of HIV infection is due to the large number of This can be achieved by designing oligonucleotides to bind to the region. It contains the coding region for the function of replicating the genome (i.e. po+ or inverted functions of enzymes) or functions that control gene expression (Piqe, tat, rev or other functions), but conventional Studies include splice sites, poly(A) addition signals, cap or start codon sites , and sites associated with ribosome assembly inhibit eukaryotic protein expression. This suggests that it is particularly effective for In addition, the retrovirus genome Terminal structures also contain control regions in which these structures mediate the rate of transcription and replication. In addition to encoding regions, these structures are turned around and oligonucleotides Retroviruses bind to each repeat and block access to it. is an excellent target for inhibiting

従って、本発明は、Nが任意のヌクレオチド又はヌクレオチドアナログでありそ してYがピリミジン又はピリミジンアナログであるSEQ ID NO:3及び SEQ ID NO:4に示される2個の環状オリゴヌクレオチドを提供する。Therefore, the present invention provides that N may be any nucleotide or nucleotide analog; and Y is pyrimidine or pyrimidine analog SEQ ID NO: 3 and Two circular oligonucleotides shown in SEQ ID NO:4 are provided.

SEQ [D NO:3は、HIV−1スプライス連結(ヌクレオチド6039 −52)に相補的であり、一方SEQ ID NO:4は、tat遺伝子の一部 (ヌクレオチド5974−88)に相補的である。SEQ ID NO:3の環 状の形は、以下に描かれ、ヌクレオチドナンバーlは、Pドメイン中の第一のヌ クレオチドであり即ち上線の第一のTは、 t1基lに相当する。SEQ [D NO:3 is HIV-1 splice junction (nucleotide 6039 -52), while SEQ ID NO:4 is a part of the tat gene. (nucleotides 5974-88). SEQ ID NO:3 ring The shape is depicted below and the nucleotide number l is the first nucleotide in the P domain. The first T, which is a cleotide, corresponds to the t1 group l.

SEQ ID NO:4の環状の形は、以下に描かれ、ヌクレオチドアナログ\ −1は、Pドメインの笥−のヌクレオチドである。The cyclic form of SEQ ID NO:4 is depicted below and the nucleotide analog\ -1 is the -1 nucleotide of the P domain.

SEQ ID NO:3及びSEQ ID NO:4の環状のオリゴヌクレオチ ドは、生体外及び生体内の両方でHIV感染を阻害できる。HIV感染に対する 環状オリゴヌクレオチドの有効性に間する生体外のスクリーニングは、当業者を してオリゴヌクレオチド:ターゲットの結合の安定性を判断させそして生体内の 有効性及び結合安定性を評価させる。生体外の阻害を観察するために、環状オリ ゴヌクレオチドは、HIVに感染された適切な細胞系の培養培地に加えられる。Circular oligonucleotides of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 can inhibit HIV infection both in vitro and in vivo. Against HIV infection In vitro screening for the effectiveness of cyclic oligonucleotides is within the skill of the art. oligonucleotide: to determine the stability of target binding and in vivo Efficacy and binding stability will be evaluated. To observe inhibition in vitro, a circular ori- The gonucleotide is added to the culture medium of the appropriate cell line infected with HIV.

細胞は、l状オリゴヌクレオチドにより予め処理されるか、又は環状オリゴヌク レオチドは、感染時又はHIVの感染後に加えられる。感染前又は後の添加は。Cells may be pre-treated with l-shaped oligonucleotides or cyclic oligonucleotides. Reotide is added at the time of infection or after infection with HIV. Added before or after infection.

本発明のオリゴヌクレオチドがそれぞれHIV感染を予防するか又は単に阻害す るかの何れかの評価を行う。Whether the oligonucleotides of the invention prevent or simply inhibit HIV infection, respectively. Evaluate any of the following.

HIV感染又は複製の阻害の度合は、ユニのアッセイ系の任意のものにより判断 され、未処置細胞に対する感染後に生存するオリゴヌクレオチド処置細胞の割合 の評価、処置及び未処置HIV感染細胞に形成されたシンシチウムの数の評価及 び処置及び未処置細胞で生成したウィルス抗原の量の測定を含む。The degree of inhibition of HIV infection or replication is determined by any of Uni's assay systems. percentage of oligonucleotide-treated cells surviving post-infection versus untreated cells. Evaluation of the number of syncytia formed in treated and untreated HIV-infected cells and measurement of the amount of viral antigen produced in treated and untreated cells.

環状オリゴヌクレオチドの有効性の生体内の研究は、適当な動物宿主例えばトラ ンスジェニックマウス又はチンパンジーで行われる。HIV抗原のレベルはモニ ターされて HIV複製に対する環状オリゴヌクレオチドの効果を評価しそれに より疾磨の状況の流れをたどる。一方、AIDS又はARCによるヒトボランテ ィアは、オリゴヌクレオチドが細胞毒性を有するとは思えないので1本発明の環 状オリゴヌクレオチドを投与される。これらのボランティアの疾患の状況は、次 に評価されて、AIDS感染の治療及び予防における本発明のオリゴヌクレオチ ドの効果を決定する。In vivo studies of the efficacy of cyclic oligonucleotides can be performed in a suitable animal host such as a tiger. performed in genetic mice or chimpanzees. HIV antigen levels are monitored The effects of cyclic oligonucleotides on HIV replication were evaluated and Follow the flow of the situation more quickly. On the other hand, human volunteers due to AIDS or ARC Since oligonucleotides are unlikely to have cytotoxicity, oligonucleotides are administered. The disease status of these volunteers is as follows: The oligonucleotides of the present invention have been evaluated in the treatment and prevention of AIDS infections. Determine the effect of the code.

本発明の他の!Q!様は、製薬上許容できる担体とともに本発明の環状オリゴヌ クレオチドを含む製薬組成物を提供する。特に1本発明のオリゴヌクレオチドは 。Others of this invention! Q! cyclic oligonucleotides of the present invention together with a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutical compositions comprising cleotide are provided. In particular, one oligonucleotide of the present invention is .

1日当り体重1kg当り約0.lug−約100mg、好ましくは1日当り体重 1kg当り約0. 1μg−約10mgの治療上有効量で提供されて、本発明の 方法により核酸に結合する。投与量は、当業者により容易に決められ、そして本 発明の製薬組成物に処方される。Approximately 0.0 kg per kg of body weight per day. lug - about 100 mg, preferably body weight per day Approximately 0.0 kg/kg. The present invention is provided in a therapeutically effective amount of 1 μg to about 10 mg. Binds to a nucleic acid by a method. Dosages are readily determined by those skilled in the art and described in this book. Formulated into pharmaceutical compositions of the invention.

ユニで使用されるとき [製薬上許容できる担体」とは、任意のそして全ての溶 媒5分散媒体 コーティング、抗菌及び抗かび剤、等張性及び吸収遅延性剤など である。製薬活性物質に対するこれらの媒体及び剤の使用は、当業者に周知であ る。任意の従来の媒体又は削が活性成分と不融和性であることを除いて 治療組 成物中のその使用は、含まれる。fI助的な活性成分も組成物に配合できる。[Pharmaceutically acceptable carrier] as used in Uni. Medium 5 Dispersion medium Coating, antibacterial and antifungal agents, isotonic and absorption delaying agents, etc. It is. The use of these media and agents for pharmaceutical active substances is well known to those skilled in the art. Ru. The therapeutic regimen except that any conventional vehicle or exfoliant is incompatible with the active ingredient. Its use in compositions is included. Active ingredients that support fI can also be included in the compositions.

本発明のオリゴヌクレオチドは、PIqえは、静脈内、筋肉内、腹腔内、皮下又 は皮膚経由のルートにより5局所的に又は非経口的に投与され、又は好適に保護 されたときには1本発明のオリゴヌクレオチドは、経口で投与される8本発明の オリゴヌクレオチドは、局所投与用のクリーム、溶液又は懸濁液中に配合できる 。The oligonucleotide of the present invention can be administered intravenously, intramuscularly, intraperitoneally, subcutaneously or may be administered topically or parenterally by the transdermal route, or suitably protected. When the oligonucleotide of the present invention is administered orally, the oligonucleotide of the present invention is administered orally. Oligonucleotides can be formulated into creams, solutions or suspensions for topical administration. .

経口投与では、オリゴヌクレオチドは、ゼラチンカプセル中の囲みによりtuf fできる。オリゴヌクレオチドは、非経口投与のために、リポソーム又はポリエ チレングリコールにより修飾されたリポソーム中に配合される。リポソーム中へ の追加の物質 例えば特定の目標細胞に見出される+1111蛋白に対して反応 性の抗体の配合は、オリゴヌクレオチドを特定の細胞のタイプに指向するのを助 ける。For oral administration, oligonucleotides are packaged in tuf by enclosure in gelatin capsules. I can f. The oligonucleotide can be packaged in liposomes or polyester for parenteral administration. Formulated in liposomes modified with tyrene glycol. into liposomes Additional substances e.g. react with the +1111 protein found on specific target cells Formulating specific antibodies helps target oligonucleotides to specific cell types. Let's go.

リポソーム担体中の局所投与及び非経口投与が好ましい。Topical and parenteral administration in liposomal carriers is preferred.

実施例 以下の実施例は、本発明をさらに説明する。Example The following examples further illustrate the invention.

実I*例 1 末端結合オリゴヌクレオチドを使用するオリゴヌクレオチドの環状化本発明によ れば、簡単な1段階化学法が開発されて、線状前駆#&J(前環状物)から環状 物を構築する。実際のターゲットと同じ配列を有したDNAオリゴヌクレオチド が構築され、これは、末端結合オリゴヌクレオチドである。前環状オリゴヌクレ オチドが1次に構築され、そして5′末端又は3′末端で化学的に燐酸化された 0図2に示されるように、前環状物及び末端結合オリゴヌクレオチドは、混合さ れ、そして末端が隣接しているコンプレックスを形成させた。臭化シアノゲン、 イミダソールIIIj物及び二価金属を加えた。6−48時間のインキュベージ タン後、混合物を透析し、凍結乾燥し、そして生成物を変性20%ポリアクリル アミドゲル電気泳動により分離した。UVシャドウィングは、前環状物より僅か に遅く移行する一つの新しい生成物とともに、前環状物及び末端結合オリゴヌク レオチドと一緒に移行する大きなバンドを示した。加えられた末端結合オリゴヌ クレオチドなしに又は前環状物の5°又は3°ホスフエート基の不存在下で生成 物は何も観察されなかった。主なバンドを収りだし、ゲルがら溶離し、透析して 塩を取り除き、そして260nmでの吸収により定量した。末端結合オリゴヌク レオチド4及び5(それぞれSEQ rD NO:8及ヒSEQ ID NO; 9)を用いる前環状物】及び2(それぞれSEQ ID NO:5及びSEQ  ID NO:6)との反応では 環状物6及び7が、それぞれ40%及び58% の収率で得られた。これらの分子及び他のオリゴヌクレオチドのそれぞれの配列 は1図3に示される。Actual I*Example 1 Circularization of oligonucleotides using end-linked oligonucleotides according to the present invention. If so, a simple one-step chemical method has been developed to produce cyclic precursors from linear precursors #&J (precyclic). Build things. DNA oligonucleotide with the same sequence as the actual target is constructed, which is an end-linked oligonucleotide. Anterior circular oligonucleus Otides were assembled in the first order and chemically phosphorylated at the 5' or 3' ends. As shown in Figure 2, the precircular and end-linked oligonucleotides are mixed together. and formed a complex with adjacent ends. cyanogen bromide, Imidasol III and divalent metal were added. Incubation for 6-48 hours After tanning, the mixture was dialyzed, lyophilized, and the product was purified using modified 20% polyacrylic Separated by amide gel electrophoresis. UV shadowing is slighter than the front annular Precyclic and end-linked oligonucleotides, with one new product migrating slowly to It showed a large band that migrated with leotide. Added end-linked oligo Produced without cleotide or in the absence of 5° or 3° phosphate groups of precyclics Nothing was observed. Collect the main band, elute it from the gel, and dialyze it. Salts were removed and quantified by absorbance at 260 nm. End-linked oligonucleotide Reotide 4 and 5 (SEQ rD NO: 8 and H SEQ ID NO: respectively; 9) and 2 (SEQ ID NO: 5 and SEQ respectively) In the reaction with ID NO: 6), cyclics 6 and 7 were 40% and 58%, respectively. was obtained in a yield of . Sequences of each of these molecules and other oligonucleotides is shown in Figure 1.

生成fJ56及び7の環状の構造は、線状の前環状物が完全に破壊又は脱燐酸化 される反応条件下で3゛エキソヌクレアーゼ消化及び5°脱燐酸化に対する抵抗 性により確認された。従って、T4DNAポリメラーゼの3′エキソヌクレアー ゼ活性は、線状前場状物1及び2を開裂したが、環状物6及び7を開裂しなかっ た。The cyclic structure of fJ56 and 7 is due to the complete destruction or dephosphorylation of the linear precyclic product. Resistance to 3° exonuclease digestion and 5° dephosphorylation under reaction conditions Confirmed by gender. Therefore, the 3' exonuclea of T4 DNA polymerase ze activity cleaved linear preforms 1 and 2 but not cyclics 6 and 7. Ta.

線状の前環状物は、又32Pにより5°末端をラベルされ次に環状化された1反 応後、環状生成物は、コラジアルカリ性ホスファターゼに対して不活性であるが 、前環状物は、完全にラベルした32Pを離脱した。前環状物に対する環状物の 僅かに遅いゲル移動性は、環状化の発生と一致した。The linear precycle was also labeled at the 5° end with 32P and then circularized. After reaction, the cyclic product is inactive towards coradialkaline phosphatase, but , the precycle left completely labeled 32P. Annular to preannular Slightly slower gel mobility was consistent with the occurrence of cyclization.

最適の環状化条件 多くのパラメーターが最適化されて、環状生成物の収率を増大し、それは、オリ ゴスクレオチド及び前環状物の濃度、温度1反応時間、金属、金属濃度、BrC N濃度及びpHを含む、改良された環状化色性は、2本の一重鎖オリゴヌクレオ チドが結合した従来の条件に比べて、環状物の少な(とも2@の高い収率をもた らしたfLuebkeら、1989.J、Am、Chem、Soc、l 11  :8733及びKanay aら、1986、Biochemistry 25 ニア423)、これらのijj&された条件は、以下の通りであった。Optimal circularization conditions A number of parameters have been optimized to increase the yield of cyclic products, which Concentration of gosreotide and procyclics, temperature 1 reaction time, metal, metal concentration, BrC Improved cyclization color properties, including N concentration and pH, Compared to the conventional conditions in which tide is bound, there is less cyclic material (both have a high yield of 2@). Luebke et al., 1989. J, Am, Chem, Soc, l 11 :8733 and Kanay et al., 1986, Biochemistry 25 (423), these conditions were as follows:

50μM 前環状物 55μM 末端結合オリゴヌクレオチド100mM N i C+ 2 200mM イミダソールMCI (pH7,0)125mM BrCN 25℃、36時間。50 μM pre-circular 55μM end-linked oligonucleotide 100mM N i C+ 2 200mM Imidasole MCI (pH 7,0) 125mM BrCN 25℃, 36 hours.

しかしながら、環状物の閉環は、又以下の条件下で有効であった。However, ring closure of the rings was also effective under the following conditions.

3−200μM 前環状物 3−200μM 末端結合オリゴヌクレオチド1010−50Q NtC12 50−500mM イミダソールHCl20−200mM BrCN 4−37℃、6−48時間。3-200 μM precyclic 3-200 μM end-linked oligonucleotide 1010-50Q NtC12 50-500mM imidasol HCl20-200mM BrCN 4-37°C, 6-48 hours.

m(7)金m (Z n 2”、Mf12+、Co 2+、 cu2+、P、2 +、Ca2+。m (7) Gold m (Z n 2”, Mf12+, Co 2+, cu2+, P, 2 +, Ca2+.

2+ 、2−1− Mg )もN1 の代りに使用される。さらに1反応は、pHに敏感である。2+, 2-1- Mg) is also used in place of N1. Additionally, one reaction is pH sensitive.

AP及びPドメインの閉環 APドメインの環状物の閉環は、Pドメインの閉環より優れていた。同じ末端結 合オリゴヌクレオチド (即ち5、SEQ ID NO:9)の回りの前環状物 2及U3 (それftLsEQ ID NO:6及びSEQ ID NOニア) (7)Ill状化の比較は、環状t#I7 l5EQ ID NO:6’Ft有 する)がAPI”)4ン(aち前環状物2を使用して)で閉じられたとき58% の収率であったが、Pドメイン(即ち前環状物3を使用して)で閉じられたとき 、35%の収率に過ぎなかった。Closure of AP and P domains Closing of the AP domain cyclics was superior to that of the P domain. same terminal Precircular around oligonucleotide (i.e. 5, SEQ ID NO: 9) 2 and U3 (ftLsEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO near) (7) Comparison of Illization is cyclic t#I7 l5EQ ID NO: 6'Ft 58% when closed with API") 4 (using front ring 2) but when closed with the P domain (i.e. using precycle 3) , the yield was only 35%.

縮合試薬 2種の試薬即ちBrCN/イミダソール/ N I CI 2及び1−エチル− 3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)が、DNA及び RNAの化学的連結に普通使用されている(Kanayaら、+986、B i ochemistry 25ニア423及びAshl eyら、1991.Bi ochemistry 30:2927)、それ故、これらの試薬は、dA、2  (SEQI D No : 8)末端結合オリゴヌクレオチドを使用して環状 オリゴヌクレオチド6(図3及びSEQ [) NO:51に前環状物を連結す る有効性につぃて直接比較した6 B r CN/イミダソール/ N i Cl 2は、確立された最適の条件下 で使用されたが、但し連結の有効性は、4°C及び25°Cの両者で観察された 。EDCは、4日間のインキュベーションで、4゛C又は25°Cで、20mM のM g C+ 2.50mMのMES (pH6,0)とともに200mMで 使用された。condensation reagent Two reagents namely BrCN/imidazole/NICI 2 and 1-ethyl- 3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) Commonly used for chemical ligation of RNA (Kanaya et al., +986, Bi chemistry 25 423 and Ashl ey et al., 1991. Bi chemistry 30:2927), therefore these reagents (SEQI D No.: 8) Cyclic formation using end-linked oligonucleotides Linking the precircular product to oligonucleotide 6 (Figure 3 and SEQ [) NO:51] Directly compared the effectiveness of B CN/Imidasole/ Ni Cl 2 under established optimal conditions was used at 25°C, although ligation effectiveness was observed at both 4°C and 25°C. . EDC was added at 20mM at 4°C or 25°C for 4 days of incubation. MgC+ at 200mM with 2.50mM MES (pH 6,0) used.

4°Cで、BrCNは、より有効であり、95%の環状生成物を生じたが、ED Cは、僅かに55%の生成物を生ずるに過ぎなかった。しがし、25°Cでは、 EDC及びCrCNはともに95%の生成物を生じた。それ故、BrCNは、低 い温度でより有効であるが、EDC又はBrCNの何れも25°Cで等しい成功 率で使用できる。しかし、BrCNは、BrCNとの連結が24時間以下を要す るがEDCとの連結が約4日を要するので、EDCより追加の利点を有する。At 4 °C, BrCN was more efficient, yielding 95% cyclic product, but ED C yielded only 55% of the product. However, at 25°C, Both EDC and CrCN yielded 95% product. Therefore, BrCN is low Both EDC or BrCN have equal success at 25°C, although they are more effective at lower temperatures. Can be used at a rate. However, BrCN requires less than 24 hours to connect with BrCN. However, it has an additional advantage over EDC since coupling with EDC takes approximately 4 days.

5′又は3° −ホスフェートの使用 具なる連結条件下で、3′−ホスフェートを5’ −OHと結合することは、5 ′−ホスフェートを3’−OHと結合することより連結された生成物を生じた( Ashleyら)。Use of 5' or 3°-phosphates Under certain linking conditions, linking the 3'-phosphate with the 5'-OH Combining the '-phosphate with 3'-OH resulted in the linked product ( Ashley et al.).

そのため、5゛−ホスフェート前環状物による又は3°−ホスフェート前環状物 による環状オリゴヌクレオチド6 (図3)の変換%は、比較された。Therefore, by a 5′-phosphate precyclic or by a 3°-phosphate precyclic The % conversion of cyclic oligonucleotide 6 (Figure 3) was compared.

環状1ヒ反応は、dA12末鳩結合オリゴヌクレオチド及び確立された最適の条 件を使用して行われたが、但し4μモルの前環状物及び末端結合オリゴヌクレオ チドが使用された。生成物は、変性ゲル電気泳動による分離後UV光の下で肉眼 で観察された。The cyclic 1-hi reaction was performed using a dA12-terminal pigeon-linked oligonucleotide and established optimal conditions. with the exception of 4 μmol of precyclic and end-linked oligonucleotides. Chido was used. The products are visible to the naked eye under UV light after separation by denaturing gel electrophoresis. It was observed in

環状生成物への変換は、5゛−ホスフェートが存在するとき60%(±5%)で あり、3°−ホスフェートが存在するとき95%であった0反応時間の増大又は 試薬濃度の増加が使用されるとき 収率の増大は5観察されなかった。Conversion to cyclic product is 60% (±5%) when 5′-phosphate is present. and 3°-increase in 0 reaction time which was 95% when phosphate is present or No increase in yield was observed when increasing reagent concentrations were used.

従って、5°−ホスフェートよりむしろ3゛−ホスフェートの使用が、環状化を 改良する。Therefore, the use of 3'-phosphate rather than 5'-phosphate promotes cyclization. Improve.

実施例 2 環状オリゴヌクレオチドは、線状オリゴヌクレオチドより高い親和性で目標核酸 と結合する それらのターゲットへの環状物6及び7(それぞれSEQ ID NO:5及び SEQ ID NO:6)の結合親和性は、環状コンプレックス及び線状コンプ レックスのに!1点の比較により測定された。溶液は、+00m?v!+7)N aC1,10mMのMgCl2、及び10mMのトリス−MCI (pH7,O l中で1:lの比のオリゴヌクレオチド及びターゲット(それぞれ3μM)を含 んだ、260nmで測定された混合曲線は、l;1コンプレツクスが形成された ことを確認した。コンプレックスの自由エネルギー(−ΔG°3□)は、二状懸 曲線適合法を使用して溶融データから誘導された(P e t e r s h  f mら、■983、Bf。Example 2 Circular oligonucleotides target nucleic acids with higher affinity than linear oligonucleotides. combine with Annulars 6 and 7 (SEQ ID NO: 5 and 7 respectively) to their targets The binding affinity of SEQ ID NO: 6) is determined by the cyclic complex and linear complex. Rex's! It was measured by a single point comparison. Is the solution +00m? v! +7)N aC1, 10mM MgCl2, and 10mM Tris-MCI (pH 7, O containing oligonucleotide and target (3 μM each) in a 1:1 ratio in The mixing curve measured at 260 nm shows that a l;1 complex was formed. It was confirmed. The free energy of the complex (-ΔG°3□) is was derived from the melting data using a curve fitting method (P fm et al., ■983, Bf.

chemistry 22:256)。chemistry 22:256).

結果は、環状オリゴヌクレオチドが、それらのターゲットに、線状前場状物又は ワトソンークリック相補的な目標のサイズのオリゴヌクレオチドがするのよりさ らに強く結合したことを示した(表II)、例えば、ターゲット4 (SEQI D NO:8)は、37.1’CのTmを有するそのターゲットのサイズのワト ソンークリック補体との二重らせんを形成したが、前環状物1:ターゲツト4コ ンプレツクス(即ち、SEQ LD NO:8に結合したSEQ ID No: 5)は、44.7°CのT を有した。前環状物1と同じ配列を有する環状物6 は。The results show that cyclic oligonucleotides target their targets with linear precursors or than Watson-Crick complementary target-sized oligonucleotides do. (Table II), for example, target 4 (SEQI D NO: 8) is the size of that target with Tm of 37.1'C. A double helix was formed with the son-click complement, but the procyclic 1: target 4 complex (i.e., SEQ ID No. coupled to SEQ LD No. 8: 5) had a T of 44.7°C. Annular object 6 having the same arrangement as the previous annular object 1 teeth.

57.5°CのTmでターゲット4に結合し、その結合の自由エネルギーは、対 応するワトソンークリック二重らせんより8.6kca11モル好ましかった。It binds to target 4 at a Tm of 57.5°C, and the free energy of the binding is It was 8.6 kcal 11 moles preferable to the corresponding Watson-Crick double helix.

37°Cにおけるtf応する会合定数は、6XlO”M ’であり、それは、ワ トソンークリック二重らせんについてより6次より大きい、同様な効果は、ター ゲット5(SEQ ID No°9)への環状物7 (SEQ ID NO:6 )の結合について観察され、このコンプレックスは、623°CのTmを有した が、対応するワトソンークリック二重らせんは、43.8°Cで融解した。これ らのデータは、環状オリゴヌクレオチドの結合が、ターゲットへの線状オリゴス クレオチドの結合より強いことを示す。The association constant corresponding to tf at 37 °C is 6XlO “M”, which is A similar effect, larger than the 6th order, for the Toson-Crick double helix is Annular object 7 (SEQ ID NO: 6) to get 5 (SEQ ID No. 9) ), and this complex had a Tm of 623 °C. However, the corresponding Watson-Crick double helix melted at 43.8°C. this data show that the binding of circular oligonucleotides is similar to that of linear oligonucleotides to targets. Indicates that the bond is stronger than that of cleotide.

目標配列が、より長い配列に埋め込まれるときの結合の特徴を知るために 36 個のヌクレオチドオリゴヌクレオチドを合成し、中間に12塩基目標配列(ター ゲット4に等しい)を有する。溶融の試験は、このより長いオリゴヌクレオチド に、環状物の結合ドメインと同じサイズを有するターゲットにそれが結合するよ り強く結合し、ターゲット4との環状物6のT は59.8°Cであるが 埋め 込まれたターゲットを含む36塩基オリゴヌクレオチドでは、T は634°C であったことを示した。従って、埋め込まれたターゲットを有する環状物の結合 の強さは、結合ドメインのサイズのターゲットを有するそれより高かった。To know the characteristics of the join when the target array is embedded into a longer array 36 nucleotide oligonucleotides are synthesized, with a 12 base target sequence (target sequence) in the middle. 4). Melt testing of this longer oligonucleotide so that it binds to a target that has the same size as the ring binding domain. The T of the annular object 6 with the target 4 is 59.8°C. For a 36 base oligonucleotide containing an integrated target, T is 634°C. It was shown that Therefore, the binding of cyclics with embedded targets The strength was higher than that with targets of the size of the binding domain.

RNAターゲットへの環状f勿6の結合親和性は、オリゴリボヌクレオチドrA べて58.3’Cであった。データは、環状物が、DNAターゲットへよりもR NAターゲットへ同じか又はそれ以上に強(結合することを示す。The binding affinity of circular f6 to RNA targets is determined by the oligoribonucleotide rA The total temperature was 58.3'C. The data show that cyclics have a higher R Indicates that it binds to the NA target as strongly or more strongly.

実施例 3 環状オリゴヌクレオチドは 線状オリゴヌクレオチドよりターゲットにさらに選 択的に結合する 環状オリゴヌクレオチドの配列選択度を測定するために、一つの変化しつる塩を 有する一連のターゲットオリゴヌクレオチドを構築した。これらのターゲットと コンプレックスを作る環状物の結合エネルギーを測定した6選択度は、補正配列 とミスマツチした配列との間の自由エネルギーの差により定義された。環状構造 により得られる選択度は1次にアナロガスな線状オリゴヌクレオチドの選択度と 直接比較した。Example 3 Cyclic oligonucleotides are more selective as targets than linear oligonucleotides. combine selectively To measure the sequence selectivity of cyclic oligonucleotides, one variable salt A series of target oligonucleotides were constructed. These targets and 6 Selectivity, which measures the binding energy of the cyclic substances that make up the complex, is determined by the correction array. defined by the free energy difference between and the mismatched sequence. cyclic structure The selectivity obtained by A direct comparison was made.

DNAオリゴヌクレオチドは、β−シアンエチルボスポルアミダイト法を用いて 機械で合成した。環状オリゴヌクレオチド8は、SEQ rD NOニア5’  −pTCTTTCCACACCTTTCTTTTCTTCACを有する線状前環 状物から製造され、そして実施例1に記載されたように、最終表II オリゴヌクレオチド° コンプレックス T 5°C−ΔG°3□ターゲット  (kca11モル) の結合を閉じるために、BrCN/イミダソールを使用して配列5’ −AAG AAAAGAAAG(SEQ ID NO:91 を有する末端結合オリゴヌク レオチ1:の回りのアセンブリにより環1ヒされた。環状構造は、3゛ −エキ ソヌクレアアーゼ及び5゛−ホスファターゼに対土るその低抗性により確認され た。DNA oligonucleotides were prepared using the β-cyanethylbosporamidite method. Synthesized by machine. Cyclic oligonucleotide 8 is SEQ rD NO near 5' - linear procyclic with pTCTTTCCACACCTTTCTTTTCTTCAC Final Table II Oligonucleotide ° Complex T 5°C-ΔG°3□ Target (kca11 mol) Using BrCN/imidazole to close the bond of the sequence 5'-AAG End-linked oligonucleotide having AAAAGAAAG (SEQ ID NO: 91) The ring was broken by the assembly around Leochi 1:. The cyclic structure is 3゛ -ex Confirmed by its low resistance to sonuclease and 5'-phosphatase. Ta.

環状物8の配列選択度は 単独のミスマツチした塩基を含んだターゲットとそれ をハイブリッド化し、熱変性により得られたコンプレックスの強さくΔG°37 )を測定することにより測定された。8F!のターゲットが合成され、それらは 、単独の中心に位置する変化可能な塩基を除いて、環状物8及び線状オリゴヌク レオチド9に相補的であった(X又はY=A、G、C,Tl 、4flのターゲ ットは。The sequence selectivity of circular product 8 is that the target containing a single mismatched base and The strength of the complex obtained by hybridization and thermal denaturation is ΔG°37 ) was measured by measuring. 8F! targets are synthesized and they are , cyclics 8 and linear oligonucleotides, except for a single centrally located variable base. was complementary to leotide 9 (X or Y = A, G, C, Tl, 4fl target It is.

環状物中の2個の相対するTとマツチし、T−X−Tl−リアソドを生ずる変化 可能な1基Xを有する。残りの4!1のターゲットでは、変化可能な塩基Yは、 環状物中の2個の相対するCとマツチし C−Y−Cトリアットを生ずる。この 環状物コンプレックスと比較するため、線状オリゴヌクレオチド9が使用され、 初めの4種の実験では中心のT−Xペアとの二重らせん又は残りの4種ではC− Yベアとの二重らせんを生ずる。A change that matches two opposing Ts in a cyclic substance and produces a T-X-Tl-riasode. It has one possible group X. In the remaining 4!1 targets, the changeable base Y is Matches two opposing Cs in the ring to produce a C-Y-C triat. this For comparison with the circular complex, a linear oligonucleotide 9 was used; A double helix with a central T-X pair in the first four experiments or a C- Creates a double helix with Y bear.

= 実鼠−瓦り一 5°−AAGAXAAGAA、AG ACTTCTTTTCTTTCCA 5’ −AAGAAAAYAAAG 16種のコンプレックスの熱変性は、それぞれ3μMでのターゲット及び環状又 は線状オリゴヌクレオチドの濃度で、10mMのM g C12,100mMの Nacl及び10mMのトリスHCI (1)H7,0)の存在下で実施された 。実験は、2回繰り返され。結果を平均した。オリゴスクレオチド;ターゲット コンプレックスの融解は、260nmでモニターされた。生じた温度対吸収曲線 は、結合オリゴヌクレオチドから遊離のオリゴヌクレオチドへの単一の転移を示 した。=         Jimezu - Riichi Kawara 5°-AAGAXAAGAA, AG ACTTCTTTTCTTTCCA 5’-AAGAAAAYAAAG Thermal denaturation of 16 complexes was performed with target and cyclic or is the concentration of linear oligonucleotide, 10mM MgC12, 100mM Performed in the presence of NaCl and 10mM Tris-HCI (1)H7,0) . The experiment was repeated twice. Results were averaged. Oligoscleotide; target Melting of the complex was monitored at 260 nm. Resulting temperature versus absorption curve indicates a single transition from bound to free oligonucleotide. did.

会合の自由エネルギーは、二状憇曲線適合法にデータを適合させることにより得 られた1M果は、ファントホップ法による会合エネルギーを測定することにより 二つのケースでチェックされ、良好な一致が、二つの方法の間に見られた1選択 度は、マツチしたオリゴマーとミスマツチしたオリゴマーとの間のコンプレック ス化の自由エネルギー(ΔG)の差として定義される。The free energy of association is obtained by fitting the data to a bimorphic curve fit method. The obtained 1M fruit was determined by measuring the association energy using the fan't-hop method. One choice was checked in two cases and a good agreement was found between the two methods. degree is a complex between matched and mismatched oligomers. It is defined as the difference in the free energy of oxidation (ΔG).

表Inは、ミスマツチ実験の結果を示す、実験1−4は、DNA二重らせんのT −Xターゲットミスマツチの効果を示す、予想されたように、真のマツチ(X= Alは、最も好ましいコンプレックス(−ΔG ’ 37= 10.3 k c  a l 1モル)をあたえ、ミスマツチ(XΔG、 C,T)は、結合エネル ギーで3.2−4゜4kca11モルの損失を生じ1発表されたミスマツチの研 究と良(一致する。Table In shows the results of mismatch experiments, Experiments 1-4 show the T of the DNA double helix. −X indicates the effect of target mismatch, as expected, true match (X= Al has the most preferable complex (−ΔG ’ 37= 10.3 k c a, l 1 mole), and the mismatch (XΔG, C, T) is the bond energy Mismatch's research, which resulted in a loss of 3.2-4°4kca11mol in study and good (match)

実験5−8は、比較により、環状物コンプレックス結合強さに対するT−X−T ミスマツチの効果を示す6もう一度、真のマツチ(X = A)は、最も好まし い3本積のコンプレックス(−ΔG’ 37=16.4kca11をあたえる。Experiment 5-8 shows that, by comparison, T-X-T for the cyclic complex bond strength Showing the effect of mismatch 6 Once again, true match (X = A) is the most preferable A complex of three products (-ΔG' 37 = 16.4 kca11 is given.

しかし。but.

ターゲットミスマツチ(X=G、T、C)は、線状オリゴヌクレオチドに対する よりも環状オリゴヌクレオチドに対して結合エネルギー(6,2−7,6kca 11モル)のかなり大きな損失を生ずる。Target mismatch (X=G, T, C) for linear oligonucleotides binding energy (6,2-7,6 kca 11 mol).

同様に、実験9−12は、二本鎖二重らせんに対するC−Yミスマツチの効果を あたえる。マツチした塩基(Y=G)は、−10,3kca11モルの二重らせ ん会合の自由エネルギーをあたえる。ミスマツチ(Y=A、 T、 C)は、結 合エネルギーの5.2−5.8kca11モルの損失を生じ、発表されたデータ とかなり一致する。対照的に、C−Y−Cミスマツチの効果は、二本鎖コンプレ ックス(実験13−16)で大きく、マツチ(Y=G)は、−16,4kca1 1モルの結合エネルギーを与え、そしてミスマツチ(Y=A、T、C)は、7.  1−7.5kca11モル安定ではない。Similarly, experiments 9-12 demonstrate the effect of C-Y mismatch on the double-stranded duplex. Give. The matched base (Y=G) is a double chain of -10,3 kca 11 moles. Give the free energy of the meeting. Mismatch (Y=A, T, C) is Published data result in a loss of 5.2-5.8 kca11 moles of combined energy. It pretty much matches. In contrast, the effect of C-Y-C mismatch is (Experiments 13-16), and Matsushi (Y=G) was -16.4kca1. Give a bond energy of 1 mole, and the mismatch (Y=A, T, C) is 7. 1-7.5 kcal 11 moles Not stable.

従って、検討された全てのケースで、環状リガンドは、標準の線状オリゴマーが するのよりその補正されたマツチした配列についてさらに大きな選択度を示す。Therefore, in all cases considered, the cyclic ligand is It shows even greater selectivity for its corrected matched sequences than for the corrected matched sequences.

選択度の有利さは、C−Y−Cシリーズで1.3−2.2kca11モルからT −X−Tシリーズで3.0−3.4kca11モルに及ぶ、これらは5それらが 単一の塩基の変化から生じ、T−X−Tシリーズの場合、環状オリゴヌクレオチ ドは、線状オリゴヌクレオチドの約2@選択的であることを考慮すると、全く顕 著な相違である。この選択度の相違は、37°Cで結合定数で1−2次の大きさ に相当する。The selectivity advantage is from 1.3-2.2 kcal 11 mol to T in the C-Y-C series. -X-T series ranging from 3.0-3.4kca11mol, these are 5 Resulting from a single base change, in the case of the T-X-T series, a cyclic oligonucleotide This is not at all noticeable, considering that the This is a significant difference. This difference in selectivity is 1-2 orders of magnitude in the binding constant at 37°C. corresponds to

この高い選択度を説明できる二つのファクターが存在する。先ず、環状オリゴヌ クレオチドの二つのドメインが、中心の目eltlを結合するので、環状オリゴ ヌクレオチドは、実際、マツチングを補正するために2回配列をチェックする。There are two factors that can explain this high selectivity. First, the cyclic oligonus The two domains of the cleotide bind the central eye eltl, so the cyclic oligo Nucleotides are actually sequence checked twice to correct for matches.

第二に、C+G−C1−リアラド内のシトシンのプロトン化は、又増大する選択 度におけるファクターである。このプロトン化は、グアニンが正の電荷をともに する塩基トリアット形成が存在するときのみ、好ましいようであり、事実は、塩 基トリアット内のシトシンのpKaが、遊離のデオキシシトシンのそれより2− 3単位高いことを示唆している。この正の電荷のけ加は、コンプレックス中のホ スホネートの高い密度から生ずる負の電荷の反発を少なりシ、それにより結合安 定性を増大する。Second, the protonation of the cytosine within C+G-C1-Realad also increases the selection It is a factor in degree. This protonation causes guanine to have both positive charges. It appears to be preferable only when there is base triat formation, and the fact is that the salt The pKa of cytosine within the radical is 2- This suggests that it is 3 units higher. This positive charge addition causes the holes in the complex to Reduces the repulsion of negative charges resulting from the high density of sulfonates, thereby reducing bond stability. Increase quality.

′そのため、環状オリゴヌクレオチドは、ここに記載したように、ワトソンーク リック二重らせんのみにより達成できるのより高い結合親和性及び高い選択度の 両者を有する。′Thus, cyclic oligonucleotides, as described here, of higher binding affinity and selectivity than can be achieved with Rick double helices alone. It has both.

実施例 4 コンプレックス形成に影響するファクターl)溶液の効果、環状物:ターゲット コンプレックスに対するNaC1,Mg2+、スペルミン及びpHの効果を調べ た。結合ドメインにおけるシトシンとの環状物は、pHに鋭敏であり 低いpH 価で大きな安定性を示した。しかし、これら及び他の環状物:ターゲットコンプ レックスは、7.0−7.4の生理学的pHで全く安定である(図5)、コンプ レックスは、二重らせんに匹敵する塩濃度感受性を示すが、しかし、少量のMg 2+又はスペルミンは、コンプレックスの安定性を顕著に増加する0例えば、塩 の憲添加のpH7,0のImMのMg+十の濃度で、58゛CのT を有する安 定な7:5の環状物:ターゲットコンブレックスが形成された。添加される塩を 含まない20μmの溶液が使用されたとき。Example 4 Factors affecting complex formation l) Effect of solution, cyclics: target Examining the effects of NaCl, Mg2+, spermine and pH on the complex Ta. The ring with cytosine in the binding domain is sensitive to pH, and at low pH It showed great stability in terms of value. However, these and other cyclics: target comp Rex is quite stable at physiological pH of 7.0-7.4 (Figure 5), Comp. Rex exhibits salt concentration sensitivity comparable to double helices, but with small amounts of Mg 2+ or spermine significantly increases the stability of the complex, e.g. At a concentration of ImM Mg + 10 at pH 7.0 with the addition of A constant 7:5 ring:target complex was formed. salt added When a free 20 μm solution was used.

56°CのT を有する7:5コンプレツクスが安定に形成された。Mg+“及 びスペルミンの両者が少なくともこれらの濃度で晴乳動物に存在し、そして環状 物:ターゲットコンプレックスは、生理学的条件下で安定であろう。A 7:5 complex with T of 56°C was stably formed. Mg+“ and Both spermine and spermine are present in mammals at least in these concentrations, and Object: The target complex will be stable under physiological conditions.

2)ループサイズ、環状物のループドメインに間する最適な数のヌクレオチドは 、異なるループサイズを有する環状物とターゲットとの間のコンプレックス形成 を観察することにより決定された。前環状物に似た前環状線状オリゴヌクレオチ ドは、C及びAが交互の残基の任意の配列を使用して2.3.4.5,6及び1 0塩基ループにより合成した。これらの前環状物のそれぞれは、A12鋳型(即 ちターゲット4(SEQ ID NO:8))に結合するようにデザインされた 。2) Loop size, the optimal number of nucleotides between the loop domains of a circular product is , complex formation between cyclics and targets with different loop sizes It was determined by observing the Procyclic linear oligonucleotide similar to procyclic 2.3.4.5, 6 and 1 using any sequence of residues with alternating C and A Synthesized using a 0-base loop. Each of these pre-annulars is made from an A12 mold (immediately It was designed to bind to target 4 (SEQ ID NO: 8)). .

4.5,6及び10塩基ループを有する環状1勿に間するT は、5ヌクレオチ ドループサイズが、鋳型A1□への環状物の結合、又はA12!@合部位を含む 長い36マ一配列への環状物の結合の何れかについて最適であったことを示した (図6A参照)。4. A cyclic T with 5, 6 and 10 base loops is a 5-nucleotide loop. The droop size is the bonding of the ring to the mold A1□ or A12! @Includes joint parts It was shown that the combination of cyclics into long 36-mole arrays was optimal for either (See Figure 6A).

3)結合ドメインの長さ、環状物、クーゲットコンプレックス融点に対する環状 オリゴヌクレオチド結合ドメインの長さの効果は、同じ長さを有する二重らせん の溶融と比較した。1々のサイズの結合ドメインを有する環状物が構築され。3) Binding domain length, cyclicity, and cyclicity relative to the Cougett complex melting point. The effect of the length of the oligonucleotide binding domain is that double helices with the same length compared to the melting of. Circles with binding domains of one size are constructed.

4.8、I2及び18ヌクレオチドにnが等しいように一本ff1dAnとコン プレックス化された1図6Bは、かなり高いT が、結合ドメインと同じ長さを 有するワトソンークリックニ重らせんに比べて環状物、ターゲットコンプレック スについて観察されたことを示す(帆 LMのNaC1,pH7)、例えば、1 2塩基の環状コンプレックスは、24塩基の二重らせんと大体同じ温度で溶融し た。4. Concatenate one strand with ff1dAn so that n is equal to 8, I2 and 18 nucleotides. The plexed 1 Figure 6B has a fairly high T but the same length as the binding domain. cyclic object, target complex compared to the Watson-Crick double helix with (NaCl of sail LM, pH 7), e.g. A 2-base cyclic complex melts at about the same temperature as a 24-base double helix. Ta.

4jJi基環状コンプレツクスは34°Cで溶融したが、対応するワトソンーク リソク二重らせんT請よ0°Cより低かった。Although the 4jJi-based cyclic complex melted at 34°C, the corresponding Watsonian The temperature of the double helix T was lower than 0°C.

4)メチル化、大勢の塩基m5Cを形成するシトシンのC−5位量でのメチル化 が、未メチル化配列に間して、それが生ずる二重らせんDNAのTmを上昇させ ることが、成る期間知られていた(Zmudzkaら、1969.Bioche mistry 8:30491.このメチル基の付加が環状物:ターゲットコン プレックスを安定化するかどうかを調べるために、環状1ff7(SEQ rD NO:6を有する)の2種のアナログが合成された。一つの環状物では、結合ド メイン中の6個のCがメチル化され、未メチル化されたループが残った(Me6 1゜第二の環状物では、全ての12fliのCがメチル化された(Me + 2 1.ターゲット5とのこれらのメチル化された環状物のコンプレックスの融点を 測定した9Me6コンブレソクスは、71.1’CのTmを有しく未メチル化環 状物に間する618°Cに比べて)、そしてMe+□環状物は72.4°CのT mを有した。従って、Cの代りに天然の塩基m5Cの使用は、安定性を実質的に 増大させ、そして一つのケースでは、未メチル化環状物より10.6°C高く溶 融しそして対応する未メチル化ワトンンークリソクニ重らせんより28.6’C 高く溶融する12塩基コンプレツクスを生じた。4) Methylation, methylation at the C-5 position of cytosine forming a large number of bases m5C between unmethylated sequences, which increases the Tm of the resulting double helix DNA. It has been known for a long time that (Zmudzka et al., 1969. mistry 8:30491. The addition of this methyl group creates a cyclic product: a target compound. To examine whether it stabilizes the plex, cyclic 1ff7 (SEQ rD Two analogues of (with NO:6) were synthesized. In one ring, the bonding Six Cs in the main were methylated, leaving an unmethylated loop (Me6 1° In the second ring, all 12fli Cs were methylated (Me + 2 1. The melting point of these methylated cyclic complexes with target 5 is The measured 9Me6 combresox was an unmethylated ring with a Tm of 71.1'C. ), and the T of 72.4°C for the Me + □ ring. It had m. Therefore, the use of the natural base m5C in place of C substantially improves the stability. increased and, in one case, soluble 10.6°C higher than the unmethylated ring. 28.6'C from the corresponding unmethylated Watson-Chrysocuniplex helix. A highly melting 12 base complex was produced.

実施例 5 非ヌクレオチドループドメインによるヌクレオチドループドメインの置換環状オ リゴヌクレオチドのループドメインは、異なる長さのポリエチレン又はオリゴエ チレングリコール鎖により置換し、環状オリゴヌクレオチド結合及びヌクレアー ゼ抵抗性に対するこれら合成ループの効果を!111−価した。Example 5 Replacement of a nucleotide loop domain by a non-nucleotide loop domain The loop domains of the oligonucleotides are polyethylene or oligonucleotides of different lengths. Substituted by tyrene glycol chain, cyclic oligonucleotide binding and nuclease Effects of these synthetic loops on Zee resistance! 111-value.

方法 テトラ、ペンタ又はヘキサ−エチレングリコール鎖ループドメインを有する環状 オリゴヌクレオチドを合成した。それぞれのケースにおいて、エチレングリコー ル鎖は、Durandらの方法(1990,Nuclejc Ac1ds Re s、+8:6353−6359)を使用して、自動化DNA合成法で合成的に製 造された。簡単には、ホスホロアミダイトをエチレングリコール鎖の一端のヒド ロキシ基に置き、そしてジメトキシトリチル(DMT)部分を他の端末エチレン グリコールヒドロキシ基に置いた。この誘導体化エチレングリコール鎖を次に自 動化DNA合成の適切な段階で成長する線状オリゴヌクレオチドに加えた。環状 化段階は、実施例Iに記載したやり方により行われた。テトラエチレンループド メインを有する線状オリゴヌクレオチド前環状物は、能率的には環状化されなか った。この結果は2テトラエチレンループドメインが、ターゲットへの最適な結 合には余りに短いこと示す。Method Cyclic with tetra, penta or hexa-ethylene glycol chain loop domain Oligonucleotides were synthesized. In each case, ethylene glycol The chain was determined using the method of Durand et al. (1990, Nuclejc Ac1ds Re s, +8:6353-6359) using automated DNA synthesis methods. was created. Briefly, phosphoramidites are made by adding hydrogen at one end of an ethylene glycol chain. oxy group and dimethoxytrityl (DMT) moiety to the other terminal ethylene placed on the glycol hydroxyl group. This derivatized ethylene glycol chain is then mobilization was added to the growing linear oligonucleotide at the appropriate stage of DNA synthesis. annular The oxidation step was carried out in the manner described in Example I. Tetraethylene looped Linear oligonucleotide precycles with mains are not efficiently circularized. It was. These results indicate that the two-tetraethylene loop domain provides optimal binding to the target. indicates that it is too short.

二つのタイプの線状オリゴヌクレオチドが、環状オリゴヌクレオチドのためのタ ーゲット結合ドメインとして使用された。ターゲットIは、非ターゲットヌクレ オチドを有しない12塩基オリゴヌクレオチドであり、ターゲットIIは、その 中に12塩基ターゲツトを有する36塩基オリゴヌクレオチドであった。利用さ れたターゲット配列は、5°−AAGAAAAGAAAG−3’ (S EQ  ID NO:9)及び5’ −AAAAAAAAAAAA−3° (SEQ T D NO:8)であり、後者はポリ(dA112ターゲット配列と命名される。Two types of linear oligonucleotides are used as a target for circular oligonucleotides. used as target binding domain. Target I is a non-target nucleus. Target II is a 12-base oligonucleotide that does not have an otide. It was a 36 base oligonucleotide with a 12 base target inside. used The obtained target sequence is 5°-AAGAAAAGAAAG-3' (S EQ ID NO: 9) and 5'-AAAAAAAAAAAAAAA-3° (SEQ T D NO: 8), the latter being named poly(dA112 target sequence).

ポリエチレンループを有する環状オリゴヌクレオチドの融点(TITl)は、1 0mMのMgC12及び100mMのNaCl中のpH7,0(10mM)リス HC1)で観察された。それぞれの線状ターゲット及びそれぞれの環状オリゴヌ クレオチドは、3μM濃度で存在した。The melting point (TITl) of a cyclic oligonucleotide with a polyethylene loop is 1 pH 7.0 (10mM) in 0mM MgC12 and 100mM NaCl HC1). Each linear target and each circular oligonuclear Creotide was present at a 3 μM concentration.

結果 P及びAPドメインに間しCACACヌクレオチドループ配列及びポリ(dA) 12配列を有する環状オリゴヌクレオチドのT は、ポリ (dA)1□タ一ゲ ツト配列に結合したとき、578°Cであった。同じP及びAPドメイン配列を 有するがヘキサエチレングリコールループドメインを有する環状オリゴヌクレオ チドのTmは、同じターゲットに結合したとき、51.4°Cであった。result CACAC nucleotide loop sequence and poly(dA) between P and AP domains T of the cyclic oligonucleotide having 12 sequences is poly(dA)1□ tag. The temperature was 578°C when bound to the tsut sequence. The same P and AP domain sequences A cyclic oligonucleo with a hexaethylene glycol loop domain The Tm of Tide was 51.4°C when bound to the same target.

ペンタエチレングリコール(PEG)及びヘキサエチレングリコール(HE(1 ;)ループドメインを有する環状オリゴヌクレオチドについてwL察されたTf iffiの比較は5表1vに示される。Pentaethylene glycol (PEG) and hexaethylene glycol (HE (1 ;) wL observed Tf for cyclic oligonucleotide with loop domain A comparison of iffi is shown in Table 1v.

表IV −一 −1−二赴七−土 工□ pTTCTTTTCTTTCp PEG AAGAAAAGAAAG PEG 51.5 47.5pTTCTT TTCTTTCp pTTCTTTTCTTTCp HEG AAGAAAAGAAAG HEG 58.0 51.1pTTCTT TTCTTTCp pTTTTTTTTTTTTp HEG AAAAAAAAAAAA HEG 51.4 46.5pTTTTT TTTTTTTp HECループを有する環状オリゴヌクレオチドについて観察されたT 価は、P EGループを有する環状オリゴヌクレオチドのそれより約4.5°C高い、その ため、ヘキサエチレングリコールループドメインを有する環状オリゴヌクレオチ ドは、テトラ又はペンタ−エチレングリコールループを有する環状オリゴヌクレ オチドより大きな安定性で結合する。Table IV -1-1-2-7-Sat Engineering□ pTTCTTTTCTTTCp PEG AAGAAAAGAAAG PEG 51.5 47.5pTTCTT TTCTTTCp pTTCTTTTCTTTCp HEG AAGAAAAGAAAG HEG 58.0 51.1pTTCTT TTCTTTCp pTTTTTTTTTTTT HEG AAAAAAAAAAAAHEG 51.4 46.5pTTTT TTTTTTTTp The T value observed for a cyclic oligonucleotide with a HEC loop is Its temperature is approximately 4.5 °C higher than that of the cyclic oligonucleotide with an EG loop. Therefore, a cyclic oligonucleotide with a hexaethylene glycol loop domain Cyclic oligonucleotides with tetra- or penta-ethylene glycol loops Binds with greater stability than otide.

ヌクレアーゼ抵抗性 環状オリゴヌクレオチドは、未結合のとき及び目標オリゴヌクレオチドに結合し たときのヌクレアーゼ抵抗性についてテストされた。全ての環状オリゴヌクレオ チドは、結合していても又は結合していな(でも、完全にエキソヌクレアーゼに 抵抗する。エンドヌクレアーゼの感受性は、製造者の示唆に従ってSlヌクレア ーゼを使用して評(2)された。nuclease resistance The cyclic oligonucleotide can be used both when unbound and when bound to the target oligonucleotide. tested for nuclease resistance. All circular oligonucleos The tide can be bound or unbound (but not completely conjugated to the exonuclease). resist. Endonuclease sensitivity was determined using Sl nucleases according to the manufacturer's suggestions. It was evaluated (2) using

S1ヌクレアーゼに対する結合及び未結合環状オリゴヌクレオチドの抵抗性の比 較は、表Vに示される。Ratio of resistance of bound and unbound cyclic oligonucleotides to S1 nuclease A comparison is shown in Table V.

表V 1 争 1 0 。Table V 1 dispute 1 0.

p TTCTTTT CTTTCp pTTCTTTTCTTTCp HEG AAGAAAAGAAAG HEG >24時間pTTCTTTTCT TTCp ACTTCTTTTCTTTCCA ACTTCTTTTCTTTCCA CAAGAAAAGAAAG C40分ACTTCTTTTCTTTCCA これらのデータは、未結合環状オリゴヌクレオチドが51ヌクレアーゼに弱いこ とを示す、しかし、ターゲットに結合されたとき、ポリエチレンループドメイン を有する環状オリゴヌクレオチドが、ヌクレオチドループドメインを有する環状 オリゴヌクレオチドより少な(とも3fllS1ヌクレアーゼに対して遥かに抵 抗性がある。p TTCTTTT CTTTCp pTTCTTTTCTTTCp HEG AAGAAAAGAAAG HEG > 24 hours pTTCTTTCT TTCp ACTTCTTTTCTTTCCA ACTTCTTTTCTTTCCA CAAGAAAGAAAG C40 minutes ACTTCTTTTCTTTTCCA These data demonstrate that unbound circular oligonucleotides are susceptible to 51 nuclease. However, when bound to a target, the polyethylene loop domain a cyclic oligonucleotide having a nucleotide loop domain; oligonucleotides (both far more resistant to 3fllS1 nuclease) It is resistant.

環状及び線状のオリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ抵抗性は、又これらのオリゴ ヌクレオチドが種々の時間ヒト血清にインキュベートされたとき、比較された。Nuclease resistance of circular and linear oligonucleotides also Comparisons were made when the nucleotides were incubated in human serum for various times.

環状オリゴヌクレオチド7及びこの環状物への前駆tb、 m状オリゴヌクレオ チド2は、37゛Cで血清中に50uMの濃度でインキュベートされた。一部を 種々の時占で取りだし、開裂生成物をゲル電気泳動により分離した。ヌクレアー ゼ抵抗性は1分解生成物がゲル上に明らかであるかどうかを観察することにより 評価された。Cyclic oligonucleotide 7 and its precursor tb, m-shaped oligonucleotide Tide 2 was incubated at a concentration of 50 uM in serum at 37°C. some part The samples were removed at various times and the cleavage products were separated by gel electrophoresis. Nuclair Measure resistance by observing whether degradation products are evident on the gel. Evaluated.

ヒト血清中にインキュベートされたとき、線状オリゴヌクレオチド2の半減期は 、20分であった。対照的に、環状オリゴヌクレオチド7は、48時間のインキ ュベーション中測定できるヌクレアーゼ分解を行わなかった。同様に、環状オリ ゴヌクレオチドの半減期は、ヒト血清中で48時間より長く、即ち同じ配列を有 する線状オリゴヌクレオチドより140倍以上長い。When incubated in human serum, the half-life of linear oligonucleotide 2 is , it was 20 minutes. In contrast, cyclic oligonucleotide 7 There was no measurable nuclease degradation during the incubation. Similarly, the annular ori The half-life of the gonucleotide is longer than 48 hours in human serum, i.e., it has the same sequence. It is more than 140 times longer than linear oligonucleotides.

実施例 6 環状オリゴヌクレオチドはRNAに選択的に結合できるこの実施例に記載された 実験は、線状オリゴヌクレオチドとは異なり。環状オリゴヌクレオチドは、DN AクーゲットよりむしろRNAターゲットに選択的に結合できる。Example 6 The circular oligonucleotides described in this example can selectively bind to RNA. The experiment differs from linear oligonucleotides. Cyclic oligonucleotide is DN It can selectively bind to the RNA target rather than the A-couget.

2種のデオキシオリゴヌクレオチドがターゲットとして製造され、即ちrTJI SEQ ID No: II)ターゲット及びrdUJ (SEQ ID No :12)ターゲットである。Two deoxyoligonucleotides were prepared as targets, namely rTJI SEQ ID No.: II) Target and rdUJ (SEQ ID No. :12) Target.

Tターゲット:5’ −AAGAA工AGAAAG−3’dU+−ゲット: 5 ’ −AAGAA豆AGAAAG−3゜SEQ ID NO:14を有する環状 オリゴヌクレオチドも又製造された。T target: 5'-AAGAAUG-3'dU+-get: 5 '-AAGAA beans AGAAAG-3゜SEQ ID NO: 14 Oligonucleotides were also produced.

比較のため、T及びaUターゲットへ相補的な線状オリゴヌクレオチドも合成さ れた(即ち線状オリゴヌクレオチド、SEQ ID NO:l3)5’ −CT TTCTATTCTT−3’ 。For comparison, linear oligonucleotides complementary to the T and aU targets were also synthesized. (i.e. linear oligonucleotide, SEQ ID NO: l3) 5'-CT TTCTATTCTT-3'.

ターゲットのそれぞれに結合する環状オリゴヌクレオチド対線状オリゴヌクレオ チドについて観察されるth点(T )は1表Vlに提供される。Cyclic oligonucleotides versus linear oligonucleotides that bind to each of the targets The th points (T) observed for Tide are provided in Table 1 Vl.

線状オリゴヌクレオチドは、実験的誤差の限界より有意に多い量で、dUツタ− ットへよりもTターゲットへ強(結合する。Tm価のこの差は、1.7kca1 1モルの結合の自由エネルギーの差に相当する。Linear oligonucleotides can be used to increase dU-tutter in amounts significantly greater than the limit of experimental error. This difference in Tm titer is 1.7 kcal. It corresponds to the difference in free energy of bonds of 1 mole.

しかし、線状オリゴヌクレオチドとは対照的に、環状オリゴヌクレオチドは、U ターゲットにさらに強ぐ結合する。そのため、環状オリゴヌクレオチドは、対応 するDNAクーゲットよりRNAに選択性を示すことができる。However, in contrast to linear oligonucleotides, cyclic oligonucleotides Bonds more strongly to the target. Therefore, cyclic oligonucleotides are It is possible to show selectivity for RNA over DNA coupons.

その上、RNAターゲットに対する環状オリゴヌクレオチドの結合強さの増大は 、37°CでRNAターゲットが対応するDNAターゲットより約3° l好ま しいことを示す0.8kca11モルの自由エネルギーの差に相当する。Moreover, the increased binding strength of circular oligonucleotides to RNA targets , at 37°C the RNA targets are approximately 3° l preferable to the corresponding DNA targets. This corresponds to a free energy difference of 0.8 kcal 11 moles indicating that the

実施例 7 環状オリゴヌクレオチドによる鎖の置換環状オリゴヌクレオチド6 (図3)は 、Il状dT1□オリゴヌクレオチド(実施例2)よりも9kca 11モル大 きい安定性でdA1□ターゲットに結合した。Example 7 Chain replacement by cyclic oligonucleotide Cyclic oligonucleotide 6 (Figure 3) is , 9 kca, 11 mol larger than Il-like dT1□ oligonucleotide (Example 2) It bound to the dA1□ target with excellent stability.

安定性のこの増大は、環状オリゴヌクレオチド:ターゲットコンプレックスが。This increase in stability is due to the cyclic oligonucleotide:target complex.

線状オリゴヌクレオチド:ターゲットより熱力学的に優れていることを立証する 。Linear oligonucleotides: proving thermodynamically superior to their targets .

さらに、環状オリゴヌクレオチドは、二重らせんDNAターゲット配列の解離を 実際に促進(又は触媒fヒ)して、二重らせんの1本の鎖とコンプレックスを形 成できる。Furthermore, circular oligonucleotides facilitate the dissociation of double-stranded DNA target sequences. actually promotes (or catalyzes) the formation of a complex with one strand of the double helix. Can be done.

環状オリゴヌクレオチドが、二重らせんDNAを容易に解離しそして二重らせん DNAターゲットの1本の鎖を置換するかどうかをテストするには、鎖の置換の カイネティクスは、相補的線状又は環状オリゴヌクレオチドの存在下の二重らせ んDNAターゲットについてl[察された。Circular oligonucleotides readily dissociate double helix DNA and To test whether to displace one strand of a DNA target, use the Strand Displacement The kinetics of the duplex in the presence of complementary linear or cyclic oligonucleotides The DNA target was detected.

1本の鎖にフルオレセイン基を有しそして他の鎖にテトラメチルローダミン基を 有するDNA二重らせんターゲットは、発表されたやり方を用いて製造された( Cardulloら、+988.Proc、Natl、Acad、Sci、US A 85:8790:Cooperら、1990.Biochemistry2 9:92611.m重らせんターゲット(SEQ ID NO:15)(7)構 造は、以下の通りであった。It has a fluorescein group on one chain and a tetramethylrhodamine group on the other chain. DNA double helix targets with were produced using published methods ( Cardullo et al., +988. Proc, Natl, Acad, Sci, US A 85:8790: Cooper et al., 1990. Biochemistry2 9:92611. m-helix target (SEQ ID NO: 15) (7) structure The construction was as follows.

5゛ −フルオレセイン−AAAAAAAAAAAA3°−ローダミン−TTT TTTTTTTTT。5゛ -Fluorescein-AAAAAAAAAAAAAAA3゛-Rhodamine-TTT TTTTTTTTT.

このラベルした二重らせんターゲットのTrrlは、正常であり、それ故蛍光置 換物は、会合力イネティクスに対して顕著な効果を有しなかった。さらに、フル オレセイン−dA y4の発光最大は、523nmであったが、ローダミン−d T。The Trrl of this labeled double helix target is normal and therefore fluorescent The compound had no significant effect on associative force dynamics. Additionally, full The emission maximum of olecein-dA y4 was 523 nm, but rhodamine-d T.

2鎖の発光最大は、590nmであり、2本の鎖の会合力イネテイクスを別々に モニターすることを可能にした。The emission maximum of the two strands is 590 nm, and the associative force of the two strands can be measured separately. made it possible to monitor.

鎖の置換反応は、1cm蛍光セル中で10°Cで行われた6反応条件は、100 mMのNaC1,10mMのMgCl2及びlomMのトリス)(C1,pH7 ゜0であり1反応容積は、3mlであった。ラベルした二重らせんは、少なくと も1時間lO°Cで平衡させ1次に40倍過剰の線状又は環状オリゴヌクレオチ ド(最終の濃度0.O1μM)を加えた。5mmのスリットの巾を有する5pe x FIurolo F IIIA′tL光装置を使用した。450nmの励起 波長及び523nmのモニターされた発光波長を使用した。結果は、励起波長及 びモニターされた発光波長の両者とは無間係であった0反応は、少なくとも5半 減期続いた。Strand displacement reactions were performed at 10 °C in a 1 cm fluorescent cell.6 Reaction conditions were 100 °C. mM NaCl, 10 mM MgCl2 and lomM Tris) (C1, pH 7 0, and the volume of one reaction was 3 ml. The labeled double helix is at least Equilibrate for 1 hour at 10°C and then add a 40-fold excess of linear or cyclic oligonucleotides. (final concentration 0.01 μM) was added. 5pe with slit width of 5mm x FIurolo FIIIA'tL optical equipment was used. 450nm excitation wavelength and a monitored emission wavelength of 523 nm was used. The results show that the excitation wavelength and The zero response, which was unrelated to both the emission wavelength and the monitored emission wavelength, was at least 5. The decline continued.

フルオレセイン−dT12へのローダミン−dT+2の添加は、フルオレセイン の蛍光の低下及びローダミン蛍光の増大を生じた。これらの効果は、蛍光部分間 のエネルギー転移による(Cardulloら)。The addition of rhodamine-dT+2 to fluorescein-dT12 This resulted in a decrease in rhodamine fluorescence and an increase in rhodamine fluorescence. These effects occur between fluorescent moieties. (Cardullo et al.).

2本の蛍光をラベルされた鎖の会合速度定数は、疑−次条件下に腋を混合し。The association rate constant of two fluorescently labeled strands is determined by mixing axillary under pseudo-secondary conditions.

そしてフルオレセイン発光の低下速度をモニターすることにより決定された。l OoCで u察された会合定数は、3.2XIO6M ’秒−1であり、それに DNAオリゴヌクレオチドに間する会合の発表された速度と良(一致する(Ne lsonら、+982.Biochemistry 21:5289:Turn erら、+990 in Nucleic Acids(subvolume  C)、W、Sanger、Ed、Springer−Verl ag、Berl  in:201−2271 。and was determined by monitoring the rate of decline in fluorescein emission. l The association constant u observed in OoC is 3.2XIO6M's-1, and In good agreement with the published rates of association between DNA oligonucleotides (Ne lson et al., +982. Biochemistry 21:5289:Turn er et al., +990 in Nucleic Acids (subvolume C), W. Sanger, Ed. Springer-Verl ag, Berl. in:201-2271.

単一の線状の鎖(SEQ ID NO:8)又はSEQ ID NO:5を有す る環状オリゴヌクレオチド(即ち環状オリゴヌクレオチド6)が二重らせんDN A中の鎖と交換した速度を比較するために、過剰の未ラベル化線状又は環状オリ ゴヌクレオチドを、蛍光的にラベルした二重らせんDNAターゲットと混合した 。フルオレセイン発光の増大は1次に二重らせんターゲット鎖解離の目安として 二重らせんターゲットのTrnのかなり下の温度でi+を察された。having a single linear chain (SEQ ID NO: 8) or SEQ ID NO: 5 The cyclic oligonucleotide (i.e. cyclic oligonucleotide 6) is a double helix DN. Excess unlabeled linear or cyclic oligomers were added to compare the rate of exchange with the strands in A. The oligonucleotides were mixed with a fluorescently labeled double helix DNA target. . Increase in fluorescein emission is an indication of first-order double helix target strand dissociation. i+ was observed at a temperature well below the Trn of the double helix target.

図8は、IO’Cにおける40III過剰の未ラベルdA、□(点線)又は環状 オリゴヌクレオチド6 (実線)による二重らせんターゲットの解離に間する代 表的なカイネテエクアッセイを示す、示されたように、環状オリゴヌクレオチド による二重らせんターゲットの解離は、線状オリゴヌクレオチドによる解離より もかなり早い、線状オリゴヌクレオチドによる解離に間する一次速度定数は、2 .0×10−4秒−1であるが、環状オリゴヌクレオチドによる解離に間する一 次速度定数は、2.0XIO−2秒−1であり、殆ど二次のオーダーの大きさで 早い。Figure 8 shows 40III excess of unlabeled dA at IO’C, □ (dotted line) or cyclic Time taken for dissociation of double helix target by oligonucleotide 6 (solid line) Cyclic oligonucleotides as indicated showing a representative kinetech assay. Dissociation of double helix targets by The first-order rate constant for dissociation by linear oligonucleotides is also quite fast. .. 0x10-4 s-1, but the time during dissociation by the cyclic oligonucleotide The second-order rate constant is 2.0XIO-2s-1, which is almost second-order in magnitude. early.

この差は、線状オリゴヌクレオチド対環状オリゴヌクレオチドの存在下のターゲ ット二重らせんの半減期が計算されるとき、さらに明らかになる。10°Cで、 二重らせんは、線状オリゴヌクレオチドの存在下で58分の解離の半減期を有す るが、環状オリゴヌクレオチドの存在下では30秒に過ぎない。This difference is due to the targeting in the presence of linear vs. circular oligonucleotides. More becomes clear when the half-life of the double helix is calculated. At 10°C, The double helix has a half-life of dissociation of 58 minutes in the presence of linear oligonucleotides However, in the presence of cyclic oligonucleotides, it is only 30 seconds.

線状オリゴヌクレオチドと二重らせんとの間の反応の速度とは興なり、環状オリ ゴヌクレオチドと二重らせんとの間の反応の速度は、低い濃度で加えた環状オリ ゴヌクレオチドの濃度に依存し、そして高い濃度でMichaelf s−Me nton型飽和の挙動を示す(図9)。The rate of reaction between linear oligonucleotides and double helices is different from that of cyclic oligonucleotides. The rate of reaction between the gonucleotide and the double helix depends on the cyclic oligonucleotide added at low concentrations. dependent on the concentration of the gonucleotide, and at higher concentrations Michael's-Me It exhibits nton-type saturation behavior (Figure 9).

10°Cでラベルした二重らせんの解離速度は、二重らせん会合速度定数及びΔ ”10酒から誘導できる。この速度定数、8.5XIO”秒−1は、二重らせん コンプレックスに関する予想された熱力学的ハラメーターから誘導されるがfB reslauerら、1986.Proc、Natl、Acad、Sci。The dissociation rate of the labeled double helix at 10 °C is determined by the double helix association rate constant and Δ "It can be derived from 10 sake. This rate constant, 8.5XIO" sec-1, is a double helix. As derived from the predicted thermodynamic harameter for the complex, fB Reslauer et al., 1986. Proc, Natl, Acad, Sci.

USA 83:37461.この速度は、線状オリゴヌクレオチドによる鎖の置 換に間する速度定数より有意に遅い、Il状オリゴヌクレオチドの付加による二 重らせん解離の増大は、他のケースで明白である(Chamberlinら、1 965、J、Mo1.Biol、12:410)未援助二重らせん解離のそれに 対する環状オリゴヌクレオチド触媒化反応に間する速度の比較は、約107@の 速度増加を明らかにしている151g1erら、+962.J、Mo1.Bio lのK を生ずる。K は、dA、2又はd T I 2の一本鎖の何れかと二 重らm cat ぜんとの反応について得られた観察された速度定数より100倍大きい。USA 83:37461. This rate depends on the positioning of the strand by the linear oligonucleotide. The rate constant for the addition of Il-like oligonucleotides is significantly slower than the rate constant for conversion. Increased helical dissociation is evident in other cases (Chamberlin et al., 1 965, J, Mo1. Biol, 12:410) that of unassisted double helix dissociation. Comparison of rates between cyclic oligonucleotide-catalyzed reactions for 151g1er et al., +962. demonstrating speed increase. J, Mo1. Bio yields K of l. K is either a single strand of dA, 2 or dT I 2 and two weight m cat 100 times larger than the observed rate constant obtained for the reaction with Zen.

観察された飽和の挙動(図9)は、コンプレックスが環状物と二本鎖ターゲット との間に形成することを示唆している。上記のKm価を使用しモしてK。atあ る。この価は、Pjlchら(1990、Nucleic Ac1ds Res 、18:5743)の熱力学的パラメーターから誘導されるような、T−A−T 塩基トリアソドよりなる121基三重へリックス中のPドメインに間する約−9 kca l ・モル−Iのi定された価に似ている。The observed saturation behavior (Figure 9) suggests that the complex is complex with the cyclic and double-stranded target. It is suggested that it is formed between K using the above Km value. ata Ru. This value is based on Pjlch et al. (1990, Nucleic Ac1ds Res , 18:5743). Approximately -9 between the P domains in a 121-base triple helix consisting of a base triazodine It is similar to the determined value of kca l mol-I.

配列リスト (1)一般的情報 (i)出願人:Kool、Er1c T。array list (1) General information (i) Applicant: Kool, Er1c T.

(i i)発明の名称ニ一本鎖環状オリゴヌクレオチド(iii)配列の数:1 5 (iv)連絡先: (A)宛先:5cully、ScottlMurphy & Pre(B)スト リート:400 Garden C1ty Plaza(C)市:Garden  C1ty (D)州:New York (E)国:USA CF)ZIP :11530 (V)コンピュータ読みだしフオーム:(A)媒体タイプ:フロッピーディスク (B)コンピュータ:IBM PCコンパチブル(C)オペレーティングシステ ム: PC−DO5/MS−DO3(D)ソフトウェア:PatentIn R e1ease #1.01Version#1.25 (vi)最近の出願データ: (A)出頭番号:米国 (B)出願臼: (C)分類: (viii)代理人/代理者情報: (A)名前:McNul ty、W+ 11 iam E。(ii) Name of the invention double-stranded cyclic oligonucleotide (iii) Number of sequences: 1 5 (iv) Contact information: (A) Destination: 5cully, ScottlMurphy & Pre (B) Strike REIT: 400 Garden C1ty Plaza (C) City: Garden C1ty (D) State: New York (E) Country: USA CF) ZIP: 11530 (V) Computer readout form: (A) Media type: Floppy disk (B) Computer: IBM PC compatible (C) Operating system M: PC-DO5/MS-DO3(D) Software: PatentInR e1ease #1.01Version #1.25 (vi) Recent application data: (A) Appearance number: United States (B) Application mill: (C) Classification: (viii) Agent/representative information: (A) Name: McNulty, W+11iamE.

(B)登録番号: 22606 FC+参照参照/ソケット番号8085Z(ix)通信情報。(B) Registration number: 22606 FC+ reference reference/socket number 8085Z(ix) communication information.

+A)電話: f516)742−4343(B)ファックス゛ (516)7 42−4366(2)SEQ ID No: Iに間する情報。+A) Telephone: f516) 742-4343 (B) Fax (516)7 42-4366 (2) SEQ ID No.: Information between I.

m配列の特徴: (A)長さ:34塩基対 (B)タイプ:核酸 (C)鎖の要素ニ一本積 (D)トポロジー:環状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:l:cTcccccccc TCN NNNNCTCCCACCCCTCNNNN34 (2)SEQ I[NO:2+、m間する惰N:(il配列の特?!i: (A)長さ:38塩基対 (B)タイプ:核酸 (C) illの要素、一本積 (D)トポロジー、環状 (xi)配列の記述:SEQ [) NO12:TCTTTTTTCT TTT CNNNNNCTTTTCTTTTTTCTNNNNN38 (21SEQ ID NO:3に間する情報:fil配列の特徴: (A)長さ、38塩基対 (B)タイプ核酸 (C)蹟の要素ニ一本鎖 (D)トポロジー゛環状 (x t ) 配列f)記述:SEQ TD NO:3:丁TTCYTCGTT  CGTCNNNNNCTACTTAC丁GCTTTNNNNN38 (2)SEQ TD No:4に間する情報゛(i)配列の特徴。Characteristics of m array: (A) Length: 34 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Two chain elements (D) Topology: cyclic (xi) Sequence description: SEQ ID NO:l:cTcccccccc TCN NNNNNCTCCCCACCCCTCNNNNNN34 (2) SEQ I [NO: 2+, m interval N: (il array special?! i: (A) Length: 38 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Element of ill, single product (D) Topology, circular (xi) Sequence description: SEQ [) NO12: TCTTTTTTCT TTT CNNNNNCTTTTTCTTTTTTTCTNNNNN38 (Information between 21SEQ ID NO: 3: Characteristics of fil array: (A) Length, 38 base pairs (B) Type nucleic acid (C) Two strands of crab elements (D) Topology: circular (x t) Array f) Description: SEQ TD NO: 3: DingTTCYTCGTT CGTCNNNNNCCTACTTAC GCTTTTNNNNN38 (2) Information between SEQ TD No. 4 (i) Characteristics of array.

(Al長さ:4oI!基対 CB)タイプ:核酸 (C)鎖の要素゛一本本 積D)トポロジー:環状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:4:TCCTTCTTCY CCT CTNNNNN TCTCCGCTTCTTCCTNNNNN 4゜ (2)SEQ ID NO:5に間する情報:(i)配列の特?Ii: (A)長さ:34塩基対 CB)タイプ:核酸 (ChI!lの要素ニ一本積 (D)トポロジー゛両者 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:5:TTTTTTCACA CTT TTTTTTT TTTCACACTTTTT34 (2)SEQ ID NO:6に間する情報:(+)配列の特m: (A)長さ:34塩基対 (Blタイプ:核酸 (C1allの要素ニ一本積 (D)トポロジー二両者 fxi)配列の記述:SEQ ID NO:6:TCTTTCCACA CCT TTCTTTT CTTCACACTTTTT34 (2)SEQ ID NOニアに間する情報:(i)配列の特徴: (A)長さ゛34塩基灯 (B)タイプ 核酸 (C)鎖の要素ニ一本鎖 (D)トポロジー°両者 (xil配列の記述:SEQ ID NOニア:TTTCTTCACA CTT CTTTTCT TTCCACACCTTCT34 f2)SEQ ID NO:8に関する情報。(Al length: 4oI! base pair CB) Type: Nucleic acid (C) Chain element (one piece) Product D) Topology: Annular (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 4:TCCTTCTTCY CCT CTNNNNNN TCTCCGCTTCTTCCTNNNNN 4゜ (2) Information between SEQ ID NO: 5: (i) Specification of the array? Ii: (A) Length: 34 base pairs CB) Type: Nucleic acid (The product of two elements of ChI!l (D) Topology (both) (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 5: TTTTTTCACA CTT TTTTTTTTTTTCACACTTTTT34 (2) Information between SEQ ID NO: 6: (+) Array characteristics: (A) Length: 34 base pairs (Bl type: Nucleic acid (The product of two elements of C1all (D) Topology fxi) Array description: SEQ ID NO: 6: TCTTTCCCACA CCT TTCTTTTTCTTCACACTTTTT34 (2) Information between SEQ ID NO: (i) Array characteristics: (A) Length゛34 base lamp (B) Type nucleic acid (C) Chain element double strand (D) Topology °Both (Description of xil array: SEQ ID NO Near: TTTCTTCACA CTT CTTTCT TTCCACACCTTCT34 f2) Information regarding SEQ ID NO:8.

(i)配列の特徴。(i) Sequence characteristics.

(A)長さ: 12塩基対 (B)タイプ°核酸 (C)F14の要素、一本積 (D)トポロジー m状 (xi)配列の記述:SEQ ID No、8゜AAAAAAAAAA AA、 2 (2)SEQ ID No:9に関する情報:(i)配列の特徴: (A)長さ:12塩基対 (Blタイプ、核酸 (C1鎖の要素 一本積 (D)トポロジー°線状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:9:AAGAAAAGAA AG、 2 (2)SEQ ID No: 10に関する情報;(i)配列の特徴: (A)長さ: 12塩基対 CB1タイプ:核酸 fCl !11の要素ニ一本積 (D)トポロジー:線状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:]O:CTTTCTTTTCTT。(A) Length: 12 base pairs (B) Type ° Nucleic acid (C) Element of F14, single product (D) Topology m-shape (xi) Sequence description: SEQ ID No, 8゜AAAAAAAAAAA, 2 (2) Information regarding SEQ ID No: 9: (i) Sequence characteristics: (A) Length: 12 base pairs (Bl type, nucleic acid (C1 chain element single stack (D) Topology ° linear (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 9: AAGAAAAGAA AG, 2 (2) Information regarding SEQ ID No: 10; (i) Sequence characteristics: (A) Length: 12 base pairs CB1 type: Nucleic acid fCl! Product of 11 elements (D) Topology: Linear (xi) Sequence description: SEQ ID NO:]O: CTTTCTTTTCTT.

(2)SEQ ID NO:1]に間する情報:(i)配列の特徴: (A)長さ:12塩基対 (Blタイプ:核酸 (C)鎖の要素ニー重鎖 (D)トポロジー:線状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:11:AAGAATAGAA AG 12 (2)SEQ ID No: 12に間する情報。(2) Information between SEQ ID NO: 1]: (i) Characteristics of array: (A) Length: 12 base pairs (Bl type: Nucleic acid (C) Chain element knee heavy chain (D) Topology: Linear (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 11: AAGAATAGAA AG 12 (2) SEQ ID No.: Information between 12.

(i)配列の特徴: (A)長さ: 12塩基対 CB1タイプ:核酸 (C1鎖の要素ニ一本積 (D)トポロジー:ls状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:12:AAGAAUAGAA AG 、2 (2)SEQ ID NO:13に間する情報:(i)配列の特8!: (A)長さ: 12塩基対 (B)タイプ:核酸 (C)鎖の要素、一本積 (D)トポロジー:線状 (xi)配列の記述:SEQ TD NO:13:CTTTCTATTCTT、 2 (2)SEQ ID No:14に間する情報:(i)配列の特徴: (A)長さ:34塩基対 CB1タイプ:核酸 (CAMの要素ニー重鎖 (D)トポロジー:両者 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:14:TTCTTCTCTT TC CACACCTT TCTATTCTTCCAC34 (2)SEQ ID NO:]5に間する情報。(i) Characteristics of array: (A) Length: 12 base pairs CB1 type: Nucleic acid (The product of two elements of the C1 chain (D) Topology: ls shape (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 12: AAGAAUAGAA AG ,2 (2) Information between SEQ ID NO: 13: (i) Array special 8! : (A) Length: 12 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain element, single stack (D) Topology: Linear (xi) Sequence description: SEQ TD NO: 13: CTTTCTATTCTT, 2 (2) Information between SEQ ID No. 14: (i) Characteristics of array: (A) Length: 34 base pairs CB1 type: Nucleic acid (Elements of CAM knee heavy chain (D) Topology: Both (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 14: TTCTTCTCTT TC CACACCTTTCTATTCTTCAC34 (2) Information between SEQ ID NO:]5.

(i)配列の特徴: (A)長さ:12塩基対 (B)タイプ:核酸 (C)Mの要素:二本鎖 (D)トポロジー:線状 (xi)配列の記述:SEQ ID NO:15:AAAAAAAAAA AA 、2 FIG、 IA AT GC FIG、IB F;η 貴 図3 (続き) 9 5’−CTTTCTTTTCTT (SEQ ID No 10)図5 Tmに対するpHの効果 pH Tm、’C Tm、。C 図7 5′ 図8 図9 補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)平成5年9月22日(i) Characteristics of array: (A) Length: 12 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Element of M: double strand (D) Topology: Linear (xi) Sequence description: SEQ ID NO: 15:AAAAAAAAAAA ,2 FIG, IA AT GC FIG, IB F;η Takashi Figure 3 (continued) 9 5'-CTTTCTTTTCTT (SEQ ID No. 10) Figure 5 Effect of pH on Tm pH Tm,'C Tm. C Figure 7 5′ Figure 8 Figure 9 Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Law) September 22, 1993

Claims (64)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.環状のオリゴヌクレオチドを形成するための各結合ドメイン間にループドメ インを有する少なくとも1個の平行結合(P)ドメイン及び少なくとも1個の逆 平行結合(AP)ドメインを含み、各P及び対応するAPドメインは、限定され た核酸ターゲットの一つの鎖に検出可能に結合するのに十分な椙補性を有し、P ドメインはターゲットに平行なやり方で結合しAPドメインはターゲットに逆平 行なやり方で結合する一本鎖環状オリゴヌクレオチド。1. A loop domain between each binding domain to form a circular oligonucleotide. at least one parallel binding (P) domain with an in and at least one opposite including parallel binding (AP) domains, each P and corresponding AP domain being defined as P has sufficient complementarity to detectably bind to one strand of the nucleic acid target The domain binds to the target in a parallel manner and the AP domain binds to the target in a reverse plane. A single-stranded circular oligonucleotide that binds in a specific manner. 2.該ターゲットは、それから該Pドメイン及び前記の対応するAPドメイン中 の十分な数の位置に関するヌクレオチド配列が該ターゲットの配列から決められ る周知のヌクレオチド配列を含み、該Pドメインに関し、該ターゲット中の位置 に関する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき、Pは相当する位置に シトシン又は好適なそのアナログを有し、該ターゲット中の位置に関する塩基が アデニン又はアデニンアナロケであるとき、Pは相当する位置にチミン又はウラ シル又はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位置に関する塩基がチミ ン又はチミンアナログであるとき、Pは相当する位置にシトシン又はグアニン又 はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位置に関する塩基がシトシン又 はシトシンアナログであるとき、Pは相当する位置にシトシン、チミン又はウラ シル又はその好適なアナログを有し、そして 該ターゲット中の位置に関する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき 、Pは相当する位置にシトシン、グアニン、チミン又はウラシル又はその好適な アナログを有し、 さらに該APドメインに関し、 該ターゲット中の位置に関する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき 、APは相当する位置にシトシン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、 該ターゲット中の位置に関する塩基がアデニン又はアデニンアナロケであるとき 、APは相当する位置にチミン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、該 ターゲット中の位置に関する塩基がチミン又はチミンアナログであるとき、AP は相当する位置にアデニン又はその好適なアナログを有し、そして該ターゲット 中の位置に関する塩基がシトシン又はシトシンアナログであるとき、APは相当 する位置にグアニン又はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位置に関 する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき、APは相当する位置にア デニン又はグアニン又はその好適なアナログを有し、前記の十分な数の位置は、 該ターゲットに検出可能に結合する該オリゴヌクレオチドに十分な相補性をもた らす数の位置である請求項1のオリゴヌクレオチド。2. The target is then in the P domain and the corresponding AP domain. The nucleotide sequence for a sufficient number of positions is determined from the target sequence. a position in the target with respect to the P domain; When the relevant base is guanine or a guanine analog, P is at the corresponding position. cytosine or a suitable analog thereof, and the base for the position in the target is When P is adenine or an adenine analog, thymine or ura is present at the corresponding position. sil or a suitable analogue thereof, and the base for the position in the target is timid. When P is a cytosine or thymine analog, P is a cytosine or guanine or a thymine analog at the corresponding position. has a suitable analogue thereof, where the base for the position in the target is cytosine or is a cytosine analog, P is cytosine, thymine or ura at the corresponding position. sil or a suitable analog thereof, and when the base for the position in the target is uracil or a uracil analog; , P is cytosine, guanine, thymine or uracil or a suitable one thereof at the corresponding position has an analog Furthermore, regarding the AP domain, when the base for the position in the target is guanine or a guanine analog; , AP has a cytosine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position, when the base for the position in the target is adenine or an adenine analog; , AP has thymine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position; When the base for the position in the target is thymine or a thymine analog, AP has an adenine or a suitable analog thereof in the corresponding position, and the target When the base for the position in is cytosine or a cytosine analog, AP corresponds to guanine or a suitable analogue thereof at a position in the target; When the base is uracil or a uracil analog, AP is attached at the corresponding position. having a denine or guanine or a suitable analog thereof, a sufficient number of said positions being having sufficient complementarity to said oligonucleotide to detectably bind to said target. 2. The oligonucleotide of claim 1, wherein the oligonucleotide is in a number of positions. 3.該Pドメインは、該ターゲットの周知のヌクレオチド配列から決められるヌ クレオチド配列を含み、 該ターゲット中の位置に関する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき 、Pは相当する位置にシトシン又は好適なそのアナログを有し、該ターゲット中 の位置に関する塩基がアデニン又はアデニンアナログであるとき、Pは相当する 位置にチミン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位 置に関する塩基がチミン又はチミンアナログであるとき、Pは相当する位置にシ トシン又はグアニン又はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位置に関 する塩基がシトシン又はシトシンアナログであるとき、Pは相当する位置にシト シン、チミン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、そして 該ターゲット中の位置に関する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき 、Pは相当する位置にシトシン、グアニン、チミン又はウラシル又はその好適な アナログを有し、 そしてさらに該APドメインは、以下の該ターゲットの該配列から決められるヌ クレオチド配列を含み、 該ターゲット中の位置に関する塩基がグアニン又はグアニンアナログであるとき 、APは相当する位置にシトシン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、 該ターゲット中の位置に関する塩基がアデニン又はアデニンアナログであるとき 、APは相当する位置にチミン又はウラシル又はその好適なアナログを有し、該 ターゲット中の位置に関する塩基がチミン又はチミンアナログであるとき,AP は相当する位置にアデニン又はその好適なアナログを有し、そして該ターゲット 中の位置に関する塩基がシトシン又はシトシンアナログであるとき、APは相当 する位置にグアニン又はその好適なアナログを有し、該ターゲット中の位置に関 する塩基がウラシル又はウラシルアナログであるとき、APは相当する位置にア ラニン又はグアニン又はその好適なアナログを有する請求項1のオリゴヌクレオ チド。3. The P domain is a nucleotide sequence determined from the known nucleotide sequence of the target. Contains a cleotide sequence, when the base for the position in the target is guanine or a guanine analog; , P has a cytosine or a suitable analogue thereof in the corresponding position in the target. When the base for the position is adenine or an adenine analog, P corresponds to having thymine or uracil or a suitable analog thereof at the position in the target. When the base for the position is thymine or a thymine analog, P is substituted for the corresponding position. tosine or guanine or a suitable analogue thereof, with respect to its position in the target. When the base to be used is cytosine or a cytosine analog, P is a cytosine at the corresponding position. cine, thymine or uracil or a suitable analog thereof, and when the base for the position in the target is uracil or a uracil analog; , P is cytosine, guanine, thymine or uracil or a suitable one thereof at the corresponding position has an analog And further, the AP domain is a nucleus determined from the sequence of the target below. Contains a cleotide sequence, when the base for the position in the target is guanine or a guanine analog; , AP has a cytosine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position, when the base for the position in the target is adenine or an adenine analog; , AP has thymine or uracil or a suitable analog thereof in the corresponding position; When the base for the position in the target is thymine or a thymine analog, AP has an adenine or a suitable analog thereof in the corresponding position, and the target When the base for the position in is cytosine or a cytosine analog, AP corresponds to guanine or a suitable analogue thereof at a position in the target; When the base is uracil or a uracil analog, AP is attached at the corresponding position. The oligonucleosome of claim 1 having lanine or guanine or a suitable analogue thereof. Chido. 4.該ターゲット、該Pドメイン及び該APドメインは、独立して約2−約20 0個のヌクレオチドを含む請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド 。4. The target, the P domain and the AP domain independently have about 2 to about 20 The oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3, comprising 0 nucleotides. . 5.該ターゲット、該Pドメイン及び該APドメインは、独立して約6−約36 個のヌクレオチドを含む請求項4のオリゴヌクレオチド。5. The target, the P domain and the AP domain independently have about 6 to about 36 5. The oligonucleotide of claim 4, comprising 5 nucleotides. 6.それぞれのループドメインは、独立して約2−約2000個のヌクレオチド を含む請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。6. Each loop domain independently consists of about 2 to about 2000 nucleotides. 4. The oligonucleotide of any one of claims 1-3 comprising: 7.それぞれのループドメインは、独立して約3−約8個のヌクレオチドを含む 請求項6のオリゴヌクレオチド。7. Each loop domain independently contains about 3 to about 8 nucleotides. The oligonucleotide of claim 6. 8.該ターゲットは、一本鎖又は二本鎖である請求項1−3の何れか一つの項の オリゴヌクレオチド。8. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the target is single-stranded or double-stranded. oligonucleotide. 9.該ターゲットは、RNA又はDNAである請求項1−3の何れか一つの項の オリゴヌクレオチド。9. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the target is RNA or DNA. oligonucleotide. 10.該ターゲットは、核酸鋳型中に含まれるドメインである請求項1−3の何 れか一つの項のオリゴヌクレオチド。10. Any of claims 1 to 3, wherein the target is a domain contained in a nucleic acid template. Oligonucleotide of one of the terms. 11.該Pドメイン及び該APドメインは、スタッガー結合配置で該ターゲット に結合する請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。11. The P domain and the AP domain connect to the target in a staggered binding configuration. 4. An oligonucleotide according to any one of claims 1-3, which binds to. 12.十分な相補性は、100%より少ない相補性である請求項1−3の何れか 一つの項のオリゴヌクレオチド。12. Any of claims 1-3, wherein sufficient complementarity is less than 100% complementarity. One term oligonucleotide. 13.十分な相補的は、約30−約40%の相補性である請求項12のオリゴヌ クレオチド。13. 13. The oligonucleotide of claim 12, wherein sufficient complementarity is about 30 to about 40% complementarity. Creotide. 14.該オリゴヌクレオチドは、RNA又はDNAである請求項1−3の何れか 一つの項のオリゴヌクレオチド。14. Any one of claims 1 to 3, wherein the oligonucleotide is RNA or DNA. One term oligonucleotide. 15.シトシンの好適なアナログは、5−メチルシトシンである請求項2又は3 のオリゴヌクレオチド。15. 3. A preferred analogue of cytosine is 5-methylcytosine. oligonucleotide. 16.ウラシルの好適なアナログは、5−メチルウラシルである請求項2又は3 のオリゴヌクレオチド。16. 3. A preferred analogue of uracil is 5-methyluracil. oligonucleotide. 17.アデニンの好適なアナログは、ジアミノプリンである請求項2又は3のオ リゴヌクレオチド。17. 4. A preferred analogue of adenine is diaminopurine. Ligonucleotide. 18.ヌクレオチドは、リボース又はデオキシリボースの代りに2′−O−メチ ルリボースを有する請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。18. The nucleotide is 2'-O-methyl instead of ribose or deoxyribose. Oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3, comprising luribose. 19.該オリゴヌクレオチドは細胞内に取り込まれる請求項1−3の何れか一つ の項のオリゴヌクレオチド。19. Any one of claims 1 to 3, wherein the oligonucleotide is taken up into cells. Oligonucleotides in the section. 20.該オリゴヌクレオチドは、細胞受容体、コレステロール基、アリール基、 ステロイド基又はポリカチオンに関するリガンドをさらに含む請求項19のオリ ゴヌクレオチド。20. The oligonucleotide has a cell receptor, a cholesterol group, an aryl group, The orifice of claim 19 further comprising a ligand for a steroid group or a polycation. Gonucleotide. 21.該オリゴヌクレオチドは、薬剤又は薬剤アナログをさらに含む請求項1− 3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。21. Claim 1- The oligonucleotide further comprises a drug or drug analog. An oligonucleotide according to any one of 3. 22.該ループドメインは、非ヌクレオチドループドメインを含む請求項1−3 の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。22. Claims 1-3, wherein the loop domain comprises a non-nucleotide loop domain. Oligonucleotide of any one of the terms. 23.該非ヌクレオチドループドメインは、エチレングリコールである請求項2 2のオリゴヌクレオチド。23. 2. The non-nucleotide loop domain is ethylene glycol. 2 oligonucleotide. 24.該ポリエチレングリコールは、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレ ングリコール又はヘプタエチレングリコールである請求項23のオリゴヌクレオ チド。24. The polyethylene glycol includes pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, 24. The oligonucleo of claim 23, which is glycol or heptaethylene glycol. Chido. 25.該オリゴヌクレオチドは、少なくとも1種のメチルホスホネート、ホスホ ロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル,シロキサン、カー ボネート、アセトアミデート又はチオエーテル基及び燐−ホウ素結合をさらに含 む請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチド。25. The oligonucleotide contains at least one methylphosphonate, phosphonate, lotioate, phosphorodithioate, phosphotriester, siloxane, carbon further containing bonate, acetamidate or thioether groups and phosphorus-boron bonds. An oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3. 26.該オリゴヌクレオチドは、レポーター分子をさらに含む請求項1−3の何 れか一つの項のオリゴヌクレオチド。26. 4. The oligonucleotide further comprises a reporter molecule. Oligonucleotide of one of the terms. 27.請求項1−3の何れか一つの項の環状オリゴヌクレオチドを提供する少な くとも1個の第一のコンテナーを含む、ターゲット核酸の検出又は診断のための コンバートメント化キット。27. A oligonucleotide that provides a cyclic oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3. for detecting or diagnosing a target nucleic acid, comprising at least one first container. Conversion kit. 28.請求項1−3の何れか一つの項の環状オリゴヌクレオチドを提供する少な くとも1個の第一のコンテナーを含む、鋳型核酸の単離のためのコンバートメン ト化キットにおいて、該オリゴヌクレオチドが該鋳型内に含まれるターゲットに 相補的であるコンパートメント化キット。28. A oligonucleotide that provides a cyclic oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3. a converting member for isolation of template nucleic acids, comprising at least one first container; In the template kit, the oligonucleotide is attached to the target contained within the template. Complementary compartmentalization kit. 29.該鋳型がポリ(A)+mRNAである請求項28のキット。29. 29. The kit of claim 28, wherein the template is poly(A)+mRNA. 30.鋳型に含まれた目標とする配列へオリゴヌクレオチドの結合を行うのに十 分な条件下にDNA、RNA又は蛋白に関する核酸鋳型と請求項1−3の何れか 一つの項の環状オリゴヌクレオチドの少なくとも一つとを接触させ、次に該ター ゲットへ該オリゴヌクレオチドを結合させ、該鋳型への接近をブロックするか又 はその分解を行い、それによりDNA、RNA又は蛋白の生合成を調節すること を含む、DNA、RNA又は蛋白の生合成を調節する方法。30. sufficient to bind the oligonucleotide to the target sequence contained in the template. A nucleic acid template relating to DNA, RNA or protein under suitable conditions and any one of claims 1 to 3. contacting at least one of the cyclic oligonucleotides of one term; bind the oligonucleotide to the target and block access to the template or performs its degradation and thereby regulates the biosynthesis of DNA, RNA or proteins. A method of regulating DNA, RNA or protein biosynthesis, comprising: 31.該鋳型は二本鎖核酸ターゲットを含み、該条件は、鎖置換により該ターゲ ットを変性しそれにより結合を行わせるのに有効である請求項30の方法。31. The template includes a double-stranded nucleic acid target, and the conditions target the target by strand displacement. 31. The method of claim 30, wherein the method is effective for denaturing the cut to thereby effectuate the conjugation. 32.該生合成は、DNA複製、DNA逆転写、RNA転写、RNAスプライシ ング、RNAポリアデニル化、RNA輸送及び蛋白翻訳の少なくとも一つを含む 請求項30の方法。32. The biosynthesis involves DNA replication, DNA reverse transcription, RNA transcription, and RNA splicing. ng, RNA polyadenylation, RNA transport, and protein translation. 31. The method of claim 30. 33.該DNA複製に関する該鋳型は、RNA鋳型又はDNA鋳型である請求項 32の方法。33. Claim wherein the template for DNA replication is an RNA template or a DNA template. 32 methods. 34.該DNA複製を調節するための該オリゴヌクレオチドの該ターゲットは、 複製の初め又はプライマー結合部位である請求項33の方法。34. The target of the oligonucleotide for regulating DNA replication is 34. The method of claim 33, wherein the site is an origin of replication or a primer binding site. 35.該DNA逆転写を調節するための該オリゴヌクレオチドの該ターゲットは 、プライマー結合部位、レトロウイルスゲノム中の部位又はmRNA中の部位で ある請求項32の方法。35. The target of the oligonucleotide for regulating DNA reverse transcription is , a primer binding site, a site in the retroviral genome or a site in mRNA. 33. The method of claim 32. 36.該RNA転写を調節するための該オリゴヌクレオチドの該ターゲットは、 プロモーター、レプレッサー結合部位.オペレーター、エンハンサー、転写調節 要素又はmRNAエンコーディング領域中の部位である請求項32の方法。36. The target of the oligonucleotide for regulating the RNA transcription is Promoter, repressor binding site. Operators, enhancers, transcriptional regulation 33. The method of claim 32, wherein the site is in an element or mRNA encoding region. 37.該RNAスプライシングを調節するための該オリゴヌクレオチドの該ター ゲットは、5′スプライス連結、イントロン分岐点又は3′スプライス連結の少 なくとも一つである請求項32の方法。37. the target of the oligonucleotide for regulating the RNA splicing; Targets include 5' splice junctions, intron branch points, or 3' splice junctions. 33. The method of claim 32, which is at least one. 38.該RNAポリアデニル化を調節するための該オリゴヌクレオチドの該ター ゲットは、ポリアデニル化部位である請求項32の方法。38. the target of the oligonucleotide for regulating the RNA polyadenylation; 33. The method of claim 32, wherein the target is a polyadenylation site. 39.該RNA輸送を調節するための該オリゴヌクレオチドの該ターゲットは、 ポリ(A)尾部である請求項32の方法。39. The target of the oligonucleotide for modulating the RNA transport is 33. The method of claim 32, wherein the poly(A) tail is a poly(A) tail. 40.該蛋白翻訳のための該鋳型は、mRNA鋳型である請求項32の方法。40. 33. The method of claim 32, wherein said template for said protein translation is an mRNA template. 41.該鋳型の該ターゲットは,リボソーム結合部位、5′mRNAキャップ又 は蛋白コーディング領域中の部位である請求項40の方法。41. The target of the template may include a ribosome binding site, a 5'mRNA cap, or a 41. The method of claim 40, wherein is a site in a protein coding region. 42.該鋳型は、ウイルスDNA又はRNA鋳型である請求項30の方法。42. 31. The method of claim 30, wherein the template is a viral DNA or RNA template. 43.該オリゴヌクレオチドは、SEQIDNO:3又はSEQIDNO:4の ヌクレオチド配列を有する請求項42の方法。43. The oligonucleotide is SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4. 43. The method of claim 42, comprising a nucleotide sequence. 44.ターゲットを変性しそして環状オリゴヌクレオチドを結合するのに有効な 時間及び条件の下、請求項1−3の何れか一つの項の環状オリゴヌクレオチドの 任意の1個とターゲットとを接触させることによる、二本鎖核酸ターゲットにお ける鎖の置換方法。44. effective to denature the target and bind circular oligonucleotides. of the cyclic oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3 under the time and conditions. double-stranded nucleic acid target by contacting any one target with the target. How to replace strands. 45.該ターゲットを変性するのに有効な該条件は、約1−約100の比で該環 状オリゴヌクレオチド及び該ターゲットを存在させることを含む請求項44の方 法。45. The conditions effective to denature the target include denaturing the rings in a ratio of about 1 to about 100. 45. The oligonucleotide according to claim 44, comprising the presence of a oligonucleotide and the target. Law. 46.該ターゲットを変性するのに有効な該時間は、約1分−約16時間に及ぶ 請求項45の方法。46. The time effective to denature the target ranges from about 1 minute to about 16 hours. 46. The method of claim 45. 47.該二本鎖核酸ターゲットは、ウイルス、細菌、かび又は哺乳動物の核酸を 含む請求項44の方法。47. The double-stranded nucleic acid target targets viral, bacterial, fungal or mammalian nucleic acids. 45. The method of claim 44, comprising: 48.該二本鎖核酸ターゲットは、複製の元、プロモーター、レプレッサー結合 部位、オペレーター、エンハンサー、転写調節要素又はmRNAエンコーディン グ領域中の部位である請求項47の方法。48. The double-stranded nucleic acid target is a source of replication, promoter, and repressor binding. site, operator, enhancer, transcriptional regulatory element or mRNA encoding 48. The method of claim 47, wherein the site is in a recording area. 49.該二本鎖核酸ターゲットは、純粋又は不純の核酸サンプル、組織切片、細 胞塗抹又は染色体の塊中に存在する請求項44の方法。49. The double-stranded nucleic acid target may be a pure or impure nucleic acid sample, tissue section, 45. The method of claim 44, wherein the method is present in a cell smear or chromosomal mass. 50.該オリゴヌクレオチドは、レボーター分子に共有結合的に結合する請求項 49の方法。50. 4. The oligonucleotide is covalently bound to the reporter molecule. 49 methods. 51.生合成調節量の請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチドの少 なくとも1種及び製薬上許容できる担体を含む、核酸又は蛋白の生合成を調節す るための製薬組成物。51. A small amount of the oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3 in the biosynthesis regulating amount. a substance that modulates the biosynthesis of nucleic acids or proteins, comprising at least one species and a pharmaceutically acceptable carrier; A pharmaceutical composition for 52.末端結合オリゴヌクレオチドに線状前環状物を結合し、該前環状物の二つ の末端を結合し、そして該一本鎖環状オリゴヌクレオチドを採取することを含む 請求項1−3の何れか一つの項の一本鎖環状オリゴヌクレオチドを製造する方法 。52. Attach a linear precycle to an end-linked oligonucleotide, and connect two of the precycles. and collecting the single-stranded circular oligonucleotide. A method for producing a single-stranded cyclic oligonucleotide according to any one of claims 1 to 3. . 53.該線状前環状物は3′−ホスフェートを有する請求項52の方法。53. 53. The method of claim 52, wherein said linear procyclic has a 3'-phosphate. 54.前記の二つの末端は、該一本鎖環状オリゴヌクレオチドのAPヌクレオチ ドに相当する2種のヌクレオチドを含む請求項53の方法。54. The above two ends are connected to the AP nucleotide of the single-stranded circular oligonucleotide. 54. The method of claim 53, comprising two nucleotides corresponding to nucleotides. 55.該結合は、BrCN、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル) カルボジイミド又はN−シアノイミダソールZnC12により行われる請求項5 4の方法。55. The bond is BrCN, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) Claim 5 carried out with carbodiimide or N-cyanoimidasol ZnC12 Method 4. 56.請求項1−3の何れか一つの項のヌクレオチドとターゲットとの間に形成 されるコンプレックス。56. Formed between the nucleotide of any one of claims 1 to 3 and the target complex. 57.a)請求項1−3の何れか一つの項のオリゴヌクレオチドに共有結合で結 合した薬剤を動物に投与し、 b)該オリゴヌクレオチドを該細胞タイプに存在するターゲットmRNAに結合 し、 c)それにより該薬剤を前記の特定の細胞タイプに伝達することよりなる特定の 細胞タイプ薬剤伝達の方法。57. a) covalently linked to the oligonucleotide of any one of claims 1-3; Administer the combined drug to the animal, b) binding said oligonucleotide to target mRNA present in said cell type death, c) a specific method whereby said drug is delivered to said specific cell type. Methods of cell type drug delivery. 58.オリゴヌクレオチドーターゲットコンブレックスを形成するのに十分な時 間及び条件下で該核酸を含むためにテストされるサンプルを請求項1−3の何れ か一つの項の環状オリゴヌクレオチドと接触させ、そして該コンプレックスを検 出する ことを含むターゲット核酸を検出する方法。58. Sufficient time to form oligonucleotide-target complex Any of claims 1 to 3, wherein the sample to be tested for containing said nucleic acid under conditions and or one term of the cyclic oligonucleotide, and the complex is detected. give out A method for detecting a target nucleic acid. 59.該核酸は二本鎖核酸ターゲットを含み、そして該条件は、鎖置換により該 ターゲットを変性しそれにより該オリゴヌクレオチドーターゲットコンブレック スを形成する該オリゴヌクレオチドの結合を行うのに有効である請求項58の方 法。59. The nucleic acid includes a double-stranded nucleic acid target, and the conditions denaturing the target thereby denaturing the oligonucleotide-target complex. 59. The method of claim 58, which is effective for binding said oligonucleotides to form a base. Law. 60.該サンプルは、純粋又は不純の核酸サンプル、組織切片、細胞塗抹又は染 色体の塊中に存在する請求項58の方法。60. The sample may be a pure or impure nucleic acid sample, tissue section, cell smear or stain. 59. The method of claim 58, wherein the method is in a mass of color bodies. 61.該ターゲットを変性するのに有効な該条件は、約1−約100の比で該環 状オリゴヌクレオチド及び該ターゲットを存在させることを含む請求項58の方 法。61. The conditions effective to denature the target include denaturing the rings in a ratio of about 1 to about 100. 59. The method of claim 58, comprising the presence of a oligonucleotide and the target. Law. 62.該ターゲットを変性するのに有効な該時間は、約1分−約16時間に及ぶ 請求項58の方法。62. The time effective to denature the target ranges from about 1 minute to about 16 hours. 59. The method of claim 58. 63.該コンプレックスは、蛍光エネルギー転移アッセイにより検出される請求 項58の方法。63. The complex is detected by fluorescence energy transfer assay. The method of Section 58. 64.十分な相補性は、少なくとも約50%である請求項12のオリゴヌクレオ チド。64. 13. The oligonucleosome of claim 12, wherein sufficient complementarity is at least about 50%. Chido.
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