JPH07501936A - Formation of triple-stranded helical complexes of single-stranded nucleic acids using nucleoside oligomers - Google Patents

Formation of triple-stranded helical complexes of single-stranded nucleic acids using nucleoside oligomers

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JPH07501936A
JPH07501936A JP5507113A JP50711393A JPH07501936A JP H07501936 A JPH07501936 A JP H07501936A JP 5507113 A JP5507113 A JP 5507113A JP 50711393 A JP50711393 A JP 50711393A JP H07501936 A JPH07501936 A JP H07501936A
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ツオ,ポール・オン−ポン
アダムス,トーマス・ヘンリー
アーノルド,ライル・ジェイ・ジュニア
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ザ・ジョーンズ・ホプキンス・ユニバーシティ
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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】 ヌクレオシドオリゴマーを用いる一本鎖核酸の三本鎖へリノクス複合体の形成関 連出願との相互参照 本出願は、米国特許出mNo、 924.234(1986年10月28日出1 JI)の一部継続出願である米国特許出願No、 368.027(1989年 6月19日出願ンの一部継続出願であり、これらの開示は本明細書の一部を構成 するものとする。[Detailed description of the invention] Formation of triple-stranded helinox complexes of single-stranded nucleic acids using nucleoside oligomers Cross-reference with consecutive applications This application is filed under U.S. Patent No. 924.234 (issued October 28, 1986, No. 1 U.S. Patent Application No. 368.027 (1989), a continuation-in-part application of JI) This is a partial continuation of the application filed on June 19th, and these disclosures constitute a part of this specification. It shall be.

發肌Ω背屡 本発明は、National In5titute of Health U、 S、A、の援助(援助番号C^42762)を含む政府支援を受けて為されたも のである。政府は本発明に対して一定の権利を有している。My skin is Ω back The present invention is directed toward the National Institutes of Health, This was done with government support, including support from S.A. (Aid Number C^42762). It is. The Government has certain rights in this invention.

本明細書中で引用した出版物およびその他の参考文献資料は本明細書の一部を構 成するものとし、以下の文中で番号を付して引用し、請求の範囲のすぐ前に添付 した文献目録に各資料をまとめて示す。Publications and other bibliographical materials cited herein are incorporated herein by reference. shall be referred to by number in the following text and appended immediately before the claims. All materials are summarized in the bibliography provided.

本発明は、選択した一本鎖核酸構造と特異的に複合化して三本鎖へソックス構造 を与えつる第1および第2のヌクレオシドオリゴマーを用いて、−水路核酸(特 に、RNA)中の特定の配列を検出および認識する新規な方法に関する。The present invention specifically combines with a selected single-stranded nucleic acid structure to create a triple-stranded sock structure. Using first and second nucleoside oligomers that give , novel methods for detecting and recognizing specific sequences in RNA).

フーグスティーン水素結合による二本鎖DNA中のポリプリン区域へのホモピリ ミジンオリゴデオキシリボヌクレオチド結合による三本鎖へソックス構造の形成 が報告されている(例えば、lおよび2を参照)。このホモピリミジンオリゴヌ クレオチドは、三本鎖へリノクス形成によって二重らせんDNAの主グローブ( みぞ)中の長(延びたプリン配列を認識することがわかっていた。特異性は、ホ モピリミジンオリゴヌクレオチドとシトシン・クリック二本鎖DNAのプリン鎖 の間のフーグスティーン塩基対含によって付与されることがわかっていた。Homopyri to polypurine region in double-stranded DNA by Hoogsteen hydrogen bonding Formation of triple-stranded socks structure by midine oligodeoxyribonucleotide binding have been reported (see e.g. 1 and 2). This homopyrimidine oligonucleotide Creotides form the main grove of double-helical DNA ( It was known that it recognizes long (extended) purine sequences in the grooves. Mopyrimidine oligonucleotide and purine chain of cytosine click double-stranded DNA It was found that the Hoogsteen base pairs included between the two.

第3の鏡上にシトシンとチミジンを含有する三重らせん複合体は酸性ないし中性 の溶液中でそれぞれ安定であることがわかっており、pHの増加につれて解離す ることがわかっている。このフーグスティーン鎖にTの修飾塩基(例えば、5− ブロモウラシル)およびCの修飾塩基(例えば、5−メチルシトシン)を導入す ると、三本鎖ヘリックスの安定性がさらに高いpH範囲で増加することがわかっ ている。シトシン(C)をフーグスティーン型対合に関与させるためには、ピリ ミジン環のN−3上の水素が水素結合に利用可能でなければならない。従って、 ある種の状況下では、シトシンがN−3においてプロトン化されることがある。The triple helix complex containing cytosine and thymidine on the third mirror is acidic to neutral. Each is known to be stable in solutions of It is known that This Hoogsteen chain has T modified bases (for example, 5- bromouracil) and modified bases of C (e.g., 5-methylcytosine). It was found that the stability of the triple-stranded helix increases at higher pH ranges. ing. In order for cytosine (C) to participate in Hoogsteen-type pairing, pi The hydrogen on N-3 of the midine ring must be available for hydrogen bonding. Therefore, Under certain circumstances, cytosine may be protonated at N-3.

DNAは広範囲の多形性立体配座を示し、このような立体配座が生物学的過程に 必須であることがある。配列特異的なタンパク質−DNへの結合および分子の相 互作用によるシグナル トランスダクシタン(例えば、転写、翻訳、および複製 )の変調は、DNAの立体配座に依存すると考えられている(3)。DNA exhibits a wide range of polymorphic conformations, and these conformations play a role in biological processes. May be required. Sequence-specific protein-DN binding and molecular phase Signals due to interactions with transducitans (e.g., transcription, translation, and replication) ) is thought to depend on the conformation of DNA (3).

ゲノムの重要な領域に結合し、異常細胞の機能、複製および生存を選択的に阻害 する治療薬物を開発する可能性を考えるのは興味あることである(4)。配列特 異的なりNA結合分子の設計および開発は種々の研究所により推進されており、 外来遺伝物質(例えば、ウィルス)またはゲノムDNAの変化(例えば、癌)が 関与する疾患の診断および治療に対して広範囲な関連を有している。Binds to critical regions of the genome and selectively inhibits abnormal cell function, replication, and survival It is interesting to consider the possibility of developing therapeutic drugs for the treatment of cancer (4). Array special The design and development of different NA-binding molecules is being promoted by various research institutes. foreign genetic material (e.g., a virus) or changes in genomic DNA (e.g., cancer) It has wide-ranging implications for the diagnosis and treatment of the diseases involved.

メチルホスホネート(MP)骨格からなるヌクレアーゼ耐性の非イオン性オリゴ デオキシヌクレオチド(ODN)が、可能性ある抗癌物質、抗ウイルス物質およ び抗菌物質としてインビトロおよびインビボで研究されている(5)。これら類 似体の5°−3°結合したヌクレオチド間結合は、核酸ホスホジエステル結合の 立体配座に極めて近似している。このホスフェート骨格は1個のアニオン性ホス ホリル酸素のメチル置換によって中性にされており、荷電したホスフェート基に よる鏡開および鎖内の反発作用を減少させている(5)。MP骨格の類似体を生 細胞に入れることができるが、この類似体はグロビン合成および水庖性口内炎ウ ィルスのタンパク質合成におけるmRNAの翻訳を阻害し、H3V複製の阻害に おいてプレn+RNAのスプライシングを阻害することが示されている。これら 非イオン性類似体による阻害の作用機序には、相補性のRNAおよび/またはD NAとの安定な複合体の形成が含まれる。Nuclease-resistant nonionic oligo consisting of a methylphosphonate (MP) backbone Deoxynucleotides (ODNs) are potential anticancer, antiviral and It has been studied in vitro and in vivo as an antimicrobial agent (5). these types The analogous 5°-3° linked internucleotide linkage is similar to that of a nucleic acid phosphodiester linkage. The conformation is very similar. This phosphate skeleton consists of one anionic phosphorus The phoryl oxygen is made neutral by methyl substitution, and the charged phosphate group (5). Generating analogues of MP scaffolds This analog can be used to improve globin synthesis and varicella canker sores. Inhibits translation of mRNA in viral protein synthesis and inhibits H3V replication. It has been shown to inhibit splicing of pre-n+ RNA. these The mechanism of action of inhibition by nonionic analogs involves the use of complementary RNA and/or D Involves the formation of stable complexes with NA.

選択した一本鎖の外来核酸配列に相補性である非イオン性オリゴヌクレオシドの アルキルおよびアリールホスホネート類似体が、該核酸に結合するかまたは該核 酸に干渉することにより、細胞中に存在する他の核酸の機能または発現を妨げる ことなく該特定の核酸の機能または発現を選択的に阻害することができると報告 されている(例えば、米国特許N o、 4.469.863および4.511 .713を参照)。哺乳動物細胞によって取り込まれる相補性のヌクレアーゼ耐 性の非イオン性オリゴヌクレオシドメチルホスホネート類を用いて、ある状況下 でウィルスタンパク質の合成(単純庖疹ウィルス1を含む)を阻害することが、 米国特許No、 4.757.055に開示されている。of nonionic oligonucleosides that are complementary to a selected single-stranded foreign nucleic acid sequence. Alkyl and aryl phosphonate analogs are attached to or attached to the nucleic acid. interfere with the function or expression of other nucleic acids present in the cell by interfering with acids It has been reported that the function or expression of the specific nucleic acid can be selectively inhibited without (e.g., U.S. Patents No. 4.469.863 and 4.511) .. 713). Complementary nuclease resistance taken up by mammalian cells Under certain circumstances, non-ionic oligonucleoside methylphosphonates can be used to inhibiting the synthesis of viral proteins (including herpes simplex virus 1) in Disclosed in U.S. Patent No. 4.757.055.

ウィルスmRNAの一部に相補性であるアンチセンスのオリゴヌクレオチドまた はホスホロチオエート類似体を用いて、ウィルスaRNAのタンパク質への翻訳 および転写を遮断することが提案されている。このアンチセンス構築物はウィル スmRNAに結合することができ、細胞リポソームがnRNAに沿って移動する のを妨げ、それによってmRNAのタンパク質への翻訳を停止させるものと考え られている(「翻訳停止」または「リポソームハイブリダイゼーション停止」と 呼ばれる過程)。Antisense oligonucleotides or oligonucleotides that are complementary to a portion of the viral mRNA uses phosphorothioate analogs to improve the translation of viral aRNA into proteins. and have been proposed to block transcription. This antisense construct will can bind to mRNA, and cellular liposomes move along the mRNA. It is thought to prevent the translation of mRNA into protein, thereby stopping the translation of mRNA into protein. (called “translation stop” or “liposome hybridization stop”) process called).

HTLV−I++の復製および/または発現に必要なHTI、V−111ゲノム の高保存性領域に相補性であるオリゴヌクレオチドの投与によってHTLV−I I+による細胞感染を阻害することが米国特許N o、 4.806.463に 開示されている。これらのオリゴヌクレオチドは、逆転写酵素活性(複製)なら びにウィルスタンパク質p15およびp24の産生(遺伝子発現)によって調べ ると、ウィルスの複製および/または遺伝子発現に影響を与えることがわかった 。HTI, V-111 genome required for reproduction and/or expression of HTLV-I++ HTLV-I by administration of an oligonucleotide complementary to a highly conserved region of Inhibition of cell infection by I+ is disclosed in U.S. Patent No. 4.806.463. Disclosed. These oligonucleotides have reverse transcriptase activity (replication). and by the production (gene expression) of the viral proteins p15 and p24. were found to affect viral replication and/or gene expression. .

ヌクレオノド間メチルホスホネート結合を含むある種のアンチセンスオリボデオ キ/ヌクレオチドがH[V誘導のシンシチウム生成および発現を阻害する能力が 研究されている(7)。Certain antisense oligonucleotides containing internucleonodal methylphosphonate linkages The ability of K/nucleotides to inhibit H[V-induced syncytium production and expression has been demonstrated. being studied (7).

ソラレン誘導体化したオリゴヌクレオシドメチルホスホネートが、暗号または非 暗号−水路DNAのいずれかを架橋しうることが報告されている;しかじ、二本 鎖DNAは架橋されなかった(28)。Psoralen-derivatized oligonucleoside methylphosphonates are It has been reported that it is possible to cross-link either code-water DNA; Stranded DNA was not crosslinked (28).

−吸史裂汐 本発明は、一本w1核酸または一本鎖核酸配列の特定セグメントを検出または認 識する方法、ならびに二本鎖へワックス複合体を形成させることによっである標 的配列を有する一本鎖核酸の特定セグメントの機能の発現を妨げる方法に関する 。-Susushi Rashio The present invention detects or recognizes a single w1 nucleic acid or a specific segment of a single-stranded nucleic acid sequence. methods for identifying and labeling by forming wax complexes on the double strands. relates to a method for inhibiting the expression of a function of a specific segment of a single-stranded nucleic acid having a specific sequence .

1)NAまたはRNAのいずれかの標的配列の二本鎖へワックス複合体を形成さ せてよい。1) Formation of a wax complex to the duplex of either NA or RNA target sequence You can let me.

また、本発明は、選択した一本鎖核酸配列の発現および/または機能化を妨げる のに有用であり、かつ所望により核酸を修飾する基を含有する新規な修飾化オリ ゴマーに関する。さらに、本発明はピリミジンおよび/またはプリンヌクレオシ ド類似体を含有するオリゴマーに関する。具体的には、これらプリンヌクレオ7 ド類似体は三本鎖構造の形成および安定性を有利にするように、そして標的核酸 配列の誤読を減少させるように修飾する。The invention also provides methods for preventing expression and/or functionalization of selected single-stranded nucleic acid sequences. novel modification oligonucleotides containing groups useful for and optionally modifying nucleic acids; Regarding Gomer. Additionally, the present invention provides pyrimidine and/or purine nucleoside The present invention relates to oligomers containing de-analogs. Specifically, these Purine Nucleo 7 analogs to favor the formation and stability of triple-stranded structures and target nucleic acids. Modify sequences to reduce misreading.

1つの態様において、本発明は、−水路核酸標的配列の機能または発現を妨げる 方法であって、該標的配列を第1のオリゴマーおよび第2のオリゴマーと接触さ せることからなる方法に関する(ここで、該第1および第2のオリゴマーのヌク レオシド配列は二本鎖へリノクス構造が形成されるように選択する)。1つの好 ましい態様によれば、この核酸標的配列はポリプリンまたはポリピリミジン配列 のいずれかを念何する。この標的配列がホモプリン配列であるときには、第1お よび第2のオリゴマーはピリミジンヌクレオシドもしくは類似体だけを含有して いてよく、あるいは別法では該第1および第2のオリゴマーの一方がプリンヌク レオシドだけを含有し、他方がピリミジンヌクレオシドだけを含有する。しかし 、標的配列がホモピリミジン配列であるときには、第1および第2のオリコマ− はプリンヌクレオシドだけを含有していてよく、あるいは別法では該第1および 第2のオリゴマーの一方がプリンヌクレオシドだけを含有し、他方がピリミジン ヌクレオシドだけを含有する。In one embodiment, the invention provides methods for - interfering with the function or expression of a waterway nucleic acid target sequence. A method comprising: contacting the target sequence with a first oligomer and a second oligomer. of the first and second oligomers. The rheoside sequence is chosen so that a double-stranded helinox structure is formed). one preference According to a preferred embodiment, the nucleic acid target sequence is a polypurine or polypyrimidine sequence. What do you think of any of these? When this target sequence is a homopurine sequence, the first and the second oligomer contains only pyrimidine nucleosides or analogs. Alternatively, one of the first and second oligomers may be a purine. one containing only rheosides and the other containing only pyrimidine nucleosides. but , when the target sequence is a homopyrimidine sequence, the first and second oligomers may contain only purine nucleosides, or alternatively the first and One of the second oligomers contains only purine nucleosides and the other contains pyrimidines. Contains only nucleosides.

1つの特に好ましい態様においては、天然のプリンヌクレオシドの類似体を本! 明のオリゴマーにおいて用いる。これらプリンヌクレオシド類似体を修飾して水 素結合立体配置を有利にする。この立体配置は、第1および第2のオリゴマー本 発明は、一本鎖核酸セグメントが生細胞中のmRNAであり、かつ二本鎖へ二本 鎖の安定性を助ける。In one particularly preferred embodiment, analogs of natural purine nucleosides are used in the present invention! Used in bright oligomers. These purine nucleoside analogs can be modified to Favor elementary bond configuration. This configuration is similar to that of the first and second oligomers. The invention provides that the single-stranded nucleic acid segment is mRNA in living cells, and that the two-stranded nucleic acid segment is Helps with chain stability.

1つの態様において、本発明は、一本鎖核酸または一本鎖核酸配列の特定セグ/ 類似体を含有する新規なオリゴマーに関する。In one embodiment, the invention provides a single-stranded nucleic acid or a specific segment/segment of a single-stranded nucleic acid sequence. This invention relates to novel oligomers containing analogs.

さらに、本発明は、一本鎖核酸の特定セグメントと第1および第2のオリゴマー の相互作用によって二本鎖へリノクス構造を形成させることに関する。この第み それに塩基対合(または、ハイブリダイズ)するに十分な相補性を該ハイブリッ ドに対して有する。Furthermore, the present invention provides a method for combining a specific segment of a single-stranded nucleic acid with a first and second oligomer. It relates to the formation of a double-stranded helinox structure by the interaction of this first time The hybrid has sufficient complementarity to base pair (or hybridize) to it. have for de.

従って1つの態様においては、本発明は一本鎖核酸の特定セグメントを検出また 鴎認識する方法であって、該セグメントと第1のオリゴマーの間でハイブリ・ノ ドを形成させ、該ハイブリッド核酸を第2のオリゴマー(このオリゴマーは、該 ハイブリッド中のプリン塩基の配列またはその一部に水素結合またはハイブリダ イズするに十分な相補性をそれに対して有しており、従って二本鎖へソックス構 造を与える)と接触させることからなる方法に関する。Accordingly, in one embodiment, the present invention provides methods for detecting or detecting specific segments of single-stranded nucleic acids. A method for recognizing gulls, the method comprising: forming a hybrid node between the segment and a first oligomer; the hybrid nucleic acid to form a second oligomer (this oligomer is Hydrogen bonding or hybridization to the purine base sequence or part thereof in the hybrid have sufficient complementarity to it to cause 2. A method comprising contacting with a material (giving a structure).

別の態様において、本発明は、ある配列を有する一本鎖核酸の特定セグメントの 発現または機能を防止または阻害する方法であって、初めに相補性の第1のオリ ゴマーを用いてハイブリッドを形成させ、次いで該ハイブリッドを第2のオリゴ マー(該二本鎖ハイブリッドとの水素結合を形成するに十分な相補性を該ハイブ リッドに対して有しており、従って二本鎖へリノクス構造を与える)と接触させ ることからなる方法に関する。In another aspect, the present invention provides a method for producing a particular segment of a single-stranded nucleic acid having a sequence. A method of preventing or inhibiting expression or function, the method comprising: first obtaining a first origin of complementarity; Gomer is used to form a hybrid and then the hybrid is injected into a second oligomer. mer (sufficient complementarity to form hydrogen bonds with the double-stranded hybrid) to the lid, thus giving a linox structure to the duplex). A method comprising:

る環位置での水素結合に利用可能な水素を有する複素環を含有するものであるオ リノクス構造の形成が該mRNAを阻害または不活性化し、その翻訳を妨げるも のである方法に関する。an o-ring containing a heterocycle with hydrogen available for hydrogen bonding at the ring position. The formation of linox structures may inhibit or inactivate the mRNA and prevent its translation. Regarding the method.

別の態様によれば、本発明は二本鎖へワックスの形成によってインビボで一本鎖 核酸配列配列の発現を妨げるかまたはそれに干渉する方法を提供する(ここで、 t〒的配列は開始コドン、ポリアデニル化領域、aRNAキャップ部位またはス プライス連結点をコードしているRNA領域である)。第1および第2のオリゴ マーは、それらが二本鎖ヘリックスを形成し、従って標的配列の発現を実質的に 妨げるかまたはそれに干渉するように選択する。According to another aspect, the present invention provides for converting single strands in vivo by wax formation into double strands. Provided are methods for preventing or interfering with the expression of a nucleic acid sequence (wherein tpical sequences include the start codon, polyadenylation region, aRNA cap site, or start codon. (This is the RNA region encoding the price junction). First and second oligos Mers such that they form a double-stranded helix and thus substantially inhibit the expression of the target sequence. Choose to prevent or interfere with it.

また、本発明は、翻訳可能なmRNAを得るためのプレmRNAのスプライ/フ グを妨げることによって、細胞中の遺伝子または遺伝子のタンパク質産物の発現 を選択的に妨げるかまたはそれに干渉する方法を提供する。これらの方法によれ ば、第1および第2のオリゴマーは、それらが標的配列と二本鎖へリノクスを形 成するように選択し、細胞中に導入し、そして標的配列と二本鎖へワックスを形 成させ、プレff1RNAのスプライシングを妨げる。The present invention also provides splicing/splicing of pre-mRNA to obtain translatable mRNA. expression of a gene or protein product of a gene in a cell by preventing provides a method for selectively preventing or interfering with. According to these methods For example, the first and second oligomers form a double-stranded helinox with the target sequence. Select the target sequence, introduce it into cells, and form the wax into a duplex with the target sequence. and prevent splicing of pre-ff1 RNA.

別の態様において、本発明は、標的と第1および第2のオリゴマーによる二本鎖 へリノクスの形成によって、全体のDNA合成を実質的に阻害することな(イン ビボで一本鎖DNA標的配列の復製または翻訳を阻害する方法を提供する。In another aspect, the present invention provides a method for producing a duplex comprising a target and a first and second oligomer. The formation of helinox does not substantially inhibit overall DNA synthesis (in Methods of inhibiting the reproduction or translation of single-stranded DNA target sequences in vivo are provided.

好ましい態様においては、該第2のオリゴマーを修飾して核酸修飾基を導入する 。この基は、この第2のオリゴマーがハイブリッドに水素結合するかまたはノー イブリグイズした後に、ハイブリッドとの化学的反応を引き起こし、それを不可 逆的に修飾するものである。このような修飾には、共有結合を形成させることに よる第2のオリゴマーおよびハイブリッドの架橋、)・イブリッドのアルキル化 、ハイブリッドの特定位置での切断、またはハイブリッドの分解もしくは破壊に よるものか^まれる。In a preferred embodiment, the second oligomer is modified to introduce a nucleic acid modification group. . This group indicates whether this second oligomer is hydrogen bonded to the hybrid or not. After hybridization, it causes a chemical reaction with the hybrid and makes it impossible. It modifies the opposite. Such modifications involve forming covalent bonds. Cross-linking of the second oligomer and hybrid by) Alkylation of the hybrid , cutting the hybrid at a specific location, or disassembling or destroying the hybrid. I wonder if it depends.

また、本発明は、ントンン類似体かントンンの代わりとなっているヌクレオシド 配列位を含有するオリゴマーであって、該シトンノ類似体が、中性pHでグアニ ン塩基と2つの水素結合を形成することが可能かつントシンのN−3に対応すリ ボマーをt是(共する。The present invention also provides nucleosides that are substituted for tonton analogues and tontonn. an oligomer containing a sequence position, wherein the citon analogue is guanilated at neutral pH. A link that can form two hydrogen bonds with the base and corresponds to N-3 of totocin. I agree with Bomber.

本発明は、アデニンまたはグアニンのプリン類似体が少な(とも1つのアデニン またはグアニン塩基の代わりとなっているオリゴマーを提供する。具体的には、 2−アミ/プリンがアデニ7の代わりとなっていてよく、グアニンはその6−セ レニウム類似体または6−インブロビレジンー7−ヂアザグ了コンに十−丁暦噛 結合には、リン含有結合、例えばホスホジエステル結合、アルキルおよびアリー ル−ホスホネート結合、ホスホロチオエート結合、ホスホルアミダイト結合およ び中性リン酸エステル結合、例えばホスホトリエステル結合;ならびにリンを含 有しないヌクレオシリル間結合、例えばモルホリノ結合、ホルムアセクール結合 、スルファメート結合、およびカルバメート結合が含まれるが、これらに限定は されない。当分野で既知の他のヌクレオシリル間結合をこれらのオリゴマーに用 いてよい。また、好ましい態様によれば、これらのオリゴマーは修飾された糖部 分を何するヌクレオシジル単位を含有していてよい。これらの修飾された糖部分 には、リボシル部分、デオキシリボシル部分および修飾されたリボシル部分、例 えば2°−0−アリールリボシル(l〜10炭素原子数のアルキル)、2’−0 −アリールリボシル、および2′−ハロゲンリボシル(全てが所望によりハロゲ ン、アルキルおよびアリールで置換されていてよい)、ならびに、特に2′−〇 −メチルリボシル部分が含まれる。特に、修飾されたリボシル(特に、2°−0 −メチルリボシル)部分を有するヌクレオシジル単位の導入によって、二本鎖核 酸配列とのハイブリダイゼーションが好都合に改善され、また、酵素分解に対す る耐性が改善されるであろう。The present invention contains fewer purine analogues of adenine or guanine (both one adenine Or provide an oligomer that replaces the guanine base. in particular, 2-Ami/purine may be substituted for adeni7, and guanine is the 6-se Rhenium analogues or 6-imbroviresin-7-diazag-containing compounds Bonds include phosphorus-containing bonds, such as phosphodiester bonds, alkyl and aryl bonds. - Phosphonate bonds, phosphorothioate bonds, phosphoramidite bonds and and neutral phosphate ester bonds, such as phosphotriester bonds; No internucleosilyl bonds, e.g. morpholino bonds, formacecool bonds , sulfamate bonds, and carbamate bonds, but are not limited to Not done. Other internucleosilyl linkages known in the art may be used in these oligomers. It's okay to stay. Furthermore, according to a preferred embodiment, these oligomers contain modified sugar moieties. It may contain any number of nucleosidyl units. These modified sugar moieties includes ribosyl moieties, deoxyribosyl moieties and modified ribosyl moieties, e.g. For example, 2°-0-arylribosyl (alkyl of 1 to 10 carbon atoms), 2'-0 -arylribosyl, and 2'-halogenribosyl (all optionally halogen optionally substituted with - Contains a methylribosyl moiety. In particular, modified ribosyls (especially 2°-0 -Methylribosyl) moiety by introducing a nucleosidyl unit, resulting in a double-stranded nucleus. Hybridization with acid sequences is advantageously improved and also resistance to enzymatic degradation This will improve tolerance to

別の態様において、本発明は、特定の一本鎖核酸の配列に十分に相補性であるこ れらプリンヌクレオシド類似体を含有する新規な非イオン性アルキルおよびアリ ール−ホスホネートオリゴマーを提供する。水素結合し、二本鎖へ1ルツクス構 造を形成するセグメント。非イオン性のメチルホスホネートオリゴマーが好まし い。In another aspect, the present invention provides a method that is sufficiently complementary to the sequence of a particular single-stranded nucleic acid. Novel nonionic alkyl and aryl containing purine nucleoside analogs phosphonate oligomers are provided. Hydrogen bonds and 1 lux structure into double strands Segments that form the structure. Nonionic methylphosphonate oligomers are preferred. stomach.

また、本発明は、シトシン類似体がシトシンの代わりとなっているヌクレオシジ ル単位を有するオリゴマーであって、該シトシン類似体が、中性pHでグアニン 塩基と2つの水素結合を形成することが可能かつシトシンのN−3に対応する環 位置での水素結合に利用可能な水素ををする複素環を含有するもの(例えば、プ ソイドイソシトシン)であるオリゴマーを提供する。このようなシトシン類似体 には、5−メチルシトシン、ならびに表■に示す類似体が含まれる。The present invention also provides for nucleocysts in which cytosine analogs are substituted for cytosine. oligomers having guanine analog units at neutral pH; A ring capable of forming two hydrogen bonds with a base and corresponding to N-3 of cytosine those containing heterocycles that make hydrogen available for hydrogen bonding at positions (e.g., The present invention provides oligomers that are (isocytosine). Cytosine analogues such as includes 5-methylcytosine, as well as the analogs shown in Table 1.

定義 本明細書で用いる以下の用語は、池に特記することがなければ以下の意味を有す る。definition As used herein, the following terms have the following meanings unless otherwise specified: Ru.

「プリン」または「プリン塩基」なる用語は、天然のアデニンわよびグアニン塩 基を含むだけでなく、これら塩基の修飾体、例えば8位で置換された塩基、6位 が修飾されたグアニン類似体またはアデニンの類似体、2−アミノプリンをも包 含する。The term "purine" or "purine base" refers to the natural adenine and guanine salts. groups, but also modified forms of these bases, e.g. bases substituted at the 8-position, bases substituted at the 6-position. Also includes modified guanine analogs or adenine analogs, 2-aminopurines. Contains.

「ヌクレオシド」なる用語は、ヌクレオシジル単位およびそれと交換可能に用い られる単位を含み、5炭糖と窒素含有塩基からなる核酸のサブユニットを指す。The term "nucleoside" refers to the nucleosidyl unit and the nucleosidyl unit used interchangeably. It refers to a nucleic acid subunit consisting of a pentose and a nitrogenous base.

この用語には、塩基としてA、G、CSTおよびUを有する単位だけでなく、こ れら塩基の類似体および修飾された形態(例えば、8−置換プリン)が含まれる 。This term includes not only units with A, G, CST and U as bases, but also Analogs and modified forms of these bases (e.g., 8-substituted purines) are included. .

RNAでは5炭糖はリボースであり、DNAでは2°−デオキシリボースである 。In RNA, the pentose is ribose, and in DNA, it is 2°-deoxyribose. .

また、この用語には、このようなサブユニットの類似体が含まれる(2°−0− アルキルリボースなどの修飾された糖を含む)。The term also includes analogs of such subunits (2°-0- (including modified sugars such as alkyl ribose).

「ホスホネート」なる用語は、 [式中、Rはアルキルまたはアリール基である]を指す。適当なアルキルまたは アリール基には、このホスホネート結合に立体111害性でないか、または互い に相互作用しない基が含まれる。このホスホネート基はrRJまたはrSJ立体 配置のいずれで存在していてもよい。ホスホネート基をヌクレオシリル間リン基 結合(または、連結)として用いてヌクレオシジル単位を連結させることができ る。The term "phosphonate" [wherein R is an alkyl or aryl group]. suitable alkyl or The aryl group must have a steric 111-harmful or mutually contains groups that do not interact with each other. This phosphonate group has an rRJ or rSJ configuration. It may exist in any configuration. Phosphonate group to internucleosilyl phosphorus group can be used as a bond (or linkage) to link nucleosidyl units. Ru.

「ホスホジエステル」なる用語は、 ■ にこて、ホスホジエステル基をヌクレオシリル間リン基結合(または、連結)と して用いてヌクレオシジル単位を連結させることができる]を指す。「非ヌクレ オシド単量体(モノマー)単位」は、標的配列へのオリゴマーのハイブリダイゼ ーションに有意に関与しない単量体単位を指す。このような単量体単位は、例え ばヌクレオシドとのどのような有意の水素結合にも関与するものであってはなら ず、成分として5ヌクレオチド塩基またはその類似体のいずれかを有する単量体 単位を除外する。The term "phosphodiester" ■ In this case, the phosphodiester group is combined with the internucleosilyl phosphorus group bond (or linkage). can be used to link nucleosidyl units]. "Non-nucle" ``Oside monomer units'' are used to hybridize oligomers to target sequences. refers to a monomer unit that does not significantly participate in the Such monomeric units are must not participate in any significant hydrogen bonding with the nucleoside. Monomers having either 5 nucleotide bases or analogs thereof as components Exclude units.

「ヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマー」はヌクレオシドおよび非ヌクレオシ ド単量体単位からなるポリマーを指す。“Nucleoside/non-nucleoside polymer” refers to nucleoside and non-nucleoside polymers. refers to a polymer consisting of monomer units.

[オリゴヌクレオシド」または[オリゴマーJ 11、ヌクレオシド間結合によ って結合したヌクレオシド鎖を指し、通常は長さが約6〜約100ヌクレオシド であるが、約100ヌクレオシドより長いものであってもよい。通常、これらは ヌクレオシド単量体から合成されるが、酵素法によって入手することもできる。[Oligonucleoside] or [Oligomer J 11, formed by internucleoside bonds. refers to a chain of linked nucleosides, usually from about 6 to about 100 nucleosides in length. but may be longer than about 100 nucleosides. Usually these are It is synthesized from nucleoside monomers, but can also be obtained by enzymatic methods.

即ち、[オリゴマー号なる用語は、ヌクレオシド単量体を結合するヌクレオンジ ル間結合を有するオリゴヌクレオシド鎖を指す。従って、オリゴマーには、オリ ゴヌクレオチド、非イオン性オリゴヌクレオシドアルキルおよびアリール−ホス ホネート類似体、オリゴヌクレオチドのアルキルおよびアリール−ホスホノチオ ニート、ホスホロチオエートまたはホスホロジチオエート類似体、オリゴヌクレ オチドのホスホルアミゲイト類似体、中性ホスフェートエステルオリゴヌクレオ シド類似体、例えばホスホトリエステルおよびその他のオリゴヌクレオシド類似 体および修飾されたオリゴヌクレオシドが含まれ、また、ヌクレオシド/非ヌク レオシドポリマーが含まれる。さらに、この用語には、単量体単位の間の1また はそれ以上のリン基結合が非リン結合、例えばモルホリノ結合、ホルムアセクー ル結合、スルファメート結合またはカルバメート結合によって置換されているに ヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーが含まれる。That is, [the term oligomer refers to nucleoside monomers that link nucleoside monomers]. refers to an oligonucleoside chain with interlinkages. Therefore, oligomers have oligonucleotides, nonionic oligonucleoside alkyl and aryl-phosphatides Phonate analogs, alkyl and aryl-phosphonothio of oligonucleotides Neat, phosphorothioate or phosphorodithioate analog, oligonucleotide Phosphoramigate analogue of otide, neutral phosphate ester oligonucleolymer side analogs, such as phosphotriesters and other oligonucleoside analogs nucleosides and modified oligonucleosides, as well as nucleoside/non-nucleoside Contains leoside polymers. Additionally, the term includes one or more of the monomer units. is a non-phosphorus bond, such as a morpholino bond or a formacetic bond. substituted by a sulfamate bond, a sulfamate bond, or a carbamate bond. Includes nucleoside/non-nucleoside polymers.

「アルキルまたはアリール−ホスホネートオリゴマー」なる用語は、少なくとも 1つのアルキルまたはアリール−ホスホネート ヌクレオシリル間結合を有する オリゴマーを指す。The term "alkyl or aryl-phosphonate oligomer" means at least Has one alkyl or aryl-phosphonate internucleosilyl bond Refers to oligomers.

「メチルホスホネートオリゴマー」(または、rMP−オリゴマー」)なる用語 は、少なくとも1つのメチルホスホネート ヌクレオシリル間結合を有するオリ ゴマーを指す。The term “methylphosphonate oligomer” (or rMP-oligomer) is an oligonucleotide having at least one methylphosphonate internucleosilyl linkage. Pointing to Gomer.

「中性オリゴマー」なる用語は、ヌクレオシド単量体の間に非イオン性ヌクレオ ンジル間結合(即ち、正味の正または負のイオン電荷を持たない結合)を有する オリゴマーを指し、これには、例えばヌクレオシリル間結合を宵するオリゴマー 、例えばアルキルまたはアリール−ホスホネート結合、アルキルまたはアリール −ホスホノチオエート、中性ホスフェートエステル結合、例えばホスホトリエス テル結合、特に中性エチルトリエステル結合;ならびに非リン含有のヌクレオシ リル間結合、例えばスルファメート、モルホリノ、ホルムアセクールおよびカル バメート結合を何するオリゴマーが含まれる。所望により、中性オリゴマーはオ リゴヌクレオシドまたはヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーと第2の分子( コンジュゲート相手を構成する)の間のフンシュゲートからなっていてもよい。The term "neutral oligomer" refers to non-ionic nucleotides between nucleoside monomers. have interconducting bonds (i.e., bonds that have no net positive or negative ionic charge) refers to oligomers, including, for example, oligomers with internucleosilyl bonds. , e.g. an alkyl or aryl-phosphonate bond, an alkyl or aryl -phosphonothioate, neutral phosphate ester linkage, e.g. phosphotriester ter bonds, especially neutral ethyltriester bonds; as well as non-phosphorus-containing nucleosyls interlyl bonds, such as sulfamate, morpholino, formacecool, and carboxyl Oligomers with bamate bonds are included. If desired, neutral oligomers can be ligonucleoside or nucleoside/non-nucleoside polymer and a second molecule ( (forming the conjugate partner).

このようなコンジュゲート相手は、インターカレーション試薬、アルキル化試薬 、細胞表面受容体の結合物質、親油性試薬、光架橋試薬、例えばソラレンなどか らなっていてよい。さらに、このようなコンジュゲート相手は、オリゴマーの取 込みを増強するか、オリゴマーと標的配列の相互作用を修飾するか、またはオリ ゴヌクレオシドの薬物速度論的分布を変化させるものであってもよい。必須の必 要条件は、コンジュゲートが含有するオリゴヌクレオシドまたはヌクレオシド/ 非ヌクレオシドポリマーが中性であることである。Such conjugate partners include intercalation reagents, alkylation reagents, , cell surface receptor binding substances, lipophilic reagents, photocrosslinking reagents such as psoralen, etc. It's okay to be. Additionally, such conjugate partners are enhance insertion, modify the interaction of the oligomer with the target sequence, or It may also alter the pharmacokinetic distribution of the gonucleoside. Required The requirement is that the conjugate contains oligonucleosides or nucleosides/ The non-nucleoside polymer is neutral.

「中性アルキルまたはアリール−ホスホネートオリゴマー」なる用語は、少なく とも1つのアルキルまたはアリール−ホスホネート結合を含有する中性ヌクレオ フジル間結合を有する中性オリゴマーを指す。The term "neutral alkyl or aryl-phosphonate oligomer" refers to Neutral nucleosides containing one alkyl or aryl-phosphonate bond Refers to a neutral oligomer with interfusyl bonds.

「中性メチルホスホネートオリゴマーJなる用語は、少なくとも1つのメチルホ スホネート結合を含有するヌクレオシリル間結合を有する中性オリゴマーを指す 。“The term neutral methylphosphonate oligomer J refers to at least one methylphosphonate oligomer J. Refers to neutral oligomers with internucleosilyl linkages containing sulfonate linkages .

「三重Aリボマ一対」なる用語は、一本鎖核酸(例えば、RNAまたはDNA) のセグメントを読み、それと二本鎖ヘリックス構造を形成することができる第1 および第2のオリゴマーを指す。The term "triple A riboma pair" refers to a single-stranded nucleic acid (e.g., RNA or DNA) The first segment can be read and form a double-stranded helical structure with it. and a second oligomer.

「第3鎖オリゴマー」なる用語は、二本鎖核酸(例えば、DNA二本鎖またはD NA−RNA二本鎖)のセグメントを読み、それと二本鎖へリノクス構造を形成 することができるオリゴマーを指す。The term "third strand oligomer" refers to a double-stranded nucleic acid (e.g., a DNA duplex or Read the segment of NA-RNA duplex) and form a double-stranded linox structure with it. Refers to oligomers that can be

三重オリゴマー対または第1および第2オリゴマー(または、第3鎖オリフマー )について言及するときの「相補性」なる用語は、一本鎖核酸の塩基配列(また は、第3鎖オリゴマーの核酸二本鎖)に水素結合(および塩基対合またはハイブ リダイズ)して二本鎖ヘリックス構造を形成する塩基配列を有するオリコマ−を 指す。Triple oligomer pair or first and second oligomer (or third strand oligomer ) when referring to the base sequence of a single-stranded nucleic acid (also hydrogen bonding (and base pairing or hybridization) to the nucleic acid duplex of the third strand oligomer. An oricomer with a base sequence that forms a double-stranded helical structure by Point.

本明細書中に列挙した種々のオリゴマー配列において、例えばAPA中のrpJ はホスホジエステル結合を表し、例えばCPG中のIPJはメチルホスホネート 結合を表す。また、[11などの表示は、メチルホスボネート結合によって結合 したヌクレオンジル基を示す。In the various oligomer sequences listed herein, e.g. rpJ in APA represents a phosphodiester bond, for example, IPJ in CPG is methylphosphonate Represents a bond. In addition, indications such as [11] are linked by a methyl phosphonate bond. This shows the nucleondyl group.

[読む−1なる用語は、別の核酸の塩基配列および水素結合相互作用を介して認 識する核酸残基の能力を指す。即ち、一本鎖DNA配列を読む際に、それぞれの 三重オリゴマー対のオリゴマーの対応する塩基が、水素結合相互作用を介して、 一本鎖DNAのセグメントの対応する塩基を認識し、それとトリブレ、トを形成 することができる。[The term “Read-1” refers to the base sequence of another nucleic acid and the recognition through hydrogen bonding interactions. refers to the ability of a nucleic acid residue to recognize That is, when reading a single-stranded DNA sequence, each The corresponding bases of the oligomers of the triple oligomer pair, through hydrogen bonding interactions, Recognizes the corresponding base in a segment of single-stranded DNA and forms a trible with it can do.

「トリブレット」なる用語は、図IA、IB:2A〜2Dおよび3A〜3Cに示 すような状況を指す。ここで、第1および第2のオリゴマーそれぞれの塩基は、 一本鎖DNAまたはRNAの標的セグメントの対応する塩基と水素結合(従って 、塩基対合)している。The term "triblet" is shown in Figures IA, IB: 2A-2D and 3A-3C. refers to a situation where Here, the bases of each of the first and second oligomers are: Hydrogen bonds (and thus , base pairing).

図面の簡単な説明 図IAおよびIBはトリブレットを示すものであり、ここでは2つのピリミジン 塩基が中心のプリン塩基とトリブレットを形成している。Brief description of the drawing Figures IA and IB show a triplet, where two pyrimidines The base forms a triblet with the central purine base.

図2A〜2Dはトリブレットを示すものであり、ここではプリン塩基とピリミジ ン塩基が中心のプリン塩基とトリブレットを形成している。Figures 2A to 2D show a triplet, here a purine base and a pyrimidine. The purine base forms a triplet with the purine base as the center.

図3A〜3Cは、GまたはAの類似体を導入したトリブレットを示す。Figures 3A-3C show triplets incorporating G or A analogs.

図4A〜4Eは例示のための混合配列二本鎖ヘリックス構造の塩基配列を示すも のであり、ここで三重オリゴマー対の1つが他の2つの鎖を横断して「読み」、 従って他の鎖の両方のプリン塩基と塩基対合している。Figures 4A to 4E show base sequences of mixed sequence double-stranded helix structures for purposes of illustration. , where one of the triple oligomer pairs "reads" across the other two strands, Therefore, it base pairs with both purine bases of the other strand.

図5は、ヌクレオシド間リン結合を長くするためのアルキレンオキシ連結を有す る修飾糖部分を有するヌクレオシジル単位およびその製造方法を示す。Figure 5 has an alkyleneoxy linkage to lengthen the internucleoside phosphorus linkage. This figure shows a nucleosidyl unit having a modified sugar moiety and a method for producing the same.

図6は、ヌクレオシド間リン結合を長くするためのアルキレン連結を有する修飾 糖部分を有するヌクレオシジル単位およびその合成方法を示す。Figure 6 shows a modification with an alkylene linkage to lengthen the internucleoside phosphorus bond. A nucleosidyl unit having a sugar moiety and a method for its synthesis are shown.

図7は、二本鎖へすlクス構造のCDスペクトルを示すものであり、(ニ)はM P−オリゴマー第3鎖を示し、(工)はオリゴヌクレオチド第3鎖を示す。Figure 7 shows the CD spectrum of the double-stranded hex structure, and (d) is the M P- indicates the third strand of the oligomer, and (E) indicates the third strand of the oligonucleotide.

図8Aおよび8Bは、ソラレン誘導体化したMP−才リゴマ−を用いる(A)一 本鎖DNA、および(B)二本鎖DNAの架橋を示す。Figures 8A and 8B show (A) Cross-linking of double-stranded DNA and (B) double-stranded DNA is shown.

図9A〜9EはCDスペクトルを示す。図9Aは、室温の緩衝液A中のオリゴマ ー■(−)およびII(−−−)ならびに室温の緩衝液B中の111(−・−) のCDスペクトルを示す。図9Bは、室温の緩衝液A(−)および緩衝液B ( −−−)中のt−11(2:1)のCDスペクトルを示す。図90は、室温の緩 衝液A中の1=lの1’−11のCD7.ペク)ル(−)、および1/2rI− II(2:1+11]から導いた計算CDスペクトル(−−−)を示す。図9D は、ll−111(1: 1)+1(−)、+ (−−−)、ll−l11(= ・−)のCDスペクトル、および+i−mと1のスペクトルの和を示す(全て室 温の緩衝液人中)。図9Eは、緩衝液A中で室温(−)および3℃(・・・)、 ならびに緩衝液C中で室温(−−−−)および3℃(−−−)の++−1o(t  : 1)IIのCDスペクトルを示す。Figures 9A-9E show CD spectra. Figure 9A shows oligomers in buffer A at room temperature. -■(-) and II(---) and 111(---) in buffer B at room temperature The CD spectrum of . Figure 9B shows buffer A (−) and buffer B ( ---) shows the CD spectrum of t-11 (2:1). Figure 90 shows the CD7. of 1'-11 of 1=l in buffer A. pek)le (-), and 1/2rI- The calculated CD spectrum (---) derived from II (2:1+11] is shown. Figure 9D is ll-111 (1: 1) + 1 (-), + (---), ll-l11 (= ・-) CD spectrum and the sum of +i-m and 1 spectra (all chamber) warm buffer solution philtrum). FIG. 9E shows that in buffer A at room temperature (-) and at 3°C (...), and ++-1o (t : 1) Shows the CD spectrum of II.

図10は、ポリアクリルアミドゲル電気泳動パターンのオートラジオグラムを示 す:レーン1ull;レーン2 : III−11(2: 1 ):レーン3  : l−11(2: l);レーン4:III;レーン5 : lll−1t( 1,5: 1);レーンe : l −II−Ill(1゜5:I:1.5)。Figure 10 shows an autoradiogram of the polyacrylamide gel electrophoresis pattern. : Lane 1ull; Lane 2: III-11 (2: 1): Lane 3 : l-11 (2: l); Lane 4: III; Lane 5: lll-1t ( 1,5: 1); lane e: l-II-Ill (1°5:I:1.5).

レーン1〜3においては3叩でラベルした11を、そしてレーン4〜6において は31PでラベルしたIIIを放射活性マークとして用いた。In lanes 1-3, label 11 with 3 hits, and in lanes 4-6. used 31P-labeled III as a radioactive mark.

図11AおよびIIBは、l−11−1のUV融解/アニーリングのプロフィー ルを示す。図11Aは正規化した濃色効果の変化を示し、図11Bは解離(=) と会合(−−−)の濃色効果の変化の比を示す。Figures 11A and IIB show the UV melting/annealing profile of l-11-1. shows the file. Figure 11A shows the normalized hyperchromic effect change, Figure 11B shows the dissociation (=) The ratio of the change in the hyperchromatic effect of and association (---) is shown.

図12は、室温での2′−〇−メチル(piCU)s・r(AG)s、2:I( −)、および2′−〇−メチル(pick)。d(八〇)s(−−−)のCDス ペクトルを示す。Figure 12 shows 2'-〇-methyl (piCU)s·r(AG)s, 2:I( -), and 2'-〇-methyl (pick). d(80)s(---) CD star Showing the spectrum.

図13は、2°−0−メチル(piCU)、・r(AG)s(2: 1)の融解 曲線を示す。Figure 13 shows the melting of 2°-0-methyl (piCU), ・r(AG)s (2:1) Show a curve.

図14Aおよび14Bは、d(AG)、+d(CT)。およびd(八Ω)、+d (CT)sの混合曲線の折り返し点を示す。Figures 14A and 14B are d(AG), +d(CT). and d (8Ω), +d (CT) shows the turning point of the mixing curve of s.

図15A〜15DはCDスペクトルを示す。図15Aは、d(AG)、・d(C T)、、1:1(−)およびd(AG)、一本鎖(−−−)のCDスペクトルを 示す。図15Bは、d(AG)s・d(CT)、(2: I X−)、二本鎖と 一本鎖の重量平均からの計算スペクトの計算スペクトル(−−−)をホス。Figures 15A-15D show CD spectra. FIG. 15A shows d(AG), d(C CD spectra of T), 1:1 (-) and d(AG), single strand (---). show. Figure 15B shows d(AG)s・d(CT), (2:IX-), double-stranded The calculated spectrum (---) of the calculated spectrum from the weight average of the single strand.

図16A〜16Cは、d(AG)、・d(CT)、(1: ])(16A);d (AG)e・d(CT)、(1: +、)(t 6B):およびd(xG)、・ d(CT)、(2: 1)(18C)の熱変性曲線を示す。16A to 16C show d(AG), d(CT), (1: ])(16A); d (AG) e・d(CT), (1: +, )(t 6B): and d(xG),・ d(CT), (2:1) (18C) thermal denaturation curve is shown.

図17は、γ[”P]末端ラベルしたd(CT)お(レーン1〜12)およびd (AG)。Figure 17 shows γ[”P]-terminally labeled d(CT) (lanes 1-12) and d (AG).

(L/−713〜17)を含む天然ポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラ フを示す。Autoradiograph of natural polyacrylamide gel containing (L/-713-17) Indicates the

図18Aは、d(A G)、・d(CT)、i!合物(1:1)および(2:1 )の水素結合したN H−N共鳴を示す。FIG. 18A shows d(AG), d(CT), i! Compounds (1:1) and (2:1 ) shows the hydrogen-bonded N H-N resonance.

図18Bは、図18への2−1混合物に対して観察された3つの共鳴の化学/フ トのa度依存性を示す。Figure 18B shows the chemistry/flux of the three resonances observed for the 2-1 mixture to Figure 18. This shows the a degree dependence of

発明の詳細な説明 本発明は、選択した標的−水路核酸配列との二本鎖へワックス構造の形成を包含 するものであり、この構造の形成は、該核酸を第1および第2のオリゴマー(三 重オリゴマー対)[標的配列との三重らせん(または二本鎖ヘリックス)複合体 を形成するヌクレオノド配列を有するように選択する]と接触させることによる 。Detailed description of the invention The present invention involves the formation of a wax structure into a duplex with a selected target-waterway nucleic acid sequence. The formation of this structure binds the nucleic acid to the first and second oligomers (tertiary oligomers). heavy oligomer pair) [triple helix (or double-stranded helix) complex with target sequence [selected to have a nucleotide sequence that forms] .

(A)一般的態様 本明細書中に記載した他の管様に加えて、本発明は以下の態様を包含する。(A) General aspects In addition to the other tube embodiments described herein, the invention includes the following embodiments.

第1の態様は、一本鎖核酸セグメント中の塩基の解読(または、認識)に関する ものであり、アデニンおよびグアニンまたはその類似体などのプリン類の余分の 水素結合部位を用いて第1および第2のオリゴマー中の塩基によって水素結合を 形成させうることに・よる。他の言い方をすると、一本鎖核酸中の塩基配列を読 んでトリブレットを与える際に、このトリブレットの中心位置に常にプリンが存 在する(「中心プリン」)。この中心プリン塩基は、−水路標的配列上にあって もよいし、また、標的がピリミジン塩基であるときには第1または第2のオリゴ マーのどちらかにあるであろう。このトリブレットは、中心プリン塩基の残存す る利用可能な水素結合部位と他の2本の鎖中の塩基とで水素結合を形成すること によって形成される。プリン類[アデニン(a)、グアニン(b)、または本明 細書中に記載するアデニンおよびグアニンの類似体など]、またはピリミジン類 [チミン(T)、シトシン(c)、または本明細書中に記載するシトシンの類似 体]の両方が、中心プリンと水素結合を形成することができる。The first aspect relates to decoding (or recognizing) bases in single-stranded nucleic acid segments. and the excess of purines such as adenine and guanine or their analogs. hydrogen bonding by the bases in the first and second oligomers using hydrogen bonding sites. Depends on what can be formed. In other words, reading the base sequence in a single-stranded nucleic acid When giving a triblet, the pudding is always in the center of the triblet. There is (“center pudding”). This central purine base is located on the -waterway target sequence. Alternatively, when the target is a pyrimidine base, the first or second oligo It will probably be in either market. This triblet consists of the remaining central purine base. formation of hydrogen bonds between the available hydrogen bonding sites and the bases in the other two strands. formed by. Purines [adenine (a), guanine (b), or Adenine and guanine analogues, etc. listed in the specifications], or pyrimidines [Thymine (T), cytosine (c), or a cytosine analog as described herein Both bodies] can form hydrogen bonds with the central purine.

(i)トリブレットの中心位置のアデニン(A)は、他の鎖中のA(または、へ 類似体)またはTを読むか、それと水素結合する。(i) The adenine (A) in the central position of the triplet is replaced by A in the other chain (or analogue) or read T or hydrogen bond with it.

(ii))リブレットの中心位置のグアニン(G)は、他の鎖中のC(または、 C類似体)またはG(または、6類似体)を読むか、それと水素結合する。(ii)) The guanine (G) in the central position of the riblet is replaced by the C in the other chain (or C analog) or G (or 6 analog) or hydrogen bond with it.

本発明の好ましい帖様においては、第1および第2のオリゴマーのリン含有骨格 はメチルホスホネート基ならびに天然のホスホジエステル基を含有する。In a preferred form of the present invention, the phosphorus-containing skeletons of the first and second oligomers contains a methylphosphonate group as well as a natural phosphodiester group.

プリンとピリミジンの基本の面は堅く、フラノース環は小さな波(面の上下に約 0.5人)だけが可能である。従って、ヌクレオシドの立体配座の状態は、これ ら2つのどちらかというと堅い面の回転によって主に規定されている(即ち、塩 基とペントース、互いに関してN−9またはN−1結合に対するC’−1の軸の まわり)。糖に基づくねじれ角φ。は、結合に対してCo−1に沿って見たとき のフラノース環の0−1゛結合に対するCo−1の投影による塩基の面のトレー スによって形成される角度と定義されている。この角度はフラノース環の酸素が ピリミジンまたはプリン環のC−2に対して反平面的であるときにはOとされ、 正の角度はNに対してC−1゛を見たときの時計方向で測定した角度として採用 する。The basic planes of purines and pyrimidines are hard, and the furanose rings have small waves (approximately 0.5 people) is possible. Therefore, the conformational state of the nucleoside is is mainly defined by the rotation of two rather rigid surfaces (i.e., salt group and pentose, the C'-1 axis to the N-9 or N-1 bond with respect to each other. around). Torsion angle φ based on sugar. is seen along Co-1 with respect to the bond. Tray of the base plane by projection of Co-1 onto the 0-1゛ bond of the furanose ring of is defined as the angle formed by the This angle is determined by the oxygen in the furanose ring. When it is antiplanar to C-2 of the pyrimidine or purine ring, it is designated as O, A positive angle is taken as an angle measured clockwise when looking at C-1゛ with respect to N. do.

また、この角度はグリコジルねじれ角とも呼ばれている。上記の定義を用いて、 ヌクレオシドに対して2つの範囲のφ。が存在すると結論されている[すなわち 、凱■立体配座に対しては約−301よびυ旦立体配座に対しては約150°] 。それぞれの立体配座の範囲は約±45°である(22.22a)。他の研究者 らは、この角度のわずかに異なる定義を使用または提案している(23.24. 25.26.27)。φ。に関する情報は、X線回折法、プロトン磁気共鳴(P MR)および旋光分散−円二色性(ORD−CD)などの方法を用いて得られて いる(22m)。This angle is also called the glycosyl torsion angle. Using the above definition, Two ranges of φ for nucleosides. It is concluded that there exists [i.e. , about −301 for the Kai ■ conformation and about 150° for the υ Dan conformation] . The range of each conformation is approximately ±45° (22.22a). other researchers have used or proposed a slightly different definition of this angle (23.24. 25.26.27). φ. Information on X-ray diffraction, proton magnetic resonance (P obtained using methods such as MR) and optical rotational dispersion-circular dichroism (ORD-CD). There is (22m).

二本鎖核酸標的の場合、一方の鎖(「ワトソン鎖」と呼ばれる)から反対の鎖( 「クリック鎖」と呼ばれる)へと読まれるプリン塩基の位置の変化を適応させる ために、第三鎖中のプリンヌクレオシジル単位の、グリコジル結合のねじれ角に よって定義される、ヌクレオシドの特定の立体配座が、第三鎖中のプリンヌクレ オシドを用いて二本鎖中のプリンを読むことができるようにするために必要とさ れることを認識した。他の言い方をすると、DNA中のプリン塩基を読むために 、第三鎖中のプリンヌクレオシジル単位の立体配座は、第三鎖との関係でDNA 中で読まれるプリン塩基を含有する鎖の極性[平行(5°から3°)または反平 行(3゜から5°)の方向]によって影響を受ける。二本鎖中の平行鎖中のプリ ンを読む第三鎖中のプリンヌクレオシジル単位のためには、第三鎖中のプリンヌ クレオシジル単位の立体配座はsyn立体配座にあるべきである。他方、二本鎖 中の反平行鎖中の対応するプリンを読む際には第三鎖中のプリンヌクレオシジル 単位の立体配布【1.ているプリン塩基を読む際には、いずれか一方の鎖または 反対の鎖と同一の極性を有する(即ち、それに平行である)第三鎖を用いる選択 がある。この例としては、 5′から3°までのワトソン鎖の同一極性を有するDNA二本鎖とのトリプレ1 トにおける第三鎖の配列は次のようであろう:5′ G@y′″ 3゜ Gs′11  mFn 本発明の1つの態様によれば、二本鎖の塩基対中のプリンを読むための第三鎖を 構築する際に、次の指針を適用する+(i)5°末端から3″末端の方向で開始 して、第三鎖のプリンヌクレオシジル単位(AまたはG)は、二本鎖核酸の平行 (「ワトソン」)鎖の塩基対中のプリン(AまたはG)を読む際にす見立体配座 にあることが必要とされる。第2の塩基対中の第2のプリンを読む際に、このプ リンが第1のプリンと同じ鎖中に位置しているときには、同一の必要条件が当て はまる。しかし、この第2のプリンが反対側の反平行(「クリック」)鎖(ここ で、反対側の鎖は第3鎖に対して反平行である)中に位置しているときには、ブ リンヌクレオンジル単位はant i立体配座にあることが必要とされる。全て の場合において、第3鎖中のアデニンを用いて二本鎖中のアデニンを読み、第3 鎖中のグアニンを用いて二本鎖中のグアニンを読む。For double-stranded nucleic acid targets, one strand (called the "Watson strand") leads to the opposite strand (called the "Watson strand"). adapting changes in the position of the purine bases that are read into the "click strand") Therefore, the torsion angle of the glycosyl bond of the purine nucleosidyl unit in the third chain The specific conformation of the nucleoside, defined by required to be able to read the purines in the duplex using osside. I realized that it would happen. In other words, to read purine bases in DNA. , the conformation of the purine nucleosidyl unit in the third strand is similar to that of the DNA in relation to the third strand. The polarity of the strand containing the purine base read inside [parallel (5° to 3°) or antiparallel] direction of the row (3° to 5°)]. Pri in parallel strands in duplex For the purine nucleosidyl unit in the third strand to read the purine nucleosidyl unit in the third strand, The conformation of the creosidyl unit should be in the syn configuration. On the other hand, double stranded Purine nucleosidyl in the third strand when reading the corresponding purine in the antiparallel strand in Three-dimensional distribution of units [1. When reading purine bases that have Selection with a third strand that has the same polarity as the opposite strand (i.e. is parallel to it) There is. For example, Triplet 1 with a DNA duplex with the same polarity of the Watson strand from 5' to 3° The sequence of the third strand in the sample would be: 5' G@y′″ 3゜ Gs'11 mFn According to one embodiment of the invention, the third strand for reading purines in double-stranded base pairs is When building, apply the following guidelines + (i) Start from 5° end to 3″ end direction Thus, the third strand purine nucleosidyl unit (A or G) (“Watson”) conformation that is seen when reading a purine (A or G) in a base pair of a strand. It is required that the When reading the second purine in the second base pair, this The same requirements apply when the phosphorus is located in the same chain as the first purine. It fits. However, this second purine , the opposite strand is antiparallel to the third strand), then the block is The phosphorus nucleonidyl unit is required to be in the ant i conformation. all In this case, the adenine in the third strand is used to read the adenine in the double strand; The guanine in the strand is used to read the guanine in the double strand.

本発明の第3の態様は、二本鎖核酸のどちらかの鏡上のプリン塩基の解読を可能 にする第3鎖のリン骨格の結合の長さに関する。どちらかの鏡上のプリン塩基を 「読む」(または、それと塩基対化する)ことが可能であるためには、リン骨格 に沿うヌクレオンジル単位の間の距離が増加しなければならない。リン骨格のた めに2種類の結合を長くする形式が提案される。リン骨格のための1つの種類の 結合形式は、個々のヌクレオンジル単位に対して普遍の延長結合を用いる(即ち 、第3鎖の長くする結合の全てが同一である)。このような普遍の結合形式は、 プリン塩基だけを含有する第3鎖に特に適している。即ち、「ヌクレオシジル単 位↓」の5°炭素からそれに続く「ヌクレオシジル単位2Jの3°酸素までの間 の結6の長さを2原子(例えば、−CH、CHt−)または3原子(例えば、− 0−CH。The third aspect of the present invention enables decoding of purine bases on either mirror of double-stranded nucleic acids. This relates to the length of the bond in the phosphorus skeleton of the third chain. Purine base on either mirror In order to be able to "read" (or base pair with) the phosphorus backbone The distance between nucleondyl units along must increase. Phosphorus skeleton For this reason, a format is proposed in which two types of bonds are lengthened. One type of phosphorus skeleton The bonding format uses a universal extended bond for each nucleondyl unit (i.e. , all of the lengthening bonds of the third strand are identical). This universal form of connection is Particularly suitable for third strands containing only purine bases. That is, "nucleosidyl monomer" From the 5° carbon at position ↓ to the 3° oxygen at the following nucleosidyl unit 2J The length of bond 6 is set to 2 atoms (e.g. -CH, CHt-) or 3 atoms (e.g. - 0-CH.

−CH,−)で増加させ、それによって個々のヌクレオシジル単位の間の結合を 2〜6人長くすることができる。ヌクレオシジル単位の間の適切な距離を可能に するためには、これら単位の分離を1〜6の範囲の炭素原子数て増加させること が推奨される。図6は、この結合を長くする形式を含むヌクレオシジル単位の例 を示し、その合成経路を提案するものである。-CH,-), thereby increasing the bonds between individual nucleosidyl units. It can be extended by 2 to 6 people. Allows for proper distance between nucleosidyl units In order to increase the separation of these units by the number of carbon atoms ranging from 1 to 6 is recommended. Figure 6 shows an example of a nucleosidyl unit that includes a form that lengthens this bond. and propose a synthetic route.

リン骨格のための第2の結合を長くする形式は、不均一に長くする結合を含有す るであろう。第3鎖のための襟章のホスホジエステル骨格に似たヌクレオンジル 間距離を有する結合が、読まれるプリンが同−鏡上に存在するときに用いられ、 一方、長くした結合(15〜17人の長さ)[あるヌクレオシジル単位の3°炭 素上およびそれに隣接する5°炭素上に長(する結合を含むことができる]を用 いて反対側の鎖に位置するプリン塩基を読ませる。このような不均一に長くする 結合形式は、ピリミジン(または、ピリミジン類似体)とプリン塩基の両方を含 有する第3鎖において使用するのに特に適している。The second bond lengthening format for the phosphorus backbone includes non-uniformly lengthening bonds. There will be. Nucleondyl similar to the phosphodiester backbone of the lapel pin for the third chain A bond with distance is used when the objects to be read are on the same mirror, On the other hand, elongated bonds (15-17 members long) [3° carbon of a certain nucleosidyl unit] Use a long (can contain a bond that is) on the elementary and adjacent 5° carbons. and read the purine base located on the opposite strand. lengthen unevenly like this The linkage format includes both pyrimidine (or pyrimidine analog) and purine bases. Particularly suitable for use in the third strand with

(以下、余白) (B)二本鎖へり!クス構造の形成 図IAは、どちらかの側でTに水素結合している中心A塩基を有するトリブレ、 。(Hereafter, margin) (B) Double-stranded hem! Formation of a cube structure Figure IA shows a trible with a central A base hydrogen bonded to T on either side, .

トを示す。この場合、一方のT含有鎖はA含有鎖に平行に並び、他方のT含有鎖 はA含有鎖1こ反平行に並んでいる。従って、このトリブレットの配列は、次の ように記述される: 図IBは、一方の側でプロトン化Cおよび他方の側でCに水素結合している中心 Cを有するトリブレッドを示す。この場合、三重オリゴマー対の1つは、安定な トリプレ・ノドに必要な水素結合を形成するためにN3にプロトン化されたント /ンを有する。所望により、この塩基を、N−3に類似する位置にプロトンを持 つ窒素を有するシトシン類似体によって置換することができる。示したトリブレ ットにおいては、C’(または、その類似体)含有鎖は中心C含有鎖に平行に並 んでいる。C含有鎖は中心(4有鎖に反平行に並んでいる。従って、このような トリブレット配列、は次のように記述される・図2Aは、中心Aが一方の側てA (rサイドAJ)および他方でTに水素結合しているトリフッノドを示す。サイ ドA含有鎖は中心A含有鎖に平行に並んでいる。Indicates the In this case, one T-containing strand is aligned parallel to the A-containing strand, and the other T-containing strand are arranged antiparallel to one A-containing chain. Therefore, the array of this triblet is Written as: Figure IB shows a protonated C on one side and a center hydrogen bonded to C on the other side. A tribled with C is shown. In this case, one of the triple oligomer pairs is a stable protonated to N3 to form the hydrogen bonds necessary for the triplet node. It has /n. Optionally, this base can be modified to have a proton at a position similar to N-3. can be replaced by cytosine analogs with two nitrogens. Tribre shown In the cut, the C' (or analog thereof)-containing strands are aligned parallel to the central C-containing strand. I'm reading. The C-containing chains are arranged antiparallel to the center (4 chains. Therefore, such The triplet array is described as follows: In Figure 2A, the center A is on one side (r-side AJ) and a trifluoride hydrogen bonded to T on the other hand. rhinoceros The do A-containing chains are aligned parallel to the central A-containing chain.

T含有鎖は中心/ll有位反平行に並んでいる。このような場合、サイドAのグ リコジル(C−N)ねじれ角は用立体配座にあり、中心AおよびT塩基のグリコ ノルねしれ角は両方とも凹立体配座にある。このようなトリブレット配列は次の ように記述される: また、図2Bは、中心Aが一方の側のAおよび他方のTとトリブレットを形成し ているトリブレットを示す。このトリブレットにおいては、サイドA含有鎖は中 心A含有鎖に反平行に並んでいる。T含有鎖は、中心Δ含有鎖に平行に並んでい る。この場合、3つ全ての塩基は匹立体配座にある。このようなトリブレット配 列(オ次のように記述される・ 図2Cは、一方の側でG(rサイドG、J)および他方でCに水素結合している 中心Gを膏するトリブレ、トを示す。サイドC含有鎖は中心C含有鎖に平行に並 んており、(4有鎖は中心C含有鎖に反平行に並んでいる。このような場合、サ イドGのグリコジルねじれ角は拉立体配座にあり、中心GおよびCのグリコジル ねじれ角は両方ともgnti立体配座にある。このようなトリブレット配列は次 のように記述される。The T-containing chains are arranged antiparallel with center/ll positions. In such a case, the side A group The lycodyl (C-N) torsion angle is in the normal conformation, and the glycosidium of the central A and T bases is Both nortorsion angles are in the concave conformation. Such a triblet array is Written as: In addition, FIG. 2B shows that the center A forms a triblet with A on one side and T on the other side. Shows the triblet. In this triplet, the side A-containing chain is It is aligned antiparallel to the core A-containing strand. The T-containing strands are aligned parallel to the central Δ-containing strand. Ru. In this case, all three bases are in the same conformation. Such a triblet arrangement Column (described as follows: Figure 2C is hydrogen bonded to G (r-side G, J) on one side and C on the other side. Tribre, G, which covers the center G, is shown. The side C-containing chains are aligned parallel to the center C-containing chain. (The four chains are arranged antiparallel to the central C-containing chain. In such a case, the sa The glycodyl torsion angle of the id G is in the Aras conformation, and the glycodyl torsion angle of the centers G and C is Both torsion angles are in the gnti conformation. Such a triblet array is It is written like this.

また、図2Dは、中心Cが一方の側でGおよび他方の側でCに水素結合している トリブレットを示す。この例においては、サイドC含有鎖は中心C含有鎖に反平 行に並んでおり、C含有鎖は中心C含有鎖に反平行に並んでいる。このような場 合、3つ全ての塩基のグリコジルねじれ角はanti立体配座にある。このよう なトリブレット配列は次のように記述される:図3Aおよび3Bは、中心Gが一 方の側で修飾されたGおよび他方の側でCに水素結合しているトリブレットを示 す。修飾されたG[図3Aの2−アミノ−9−β−D−リポフラノシルブリン− 6−セレン(「6−セレニウムグアノシン」)または図3Bの6−イソプロピリ デンー7−デアザグアノシンのどちらか]を含有する鎖は中心C含有鎖に反平行 に並んでおり、C含有鎖は中心C含有鎖に反平行に並んでいる。6−セレニウム グアノシンを含有するトリブレットは次のように記述され: そして、6−イソプロピリデンー7−デアザグアノンンを含有するトリブレット は次のように記述される。Also, Figure 2D shows that center C is hydrogen bonded to G on one side and to C on the other side. Showing a triblet. In this example, the side C-containing chains are antiplanar to the central C-containing chain. The C-containing chains are arranged antiparallel to the central C-containing chain. A place like this In this case, the glycosyl torsion angles of all three bases are in the anti conformation. like this A triblet array is described as follows: Figures 3A and 3B show that the center G is Shows a triplet hydrogen bonded to a modified G on one side and a C on the other side. vinegar. Modified G [2-amino-9-β-D-lipofuranosylbulin- in Figure 3A 6-Selenium (“6-selenium guanosine”) or 6-isopropyli in Figure 3B The chain containing either den-7-deazaguanosine is antiparallel to the central C-containing chain. The C-containing chains are aligned antiparallel to the central C-containing chain. 6-Selenium The guanosine-containing triplets are described as follows: and a triblet containing 6-isopropylidene-7-deazaguanone is written as follows.

第3鎖中の修飾されたGの読みは、二本鎖形成において正常(即ち、未修飾)G の6−オキソ基の削除によってさらに特異性が高くなるであろう。The modified G in the third strand reads normal (i.e., unmodified) G in duplex formation. Deletion of the 6-oxo group would further increase specificity.

図3Cは、中心へが一方の側で修飾されたA(2−アミノプリン)および他方の 側でTに水素結合しているトリブレットを示す。2−アミノプリン含有鎖は中心 A含有鎖に平行に並んでおり、T含有鎖は中心A含有鎖に反平行に並んでいる。Figure 3C shows A (2-aminopurine) modified on one side and the center on the other side. The triplet is shown hydrogen bonded to T on the side. The 2-aminopurine-containing chain is central The A-containing chains are aligned parallel to each other, and the T-containing chains are aligned antiparallel to the central A-containing strand.

このようなトリブレット配列は次のように記述される;このトリブレットにおい て、2−アミノプリンのNlは中心Aの6−アミ7基からプロトンを受容してお り、2−アミノプリンの2−アミン基は中心AのN7にプロトンを供与している ことに注意すべきである。この並びは第3鎖中のグアニン塩基を誘導し、N、H および2−アミン基から連続トリブレット中の中心GのN1基および6−オキソ 基にプロトンを供与することによって、水素結合の対を形成させる。このように して、八とAの対合は第3鎖のAからの供与および受容の並びを含有するはずで あり、GとGの対合は第3鎖のGからの両方の供与並びを含有するはずである。Such a triblet array is written as; Therefore, Nl of 2-aminopurine accepts a proton from the 6-amino7 group of center A. The 2-amine group of 2-aminopurine donates a proton to N7 of center A. It should be noted that This arrangement induces a guanine base in the third strand, N, H and 2-amine group to N1 group of center G in continuous triblet and 6-oxo A pair of hydrogen bonds is formed by donating a proton to the group. in this way Therefore, the pairing of 8 and A should contain a donor and accept sequence from A in the third strand. , the G and G pairing should contain both donor sequences from the third strand G.

従って、プリンによるプリンの読み取りがさらに特異性の高いものになるであろ う。Therefore, the reading of purines by purines may become even more specific. cormorant.

(2)ポリプリン標的配列 一本鎖核酸がポリプリン配列を含有しているときには、形成されるトリプレ、ノ ドの中心プリンをこの鎖が提供して該標的が第1および第2のオリゴマーによっ て完全にサントイ、チ化されるトリブレットを形成することができる。この三重 オリコマ一対は両方かt目補性のポリピリミジン配列を含有していてよいし、ま た、第1および第2のオリゴマーの一方がポリプリン配列を有し、一方がポリピ リミジン配列を有していてもよい。(2) Polypurine target sequence When a single-stranded nucleic acid contains a polypurine sequence, the triplets formed, This strand provides the central purine of the target so that the target is targeted by the first and second oligomers. It is possible to form a triblet that is completely converted into a trill. This Mie A pair of orycomas may both contain polypyrimidine sequences that are complementary to the t order, or In addition, one of the first and second oligomers has a polypurine sequence, and one of the first and second oligomers has a polypurine sequence. It may have a rimidine sequence.

(3)ポリピリミジン標的配列 一水路襟的核酸がポリピリミジン配列を含有しているときには、この標的核酸は トリブレット形成のための中心プリン塩基を提供しないであろう。−水路標的と 二本鎖へリノクス構造を形成する第1および第2のオリゴマーは両方がポリピリ ミジン配列を含有していてよいし、また、第1および第2のオリゴマー〇一方が ポリプリン配列を有し、他方がポリプリン配列を有していてもよい。標的のポリ ピリミジン塩基はトリブレ、トの中心塩基を与えないかもしれないので、「開い たサンドイッチ」の二本鎖ヘリックス慢合体が形成され、ここでは三重オリゴマ ー対の1つがトリブレットの中心プリン塩基を与える。この三重オリゴマー対の 間の二本鎖の形成を減少させるために、第1および第2のオリゴマーの両方がポ リプリン配列を含有するのが好ましいであろう。(3) Polypyrimidine target sequence When the single-channel nucleic acid contains a polypyrimidine sequence, this target nucleic acid It will not provide a central purine base for triblet formation. - waterway targets and The first and second oligomers forming the double-stranded helinox structure are both polypyridine. The first and second oligomers may contain a midine sequence, and one of the first and second oligomers may contain a midine sequence. One may have a polypurine sequence, and the other may have a polypurine sequence. target poly The pyrimidine base may not provide the central base of the tributary, so the ``open'' A double-stranded helical fusion of ``sandwich'' is formed, here a triple oligomer -One of the pairs provides the central purine base of the triplet. This triple oligomer pair Both the first and second oligomers are polymerized to reduce duplex formation between them. It would be preferred to contain a liprin sequence.

(4)混合配列 混合配列とは、選択した一本鎖核酸標的配列がピリミジンとプリン塩基の両方を 含有する配列である。第1および第2のオリゴマーを用いて形成されるこのトリ ブレットは、他の2つの塩基に水素結合してトリブレットを形成することができ る中心プリン塩基を必要とする。従って、第1および第2のオリゴマーの一方は 、他の2つの鎖を交差して「読む」ことができるものでなければならない。第1 および第2のオリゴマーを適切に含む混合配列の例を図4A〜4Eに示す。(4) Mixed array A mixed sequence is one in which the selected single-stranded nucleic acid target sequence contains both pyrimidine and purine bases. is a containing sequence. This trigonium formed using the first and second oligomers A bullet can hydrogen bond to two other bases to form a triplet. It requires a central purine base. Therefore, one of the first and second oligomers is , must be able to "read" across the other two strands. 1st Examples of mixed sequences suitably containing a second oligomer and a second oligomer are shown in FIGS. 4A-4E.

図4Aは、他の2つの鎖を交差して読むオリゴマーがピリミジンに富む混合配列 を示す。Figure 4A shows a mixed sequence in which the oligomer reading across the other two strands is rich in pyrimidine. shows.

図4Bは、他の2つの鎖を交差して読むオリゴマーがプリンに富む混合配列を示 す。Figure 4B shows a mixed purine-rich sequence in which the oligomer reads across the other two strands. vinegar.

図4C,4Dおよび4Eは、プリン塩基だけを含有するオリゴマーを交差して読 む混合配列を示す。この図4C〜4Eにおいて、「s」はシ」を示し、raJは 些を示し、上付き文字がないのはa n t i ヲ示t。Figures 4C, 4D, and 4E show cross-reading of oligomers containing only purine bases. shows a mixed array. In FIGS. 4C to 4E, "s" indicates "shi", and raJ The character without a superscript indicates a n t i.

第1および第2のオリゴマーの1つが、中心プリン塩基と塩基対合するために、 一方の鎖から反対側の鎖に交差して2つの鎖を読まなければならないときには、 先に記載した骨格結合形式をヌクレオンジル単位の糖部分を連結するリン骨格中 に導入することによって、長くなったヌクレオシジル間リン結合を供するのが好 都合であろう。Because one of the first and second oligomers base pairs with the central purine base, When you have to read two strands by crossing from one strand to the other, The previously described backbone bonding format is used in the phosphorus backbone that connects the sugar moieties of the nucleondyl unit. It is preferable to provide a longer internucleosidyl phosphorus bond by introducing It would be convenient.

例えば、ヌクレオンジル単位の糖部分の5′−炭素と5′−ヒドロキシルの間の 結合または3“−炭素と3°−ヒドロキシルの間の同様の結合を長くする適当な アルキレン[−(CHt)。−]またはアルキレンオキシ[−(CH,)110 −]の介在によってヌクレオ/ジル間の結合を長くすることができる(図5およ び図6を参照)。この図に示すように、延長のための結合を糖部分の3″および 5゛の両炭素のところに介在させることができる。For example, between the 5'-carbon and 5'-hydroxyl of the sugar moiety of the nucleondyl unit, appropriate lengthening of the bond or similar bond between the 3″-carbon and the 3°-hydroxyl. Alkylene [-(CHt). -] or alkyleneoxy[-(CH,)110 −] can lengthen the bond between nucleo and diyl (Figures 5 and 5). and Figure 6). As shown in this figure, attach the linkage for extension to the 3″ and 3″ portions of the sugar moiety. It can be interposed at both carbons of 5'.

トリブレット形成に使用される連続した中心プリンが同−鎖に現れるときには、 このような延長のための結合を用いる必要はない(メチルホスホネート結合など のヌクレオンジル間リン結合が、池の鏡上の適当な塩基が同−鏡上の連続した中 心プリン塩基を読むことを可能にする)。When successive central purines used for triblet formation appear on the same chain, There is no need to use such extension bonds (such as methylphosphonate bonds). The internucleonidyl phosphorus bond of (allows the heart to read purine bases).

従って、表示したところにこのような延長のための結合を用いることによって、 −水路標的または池のオリゴマーのどちらかの中心プリン塩基を読むことができ るオリゴマーを調製することができる。Therefore, by using such a bond for extension where indicated, − can read the central purine base of either the waterway target or the pond oligomer; oligomers can be prepared.

(C)第1および第2のオリゴマー 一本鎖DNAまたはRNAの選択した標的セグメントの所望の配列への特異的な 結合を可能にするに十分な数でありうる少なくとも約7個のヌクレオシドを有す る第1および第2のオリゴマーが好ましい。さらに好ましいのは約8〜約40個 のヌクレオシドを有するオリゴマーであり、特に好ましいのは約10〜約25個 のヌクレオシドを有するオリゴマーである。合成における容易性、選択した標的 配列に対する特異性を、オリゴマー内およびヌクレオシド間相互作用(折り畳み およびコイル化など)の最少化と組合せることにより、約12〜約20個のヌク レオシドを有するオリゴマーが特に好ましい群を構成すると考えられる。(C) First and second oligomers specific for the desired sequence of a selected target segment of single-stranded DNA or RNA. having at least about 7 nucleosides, which may be in sufficient number to permit binding. The first and second oligomers are preferred. More preferably about 8 to about 40 pieces An oligomer having about 10 to about 25 nucleosides is particularly preferred. It is an oligomer with nucleosides. Ease of synthesis, selected targets Sequence specificity is enhanced by intra-oligomeric and internucleoside interactions (folding and coiling, etc.), the reduction of about 12 to about 20 Oligomers with rheosides are believed to constitute a particularly preferred group.

(1)好ましいオリゴマー これらのオリゴマーは、リボシル部分、デオキシリボシル部分、またはそれらの 修飾体からなっていてよい。しかし、それらの合成の容易性および安定性の増加 の故に、チオキシリポシルまたは修飾されたリボシル部分(例えif、2’−0 −メチルリボシル部分)を含有するオリゴマーが好ましい。(1) Preferred oligomers These oligomers contain ribosyl moieties, deoxyribosyl moieties, or their May consist of modifiers. However, their increased ease of synthesis and stability Therefore, thioxyliposyl or modified ribosyl moieties (e.g. if, 2'-0 -methylribosyl moiety) is preferred.

ヌクレオチドオリゴマー(即ち、天然のヌクレオチドオリゴマー、ならびに他の オリゴヌクレオチド類似体に存在するホスホジエステルヌクレオシド間結合を有 する)を本発明に従って用いることができるが、好ましいオリゴマーは、オリゴ ヌクレオシドアルキルおよびアリールホスホネート類似体、ホスホロチオエート オリゴヌクレオシド類似体、ボスホロアミデート類似体および中性ホスフェート トリエステルオリゴヌクレオシド類似体からなる。しかし、特に好ましいのは、 ホスホネート結合が1またはそれ以上のホスホジエステル結合(2個ノヌクレオ ンジル単位を連結する)の代わりとなっているオリゴヌクレオシドアルキルおよ びアリールホスホネート類似体である。このようなオリゴヌクレオシドルキルキ ルおよびアリールホスホネート類似体のいくつかの調製、および予めsN択した 一本鎖核酸配列の発現を阻害するためのこれら類似体の使用は、米国特許No、  4.469.883; 4.511.713+ 4.757.055; 4. 507.433;および4.591.614に開示すレテイル(これらの開示は 本明細書の一部を構成する)。これらホスホネート類似体の特に好ましいクラス は、メチルホスホネートオリゴマーである。Nucleotide oligomers (i.e., natural nucleotide oligomers, as well as other with phosphodiester internucleoside linkages present in oligonucleotide analogs. can be used in accordance with the present invention, but preferred oligomers are Nucleoside alkyl and aryl phosphonate analogs, phosphorothioates Oligonucleoside analogs, bosphoramidate analogs and neutral phosphates Consists of triester oligonucleoside analogs. However, particularly preferred is The phosphonate linkage is one or more phosphodiester linkages (two nonnucleo oligonucleoside alkyl and and arylphosphonate analogs. Such oligonucleosidol kits Preparation of several aryl and aryl phosphonate analogues, and pre-selected sN The use of these analogs to inhibit the expression of single-stranded nucleic acid sequences is described in U.S. Patent No. 4.469.883; 4.511.713+4.757.055; 4. 507.433; and 4.591.614 (these disclosures are (which forms part of this specification). Particularly preferred classes of these phosphonate analogs is a methylphosphonate oligomer.

メチルホスフェートオリゴマー(rMP−オリゴマー」)の好ましい合成方法ハ 、Lee、 B几、ら[Bioche+n1sLry 27:3197−320 3 (198g)]、およびM i l Ier、 P、 SAら[貼匹加 m1stryυ:5092−5097 (+986)]に記載されている(これ らの開示は本明細書の一部を構成する)。Preferred synthesis method for methyl phosphate oligomer (rMP-oligomer) , Lee, B. et al. [Bioche+n1sLry 27:3197-320 3 (198 g)], and M.I.I. Ier, P., SA et al. m1stryυ:5092-5097 (+986)] (this (the disclosures of which are incorporated herein by reference).

少なくともlのホスホジエステルスクレオンド間結合が3°−5°結合したヌク レオシド間メチルホスホニル(MP)基(または、「メチルホスホネート」)に よって置換されているオリゴヌクレオンジルアルキルおよびアリールホスホネー ト類似体が好ましい。このメチルホスホネート結合は、オリゴヌクレオチドのホ スフェート基の結合長さに類似した結合長さを有している。従って、これらのメ チルホスホネートオリゴマー(「MP−オリゴマー」)は、選択した核酸配列と の相互作用において最小の立体制限を与えるはずである。また、アルキルまたは アリール基がホスホネート結合に立体障害を与えないか、または互いに相互作用 しない他のアルキルまたはアリールホスホネート結合が適している。このメチル ホスホニル基が天然の核酸分子中に見い出されないので、これらのMP−才リゴ マ−は種々のヌクレアーゼおよびエステラーゼ活性による加水分解に対して非常 に耐性が高いはずである。メチルホスホネート結合の非イオン性の性質の故に、 これらのMP−オリゴマーは細胞膜をよりうまく越えることができ、従って細胞 によりうまく取り込まれることができるはずである。ある種のMP−オリゴマー は、ヌクレアーゼ加水分解に対して耐性がより高(、培養咄乳動物細胞によって 無傷の形態で取り込まれ、そして細胞DNAおよびタンパク質合成に対して特異 的な阻害作用を発揮しうろことがわかっている(例えば、米国特許No、 4. 469.863を参照)。Nuclides with at least 1 phosphodiester sclerond bonds linked at 3°-5° to the interleosidic methylphosphonyl (MP) group (or "methylphosphonate") Oligonucleonidyl alkyl and aryl phosphones substituted by Preferred are analogs. This methylphosphonate bond is the molecule of the oligonucleotide. It has a bond length similar to that of the sphate group. Therefore, these methods Chylphosphonate oligomers (“MP-oligomers”) are combined with selected nucleic acid sequences. should provide minimal steric constraints on the interaction. Also, alkyl or Aryl groups do not sterically hinder the phosphonate bond or interact with each other Other alkyl or aryl phosphonate linkages are suitable. This methyl Since phosphonyl groups are not found in naturally occurring nucleic acid molecules, these MP-nucleotides The polymer is highly susceptible to hydrolysis by various nuclease and esterase activities. should be highly resistant to Because of the nonionic nature of the methylphosphonate bond, These MP-oligomers are better able to cross the cell membrane and therefore It should be possible to incorporate it more easily. Certain MP-oligomers are more resistant to nuclease hydrolysis (by cultured mammalian cells) taken up in intact form and specific for cellular DNA and protein synthesis It is known that it may exert an inhibitory effect (for example, U.S. Patent No. 4. 469.863).

好ましいのは少なくとも約7個、より好ましいのは少なくとも約8個のヌクレオ ンジル単位を有するMP−オリゴマーであり、通常、これは一本鎖DNAまたは RNAの所望のセグメントの特異的な認識を可能にするに十分である。さらに好 ましいのは約8〜約40個のヌクレオシドを有するMP−オリゴマーであり、特 に好ましいのは約10〜約25個のヌクレオシドを有するMP−オリゴマーであ る。調製の容易性を、選択した配列に対する特異性およびオリゴマー内のヌクレ オシド間相互作用(例えば、折り畳みおよびコイル化)の最少化と組合せると、 特に好ましいのは約12〜20ヌクレオシドのMP−オリゴマーである。Preferably at least about 7 and more preferably at least about 8 nucleotides. MP-oligomers with glycan units, which are usually single-stranded DNA or sufficient to allow specific recognition of the desired segment of RNA. even better Preferred are MP-oligomers having from about 8 to about 40 nucleosides; Preferred are MP-oligomers having from about 10 to about 25 nucleosides. Ru. Ease of preparation is combined with specificity for the chosen sequence and nucleic acid within the oligomer. In combination with minimizing inter-osidic interactions (e.g. folding and coiling), Particularly preferred are MP-oligomers of about 12-20 nucleosides.

とりわけ好ましいのは、5°−ヌクレオ/ジル間結合がホスホジエステル結合で あり、ヌクレオ/ジル間結合の残りがメチルホスホニル結合であるMP−オリゴ マーである。MP−オリゴマーの5゛−末端にホスホジエステル結合を有するこ とは、キナーゼによるラベルおよびこのオリゴマーの電気泳動を可能にし、また 、その溶解性を改善する。Particularly preferably, the 5°-nucleo/dyl bond is a phosphodiester bond. MP-oligo in which the remainder of the nucleo/dyl bonds are methylphosphonyl bonds It's Ma. Having a phosphodiester bond at the 5′-end of the MP-oligomer allows for the labeling and electrophoresis of this oligomer by a kinase, and also , improving its solubility.

選択した一本鎖核酸配列を配列決定し、そのプリン配列に相補性のMP−オリゴ マーを上記特許または本明細書に開示されている方法によって調製する。The selected single-stranded nucleic acid sequence was sequenced and an MP-oligo complementary to the purine sequence was sequenced. The mer is prepared by the methods disclosed in the above patents or herein.

これらのオリゴマーは、核酸の混合物または単離した細胞、組織試料もしくは体 液を含む試料において、選択した一本鎖核酸配列の存在または非存在を決定する のに有用である。These oligomers can be used in mixtures of nucleic acids or isolated cells, tissue samples or bodies. Determine the presence or absence of a selected single-stranded nucleic acid sequence in a sample containing a liquid It is useful for

これらのオリゴマーは、I\イブリダイゼーンヨン検定のプローブとして有用で あり、検出検定において用いることができる。プローブとして用いるときには、 これらのオリゴマーを診断キットにも用いることができる。These oligomers are useful as probes in the hybridization assay. Yes, and can be used in detection assays. When used as a probe, These oligomers can also be used in diagnostic kits.

所望によりラベル基、例えば、ソラレン、化学発光基、架橋試薬、インターカレ ーシコノ試薬(例えば、アクリジン)、またはウィルス核酸の標的部分を切断し うる基(例えば、0−フェナントロリン鋼またはEDTA−鉄のような分子はさ み)を、このMP−nリボマー中に導入することができる。Optionally label groups such as psoralen, chemiluminescent groups, crosslinking reagents, intercalators, etc. – Sikono reagents (e.g. acridine) or cleavage of the targeted portion of the viral nucleic acid. molecules such as O-phenanthroline steel or EDTA-iron ) can be introduced into this MP-n ribomer.

いくつかの周知の方法のいずれかによって、これらのオリゴマーをラベルするこ とができる。行用なラベルには、放射性同位体ならびに非放射活性リポータ−基 が含まれる。同位体ラベルには、′H1”3%31p、 11S1.コバルト、 および14cが含まれる。同位体ラベル法のほとんどは酵素の使用を包含し、既 知の二ノクトランスレーンヨン法、末端ラベリング法、第2鎖合成法、および逆 転写法を包含する。放射ラベル化プローブを用いるときには、万一トラジオグラ フィー、ンンチレー/gン計数、またはガンマ計数によってハイブリダイゼーシ ョンを検出することができる。選択される検出方法は、ハイブリダイゼーション 条件およびラベルに使用する具体的な放射性同位体に依存するであろう。These oligomers can be labeled by any of several well-known methods. I can do it. Standard labels include radioactive isotopes as well as non-radioactive reporter groups. is included. Isotopic labels include 'H1''3%31p, 11S1.Cobalt, and 14c. Most isotope labeling methods involve the use of enzymes and are Known 2-noctran-rayon method, terminal labeling method, second strand synthesis method, and reverse Includes transcription methods. When using radiolabeled probes, do not accidentally damage the radiograph. Hybridization by fee, millimeter/gram counting, or gamma counting can be detected. The detection method of choice is hybridization It will depend on the conditions and the specific radioisotope used for the label.

また、非同位体物質をラベルに用いることもでき、酵素の使用による修飾化ヌク レオノドまたはヌクレ雪シト類似体の導入によって、またはオリゴマーの化学修 飾によって、例えば非スクレオチドリンカー基の使用によって導入することがで きる。非同位体ラヘルには、蛍光分子、化学発光分子、酵素、補助因子、酵素基 質、ハブテンまたはその池のリガンドが含まれる。1つの好ましいラベル化法に は、アクリジニウムエステルの導入が含まれる。Non-isotopic substances can also be used for labels, and modified nucleic acids can be modified using enzymes. or by chemical modification of oligomers by the introduction of leonodo or nucleotide analogs. can be introduced by decoration, e.g. by the use of non-scleotide linker groups. Wear. Non-isotopic Rahels include fluorescent molecules, chemiluminescent molecules, enzymes, cofactors, and enzyme groups. This includes the ligands of the protein, habten or its ponds. One preferred labeling method involves the introduction of an acridinium ester.

このようなラヘル化オリゴマーは、ハイブリダイゼーション検定のプローブとし C,およびハイブリダイゼーション検定における使用に特に適している。Such lachelated oligomers can be used as probes in hybridization assays. C, and is particularly suitable for use in hybridization assays.

一本位核酸配列の機能または発現を妨げるために使用するときには、これらオリ コマ−の一方または両方を好都合に誘導体化または修飾して核酸修飾基を導入ケ ることかできる(これは、該核酸との反応を引き起こし、不可逆的にその構造を 修飾し、それによってそれを非機能的にする)。本発明者らの同時継続特許出願 である米国連続No、 924.234(1986年10月28日出願)[この 出願の開示は本明細書の一部を構成するコは、オリゴヌクレオシドアルキルおよ びアリールホスホネートを含有するオリゴマーの誘導体化ならびにこのような誘 導体化されたオリゴヌクレオシドアルキルおよびアリールホスホネートを用いて 標的化一本位核酸配列を非機能的にすることを教示している。When used to interfere with the function or expression of a single nucleic acid sequence, these One or both comers may be conveniently derivatized or modified to introduce nucleic acid modifying groups. (This causes a reaction with the nucleic acid and irreversibly changes its structure.) (qualifying it, thereby making it non-functional). Concurrent patent application filed by the inventors U.S. Continuation No. 924.234 (filed October 28, 1986) [this The disclosure of the application is incorporated herein by reference to the oligonucleoside alkyl and derivatization of oligomers containing arylphosphonates and arylphosphonates and such derivatives. Using conductorized oligonucleoside alkyl and aryl phosphonates It is taught to render a targeted single nucleic acid sequence non-functional.

多種多様の核酸修飾化基を用いてこれらオリゴマーを誘導体化することができる 。核酸修飾化基には、誘導体化されたオリゴマー(または、オリゴマー群)が− 重鎖核酸セグメントと三本鎖へワックス構造を形成した後に、該核酸セグメント またはその標的配列部分の共有結合の形成、架橋、アルキル化、切断、分解、も しくは他の方法での不活性化または破壊を引き起こすことができ、それによって 該核酸セグメントの機能および/または発現を不可逆的に阻害することができる 基が含まれる。These oligomers can be derivatized with a wide variety of nucleic acid modifying groups. . A derivatized oligomer (or group of oligomers) is attached to the nucleic acid modifying group. After forming a wax structure into a triple strand with a heavy chain nucleic acid segment, the nucleic acid segment or covalent bond formation, cross-linking, alkylation, cleavage, or degradation of the target sequence portion. or otherwise cause inactivation or destruction, thereby Capable of irreversibly inhibiting the function and/or expression of said nucleic acid segment Contains groups.

オリゴマー(または、オリゴマー群)中の核酸修飾化基の位置は変化してよく、 使用する特定の核酸修飾化基および偉的化一本位核酸セグメントに依存するであ ろう。即ち、この核酸修飾化基はオリゴマーの末端に位置していてもよいし、両 末端の中間に位置していてもよい。多数の核酸修飾化基が含まれるであろう。ま た、第1および第2のオリゴマーの両方が核酸修飾化基を含有していてもよい。The position of the nucleic acid modifying group in the oligomer (or group of oligomers) may vary; This will depend on the particular nucleic acid modifying group used and the specific nucleic acid segment. Dew. That is, this nucleic acid modifying group may be located at the end of the oligomer, or may be located at both ends of the oligomer. It may be located between the ends. A large number of nucleic acid modifying groups will be included. Ma Alternatively, both the first and second oligomers may contain nucleic acid modifying groups.

1つの好ましい態様においては、この核酸修飾化基は光反応性(例えば、特定の 波長または波長範囲の光によって活性化される)であって、オリゴマーと一本鎖 核酸の間の反応、即ち架橋を引き起こす。In one preferred embodiment, the nucleic acid modifying group is photoreactive (e.g., specific (activated by light at a wavelength or range of wavelengths), oligomers and single-stranded Causes a reaction between nucleic acids, ie crosslinking.

架Fを引き起こすことができる核酸修飾化基の例はソラレン、例えば、アミノメ チルトリメチルソラレン基(AMT)である。このAMTは好都合に光反応する ことができ、従って架橋を行なう前に特定波長の光への暴露によって活性化しな ければならない。光反応が可能または可能てはない他の架橋化基を用いてこれら オリゴマーを誘導体化することができる。Examples of nucleic acid modifying groups that can cause cross-F are psoralen, e.g. It is tiltrimethylpsoralen group (AMT). This AMT is conveniently photoreactive can be activated by exposure to light of a specific wavelength before cross-linking. Must be. These can be combined with other crosslinking groups that may or may not be photoreactive. Oligomers can be derivatized.

また、この核酸修飾化基は、反応したときにオリゴマーから分離し、核酸セグメ ントに共有結合してそれを不活性にするアルキル化試薬基を含有する。適当なア ルキル化試薬基は化学の分野で既知であり、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化ア セトアミドなどから導かれる基が含まれる。In addition, this nucleic acid modifying group separates from the oligomer upon reaction and becomes a nucleic acid segment. contains an alkylating reagent group that covalently bonds to the agent and renders it inactive. Appropriate a Alkylating reagent groups are known in the field of chemistry and include alkyl halides, alkyl halides, and alkyl halides. Includes groups derived from cetamide, etc.

核酸セグメントの切断を引き起こすであろう核酸修飾化基には遷移金属キレート 化フンブレIクス、例えばエチレンジアミン四酢酸(E DT A)またはその 誘導体が含まれる。切断を実施するために用いることができる他の基には、フェ ナントロリン、ポルフィリンまたはプレオマイシンなどが含まれる。EDTAを 用いるときには、鉄をオリゴマーにつなぎ、切断する基の生成を好都合に助ける ことができる。EDTAが好ましいDNA切断基であるが、他の窒素含有物質、 例えばアブ化合物もしくはニドリーン(n i t reen)、または他の遷 移金属キレート化コンプレックスを用いることもできる。Nucleic acid modifying groups that would cause cleavage of nucleic acid segments include transition metal chelates. chemical compound, such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or its Contains derivatives. Other groups that can be used to perform the cleavage include fe These include nanthroline, porphyrin or pleomycin. EDTA When used, it tethers the iron to the oligomer and conveniently assists in the generation of the cleavage group. be able to. EDTA is the preferred DNA cleaving group, but other nitrogen-containing substances, For example, ab compounds or nitreen, or other derivatives. Transfer metal chelation complexes can also be used.

2つの鏡上のプリン塩基を読んで三重の配列を形成する第1または第2のオリゴ マーのヌクレオンジル単位は、プリンとピリミジン塩基の混合物またはプリン塩 基のみからなっていてよい。A first or second oligo that reads the purine bases on the two mirrors to form a triplex sequence. The nucleondyl unit of mer is a mixture of purine and pyrimidine bases or purine salts. It may consist only of the base.

三重配列の2つの鏡上のプリン塩基を読むべきときには、プリン塩基だけを有す る「交差解読」オリコマ−を用いるのが好ましい。このようなプリンだけのオリ ゴマーは、いくつかの理由で好都合であると考えられる:(a)プリンはピリミ ジンよりも高い積層の性質を有しており、これが得られる三本鎖へリンクス構造 の安定性を増加させる傾向がある:(b)プリンの使用だけがシトシンのプロト ン化(それが中性pHてN−3の位置に水素結合のために利用可能な水素を有す るように)またはピリミジン1のN3に対応する位置にそのような利用可能な水 素を何するント7ン類似体の使用のとちらかの必要性を排除し、そして普遍の延 長化結合の使用を可能にする。When reading purine bases on two mirrors in a triplex arrangement, read the purine bases that have only purine bases. Preferably, "cross-reading" oricomers are used. This kind of pudding-only food Sesame is considered advantageous for several reasons: (a) pudding is pirimi; It has higher lamination properties than gin, and this is achieved by the triple-stranded link structure. (b) Only the use of purines tends to increase the stability of cytosine (that is, it has a hydrogen available for hydrogen bonding at the N-3 position at neutral pH) ) or such available water at the position corresponding to N3 of pyrimidine 1. eliminates any need for the use of analogues of the elements, and provides a universal extension. Enables the use of lengthening joins.

とるように、置換基(例えば、メチル、ブロモ、イソプロピルまたは他のかさば った基)を用いてプリンを8位のところて修飾することかてきる。即ち、このよ うであろう。従って、更立体配座のプリン塩基が示されているときには、本発明 は未置換のAまたはGの代わりにこのような8−置換されたプリンの所望による 導入を意図している。Kendrewモデルを用いた研究により、このような置 換が三本鎖へワックス構造の形成に影響を及ぼすはずがないことが示される。substituents (e.g. methyl, bromo, isopropyl or other bulk It is possible to modify the purine at the 8-position using a In other words, like this It will be. Therefore, when a purine base in a further conformation is shown, the present invention is optionally substituted with such 8-substituted purines in place of unsubstituted A or G. intended for introduction. Research using the Kendrew model has shown that It is shown that conversion should not affect the formation of wax structures into triple strands.

適当なところで匹および工立体配座のプリンヌクレオシジル単位を使用すること は(本明細書中に記載した中心プリン塩基を読むための規則に従う)、2つの鏡 上の中心プリン塩基を読むことおよびプリンのみの第3鎖による三本鎖へワック ス構造の形成を可能にする。Using purine nucleosidyl units in the monomeric and engineered conformations where appropriate is (following the rules for reading the central purine base described herein) two mirrors. Reading the central purine base above and hacking into the triple strand with the purine-only third strand allows for the formation of space structures.

ピリミドとプリンの両方を含有するオリゴマーを用いて三重配列の2つの鏡上の プリンを読ませるときには、本明細書中に記載したような非均−結合形式を用い て、第3鎖(「交差解読オリゴマー」)が2つの鎖の一方から他方に交差して読 むことを可能にする。on two mirrors in a triplex array using oligomers containing both pyrimides and purines. When reading Pudding, use the non-uniform combination format described herein. The third strand (the “cross-reading oligomer”) cross-reads from one of the two strands to the other. make it possible to

(2)好ましいプリンオリコマ一 本発明は、以下から選ばれるヌクレオシジル単位を含有する新しいクラスのプリ ンオリゴマーを提供する・ [式中、Bpはプリン塩基であり;Rは独立してアルキルおよびアリール基から 選択され(ホスホネート結合が立体障害を受けないように、かつこれらの基が互 いに相互作用しないように選択される);R゛は水素、ヒドロキシまたはメトキ ンであり、そして、alkは2〜6個の炭素原子のアルキレンまたは2〜6個の 炭素原子のアルキレンである]。(2) Preferred Purin Orikoma The present invention describes a new class of polymers containing nucleosidyl units selected from: Provide oligomers and [wherein Bp is a purine base; R is independently from alkyl and aryl groups selected (so that the phosphonate bond is not sterically hindered and these groups are mutually selected so as not to interact with each other); R' is hydrogen, hydroxy or methoxy; and alk is alkylene of 2 to 6 carbon atoms or alkylene of 2 to 6 carbon atoms. is an alkylene of a carbon atom].

好ましいのは、少なくとも約7個のヌクレオシジル単位を含有するオリゴマー・ である。Preferred are oligomers containing at least about 7 nucleosidyl units. It is.

好ましいのは、Rがメチルであるヌクレオシジル単位である。また、R゛が水素 であるヌクレオ/ジル単位が好ましい。適当な塩基Bpには、所望により8位が 置換されていることもあるアデニンおよびグアニンが含まれ、好ましい置換基に はメチル、ブロモ、イソプロピルなどが含まれる。また、他の好ましい態様によ れば、中心プリン塩基を読む好ましいオリゴマーは、トリブレットの形成および 安定性に有利に働くように修飾されたプリン類似体を含有していてよい。これら のプリン類似体には、グアノシンに代わる6−セレニウムグアノシンもしくは6 −イソプロピリデンー7−デアザグアノシン、またはアデノシンに代わる2−ア ミノブリンが含まれる。約2〜3個の炭素原子を有するalk基が好ましい。特 に好ましいのは2個の炭素原子を有するalk基であり、エチレンが含まれる。Preferred are nucleosidyl units in which R is methyl. Also, R゛ is hydrogen Preferred are nucleo/zyl units. A suitable base Bp may optionally have the 8th position Preferred substituents include adenine and guanine, which may be substituted. includes methyl, bromo, isopropyl, etc. In addition, according to other preferred embodiments, If so, the preferred oligomers that read the central purine base are triblet formation and It may contain purine analogs modified to favor stability. these Purine analogs include 6-selenium guanosine or 6-selenium guanosine instead of guanosine. -isopropylidene-7-deazaguanosine or 2-alternative to adenosine Contains minobrine. Alk groups having about 2 to 3 carbon atoms are preferred. Special Preferred are alk groups having 2 carbon atoms and include ethylene.

(3)シトシン類似体を含有するオリゴマー本発明の他の態様においては、シト シンが複素環を含有するシトシン類似体によって置換されているヌクレオシジル 単位を含有する新規なオリゴマーが提供される。この複素環は、シトシン環の3 −Nと同様の環位置に利用可能な水素を有しており、中性pHで二本鎖中のグア ニン塩基と2つの水素結合を形成することができ、従ってフーグスティーン型塩 基対合またはトリブレットの形成にシトシンが必要とするようなプロトン化を必 要としない複素環である。(3) Oligomer containing cytosine analog In another embodiment of the present invention, cytosine analog-containing oligomer Nucleosidyl in which syn is replaced by a heterocycle-containing cytosine analog Novel oligomers containing units are provided. This heterocycle is 3 of the cytosine ring. -N has available hydrogen in the same ring position, and guar in the duplex at neutral pH. can form two hydrogen bonds with the nin base, thus forming a Hoogsteen-type salt Requires protonation such as that required by cytosine for group pairing or triplet formation. It is an unnecessary heterocycle.

適当なヌクレオシジル単位は、シトシンのN−3に対応する環位置の水素結合の ために利用可能な水素を有し、かつ中性p)(で二本鎖中のグアニン塩基と2つ の水素結合を形成することができる6員の複素環を有する類似体を含有する。こ れには、2°−デオキシ−5,6−シヒドロー5−アザデオキシシチジ/(■) 、プソイドイソシチジン(11)、6−アミ/−3−(β−D−リボフラノシル )ピリミジン−2,4−ジオン(II+)、および1−アミノ−1,2,4−( β−D−デオキシリボフラノシル)トリアジン−3−[4H]−オン(!V)が 含まれる(これらの構造は表(1)〜般的説明 上記のように、メチルホスホネートオリゴマーの調製は米国4e許N o、 4 .469.863: 4,507,433; 4.511,713; 4,59 1,614;および4.757.055に記載されている。A suitable nucleosidyl unit is a hydrogen bond at the ring position corresponding to N-3 of cytosine. has hydrogen available for and neutral p) (with a guanine base in the duplex and two Contains analogs with a 6-membered heterocycle capable of forming hydrogen bonds. child This includes 2°-deoxy-5,6-cyhydro-5-azadeoxycytidi/(■) , pseudoisocytidine (11), 6-ami/-3-(β-D-ribofuranosyl ) pyrimidine-2,4-dione (II+), and 1-amino-1,2,4-( β-D-deoxyribofuranosyl) triazin-3-[4H]-one (!V) (These structures are shown in Table (1) ~ General Description As mentioned above, the preparation of methylphosphonate oligomers is described in US 4e No. 4 .. 469.863: 4,507,433; 4.511,713; 4,59 1,614; and 4.757.055.

メチルホスホネートオリゴマーの好ましい合成法は、Lin、S、ら[Bioc he園1stry28:l054−1061 (1989)1: Lee、B、 LらfBiochesistry 27:3197−3203 (1988)n :およ びMi 1ler、 P、 S、ら[25:5092−5097 (1986) コに記載されている(これらの開示は本明細書の一部を構成する)。延長した結 合を有する修飾化糖部分を含むヌクレオシジル単位を含有するオリゴマー(図5 および図6を参照)は、通常、これらの方法によって調製することができる。A preferred method of synthesis of methylphosphonate oligomers is described by Lin, S., et al. [Bioc heen 1stry28: l054-1061 (1989) 1: Lee, B. L et al fBiochemistry 27:3197-3203 (1988)n :Oyo Miler, P, S, et al. [25:5092-5097 (1986) (the disclosures of which are incorporated herein by reference). extended knot Oligomers containing nucleosidyl units containing modified sugar moieties with and FIG. 6) can typically be prepared by these methods.

ホスホジエステルヌクレオシジル間リン結合を含むオリゴマーはいくつかの常法 のいずれかを用いて合成することができる。これら常法には、シアノエチルホス ホロアミダイト前駆体を用いる自動固相化学合成法が含まれる(29)。Oligomers containing phosphodiester internucleosidyl phosphorus linkages can be prepared using several conventional methods. It can be synthesized using any of the following. These conventional methods include cyanoethyl phosphate. Automated solid-phase chemical synthesis methods using holamidite precursors are included (29).

所望により、先に記したシトシン類似体を含有するヌクレオシジル単位(表5を 参照)を、反応混合物中の適当な/チジン類似体(表5を参照)を置換すること によって、MP−オリゴマー中に導入することができる。Optionally, nucleosidyl units containing cytosine analogs as described above (see Table 5) can be used. ) by substituting the appropriate /thidine analog (see Table 5) in the reaction mixture. can be introduced into MP-oligomers by

糖部分の5°−炭素と5°−ヒドロキシの間の結合または3°−炭素と3′−ヒ ドロキシの間の結合のどちらかがアルキレンオキシ基(例えば、エチレンオキシ 基)によって置換されている修飾化ヌクレオシドを用いて、MP−オリゴマーを 調製することができる。The bond between the 5°-carbon and 5°-hydroxy or the 3°-carbon and 3′-hydroxy of the sugar moiety Either of the bonds between doroxy groups is an alkyleneoxy group (e.g., ethyleneoxy MP-oligomers using modified nucleosides substituted with It can be prepared.

図5は、3゛−(エチレンオキシ)または5゛−(エチレンオキシ)結合のどち らかを有する修飾化ヌクレオシドのための中間体の調製のための提案反応式を示 すものである。図5において、Bは塩基を表し、TrおよびRは保護基を表す( Trはジメトキシトリチルなどの保護基を示し、Rは(−ブチルジメチルシリル またはテトラヒドロピラニルなどの保護基を示す)。Figure 5 shows whether the 3゛-(ethyleneoxy) or 5゛-(ethyleneoxy) bond The proposed reaction scheme for the preparation of intermediates for modified nucleosides with It is something. In FIG. 5, B represents a base, and Tr and R represent a protecting group ( Tr represents a protecting group such as dimethoxytrityl, and R represents (-butyldimethylsilyl). or a protecting group such as tetrahydropyranyl).

所望により、糖部分の3゛−および5°−の同位置において該延長化結合を有す るヌクレオシジル単位を調製することができる。Optionally, with the extended linkage at the same 3′- and 5′-positions of the sugar moiety. nucleosidyl units can be prepared.

標的配列と第1のオリゴマーの両方)には、リン骨格上にわずかに延長したヌク レオシド間結合を有するオリゴマーを使用するのが好ましいであろう。(both the target sequence and the first oligomer) include a slightly extended nucleotide on the phosphorus backbone. Preference will be given to using oligomers with interrheosidic linkages.

このようなオリゴマーは、5°−ヒドロキシをβ−ヒドロキシエチル(HO−C H,−CH,−)基に置換するように糖(デオキシリボシルまたはリボシル)部 分を修飾したヌクレオシドを用いて調製することができる(このような5゛−β −ヒドロキシエチル−置換されたヌクレオシドの調製のための合成式を図6に示 す)。Such oligomers replace 5°-hydroxy with β-hydroxyethyl (HO-C Sugar (deoxyribosyl or ribosyl) moiety to be substituted with H, -CH, -) group (such as 5゛-β The synthetic formula for the preparation of -hydroxyethyl-substituted nucleosides is shown in Figure 6. vinegar).

図6は、5°−β−ヒドロキシエチル−置換された糖類似体のための提案反応式 を示すものである。図6において、DCCはジシクロへキシルカルボジイミドを 示し、DMSOはジメチルスルホキシドを示す。Bは塩基である。適当な保護基 であるRには、t−ブチルジメチルシリルおよびテトラヒドロピラニルが含まれ る。Figure 6 shows the proposed reaction equation for 5°-β-hydroxyethyl-substituted sugar analogs. This shows that. In Figure 6, DCC represents dicyclohexylcarbodiimide. and DMSO represents dimethyl sulfoxide. B is a base. suitable protecting group R includes t-butyldimethylsilyl and tetrahydropyranyl. Ru.

上記の修飾されたヌクレオシジル単位を導入したMP−オリゴマーは、修飾され たヌクレオシジル単位を置換して上記のように調製される。The MP-oligomer introduced with the above modified nucleosidyl unit is prepared as described above by substituting the nucleosidyl unit.

プリン塩基だけを含有するオリゴマーを調製する際には、同一の延長化結合を何 するヌクレオシジル単位を用いることができる。しかし、ピリミジン(または、 ピリミジン類似体)塩基とプリン塩基の両方を含有するオリゴマーを調製する際 には、延長化していない結合と延長化している結合を有するヌクレオ/ジル単位 の混合物を用いる。糖部分の3°−炭素と5″−炭素の両方に延長化結合を有す るヌクレオ/ジル単位が好都合であろう。When preparing oligomers containing only purine bases, it is important to A nucleosidyl unit can be used. However, pyrimidine (or pyrimidine analogues) in preparing oligomers containing both bases and purine bases. contains nucleo/zyl units with nonextended and extended bonds. using a mixture of It has an extended bond at both the 3°-carbon and the 5″-carbon of the sugar moiety. A nucleo/zyl unit would be advantageous.

(3)誘導体化したMP−オリゴマーの51al製誘導体化したオリゴマーは、 所望のDNA修飾化基をオリゴマーに付加することによって容易に調製すること ができる。注記したように、オリゴマー中のヌクレオシジル単位の数およびオリ ゴマー中のDNA@飾化基の位置は変化することができる。このDNA修飾化基 は、DNAの標的配列を最も効率的に修飾するで部分が、関与するDNAセグメ ントおよびその鍵となる標的部位または部位群に依存するであろうが、このよう な最適位置は当業者に既知の常法によって容易に決定することができる。(3) The derivatized oligomer made of 51al of the derivatized MP-oligomer is Easily prepared by adding desired DNA modification groups to oligomers Can be done. As noted, the number of nucleosidyl units in the oligomer and the The position of the DNA@decoration group in the gomer can be varied. This DNA modification group The part that most efficiently modifies the target DNA sequence is the DNA segment involved. This will depend on the agent and its key target site or sites; The optimum position can be easily determined by conventional methods known to those skilled in the art.

(a)ソラレンで誘導体化したMP−オリゴマー〇調製8−メトキシソラレンお よび4°−アミ/メチルトリメチルソラレン(AMT)などのソラレン類による MP−オリゴマーの誘導体化は、Kean、 J、 M、ら[Btoeheai sLry 27:91H−9121(1988)]、およびLee、 B、 L 、ら[Bioche+m1sLry 27:3197−32O3 (1 988)]に記載されている(これらの開示は本明細書の一部を構成する)。(a) MP-oligomer derivatized with psoralen Preparation of 8-methoxypsoralen and and psoralen such as 4°-ami/methyltrimethylpsoralen (AMT). Derivatization of MP-oligomers was described by Kean, J. M., et al. sLry 27:91H-9121 (1988)] and Lee, B.L. , et al [Bioche+m1sLry 27:3197-32O3 (1 988)] (the disclosures of which are incorporated herein by reference).

二l054−1061 (1989)]に記載されている(この開示は本明細書 の一部を構成する)。21054-1061 (1989)] (the disclosure of which is incorporated herein by reference). ).

(E)里塗 本発明によれば、−重鎖核酸の特定のセグメントを、本明細書中に記載したトリ ブレット塩基対合指針に従って一本鎖核酸と二本鎖へリノクスを形成する第1お よび第2のオリゴマーを用いて検出または認識することができる。これら第1お よび第2のオリゴマーは、各オリゴマーの各ヌクレオシジル単位の塩基が一本鎖 核酸配列の対応する塩基とトリブレットを形成して二本鎖へリノクス構造を与え るように選択された配列を有している。検出可能なようにラベルしたオリゴマー をハイブリダイゼー/:Iン検定で使用するためのプローブとして用いて、例え ば、特定の一本鎖核酸配列の存在を検出することができる。(E) Satonuri According to the invention - a specific segment of the heavy chain nucleic acid can be The first orifice that forms a double-stranded helinox with a single-stranded nucleic acid according to the bullet base pairing guidelines. and a second oligomer. These first and the second oligomer, the bases of each nucleosidyl unit of each oligomer are single-stranded. Forms triplets with corresponding bases in the nucleic acid sequence to give a linox structure to the double strand. It has a sequence selected to Detectably labeled oligomers as a probe for use in a hybridization/:I assay, e.g. For example, the presence of a specific single-stranded nucleic acid sequence can be detected.

また、本発明は、−重鎖核酸の選択した標的配列の発現または機能を妨げる方法 であって、上記のように一本鎖標的と水素結合し、そしてそれと二本鎖ヘリ・ノ クス構造を形成する第1および第2のオリゴマーを使用することによる方法を提 供する。二本鎖へリソクスの形成は、転写の防止、エフェクター分子(タンノ〈 り質など)の結合の防止などの様式により、発現および/または機能を妨げるで あろう。即ち、本発明によれば、−重鎖核酸の標的配列は2回または2工程で認 識されるであろう:(1)1回目は、第1のオリゴマーとのワトソンーク1ルッ ク塩基対合による二本鎖の形成によって、そして(2)2回目は、第2のオリゴ マーが複数の鎖を交差して読むことができるようにするための該第2のオリゴマ ーのヌクレオシドの開のヌクレオ7ジル間延長化結合を有するかまたは有さない 第2のオリゴマーとの二本鎖の形成による。このようにして、高度の選択性を伴 って高親和性の複合体が形成される。誘導体化したオリゴマーを用いて、一方ま たは両方の鎖を切断(EDTA)または架橋(ソラレン)することによって核酸 中の標的部位を検出または位置決定し、次いで不可逆的に修飾することができる 。切断のための標的部位の注意深い選択により、オリゴマーの一方を分子はさみ として用いて、選択した核酸配列を特異的に切除することができる。The invention also provides - a method of interfering with the expression or function of a selected target sequence of a heavy chain nucleic acid; , hydrogen bonds with the single-stranded target as described above, and then bonds with it to the double-stranded heli-node. method by using first and second oligomers forming a polymer structure. provide The formation of double-stranded heli- expression and/or function, such as by preventing binding of protein (e.g. protein). Probably. That is, according to the present invention, the target sequence of the -heavy chain nucleic acid is recognized in two steps or in two steps. It will be recognized that: (1) The first time is a 1-look watsonk with the first oligomer. (2) by the formation of a duplex by base pairing; and (2) the second the second oligomer so that the polymer can be read across multiple strands; with or without an extended bond between the open nucleosides of - By forming a duplex with a second oligomer. In this way, with a high degree of selectivity A high affinity complex is formed. On the other hand, using derivatized oligomers, or by cleaving (EDTA) or cross-linking (psoralen) both strands. can be detected or located and then irreversibly modified . By careful selection of the target site for cleavage, one side of the oligomer can be molecularly scissored. can be used to specifically excise selected nucleic acid sequences.

これらオリゴマーを誘導体化して、核酸セグメントまたはその標的配列との反応 を引き起こし、該核酸を不可逆的に修飾するか、分解するか、または破壊し、こ うしてその機能を不可逆的に阻害しうる核酸反応性または修飾化基を導入するこ とができる。These oligomers can be derivatized and reacted with nucleic acid segments or their target sequences. cause irreversible modification, degradation, or destruction of the nucleic acid; Introducing nucleic acid-reactive or modifying groups that can irreversibly inhibit its function. I can do it.

これらのオリゴマーを用いて、生細胞中の特定の遺伝子またはその標的配列を不 活性化または阻害することができ、選択的な不活性化または阻害を可能にする。These oligomers can be used to target specific genes or their target sequences in living cells. can be activated or inhibited, allowing selective inactivation or inhibition.

この標的配列は、DNAまたはRNA、例えばブレsRNへ、a+RNAまたは RNA配列、例えば開始コドン、ポリアデニル化領域、mRNAキャ、プ部位ま たはスプライス機能であってよい。次いで、これらのオリゴマーを用いて、欠陥 もしくは望ましくない産物を生み出す遺伝子、または活性化されたときに望まし くない作用を引き起こす遺伝子を永久的に不活性化、変性または破壊することが できる。This target sequence can be directed to DNA or RNA, e.g. bresRN, a+RNA or RNA sequences, such as start codons, polyadenylation regions, mRNA cap sites, or a splice function. These oligomers are then used to create defects or a gene that produces an undesired product, or a gene that, when activated, produces a desired product. It is possible to permanently inactivate, denature, or destroy genes that cause unwanted effects. can.

本発明の別の態様は、特定の一本鎖核酸配列を検出するためのキ7)に関する。Another aspect of the invention relates to Ki7) for detecting specific single-stranded nucleic acid sequences.

このキットは第1および第2のオリゴマーを含有し、少なくともその一方は、− 重鎖核酸の標的配列に十分に相補性であって該標的配列と二本鎖へリノクス構造 を形成しうるように選択された検出可能にラベルされたプリンMP−オリゴマー である。The kit contains first and second oligomers, at least one of which is - sufficiently complementary to a target sequence of a heavy chain nucleic acid and having a double-stranded helinox structure with the target sequence; detectably labeled purine MP-oligomers selected to form It is.

本発明の理解を助けるために、コンピューターシミュレーションを含む一連の実 験の結果を記載する実施例を以下に挙げる。本発明に関するこれら実施例は、本 発明を具体的なものに限定することを意図するものではない。当業者の理解の範 囲内にある現在既知または将来開発される本発明の変法は、本明細書に添付した 請求の範囲に記載した本発明の範囲内にあるとみなされる。To aid in understanding the invention, a series of experiments, including computer simulations, are presented. Examples are given below that describe the results of the experiments. These embodiments of the invention are It is not intended that the invention be limited to specifics. Within the understanding of a person skilled in the art Modifications of the present invention, now known or hereafter developed, which fall within the scope of It is considered to be within the scope of the invention as claimed.

(以下、余白) 実施例 実施ff1l+ 二本鎖ヘリックス構造のコンピューターシミュレーションの過 程に関与する分子機構を洞察することである。(Hereafter, margin) Example Implementationff1l+ Computer simulation of double-stranded helix structure The aim is to gain insight into the molecular mechanisms involved in this process.

(A)ノミュレーション法 二本鎖ポリ(dT+a)−ポリ(dAlo)−ポリ(dT+o)[T+ATt] 座標を、ArnotLおよびSelsing(10)のA−DNA X線構造か ら得た。同じ座標をポリ(dT、、)−ポリ(dA、。)−ポリ(dT、、)メ チルホスホネート[T1ΔT tM P ]の最初の外面的形態のために用いた 。ジメチルエステルメチルホスホネートフラグメントのための外面的形態の最適 化および部分的原子電荷帰属は、各々3−21G*および5TO(d基礎セット を用いるQtJEST(バージョン1.l)を用いた量子力学的方法により最初 から計算した(11)。後者の基礎セットを用いて、AMBERデータベースに おける核酸について既に算出されたものと同一の電荷帰属を維持した。MPフラ クメントのための最後の11極原子電荷帰属を行って、第三のDNA鎖のMP背 骨、各塩基およびフラノースについての中立の正味の電荷を得た。T、MP鎖の 背骨ホスホリル酸素の、代わりとなるRp−およびSP−/チル置換を立体コン ピューターグラフィックスにより行った。合成を制御することはできないから、 MPジアステレオマーの置換をこの方法で行い、実験的収量に近づけた。分子力 学および分子動力学的計算を、AMBERの十分にベクトル化された(vect ortzed)バージョン(バージョン3.1)により、全原子力野を用いて行 った(12.13)。全ての計算はCRAY X−MP/24およびVAX 8 600+ンピユーター上で行ツタ。(A) Nomulation method Double-stranded poly(dT+a)-poly(dAlo)-poly(dT+o)[T+ATt] The coordinates were determined from the A-DNA X-ray structure of ArnotL and Selsing (10). I got it from The same coordinates are poly(dT,,)-poly(dA,.)-poly(dT,,) used for the first external form of tylphosphonate [T1ΔT tM P] . Optimal external morphology for dimethyl ester methylphosphonate fragments and partial atomic charge assignments are 3-21G* and 5TO (d basis set), respectively. First, by quantum mechanical methods using QtJEST (version 1.l) using Calculated from (11). Using the latter basic set, we added The same charge assignments were maintained as those previously calculated for the nucleic acids in the sample. MP hula Perform the final 11-pole atomic charge assignment for the Neutral net charges for each base and furanose were obtained. T, MP chain Alternative Rp- and SP-/thyl substitutions of the backbone phosphoryl oxygen are stereoconformed. Made with pewter graphics. Because synthesis cannot be controlled, Substitution of MP diastereomers was performed in this manner, approaching experimental yields. molecular force and molecular dynamics calculations using AMBER's fully vectorized (vect ortzed version (version 3.1), it is possible to perform (12.13) All calculations are done on CRAY X-MP/24 and VAX 8 Line ivy on 600+ computers.

ホスフェート酸素を二分しているリン原子の4A内の正の対イオンの置換により DNAホスフェート背骨の負の電荷を中性にし;対イオンをMP−置換鏡上に置 かなかった。二本鎖へリノクスおよび対イオンは間欠的な境界状態を有するTI P3P水(14)分子のIOA殻により囲まれていた。T、AT、およびT、A T、MP系には各々9,283および10,824原子が存在する。箱の次元は 、T、AT、について101,686.8A’、およびT、AT、MPについて 124,321゜Sksであった。最初に、DNAおよび対イオン原子を十分に 拘束し、周囲の水分子を8.OA非結合カットオフを用いて収束するまでエネル ギー最小化した(勾配の二乗平均[rmS]< O、l kca11モル/A) 。続いて、DNA、対イオンおよび水を幾何学的な拘束を伴わずにさらに150 0サイクルでエネルギー最小化を行い、続いて活性化された5HAKEによる最 小化を220サイクル行った(15)。常温および常圧(300におよびI / <−ル)で5HAKEを用いた分子動力学を、2分子集団の各々に対する40p sec軌跡について拘束を伴わずに行った。By substitution of the positive counterion in 4A of the phosphorus atom bisecting the phosphate oxygen Neutralize the negative charge on the DNA phosphate backbone; place the counterion on the MP-substituted mirror. It didn't happen. The double-stranded helinox and counterion are TI with intermittent boundary states It was surrounded by an IOA shell of P3P water (14) molecules. T, AT, and T, A There are 9,283 and 10,824 atoms in the T and MP systems, respectively. The dimensions of the box are , 101,686.8A' for T,AT, and for T,AT,MP. It was 124,321°Sks. First, the DNA and counterion atoms are thoroughly 8. Restricts surrounding water molecules. energy until convergence using OA non-coupling cutoff (root mean square of slope [rmS] < O, l kca11 mol/A) . Subsequently, DNA, counterions, and water are further combined for 150 min without geometrical constraints. Energy minimization is performed in 0 cycles, followed by maximum optimization by activated 5HAKE. Miniaturization was performed for 220 cycles (15). Normal temperature and normal pressure (300 and I/ Molecular dynamics using 5HAKE was performed using 40p for each of the two molecular populations. The sec trajectory was performed without constraints.

(B)ンミjレーション研究の結果 MP背骨を有する第三のDNA鎖により、二本鎖へリソクスにおいてMP背骨を 何するODNの結合の増大と一致するいくつかの変化が生じた。平均水素結合距 離および平均原子ゆらぎは、T、AT、MP三本鎖において一貫して比較的小さ かった(表1)。鏡開リン原子距離はA−T、に対して9.6A(±/−0,9 1)およびA −T 、M Pに対して8.3 A(巴/−0,58)であった 。第二および第三鎖の間の減少した鏡開リン原子距離わよび比較的小さな平均原 子ゆらぎは、背骨におけるMP置換に付随する鏡開静電気的反発の減少によるも のである。(B) Results of simulation research A third DNA strand with an MP backbone connects the MP backbone in the double-stranded lysox. Several changes occurred that were consistent with increased binding of the ODN. average hydrogen bond distance The separation and average atomic fluctuations are consistently relatively small in the T, AT, MP triple strand. (Table 1). The mirror-opening phosphorus atomic distance is 9.6A (±/-0,9 1) and A - T, M was 8.3 A (Tomoe/-0,58) . Reduced optical phosphorus atomic distance between the second and third chains and a relatively small mean element The child fluctuations may also be due to a decrease in electrostatic repulsion accompanying MP replacement in the spine. It is.

両方の二本鎖へ、リノクスDNA系は、分子動力学を通じて鎖特異的な多形性コ ンホメー/gン動作を有していた。フラノースにおいて両系における最初の外面 的形態に比べて有意なフンホメーンヨンの変化がある(表2)。T、AT、ヘリ ックスにおいてT、およびT、鎖のフラノース環集団は、A−DNAコンポメー ンヨン(C3°エンド)において優勢のままであり、アデニン糖の最も大きな割 合がB−DNAフンホメー7gン(C2゛エンド)を採用した。注目に値する割 合のアデニンフラ/−1コンホJ−7gンがT、AT、およびT、AT、MPに おける0 1’エンドコンホメーション中にあった。MP置換へリノクスの糖ひ だの型は未置換のへリノクスに対してより大きな比率の01’エンドおよびC2 ’エンドコンホメーシヨンを有していた。他のコンホメーションパラメーターの 分析は、これら二本鎖へリノクスの・−イブリノドフンホメーシジン的性質を支 持している。ヘリックスのねじり角(TIおよびΔ鎖の間ンの平均はT、AT、 構造について39.4度(士だ2.86)であり、B−DNAフンホメーシ3ン (範囲36〜45)とさらに一致した。T1AT+MPへリノクスねじり角は平 均320度(±\−2,19)であり、A−DNAのねしり角(範囲30〜32 .7)に一層近い。全構造に対するヘリックス反復−個(TlおよびA鎖の間) の平均はT、ΔT、につぃて1o、2およびT、ATtMPについて11.2度 である。40psec軌跡以上の鎖内リン原子距離の平均を表3に示す。両ヘリ ックスにおいて、T、鎖の路内リン距離はA−DNAコンポメーンタン(7,O A)と最も一致している。T、MP鎖の踏量リン距離は、T、鎖についてA−D NAと比較的一致している値に対して、B−DNAフンホメ−7ジンと一層=一 致している。For both duplexes, the Linox DNA system generates strand-specific polymorphic components through molecular dynamics. It had a home/gun movement. The first outer surface in both systems in furanoses There is a significant change in the shape of the human body compared to the normal morphology (Table 2). T, AT, helicopter In the chain, T, and the furanose ring population of the T, chain form the A-DNA compomer. remains predominant in the chain (C3° end) and accounts for the largest proportion of adenine sugars. In this case, B-DNA funkhome 7g (C2 end) was used. worth paying attention to The adenine fura/-1 conho J-7g of the combination is T, AT, and T, AT, MP. It was in the 0 1' end conformation. MP-substituted helinox saccharide The type has a larger proportion of 01' ends and C2 to unsubstituted helinoxes. ’ had endoconformation. of other conformational parameters. Analysis supports the ibrinodofunhomecidin-like nature of these double-stranded helinox. I have it. The torsion angle of the helix (the average between the TI and Δ chains is T, AT, The structure is 39.4 degrees (2.86 degrees), and the B-DNA funkhomesi 3 (range 36-45). T1AT+MP Helinox torsion angle is flat The average angle is 320 degrees (±\-2,19), and the torsion angle of A-DNA (range 30-32 .. 7) is closer. Helical repeats for the entire structure - number (between Tl and A chains) The average of T, ΔT, 1o, 2 and T, ATtMP is 11.2 degrees It is. Table 3 shows the average intrachain phosphorus atom distances over 40 psec trajectories. Both helicopters In the box, the intra-pathway phosphorus distance of the T chain is the A-DNA component tan (7, O It is most consistent with A). The stepping distance of the T, MP chain is A-D for the T, chain. For values that are relatively consistent with NA, B-DNA funhome-7gin and more = one We are doing so.

本発明者らは、D N A背骨に沿ったz・tイオンと水の配位を分析して、M Pa換に付随Vる変化を測定した。リン原子を有する対イオンの平均配位距離お よび原fゆらぎはT、AT、について3.8A(+\−0,6)であり、T、A T、MPへワックスについて4.6A(十\−0,9)であった。T、AT、M Pにおける平均配位距離および原子運動の増大(0,8A)は、第二の鎖に対し て配位された対イオンへのRp(アキ/アル突出)メチル基の近接性による可能 性が最も大きい。ホスフェート基に対して配位された水分子の平均数は、MP置 換へリノクスにおいて有意に改変されない。The present inventors analyzed the coordination of z・t ions and water along the DNA spine, and found that M The change in V accompanying the Pa exchange was measured. The average coordination distance of a counterion with a phosphorus atom and The original f fluctuation is 3.8A (+\-0,6) for T, AT, and T, A It was 4.6A (10\-0,9) for wax to T and MP. T, AT, M The increase in average coordination distance and atomic motion in P (0,8A) is relative to the second chain. Possible due to the proximity of the Rp (aki/al protruding) methyl group to the counterion coordinated with sex is the biggest. The average number of water molecules coordinated to the phosphate group is It is not significantly modified in the modified helinox.

2つのヘリ、クス系のDNA背骨およびC1’−N(塩基)二平面転位を表4に 示す。アデニン鎖のα−二平面の比較により、MP置換を有する二平面の平均位 置における若干の変化、二平面をトランスに近いものへと位置させることが明ら かとなっているが、40psec軌跡を通じて両二平面の転位運動において大き な重なりがある。ベースラインからの5 p−M Pジアステレオマーβ二面角 の平均において有意な変化(27,0変)があった、Sp−MPジアステレオマ ーを含有するβ二平面のゆらぎはRp、、MPより有意に小さかった。Table 4 shows the two helices, the C1'-N (base) biplanar rearrangement, and the C1'-N (base) DNA backbone. show. Comparison of the α-biplanes of the adenine chain reveals the average position of the two planes with MP substitutions. It is clear that a slight change in position, placing the two planes closer to the transformer. However, there is a large difference in the dislocation motion of both two planes through the 40 psec trajectory. There is an overlap. 5 p-M P diastereomer β dihedral angle from baseline There was a significant change (27,0 change) in the mean of Sp-MP diastereomerism. The fluctuations of the β biplane containing - were significantly smaller than Rp, , MP.

(C)7 E 、s レーション結果の解釈これらの分子動力学的計算の結果に より、フーグスティーン型対合により同一線上の第三鎖として組み込まれている MP置換ODNは、ポリ(dT)ポリ(dA)ポリ(dT)の例における様に、 第三鎖としての天然の○DNより安定な二本鎖ヘリックス1体を形成するであろ うことが予想される。iφP鎖結合の増大は、鏡開静電気的反発の減少によるも のである。MP置換へワックスは水素結合距離を減少させ、路間A−T、リン距 離を減少させ、天然の二本鎖へリソクスに比べて原子位置のゆらぎを低下させた 。分子動力学の中での一層ぴったりした適合および減少した原子運動は、MP置 置換三本へリノクス複合体のさらに大きな結合のエンタルピーおよび安定性と質 的に一致している。これらの発見は、第三の鎖のMP置換が鏡開ホスフェート反 発の減少により一層結合力のある二本鎖へワックス構造の形成を容易にし、第二 にフーグスティーンおよびワトソン・クリック水素結合相互作用のより一層の接 近をもたらすであろうことを支持している。フーグスティーン対合に対する優勢 な効果か予測されるであろ・うが、これらの計算においてMP置換によりワトソ ン・クリ、り水素結合の予測されない増強が存在する。後者の発見は、T1お・ よびT、MP鎖の間の静電気的反発の減少および遮蔽(第三の鎖による)による 可能性が最も大きい。(C) Interpretation of 7 E, s ration results The results of these molecular dynamics calculations It is incorporated as a colinear third strand by Hoogsteen-type pairing. The MP-substituted ODN is, as in the poly(dT)poly(dA)poly(dT) example, It will form a double-stranded helix that is more stable than natural ○DN as the third strand. It is expected that The increase in iφP chain binding is due to the decrease in mirror-opening electrostatic repulsion. It is. Wax to MP substitution decreases the hydrogen bond distance, and the path A-T, phosphorus distance reduced the separation and lowered the fluctuation of atomic positions compared to natural double-stranded helix. . A tighter fit and reduced atomic motion in molecular dynamics results in MP placement. Larger binding enthalpy and stability and quality of substituted triple helinox complexes are in agreement. These findings demonstrate that MP substitution in the third strand is a mirror-opening phosphate reaction. The reduction in oxidation facilitates the formation of a wax structure into a more cohesive double strand, and the second Further connections of Hoogsteen and Watson-Crick hydrogen bond interactions I support what will bring about the future. Dominance over Hoogsteen pairing One might expect that it would have a significant effect, but in these calculations, MP replacement There is an unexpected enhancement of hydrogen bonding. The latter discovery is due to the fact that T1 and T, due to reduction in electrostatic repulsion between the MP chains and shielding (by the third chain) Most likely.

これらDNAtjt造のフンホメーションはファイバー図に基づく実験データと は異なる。ポリ(dT)ポリ(dA)−ポリ(dT)の構造は92%湿度の条件 下でのX線回折研究により測定され、その構造は低分解構造である(10)。分 子動力学シミュレーションは、対イオンを有する間欠的な境界状態下で十分に溶 媒和化されたDNA構造についてのものである。溶液中のDNAは通常B型が優 勢であると考えられているが;比較的低湿度の条件下ではA−DNAコンポメー ンヨンが優勢である(16)。いくつかの二本鎖DNAヘリックス構造がX線回 折研究により測定されており、低湿度および塩濃度増大の条件下でA−DNAフ ンポメーションにおいて一様に観察されている(In、 17、+8)。これら のコンピューターシミュレーションにより、異なるDNAコンホメー/!1ンが 二本鎖ヘリックス内に共存し、ヘリックスの個々の鎖か優勢なフンホメーション 集団を有し、フーグスティーン対合したMPi換DNA鎖はB型が優勢であるこ とが予測される。両三本鎖中の01’エンド糖の大きな割合は、このフラノース フンポメーションが02′エンドおよびC3、エンドDNA糖ひだより0.6k ca11モル高いので重要である(T6)。DNA12ffi体結晶構造(19 )は注目に値するO1’xンド集団を有し、5eibelら(2o)によるds DNAの分子動力学において01′エンド糖ひだの有意な割合が観察された。両 ヘリ・ノクス構造は、通常、C2’工ンド外面的形態を採用しているプリンヌク レオチド粘ヨヒ03“エンド外面的形態を採用しているピリミジンの古典的観察 に従っている。These DNAtjt constructions are based on experimental data based on fiber diagrams. is different. The structure of poly(dT) poly(dA)-poly(dT) is under the condition of 92% humidity. Its structure is a poorly resolved structure, as determined by X-ray diffraction studies below (10). minutes The molecular dynamics simulation shows that the solution is well-dissolved under intermittent boundary conditions with counterions. It is about a mediated DNA structure. Type B of DNA in solution is usually predominant. However, under conditions of relatively low humidity, the A-DNA compome Nyong is dominant (16). Some double-stranded DNA helix structures are It has been determined by folding studies that A-DNA fragments under conditions of low humidity and increased salt concentration. It is uniformly observed in the embomation (In, 17, +8). these Computer simulations of different DNA conformations/! 1st coexist within a double-stranded helix, with either individual strands of the helix or the dominant funformation The MPi exchange DNA strands with Hoogsteen pairing have a population and are dominated by type B. It is predicted that A large proportion of the 01' endosaccharides in both triplexes is due to this furanose The funtion is 02' end and C3, 0.6k from the endo DNA sugar fold. This is important because it has a high ca11 mole (T6). DNA12ffi crystal structure (19 ) has a notable O1'xnd population, and the ds by 5eibel et al. (2o) A significant proportion of 01′ endosugar folds was observed in DNA molecular dynamics. both The heli-nox structure is typically a pudding-nox structure that adopts a C2'-end external morphology. Classical observations of pyrimidines adopting an endomorphic morphology following.

二本鎖におけるRP、およびS P、M Pジアステレオマーのβ二平面および 可変性フンホメー/ヨンゆらぎの大きな動揺は、非結合性および疎水性相互作用 によるものである。S p−MP基は、同じDNA鎖上鏡上ミンメチル基(主溝 における)にきわめて接近しており、ファン・デル・ワールスカにより相互作用 し、この基はチミンをSp MP背骨に「固定する」ことにより局所的にヘリッ クスを不安定化し得るであろう。Rp−MP基のβ二平面にはさらに大きな偏向 があるが、これはこれらの基が溶媒水中に突出しておりチミンメチル基からさら に遠く離れて位置しているからである。リン原子上のメチル置換基の配向とDN A二本鎖安定性の間には既知の関係が存在し、S p−M Pジアステレオマー の安定性の低下の提案された機構は局所的立体相互作用によるものである(21 )。本発明者らの計算により、立体十目互作用は局所的ヘリ、クス不安定化の方 向へほとんど寄与しておらず、優勢な機構は、Sp−MP背骨のメチル基と同じ 路上のチミンの間の非結合性相互作用により媒介されており、これがDNAを局 所的に不安定化することが示唆されている。RP in the duplex, and the β biplane of S P, M P diastereomers and The large fluctuations in the variable Funhome/Yon fluctuations are due to non-bonding and hydrophobic interactions. This is due to The Sp-MP group is located on the mirror on the same DNA strand (major groove). ) is very close to the interaction between van der Waalska and However, this group creates a local helium by “anchoring” thymine to the Sp MP spine. could destabilize the system. There is an even larger deflection in the β biplane of the Rp-MP group. This is because these groups protrude into the solvent water and are further away from the thymine methyl group. This is because they are located far away. Orientation of methyl substituents on phosphorus atom and DN A known relationship exists between the A duplex stability and the S p-M P diastereomer The proposed mechanism for the decreased stability of is due to local steric interactions (21 ). According to our calculations, the steric ten-molar interaction is caused by local heli-cus destabilization. The dominant mechanism is the same as that of the methyl group in the Sp-MP backbone. It is mediated by non-bonding interactions between thymines on the road, which localizes the DNA. It is suggested that it becomes unstable locally.

友権皿λ 円偏光二色性分光学を用いた二本鎖ヘリックス形成の検出円偏光二色 性分光学研究を以下のヌクレオシドオリゴマーの組み合わせを用いて形成された 二本鎖へリノクス構造を用いて行った。Friendship plate λ Detection of double-stranded helix formation using circular dichroism spectroscopy Circular dichroism Spectroscopic studies were conducted using a combination of nucleoside oligomers formed using This was done using a double-stranded helinox structure.

1 :d(CTCTCTCTCTCTCTCT)d(CT)、と略す E ”’= 9.2 X 10 ’M−’cm−’+1:d(AGAGAGAG AGAGAGAG)d(AC)、と略す E”’= 1.45x 10’M−’cm−’lit:d(CpTpCpTpC 4TpCpTpCpTpCpTpCpTpCpTp)d(CpT)−*たはd( CT)8と略すE”’=8.5x l O’M−’am−’(a)2 : ]  d(CT)s ・d(AG)sおよび(b)l : 1 + 1 d(CT)s −d(AC)、・d(CPTP)*を用いて作成した二本鎖へリノクス構造につ いての円偏光二色性(CD)分光を、0.1Mリン酸緩衝液中、示されたpHで CD分光偏光計を用いて行った。1: abbreviated as d(CTCTCTCTCTCTCTCT) d(CT) E”’=9.2X10’M-’cm-’+1:d(AGAGAGAG AGAGAGAG)d(AC), abbreviated as E"' = 1.45x 10'M-'cm-'lit: d(CpTpCpTpC 4TpCpTpCpTpCpTpCpTpCpTp) d(CpT)-* or d( CT) 8 abbreviated as E"' = 8.5x l O'M-'am-' (a) 2: ] d(CT)s ・d(AG)s and (b)l: 1 + 1 d(CT)s Regarding the double-stranded helinox structure created using -d(AC) and d(CPTP)* Circular dichroism (CD) spectroscopy was performed in 0.1 M phosphate buffer at the indicated pH. It was performed using a CD spectropolarimeter.

図7は二本鎖へリノクス(a)[2: I d(CT)* ・d(AG)s(二 ]および(b)[1: 1 : I d(CT)ll−d(AG)、−d(CT )、(二二二)]に対するCDスペクトルを示す。Figure 7 shows double-stranded helinox (a) [2:I d(CT)*・d(AG)s(2 ] and (b) [1: 1: I d(CT)ll-d(AG), -d(CT ), (222)] is shown.

実施例3 ソラレン誘導体化MP−オリゴマーを用いた二本鎖ヘリックス構造の 架橋 ソラレン誘導体化dTp(T)6オリゴマーをLee、 B、 L、ら[Bio chemistry 27: 3197−3203 (1988)]が開示して いるように調製した。Example 3 Double-stranded helix structure using psoralen derivatized MP-oligomer crosslinking Psoralen-derivatized dTp(T)6 oligomer was prepared by Lee, B., L., et al. [Bio Chemistry 27: 3197-3203 (1988)] disclosed It was prepared as follows.

T7オリゴマーを、l 5−merポリdA部分配列を含む次の配列を有するD NAとハイブリダイズさせた。The T7 oligomer has the following sequence containing the l 5-mer poly dA subsequence: Hybridized with NA.

5’ 10 20 30 40 3゜ d−T^^TACGACTCACTATAGGGAGATTTTTTTTTTT TTTTACGAGCTd−−^TTATGC丁GAGTG/、TATCCCT CTA^^^^^AAA^^^^AATGCTCGA3゛5゛ 4゛−(アミノエチル)アミノメチル−4,5°、8−トリアネチルソラレン[ ” (ae) AMT”]、4“−(アミノブチル)−アミノメチル−4,5’ 、8−トリメチルソラレン[″(ab)AMT”]tよび4−(アミノ−キシル )アミノメチル−4,5°、8−トリメチルソラレン[”(ah)AMT“]で 誘導体化したMP−オリゴマーを、(a)上記のD N’A配列の一本鎖DNA および(b)上記の配列の二本鎖DNAと4℃でハイブリダイズさせ、照射して Leeらが開示しているように架橋を引き起こした。5' 10 20 30 40 3゜ d-T^^TACGACTCACTATAGGGAGATTTTTTTTTT TTTTACGAGCTd--^TTATGC dingGAGTG/, TATCCCT CTA^^^^^^AAA^^^^AATGCTCGA3゛5゛ 4゛-(aminoethyl)aminomethyl-4,5°,8-trianethylpsoralen [ "(ae)AMT"], 4"-(aminobutyl)-aminomethyl-4,5' , 8-trimethylpsoralen [″(ab)AMT″]t and 4-(amino-xyl ) aminomethyl-4,5°,8-trimethylpsoralen ["(ah)AMT"] The derivatized MP-oligomer was transferred to (a) the single-stranded DNA of the above DN'A sequence. and (b) hybridized with double-stranded DNA of the above sequence at 4°C and irradiated. Crosslinking was caused as described by Lee et al.

結果を図8八および8Bに示す。図8Aはソラレン誘導体化T7オリゴマーの一 本鎖(ボIJA含有)DNA配列との架橋を示す。The results are shown in Figures 88 and 8B. Figure 8A shows one of the psoralen-derivatized T7 oligomers. Cross-linking with a full-stranded (IJA-containing) DNA sequence is shown.

図8Bは二本鎖DNA配列を有する二本鎖DNAの架橋を示す。Figure 8B shows cross-linking of double-stranded DNA with double-stranded DNA sequences.

表1 平均水素結合距離(RMS) ワトソン・クリック MPなし MP有りAPE HN6B−THY 04 2 .33(+/−0,31) 1.98(+/−0,15)ADE Nl −TH Y H32,10(+/−0,17) I、95(+/−0,13)フーグステ ィーン ADE HN6A−THY 04 2.12(+/−0,22) 2.09(+ /−0,19)ADE N? −THY 83 1.94(+/−0,16)  1.92(+/−0,12)T、AT、およびT + A T t M Pヘリ ツクスにおける平均ワトンン・クリックおよびフーグスティーン水素結合距離( オングストローム)。これらの距離を二本鎖へ1ルックスDNA?1合体につい て計算する。原子位置のゆらぎ(二乗平均[r+ns]として計算)を(入)で 表す。Table 1 Average hydrogen bond distance (RMS) Watson Crick Without MP APE with MP HN6B-THY 04 2 .. 33 (+/-0,31) 1.98 (+/-0,15) ADE Nl -TH Y H32,10(+/-0,17) I,95(+/-0,13) Hoogste een ADE HN6A-THY 04 2.12 (+/-0,22) 2.09 (+ /-0,19) ADE N? -THY 83 1.94 (+/-0,16) 1.92 (+/-0,12) T, AT, and T + A T t M P helicopter The average Watson-Crick and Hoogsteen hydrogen bond distances in Tux ( Angstrom). 1 lux DNA to double strand these distances? About 1 combination Calculate. The fluctuation of the atomic position (calculated as the root mean square [r+ns]) is (in) represent.

表2 フラノースひだ(Q)の平均、相およびフンホメーシヲン集団ヘリフクス鎖 Q 平均 (RMS) 相 RMS C3’xンド 01’ xンF C2’ xン ド 01’z4ソTl O,36(±0.06) 35.70 (±24.7)  86.8% 6.6% 6.6% O,[1%A O,39(tho、05)  107.44 (±30.8) 3.6% 34.3% 57.1% 5.0 %T2 0.38 (土o、o6) 40.99 (±24.1) 75.3%  24.1% 0.6% 0.0%Tl O,38(”0.06) 36.71  (±26J6) 79.1% 18.F% 2.8% 0.0%A O,39 (±0.05) 109.78 (+28.59) 14.7% 41.5%  43.8% 0.0%T2−MP 0.40 (’0.05) 103.14  (±29.50) 11.2% 61.8% 27.0% 0.0%T、AT、 およびT 、 A T 、M Pヘリックスについてのフラノースの糖ひだ(Q )の平均、相およびコンホメーン1ン集団(15)。Qはオングストローム、相 は度、そして集団は3つのDNA鎖の各々における全フラノ−スコンホメーシせ ンに対するパーセントで表す。Table 2 Average, phase and hunhomesion population heliphus chain of furanose folds (Q) Average (RMS) Phase RMS C3’xnd 01’xnF C2’xn Do 01’z4 So Tl O, 36 (±0.06) 35.70 (±24.7) 86.8% 6.6% 6.6% O, [1% A O, 39 (tho, 05) 107.44 (±30.8) 3.6% 34.3% 57.1% 5.0 %T2 0.38 (Sat o, o6) 40.99 (±24.1) 75.3% 24.1% 0.6% 0.0% Tl O, 38 ("0.06) 36.71 (±26J6) 79.1% 18. F% 2.8% 0.0% A O, 39 (±0.05) 109.78 (+28.59) 14.7% 41.5% 43.8% 0.0% T2-MP 0.40 ('0.05) 103.14 (±29.50) 11.2% 61.8% 27.0% 0.0%T, AT, and furanose sugar folds (Q ) average, phase and conformal population (15). Q is angstrom, phase degree, and the population has total furanose conformation in each of the three DNA strands. Expressed as a percentage of the total weight.

表3 TI 6.5(±10.28) 6.2(±10.31)A 7.0(±10. 26) 7.1(±10.24)T2 7.3(±10.29) 6.8(±1 0.26)T、AT、およびT、AT、MPヘリックスの路内ホスフェート距離 。40psec軌跡以上を平均して算出された路内ホスフェート距離(オングス トローム)を全二本鎖へリノクス系について示す。標準路間リン距離はA−DN Aについて6. OA、そしてB−DNAについて7.OAである(15)。Table 3 TI 6.5 (±10.28) 6.2 (±10.31) A 7.0 (±10. 26) 7.1 (±10.24) T2 7.3 (±10.29) 6.8 (±1 0.26) Intrapathic phosphate distances of T, AT, and T, AT, MP helices . Road phosphate distance calculated by averaging over 40 psec trajectory Trom) is shown for all double-stranded helinox systems. Standard link distance is A-DN Regarding A6. About OA and B-DNA7. It is OA (15).

表5 実施例4一本位ボリデオキシプリンヌクレオシド標的を用いた二本鎖ヘリックス 慢合体の形成 d(AG)、一本鎖標的(11)を用いた二本鎖へリノクス複合体の形成を、2 °−0−メチル−偽イソシチジン(piC)および2“−0−メチルウリジン( X)を代わりの配列(piCX)vpiCT(1)中に含有するオリゴヌクレオ チド類似体の2つの鎖を用いて示した。さらに、d(AG)、・d(CT)、二 本鎖(II : Ill)とIの間の二本鎖ヘリックス複合体の形成を示した。Table 5 Example 4 Double-stranded helix with single-stranded bolideoxypurine nucleoside target Formation of chronic union d(AG), the formation of a double-stranded helinox complex with a single-stranded target (11), °-0-methyl-pseudoisocytidine (piC) and 2″-0-methyluridine ( X) in an alternative sequence (piCX)vpiCT(1) This is illustrated using two chains of tide analogs. Furthermore, d(AG), d(CT), two The formation of a double-stranded helical complex between the main strand (II: Ill) and I was shown.

[d(CT)sをIllで示す。](Δ)衾秋n方迭 全ての化学製品は^Idrich Che興1cal Company+ In c、 (Milvaukee、冒I)から得た。[d(CT)s is indicated by Ill. ] (Δ) 衾秋n方迭 All chemical products are from Idrich Cheko 1cal Company+In c, obtained from (Milvaukee, I.).

溶媒はFisher 5cientific Co、 (Pittsburgh 、 PA)から得た。TLCはシリカゲル60 F t5−プレート(Merc k、 West Germany)上で行い、カラムク07トグラフイーはンリ カゲルG60(70〜230メツシュ、^SMT、 Merck)上で行った。The solvent was Fisher 5 scientific Co, (Pittsburgh , PA). TLC was performed using silica gel 60F t5-plate (Merc k, West Germany), and the column 07 graph is free. It was performed on Kagel G60 (70-230 mesh, SMT, Merck).

HPLCはPRP−1カラム(I(amilton、 Reno+ NY)を用 いたVisLa5500 (Varian、 5unnyvale、 C^)上 で、または0DS−3カラム(lhataan、 C11rton、 NJ)を 用いたVarian5000上で行った。放射活性はLS7500液体シンチレ ーションカウンター(Beck+un、 Columbia、 VD)により計 測した。HPLC used PRP-1 column (I (Amilton, Reno+ NY) VisLa5500 (Varian, 5unnyvale, C^) or a 0DS-3 column (Lhataan, C11rton, NJ) It was performed on a Varian 5000. Radioactivity is measured using LS7500 liquid scintillator. Calculated by application counter (Beck+un, Columbia, VD) I measured it.

CD、UV7i合滴定、融解/アニーリングおよびゲル電気泳動研究においては 以下の緩th液を用いた・緩iII液A・0.01M リン酸ナトリウム、0. 1MNaC1,0,O1mM EDTA、pH7,2:緩衝液B:0.02M  リン酸ナトリウム、0、OIMNaCl、5mM MgCl、;緩衝液C:0. 01M リン酸ナトリウム、0.35M NaCl、5mM MgCl、、pH 7,2;緩衝液D:0.06Mトリス・ボレート、5陪M MgC1,,0,0 75%M E DTA、pH”?、3゜(B)ヌクレオノド類似体およびオリゴ ヌクレオチド類似体の合成XおよびpiCを報告されている方法(30,31, 32)に従って合成し、それらの対応するアミダイトシントン(aiidiLe  5ynthons)に変換させた(33.34)。オリゴヌクレオチドIを、 報告されている方法(31,32)に従いDNA合成装置(Mil I ige n7500またはApplied Biosystemのどちらか)により合成 した。脱ブロックおよび濃N840H処理による固体支持体からの切断の後に、 保護しているジメトキシトリチル(DMTr)基を有するIをHPLCにより精 製した。分画を80%酢酸溶液を用いて処理してDMTr基を脱ブロックし、次 いでオリゴマーをHPLCにより精製した。この調製による精製オリゴマーIは HPLC分析により単一ピークを示した。2μモル固体支持物質から出発して2 .50.D、単位のIが得られCDスペクトルをJ−500A CD分光偏光計 (jasco、 Japan)により得た。サンプル温度を循環水浴を用いて制 御した。オリゴマー(1個または複数)の真空下での濃縮次いで残渣の適当な緩 衝液中への溶解は、1.−II−I11サンプルの調製を除いて行った。この混 合液は、緩衝液A中のll−Ill二本鎖の溶液を水浴上で冷却し、次いでこの 溶液を1に加えることにより調製した。全溶液混合物を水浴上で30分間保ち、 次いで室温でさらに30分間保った。この混合物のCDスペクトルを測定した後 に、濃縮した塩溶液を該混合物に加えて最終塩条件を緩衝液C用に設定し、次い で別のスペクトルを測定した。サンプル温度を温度調節された水浴からの液体循 環により制御した。For CD, UV7i titration, melting/annealing and gel electrophoresis studies. The following slow TH solution was used: - Slow III solution A - 0.01M sodium phosphate, 0. 1M NaCl 1,0, O 1mM EDTA, pH 7,2: Buffer B: 0.02M Sodium phosphate, 0, OIM NaCl, 5mM MgCl; Buffer C: 0. 01M sodium phosphate, 0.35M NaCl, 5mM MgCl, pH 7,2; Buffer D: 0.06M Tris-borate, 5M MgC1,,0,0 75% M E DTA, pH”?, 3° (B) Nucleonodide analogs and oligos Synthesis of nucleotide analogs X and piC using reported methods (30, 31, 32) and their corresponding amidite synthons (aiidiLe 5 ynthons) (33.34). oligonucleotide I, A DNA synthesizer (MilIge) was used according to reported methods (31, 32). Synthesized by either n7500 or Applied Biosystem) did. After deblocking and cleavage from the solid support by concentrated N840H treatment, I with the protected dimethoxytrityl (DMTr) group was purified by HPLC. Manufactured. The fractions were treated with 80% acetic acid solution to unblock the DMTr groups and then The oligomer was purified by HPLC. Purified oligomer I from this preparation is HPLC analysis showed a single peak. Starting from 2 μmol solid support material, 2 .. 50. D, the unit I is obtained and the CD spectrum is measured using a J-500A CD spectropolarimeter. (Jasco, Japan). Sample temperature is controlled using a circulating water bath. I controlled it. Concentration of the oligomer(s) under vacuum followed by appropriate relaxation of the residue. Dissolution in buffer solution is as follows: 1. -II-I11 sample preparation was performed. This mixture The mixture is made by cooling a solution of the ll-Ill duplex in buffer A on a water bath and then The solution was prepared by adding 1 to 1. Keep the entire solution mixture on a water bath for 30 minutes, It was then kept at room temperature for an additional 30 minutes. After measuring the CD spectrum of this mixture To set the final salt conditions for Buffer C, add concentrated salt solution to the mixture, then Another spectrum was measured. Adjust the sample temperature by adjusting the liquid circulation from a temperature-controlled water bath. Controlled by a ring.

(D)ゲル電気泳動 ゲル電気泳動実験は、20X22cmガラススラブおよび0.7F+a+*スペ ーサーを有するBio−Rad Protean Ifゲル装置において調製し た緩衝液り中に15%ポリアクリルアミドを含有しているゲルを用いて行った。(D) Gel electrophoresis Gel electrophoresis experiments were performed using a 20X22cm glass slab and a 0.7F+a++ spacer. prepared in a Bio-Rad Protean If gel apparatus with a A gel containing 15% polyacrylamide in a buffer solution was used.

二本鎖(II−Ill)溶1ffl(2,5μL)と第三の鎖(1)(2,5μ m、)を4℃で混合することにより調製し次いで室温で5分間平衡化させたIお よび二本鎖II−II+の混合物を除いて、サンプル(5μI、)を3%グリセ ロールを有する緩衝液り中に調製し、室温で1時間保った。各サンプルは、5° 末端にマーカーとして31Pによりラベルされたオリゴヌクレオチドを含有する 。ブロモフェノールブルー追跡色素(0,025%)を唯一のオリゴヌクレオチ ド分子を含有しているサンプルに加えた。実験を室温、2ooボルト(5〜10 mA)で4時間行った。電気泳動が停止した後に、そのゲルを真空下で乾燥し、 オートラジオグラフィーにかけた。さらに、ゲルからバンドも切断し、放射活性 を計測した。Double strand (II-Ill) solution 1ffl (2.5 μL) and third strand (1) (2.5 μL) m,) prepared by mixing at 4°C and then equilibrated for 5 minutes at room temperature. Samples (5 μl,) were diluted with 3% glycerin, except for the mixture of The roll was prepared in a buffer bath and kept at room temperature for 1 hour. Each sample is 5° Contains an oligonucleotide labeled with 31P as a marker at the end . Bromophenol blue tracking dye (0,025%) as the only oligonucleotide added to the sample containing the de-molecule. Experiments were carried out at room temperature, at 200 volts (5-10 mA) for 4 hours. After electrophoresis has stopped, the gel is dried under vacuum, subjected to autoradiography. Furthermore, the band is also cut from the gel and radioactive was measured.

(E)UV混会滴定および融解/アニーリングLIV吸収をVarian DM S I OOおよび219分光光度計により測定した。融解/アニーリングの温 度グラフを、温度調節されたサンプル区画を有するVarian2+9によりモ ニターした。サンプル温度は、「グミ−」のキュベツト中に挿入された、目盛り を定められたサーミスタープローブでモニターされている温度調節浴からの液体 循環により制御した。(E) UV mixture titration and melting/annealing LIV absorption in Varian DM Measured by SI OO and 219 spectrophotometer. Melting/annealing temperature Temperature graphs were modeled by Varian 2+9 with a temperature controlled sample compartment. I watched it. The sample temperature is determined by a scale inserted into the gummy cuvette. liquid from a temperature-controlled bath being monitored with a thermistor probe Controlled by circulation.

二本鎖1:11:Iの形成をCDスペクトル研究により確認した。(図10Aか らEを参照)。図9Δは、pH7,2での一本鎖l、11およびIIIのCDス ペクトルを示す。1:11(2:l)のCDスペクトルはO,IM NaC1( 緩衝液A)中で大きな負のバンドを213’nmに示し+ 0.25M NaC lおよび5 nM MgCIt(緩衝液0)の添加により同様のスペクトルが観 察された。このようなスペクトルは、ポリマーおよびオリゴマー系の両方におけ る反(Mジヌクレオチド配列A G/CTに対するホモピリミジノーホモプリン −ホモピリミジン二本鎖形成を暗示することが示されたく図9B)(35,35 )。The formation of the duplex 1:11:I was confirmed by CD spectral studies. (Figure 10A? et al.). Figure 9Δ shows single-stranded I, 11 and III CD chains at pH 7.2. Showing the spectrum. The CD spectrum of 1:11 (2:l) is O, IM NaCl ( Shows a large negative band at 213’nm in buffer A) + 0.25M NaC Similar spectra were observed with the addition of 1 and 5 nM MgCIt (buffer 0). It was noticed. Such spectra can be seen in both polymeric and oligomeric systems. (Homopyrimidine homopurine for M dinucleotide sequence A G/CT) - Homopyrimidine duplex formation (Figure 9B) (35,35 ).

図9Cは111混合物1対1の比のCDスペクトルを示す。図90はこの波長範 囲においてそのような大きな負のバンドを示さないが:このスペクトルは一本鎖 11の半分のスペクトルおよび1:11(2:])の半分のスペクトルから得た 算出されたスペクトルに同一である。観察されたCDスペクトルは、l:lの1 :11混合物が1:11:I二本鎖の半分および一本鎖11の半分であることを 示す。即ち、このCD研究は、二本鎖形成か好ましいであろう化学量論比でさえ 1:11:IがI・I+二本鎖より好ましいことを示している。Figure 9C shows the CD spectrum of a 1:1 ratio of the 111 mixture. Figure 90 shows this wavelength range. Although it does not show such a large negative band in the Obtained from a half spectrum of 11 and a half spectrum of 1:11 (2:] Identical to the calculated spectrum. The observed CD spectrum is 1:l :11 mixture is half of the 1:11:I duplex and half of the single strand. show. That is, this CD study shows that even at stoichiometric ratios, which would favor duplex formation, It shows that 1:11:I is preferable to I·I+ duplex.

0.1MNaC1中のII−II+II鎖および一本位■の混合物のCDスペク トルの213帥で観察された負のノ・ンドの大きさは、It−II+II鎖およ び一本鎖Iの両者とも室温および3%におけるスペクトルの合計から得た算出さ れたスペクトルに類似している(図9Dおよび9Eを参照)。MgCLおよび比 較的高いNaC1濃変(緩衝液C)の存在下で、比較的大きな負のバンドが検出 され、これはl−11−111三本鎖の形成を示唆するであろう。(図9Eを参 照。)(2)ゲル電気泳動による二本鎖の検出1−111およびI−II−II +三本三本形成を、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(30,31)によりマー カーとして5゛末端でsepによりラベルされた異なるオリゴヌクレオチドを用 いて直接モニターすることができる。2つの組の実験の結果を図1Oに示す。CD spectra of mixture of II-II+II chain and single chain ■ in 0.1M NaCl The magnitude of the negative No.nd observed in the 213th chain of Tor is due to the It-II+II chain and The calculated values obtained from the sum of the spectra at room temperature and 3% for both single-stranded I (see Figures 9D and 9E). MgCL and ratio A relatively large negative band was detected in the presence of relatively high NaCl concentration (buffer C). , which would suggest the formation of an l-11-111 triple strand. (See Figure 9E) Light. ) (2) Detection of double strands by gel electrophoresis 1-111 and I-II-II +3-3 formation was determined by polyacrylamide gel electrophoresis (30, 31). Using a different oligonucleotide labeled with sep at the 5′ end as a car can be directly monitored. The results of the two sets of experiments are shown in Figure 1O.

マーカーとして”Pによりラベルされた11を用いて、一本鎖!1の移動度をレ ーン1に示す。同じ条件で、11およびIllの混合物は1〜2濃度比にもかか わらず唯一のバンドを示す(レーン2)。このバンドの移動度はII単独の移動 度より小さい。11および■の混合物中、再び濃度比1〜2で2つのバンドが検 出される(レーン3)。より速い移動度を有するバンドを11−■二本鎖として 容易に認識することができる。より遅いバンドはl−111三本鎖の形成の証拠 である。唯一のバンドがレーン2において検出されることに注目するのは興味深 いことであり、これはIII−II−II+三本三本形れら条件で形成されない という明らかな証拠である。Using 11 labeled by “P” as a marker, record the mobility of single-stranded!1. Shown in Section 1. Under the same conditions, the mixture of 11 and Ill also has a concentration ratio of 1 to 2. Only one band is shown (lane 2). The mobility of this band is the movement of II alone. less than degree. In the mixture of No. 11 and ■, two bands were detected again at a concentration ratio of 1 to 2. served (lane 3). Band with faster mobility as 11-■ double-stranded can be easily recognized. Slower bands are evidence of l-111 triplex formation It is. It is interesting to note that the only band detected in lane 2 This means that III-II-II + three-three-three shapes cannot be formed under these conditions. This is clear evidence.

図10におけるレーン4〜6は、一本鎖I11を5゛末端でstpによりラベル したときの電気泳動の結果である。111単独の移動度を参考としてレーン4に 示す。Illおよび11の混合物(1,5:1)をレーン5に示す。より遅い移 動度のバンドはレーン2において観察されるバンドに匹敵する移動度を有し、こ れによりl1l−11二本鎖の形成については疑いがない。過剰量の一本鎖11 1がより速い移動性のバンドとして存在し、このバンドはレーン4におけるバン ドと同一である。これにより、レーン2から得た結果、すなわちいかなるl1l −II−II!三本三本中性pHではMgCl2の存在下でさえも形成されない という結果が確認される。他方では、二本鎖1−II−II+が、1.5 :  l : 1.5fi合物をレーン6において電気泳動した場合に観察される。こ の3つのバンドは、レーン2〜5において観察されるバンドとの比較により明ら かに二本鎖、二本鎖および一本鎖に上から下へ各々対応している。さらにいかな るIII−II−II!三本三本中成されなかったことを立証するために、レー ン5および6におけるバンドをゲルプレートから切断して計測した。レーア5に おいて、二本鎖の一本鎖111に対する放射活性の比は約2対1(65:35) である。この結果は元の/I1合物比(1,5:1)に非常によく適合する。す なわち、1単位の二本鎖が形成されて0.5単位の一本鎖I11が残る。ゆえに 、いがなる遊離の11鎖も+1−111(1: 1.5)U合物中に存在するは ずはない。ここでレーン5の計測結果を、レーン6において同じ目的のために内 部参考として用いることができる。レーン6における最も遅いバンドから最も速 いバンドの放射活性比は42:23:35である。二本鎖および二本鎖の合計は 再び65%(42+23)である。従って、全ての11鎖は二本鎖または二本鎖 のどちらかの形成に再び関与している。さらに、二本鎖の濃度は二本鎖および二 本鎖の35%(23/(23+43))である。明らかに、IIの約1/3が二 本鎖形成に関与しており、残りの2/3は二本鎖の形成に関与している。ゆえに 、観察された二本鎖のバンドはIII−II+三本鎖本位成によるものにちがい なく、1lill−111ではあり得ない。これら議論は元の混合物における不 同変化による1−11−1三本鎖の形成を除外するものであることは注目すべき である。Lanes 4 to 6 in Figure 10 are single-stranded I11 labeled with stp at the 5′ end. This is the result of electrophoresis. Move to lane 4 based on the mobility of 111 alone. show. A mixture of Ill and 11 (1,5:1) is shown in lane 5. slower transition The mobility band has a mobility comparable to that observed in lane 2; Therefore, there is no doubt about the formation of the l11-11 duplex. Excess amount of single strand 11 1 exists as a faster migrating band, which is the band in lane 4. is the same as de. This allows the results obtained from lane 2, i.e. any l1l -II-II! At neutral pH it is not formed even in the presence of MgCl2 This result is confirmed. On the other hand, the duplex 1-II-II+ is 1.5: l: Observed when the 1.5fi compound was electrophoresed in lane 6. child The three bands are revealed by comparison with the bands observed in lanes 2 to 5. Crab double-stranded, double-stranded and single-stranded from top to bottom, respectively. Even more? III-II-II! In order to prove that the Bands in sections 5 and 6 were cut from the gel plate and counted. to Rhea 5 The ratio of radioactivity to double-stranded single-stranded 111 is approximately 2:1 (65:35). It is. This result fits very well with the original /I1 compound ratio (1,5:1). vinegar That is, one unit of double strand is formed and 0.5 unit of single strand I11 remains. therefore , the free 11 chains present in the +1-111 (1:1.5) U compound are No way. Here, the measurement results for lane 5 are used internally for the same purpose in lane 6. It can be used as a reference. From slowest band to fastest in lane 6 The radioactivity ratio of the lower band is 42:23:35. The sum of double strands and double strands is Again 65% (42+23). Therefore, all 11 strands are double stranded or double stranded. are again involved in the formation of either. Furthermore, the concentration of duplexes is It is 35% (23/(23+43)) of the main chain. Apparently, about 1/3 of II is The remaining two thirds are involved in double strand formation. therefore , the observed double-stranded band must be due to III-II + triple-stranded formation. There is no such thing as 1lill-111. These arguments are based on the differences in the original mixture. It is noteworthy that this excludes the formation of a 1-11-1 triple strand due to the same change. It is.

CG)UV混合滴定および融解/アニーリング研究Il衝液A中のI−II系の UV混合滴定を行い、260nmでモニターした。■対11の67 : 33化 学量論比で唯一の終点が観察された。これは!−11−r三本鎖の形成を示した 。l−11−1三本鎖についての融解およびアニーリング工程の温度グラフを図 11AおよびJIBに示す。各解離または会合グラフは二本鎖の直接−水路への 融解または一本鎖から直接二本鎖の形成に仮に帰することのできる唯一の転移を 示す(UV混合滴定およびCDスペクトルから得た結果に基づく)。Lll−1 三本鎖アニーリングに対する転移は、二本鎖の解離について観察された温度(T m=74℃)より低い温度(Tm=66℃)にシフトした。いかなる融解/アニ ーリング実験もI −II−I1111鎖系については行わなかった。CG) UV mixed titration and melting/annealing study of the I-II system in Il buffer A. UV mixed titration was performed and monitored at 260 nm. ■67 vs. 11: 33 Only one end point was observed at stoichiometry. this is! -11-r triple strand formation was shown. . Figure 3 shows the temperature graph of the melting and annealing process for the l-11-1 triple strand. 11A and JIB. Each dissociation or association graph represents a direct-to-water channel of the duplex. The only transition that can be tentatively attributed to melting or direct double-stranded formation from single-stranded (based on results obtained from UV mixed titration and CD spectra). Lll-1 The transition to triple-stranded annealing occurs at the temperature observed for duplex dissociation (T m = 74°C) to a lower temperature (Tm = 66°C). Any melting/anime -ring experiments were also not performed for the I-II-I1111 chain system.

実施例5−重鎖オリゴリボヌクレオシド標的を用いた二本鎖ヘリックス構造の形 成 一水路オリゴリボヌクレオシド悸的r(AG)、を用いた二本鎖へリノクス構造 の形成を、2−0−メチル(piCU)sを含む2つのオリゴマーを用いて図1 2および13に見られるように示した。CDスペクトルおよび融解およびアニー リング研究を実施例4に記載のように、C1,01Mリン酸ナトリウム、O,I M NaC1゜0.01鵬M EDTA、pH7,2中て行った。Example 5 - Formation of double-stranded helical structures using heavy chain oligoribonucleoside targets Growth Double-stranded helinox structure using single-channel oligoribonucleoside r(AG) The formation of Figure 1 using two oligomers containing 2-0-methyl (piCU)s 2 and 13. CD spectra and melting and annealing Ring studies were performed as described in Example 4 using C1,01M sodium phosphate, O,I It was carried out in M NaCl 1° 0.01 M EDTA, pH 7.2.

観察されたCDスペクトルは、特に二本鎖へリノクス形成を示す210na領域 において相加的なCDスペクトル(図12を参照)とは異なる。The observed CD spectra are particularly sensitive to the 210na region, which indicates double-stranded helinox formation. is different from the additive CD spectrum (see FIG. 12).

融解およびアニーリンググラフ(図13を参照)は二本鎖について約78〜80 ℃のTIlを示した。The melting and annealing graph (see Figure 13) is about 78-80 for duplex. TIl in °C is shown.

(以下、余白) 実施例6 襟的としての一本鎖ポリピリミジンオリゴデオキシリボヌクレオシド およびポリプリンメチルホスホネートオリゴマーを用いた二本鎖へワックス複合 体の形成 一本鎖d(CT)、オリゴヌクレオチドおよび2つのメチルホスホネートd(A G)@オリゴマーを用いた二本鎖へワックス複合体の形成を示した。(Hereafter, margin) Example 6 Single-stranded polypyrimidine oligodeoxyribonucleoside as a collar and wax conjugation to duplexes using polypurine methylphosphonate oligomers. body formation single-stranded d(CT), oligonucleotide and two methylphosphonate d(A G) Demonstrated the formation of wax complexes on double strands using @oligomers.

図14はd(CT)、を有するd(八G)、ホスホジエステルおよびd(AG) 、メチルホスホネートホモプリンオリゴマーについて、4つの波長(・)280 nm、(■)260nm、(ロ)254nm、(○)235nMで測定したUV 吸収の組成物における連続的変化を示す。全路JVはO,IM Na” 0.0 1M PO,−3,10−’MEDT八、pH7,01こおいて24μmであっ た。ホスホンエステルd(AC)*およびd(CT)、の相互作用についてII Iプリン:ピリミジン化学量論比で単一の終点が観察され、これはワトソン・ク リック型二本鎖のみかこれらの条件下で形成されたことを示していた。d(AT )sメチルホスホネートおよびd(CT)、について3つの終点が観察された。Figure 14 shows d(CT), d(8G), phosphodiester and d(AG) , for the methylphosphonate homopurine oligomer, four wavelengths (·) 280 UV measured at nm, (■) 260 nm, (b) 254 nm, (○) 235 nM Showing continuous changes in the composition of absorption. All JV is O, IM Na” 0.0 1M PO, -3,10-'MEDT8, pH 7.01 and 24 μm. Ta. Regarding the interaction of phosphonic esters d(AC)* and d(CT), II. A single endpoint was observed at the I purine:pyrimidine stoichiometry, which was It was shown that only rick-type duplexes were formed under these conditions. d(AT )s methylphosphonate and d(CT), three endpoints were observed.

1:lプリン:ピリミジン化学量論比で、さらにワトソン・クリック型二本鎖が 検出された。67 : 33(2: Dおよび33 : 67(1: 2)プリ ン:ピリミジン比ての付加的な終点は、プリンニブリン:ピリミジンおよびピリ ミジン・プリン・ピリミジン三本鎖へワックス複合体の形成をこの系においして 観察されたスペクトルは単純な相加により算出されたスペクトルとは非常に胃な っており、このスペクトルは二本鎖へワックス複合体形成を示していた。CDス ペクトルをO,1MNa’、0.OIM PO4−’、10−’M EDTA、 pH8゜0中、20°Cで得た。全路濃度は48μMであり、εは塩基残基の1 モル当たりで報告した。With a 1:l purine:pyrimidine stoichiometry, further Watson-Crick duplexes are formed. was detected. 67: 33 (2: D and 33: 67 (1: 2) pre Additional endpoints to the pyrimidine ratio include purinibrin:pyrimidine and pyrimidine. In this system, a wax complex is formed on the midine-purine-pyrimidine triple strand. The observed spectrum is very different from the spectrum calculated by simple addition. This spectrum indicated wax complex formation on the double strands. CDs The spectra are O, 1 MNa', 0. OIM PO4-', 10-'M EDTA, Obtained at 20°C at pH 8°0. The total concentration is 48 μM, and ε is 1 of the base residue. Reported per mole.

図16はd(AG)、:d(CT)、I :L d(AG)、:d(CT)、2  : 1のTTmおよび融解グラフを示す。オリゴマー16体についての熱変性 グラフをUV吸収増加によりモニターシた。全路濃度はO,1MNa’、0.O IM PO,−’、10−sλ’I EDTA、pH8,0中、4.8μmであ った。比較の目的のために、各曲線を吸収における全変化に正規化した。d(A G)、:d(CT)、l : 1についてのT−は50°Cであった。d(Δp )。:d(CT)* 1 : 1についてのTIは53℃であった。Figure 16 shows d(AG), :d(CT), I:L d(AG), :d(CT), 2 : Shows the TTm and melting graph of 1. Heat denaturation of 16 oligomers The graph was monitored by UV absorption increase. Total tract concentrations were O, 1 MNa', 0. O IM PO,-', 10-sλ'I 4.8 μm in EDTA, pH 8.0. It was. For comparison purposes, each curve was normalized to the total change in absorption. d(A G), :d(CT), T- for l:1 was 50°C. d(Δp ). :d(CT)*1:TI for 1 was 53°C.

d(AG)*:d(CT)−2: 1についてのTIは51°Cであった。融解 曲線かられかるであろうが、二本鎖について観察された融解グラフははるかに狭 いかまたは鋭いものであった。このデータは二本鎖および二本鎖の同時の解離を 示唆したが、二本鎖の転移は熱安定性において一層均一であった。The TI for d(AG)*:d(CT)-2:1 was 51°C. melting Although one would notice from the curve, the melting graph observed for duplexes is much narrower. It was squid or something sharp. This data supports simultaneous dissociation of duplexes and duplexes. However, the duplex transition was more uniform in thermal stability.

図17は天然ポリアクリルアミドゲルにおける複合体の電気泳動分析を示す。Figure 17 shows electrophoretic analysis of the complex in a natural polyacrylamide gel.

図16はγ〔3禦P]およびラベル化d(CT)、(レーン1〜12)およびd (人Q)@(レーン13〜17)ならびにそれらの複合体を含有している天然の 16%(29:1ビス)ポリアクリルアミドゲルの放射能写真である。このゲル を、pH変化を防ぐための緩衝液再循環を有するO、IM NaC1,0,04 M Tris、 O,OLM PO4−3,10−3M EDTA、pH8,0 中、CM当たり4ボルトで30時間、5℃で電気泳動した。各レーン中のオリゴ マー濃度を相互作用鎖の化学量論比の下に示す。異なる移動度を有する各種の位 置を元の位置の左に示し、キシレンシアツールおよびブロモフェノールブルーマ ーカー色素を0、Xおよびbで各々示す。Figure 16 shows γ[3P] and labeled d(CT), (lanes 1 to 12) and d (Person Q)@(lanes 13-17) and natural compounds containing these complexes 1 is a radiophotograph of a 16% (29:1 bis) polyacrylamide gel. this gel , O,IM NaC1,0,04 with buffer recirculation to prevent pH changes M Tris, O, OLM PO4-3,10-3M EDTA, pH8,0 Electrophoresis was performed at 4 volts per CM for 30 hours at 5°C. Oligos in each lane The mer concentrations are shown below the stoichiometry of the interacting strands. Various positions with different mobilities The position is shown to the left of the original position, and the xylene shear tool and bromophenol bloomer The marker dyes are indicated by 0, X and b, respectively.

このゲルは明らかにd(匹)、・d(匹)、・d(CT)、二本鎖および5°C の0.IMN a Cl中のd(AG)−・d(AC)s・d(CT)*二本鎖 の存在を示している。This gel clearly shows d (individuals), · d (individuals), · d (CT), double-stranded and 5 °C 0. IMN a d(AG)-・d(AC)s・d(CT)*double strand in Cl It shows the existence of

図18Aは、0.1MNa”、O,OIM PO,−’、10−’M EDTA 、pH8゜0中、300MHzでのd(八p)、およびd(CT)eのl=1お よび2:1混合物の水素結合したNH−Hの共鳴を示す。図17Aはプリン:ピ リミジンオリゴマーの1:1および2:1化学量論比況合物の30℃でのスペク トルを示す。図18Bは2・1混合物について観察された3つの共鳴の化学シフ トの温度依存性を示す:ワトソン・クリックGua N I H−Cyt N3 (■);ワトソン・クリックThyN3H−Ade N1(・);および新しい 第三鎖水素結合イミドプロトン(Δ)。ワトソン・クリック帰属は、仮説であっ てd(AG)、ホスホジエステル二本鎖について観察された化学シフトとの比較 に基づくものであった。これら3つの共鳴は60℃まで容易に検出された。65 ℃でそれらの強度は劇的に減少し、これは水素結合された複合体が一般に融解し たことを示していた。約12ppmで観察されたN)(−N共鳴(ワトソン・ク リック塩基対合に帰属させるものに加えて)は二本鎖形成によるものであった。Figure 18A shows 0.1 MNa'', O, OIM PO, -', 10-'M EDTA , d(8p) and d(CT)e at 300MHz in pH 8°0 with l = 1 or and the hydrogen-bonded NH-H resonance of the 2:1 mixture. Figure 17A shows pudding:pi Spectra of 1:1 and 2:1 stoichiometric mixtures of rimidine oligomers at 30°C. Toll is shown. Figure 18B shows the chemical shift of the three resonances observed for the 2.1 mixture. shows the temperature dependence of: Watson-Crick Gua N I H-Cyt N3 (■); Watson Crick ThyN3H-Ade N1 (・); and new Third-strand hydrogen-bonded imido proton (Δ). Watson-Crick attribution is a hypothesis. d(AG), compared to the chemical shifts observed for the phosphodiester duplex. It was based on These three resonances were easily detected up to 60°C. 65 At °C their strength decreases dramatically, as hydrogen-bonded complexes generally melt. It showed that. N)(-N resonance (Watson Kut) observed at about 12 ppm (in addition to those attributed to lick base pairing) were due to duplex formation.

高温で、二本鎖は直接解離して一本鎖型になることが観察された。At high temperatures, the duplex was observed to dissociate directly into the single-stranded form.

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/ZりitL /Z受ノZ− 、、□f 1)N l−l徐弓−〃 /ワ9L 特表千7−501936 (20) 心〃−11”ゝ 時間(分) F/G、 9o。/ZriitL /Z Uke no Z- ,,□f 1) N l-l Xu Yuu-〃 /wa9L Special Table Sen7-501936 (20) Heart〃-11”ゝ Time (minutes) F/G, 9o.

F/G、 9b。F/G, 9b.

F/G、 9c 波長(nm) F/G、 9e。F/G, 9c Wavelength (nm) F/G, 9e.

温度(”C) FIG、 /幻。Temperature ("C) FIG, / phantom.

温度(℃) FIG //b。Temperature (℃) FIG //b.

FIG /2゜ 温度(℃) FIG、 /、3゜ (AG)8Φ(Cη8.pH7(鵠)8 + (CηB、pH7F/G、 /4 σ FIG、 /4b 温度(℃) 温度(℃) 温度(’C) o k へ に 2:1混合物の温度依存性 温度(℃) フロントページの続き (72)発明者 ツオ、ポール・オン−ポンアメリカ合衆国21042メリーラ ンド、エリコツト・シティ−、ファロウ・アベニュー9039番 (72)発明者 アダムス、トーマス・ヘンリーアメリカ合衆国92067カリ フオルニア、ランチョ・サンタ・フエ、ポスト・オフィス・ボックス 3092 、エル・ブエロ17645番 (72)発明者 アーノルド、ライル・ジェイ・ジュニアアメリカ合衆国920 64カリフオルニア、ボウエイ、マーティンコイト16624番FIG /2゜ Temperature (℃) FIG, /, 3゜ (AG)8Φ(Cη8.pH7(鵠)8 + (CηB, pH7F/G, /4 σ FIG, /4b Temperature (℃) Temperature (℃) Temperature (’C) to ok to Temperature dependence of 2:1 mixture Temperature (℃) Continuation of front page (72) Inventor Tso, Paul On-Pong Melila, United States of America 21042 9039 Farrow Avenue, Ellicott City, N.D. (72) Inventor Adams, Thomas Henry United States 92067 Cali Fournia, Rancho Santa Hue, Post Office Box 3092 , El Vuelo No. 17645 (72) Inventor Arnold, Lyle Jay Jr. United States 920 64 California, Bowie, Martinquoit 16624

Claims (72)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.一本鎖核酸の特定の標的セグメントを検出または認識する方法であって、( a)該一本鎖核酸を、該標的セグメントに十分に相補性である第1のオリゴマー と接触させてそれとハイブリダイズさせ、安定な二本鎖を得、そして(b)該二 本鎖を、該二本鎖に十分に相補性である少なくとも7個のヌクレオシジル単位を 有する第2のオリゴマーと接触させて安定な三本鎖ヘリックスを形成させ、それ により1回目は第1のオリゴマーとの二本鎖の形成によって、2回目は第2のオ リゴマーとの三本鎖へリックスの形成によって、該標的セグメントの塩基配列を 2回認識させる、 ことからなる方法。1. A method for detecting or recognizing a specific target segment of a single-stranded nucleic acid, the method comprising: a) converting the single-stranded nucleic acid into a first oligomer that is sufficiently complementary to the target segment; (b) contacting with and hybridizing with the double strand to obtain a stable duplex; a double strand with at least seven nucleosidyl units that are sufficiently complementary to the duplex. to form a stable triple-stranded helix with a second oligomer containing The first time is due to the formation of a double strand with the first oligomer, and the second time is due to the formation of a double strand with the first oligomer. The base sequence of the target segment is modified by forming a triple-stranded helix with the oligomer. Recognize twice, A method consisting of things. 2.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立してオリゴヌクレオチド、ア ルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロジチオエー トオリゴマー、ホスホロチオエートオリゴマー、アルキルもしくはアリールーホ スホネートオリゴマー、ホスホトリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイトオ リゴマー、カルバメートオリゴマー、スルファメートオリゴマー、モルホリノオ リゴマーまたはホルムアセタールオリゴマーからなる請求項1に記載の方法。2. Each of the first and second oligomers independently Rukyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorodithioates oligomer, phosphorothioate oligomer, alkyl or arylpho Suphonate oligomer, phosphotriester oligomer, phosphoramidite oligomer oligomer, carbamate oligomer, sulfamate oligomer, morpholinomer 2. The method of claim 1, comprising oligomers or formacetal oligomers. 3.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して実質的に荷電していない 中性オリゴマーからなる請求項1に記載の方法。3. each of the first and second oligomers is independently substantially uncharged 2. The method of claim 1, comprising a neutral oligomer. 4.一本鎖核酸がRNAである請求項1に記載の方法。4. 2. The method according to claim 1, wherein the single-stranded nucleic acid is RNA. 5.一本鎖核酸がDNAである請求項1に記載の方法。5. 2. The method according to claim 1, wherein the single-stranded nucleic acid is DNA. 6.標的セグメントがピリミジン塩基だけを含有する請求項1に記載の方法。6. 2. The method of claim 1, wherein the target segment contains only pyrimidine bases. 7.第1および第2のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項6に記載の 方法。7. 7. wherein the first and second oligomers contain only purine bases. Method. 8.第1のオリゴマーがプリン塩基だけを含有し、第2のオリゴマーがピリミジ ン塩基だけを含有する請求項6に記載の方法。8. The first oligomer contains only purine bases and the second oligomer contains pyrimidyl bases. 7. The method according to claim 6, wherein the method contains only a base. 9.標的セグメントがプリン塩基だけを含有する請求項1に記載の方法。9. 2. The method of claim 1, wherein the target segment contains only purine bases. 10.第1のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有し、第2のオリゴマーがプ リン塩基だけを含有する請求項9に記載の方法。10. The first oligomer contains only pyrimidine bases and the second oligomer contains only pyrimidine bases. 10. The method of claim 9, containing only phosphorus bases. 11.第1および第2のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項9に 記載の方法。11. Claim 9, wherein the first and second oligomers contain only pyrimidine bases. Method described. 12.標的セグメントがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有する請求項1 に記載の方法。12. Claim 1 wherein the target segment contains both purine and pyrimidine bases. The method described in. 13.第1および第2のオリゴマーがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有 し、該第2のオリゴマーが所望により、該第2のオリゴマーの各塩基が二本鎖の 塩基対の中心プリンと水素結合してトリプレットを形成するためにヌクレオシジ ル単位の間に必要とされるヌクレオシジル間を長くする結合を含有する請求項1 2に記載の方法。13. The first and second oligomers contain both purine and pyrimidine bases and each base of the second oligomer is double-stranded, if desired. The nucleosydide hydrogen bonds with the central purine of the base pair to form a triplet. Claim 1 containing a bond that lengthens the required nucleosidyl between the nucleosidyl units. The method described in 2. 14.一本鎖核酸標的配列の機能または発現を妨げる方法であって、該標的配列 を、3本鎖ヘリックス構造が形成されるようにヌクレオシド配列が選択された第 1のオリゴマーおよび第2のオリゴマーと接触させることからなる方法。14. A method of interfering with the function or expression of a single-stranded nucleic acid target sequence, the method comprising: is the first in which the nucleoside sequences are selected such that a three-stranded helical structure is formed. A method comprising contacting one oligomer with a second oligomer. 15.標的配列がプリン塩基だけを含有する請求項14に記載の方法。15. 15. The method of claim 14, wherein the target sequence contains only purine bases. 16.第1および第2のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項15 に記載の方法。16. Claim 15 wherein the first and second oligomers contain only pyrimidine bases. The method described in. 17.第1および第2のオリゴマーの一方がピリミジン塩基だけを含有し、他方 のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項15に記載の方法。17. one of the first and second oligomers contains only pyrimidine bases and the other 16. The method of claim 15, wherein the oligomer contains only purine bases. 18.標的配列がピリミジン塩基だけを含有する請求項14に記載の方法。18. 15. The method of claim 14, wherein the target sequence contains only pyrimidine bases. 19.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方のオ リゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項18に記載の方法。19. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other oligomer contains only purine bases. 19. The method of claim 18, wherein the oligomer contains only pyrimidine bases. 20.第1および第2のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項18に記 載の方法。20. 19. The first and second oligomers contain only purine bases. How to put it on. 21.標的配列がプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有する請求項14に記 載の方法。21. 15. The target sequence contains both purine and pyrimidine bases. How to put it on. 22.第1および第2のオリゴマーがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有 し、該第2のオリゴマーが所望により、該第2のオリゴマーの各塩基が標的配列 または第1のオリゴマーのいずれかの中心プリン塩基と水素結合してトリプレッ トを形成するために必要とされるヌクレオシジル単位の間の結合を長くするヌク レオシジル間単位を含有する請求項21に記載の方法。22. The first and second oligomers contain both purine and pyrimidine bases and the second oligomer is optionally configured such that each base of the second oligomer has a target sequence. or triplet by hydrogen bonding with the central purine base of either of the first oligomers. nucleotides that lengthen the bonds between nucleosidyl units required to form nucleosidyl units. 22. The method of claim 21, comprising interrheosidyl units. 23.シトシンが、生理学的pHでN−3の位置にプロトン化窒素を有するシト シン類似体によって置換されている請求項14に記載の方法。23. Cytosine is a cytosine with a protonated nitrogen at the N-3 position at physiological pH. 15. The method of claim 14, wherein the syn analog is substituted. 24.シトシン類似体が2′−O−メチル−プソイドイソシチジンである請求項 23に記載の方法。24. A claim in which the cytosine analogue is 2'-O-methyl-pseudoisocytidine. 23. The method described in 23. 25.2−アミノプリンが第2のオリゴマー中の少なくとも1個のアデニンの代 わりとなっている請求項14に記載の方法。25. 2-aminopurine replaces at least one adenine in the second oligomer 15. The method of claim 14, wherein: 26.6−セレニウムグアニンまたは6−イソプロピリデン−7−デアザグアニ ンが第2のオリゴマー中の少なくとも1個のグアニンの代わりとなっている請求 項14または25に記載の方法。26.6-Selenium guanine or 6-isopropylidene-7-deazaguanine guanine substitutes for at least one guanine in the second oligomer. The method according to item 14 or 25. 27.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して、オリゴヌクレオチド 、アルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロチオエ ートオリゴマー、アルキルもしくはアリールーホスホネートオリゴマー、ホスホ トリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイトオリゴマー、カルバメートオリゴ マー、スルファメートオリゴマー、モルホリノオリゴマーまたはホルムアセター ルオリゴマーからなる請求項14、15、18、21、22、23、24または 25のいずれかに記載の方法。27. Each of the first and second oligomers independently has an oligonucleotide , alkyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorothioates oligomers, alkyl or aryl phosphonate oligomers, phosphonate oligomers, phosphonate oligomers, alkyl or aryl phosphonate oligomers, Triester oligomers, phosphoramidite oligomers, carbamate oligomers mer, sulfamate oligomer, morpholino oligomer or formacetate Claim 14, 15, 18, 21, 22, 23, 24 or 25. The method according to any one of 25. 28.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して、オリゴヌクレオチド 、アルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロジチオ エートオリゴマー、ホスホロチオエートオリゴマー、アルキルもしくはアリール ーホスホネートオリゴマー、ホスホトリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイ トオリゴマー、カルバメートオリゴマー、スルファメートオリゴマー、モルホリ ノオリゴマーまたはホルムアセタールオリゴマーからなる請求項26に記載の方 法。28. Each of the first and second oligomers independently has an oligonucleotide , alkyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorodithioates ate oligomers, phosphorothioate oligomers, alkyl or aryl -Phosphonate oligomer, phosphotriester oligomer, phosphoramidite oligomer, carbamate oligomer, sulfamate oligomer, morpholin The method according to claim 26, comprising a formacetal oligomer or a formacetal oligomer. Law. 29.第1および第2のオリゴマーが独立して、実質的に荷電していない中性オ リゴマーから選択される請求項14、15、18、21または22のいずれかに 記載の方法。29. The first and second oligomers independently form a substantially uncharged neutral oligomer. Any one of claims 14, 15, 18, 21 or 22 selected from oligomers. Method described. 30.第1および第2のオリゴマーがメチルホスホネートオリゴマーである請求 項14、15、18、21または22のいずれかに記載の方法。30. Claims that the first and second oligomers are methylphosphonate oligomers The method according to any one of Items 14, 15, 18, 21, or 22. 31.非標的タンパク質の合成を実質的に阻害することなく1またはそれ以上の 特異的に標的化したタンパク質の合成をインビボで選択的に阻害する方法であっ て、 (a)該標的化タンパク質をコードしているmRNAのセグメントを含有する核 酸標的配列を選択し; (b)該mRNAのセグメントと三本鎖ヘリックス配列を形成するように選択し たヌクレオシド配列を有する第1および第2のオリゴマーを合成し;そして(c )該第1および第2のオリゴマーを細胞中に導入し;それによって該第1および 第2のオリゴマーが該mRNAセグメントとコンプレックス化し、これによりそ のヌクレオシド配列の翻訳を実質的に遮断し、標的タンパク質の合成を阻害する ことからなる方法。31. one or more without substantially inhibiting the synthesis of non-target proteins. It is a method to selectively inhibit the synthesis of specifically targeted proteins in vivo. hand, (a) a nucleus containing a segment of mRNA encoding the targeting protein; select an acid target sequence; (b) selected to form a triple-stranded helical sequence with the segment of the mRNA; synthesize first and second oligomers having nucleoside sequences; and (c ) introducing said first and second oligomers into a cell; thereby introducing said first and second oligomers into a cell; A second oligomer complexes with the mRNA segment, thereby substantially blocks the translation of the nucleoside sequence and inhibits the synthesis of the target protein. A method consisting of things. 32.mRNAのセグメントがプリン塩基だけを含有する請求項31に記載の方 法。32. 32. The method according to claim 31, wherein the mRNA segment contains only purine bases. Law. 33.第1および第2のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項32 に記載の方法。33. 32. The first and second oligomers contain only pyrimidine bases. The method described in. 34.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項32に記載の方法。34. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 33. The method of claim 32, containing only rimidine base. 35.mRNAのセグメントがピリミジン塩基だけを含有する請求項31に記載 の方法。35. 32. The segment of mRNA contains only pyrimidine bases. the method of. 36.第1および第2のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項35に記 載の方法。36. 36. The first and second oligomers contain only purine bases. How to put it on. 37.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項35に記載の方法。37. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 36. The method of claim 35, containing only rimidine base. 38.mRNAのセグメントがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有する請 求項31に記載の方法。38. A segment of mRNA contains both purine and pyrimidine bases. The method according to claim 31. 39.第1および第2のオリゴマーがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有 し、該第2のオリゴマーが所望により、該第2のオリゴマーの各塩基がmRNA セグメントまたは第1のオリゴマーのいずれかの中心プリン塩基と水素結合して トリプレットを形成するために必要とされるヌクレオシジル単位の間のヌクレオ シジル間を長くする結合を含有する請求項37に記載の方法。39. The first and second oligomers contain both purine and pyrimidine bases and the second oligomer is optionally configured such that each base of the second oligomer is an mRNA. by hydrogen bonding with the central purine base of either the segment or the first oligomer. Nucleosidyl units between nucleosidyl units required to form triplets 38. The method of claim 37, comprising inter-sigil lengthening bonds. 40.全体のDNAの複製または転写を実質的に阻害することなく一本鎖DNA の特定のセグメントの複製または転写をインビボで選択的に阻害する方法であっ て、 (a)該一本鎖DNAのセグメントの一部を含有する核酸標的配列を選択し;( b)該核酸標的配列と三本鎖ヘリックス複合体を形成するように選択したヌクレ オシド配列を有する第1および第2のオリゴマーを合成し;そして(c)該第1 および第2のオリゴマーを細胞中に導入し;それによって該第1および第2のオ リゴマーが該標的配列とコンプレックス化して三本鎖ヘリックス複合体を与え、 これにより全体のDNAの複製または転写を実質的に阻害することなく一本鎖D NAの特定セグメントの複製または転写を実質的に阻害することからなる方法。40. single-stranded DNA without substantially inhibiting overall DNA replication or transcription is a method of selectively inhibiting the replication or transcription of specific segments of hand, (a) selecting a nucleic acid target sequence containing a portion of the segment of single-stranded DNA; b) a nucleotide selected to form a triple helical complex with the nucleic acid target sequence; synthesizing first and second oligomers having an osidic sequence; and (c) the first and a second oligomer into the cell; thereby introducing said first and second oligomers into the cell; the oligomer complexes with the target sequence to give a triple-helix complex; This allows for single-stranded D without substantially inhibiting overall DNA replication or transcription. A method comprising substantially inhibiting the replication or transcription of a specific segment of NA. 41.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して、オリゴヌクレオチド 、アルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロジチオ エートオリゴマー、ホスホロチオエートオリゴマー、アルキルもしくはアリール ーホスホネートオリゴマー、ホスホトリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイ トオリゴマー、カルバメートオリゴマー、スルファメートオリゴマー、モルホリ ノオリゴマーまたはホルムアセタールオリゴマーからなる請求項40に記載の方 法。41. Each of the first and second oligomers independently has an oligonucleotide , alkyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorodithioates ate oligomers, phosphorothioate oligomers, alkyl or aryl -Phosphonate oligomer, phosphotriester oligomer, phosphoramidite oligomer, carbamate oligomer, sulfamate oligomer, morpholin The method according to claim 40, comprising a formacetal oligomer or a formacetal oligomer. Law. 42.二本鎖の塩基対合を遮断することなく二本鎖核酸の特定セグメントを検出 または認識する方法であって、該核酸セグメントを、該核酸セグメントまたはそ の一部に十分に相補性であるオリゴマーであって該オリゴマー中の少なくとも1 個のアデニンの代わりに2−アミノプリンが置かれているオリゴマーと接触させ て三本鎖ヘリックス構造を形成させることからなる方法。42. Detects specific segments of double-stranded nucleic acids without blocking double-stranded base pairing or a method of recognizing the nucleic acid segment, the method comprising: an oligomer that is sufficiently complementary to a portion of at least one of the oligomers. contact with an oligomer in which 2-aminopurine is placed in place of adenine. A method consisting of forming a triple-stranded helical structure. 43.オリゴマーの少なくとも1個のグアニンが6−セレニウムグアニンまたは 6−イソプロピリデン−7−デアザグアニンによって置換されている請求項42 に記載の方法。43. At least one guanine of the oligomer is 6-selenium guanine or Claim 42 substituted by 6-isopropylidene-7-deazaguanine The method described in. 44.二本鎖の塩基対合を遮断することなく二本鎖核酸の特定セグメントを検出 する方法であって、該核酸セグメントを、該核酸セグメントまたはその一部に十 分に相補性であるオリゴマーであって該オリゴマー中のグアニンの代わりに6− セレニウムグアニンまたは6−イソプロピリデン−7−デアザグアニンから選ば れる少なくとも1個の修飾されたグアニン類似体が置かれているオリゴマーと接 触させて三本鎖ヘリックス構造を形成させることからなる方法。44. Detects specific segments of double-stranded nucleic acids without blocking double-stranded base pairing A method comprising: adding the nucleic acid segment to the nucleic acid segment or a portion thereof; an oligomer that is complementary to 6- Selected from selenium guanine or 6-isopropylidene-7-deazaguanine at least one modified guanine analogue is placed in contact with the oligomer. A method consisting of contacting each other to form a triple-stranded helical structure. 45.インビボで一本鎖核酸標的配列の発現を選択的に妨げるか、またはそれに 選択的に干渉させる方法であって、 (a)開始コドン、ポリアデニル化領域、mRNAキャップ部位またはスプライ ス連結点をコードするRNA領域を含有する核酸標的配列を選択し;(b)該R NA領域と三本鎖ヘリックスを形成するように選択したヌクレオシド配列を有す る第1および第2のオリゴマーを合成し;そして(c)該第1および第2のオリ ゴマーを細胞中に導入し;それによって該第1および第2のオリゴマーが該RN A領域とコンプレックス化して三本鎖ヘリックスを形成し、これにより該標的配 列の発現を実質的に妨げるか、またはそれに実質的に干渉させることからなる方 法。45. Selectively prevent or affect the expression of single-stranded nucleic acid target sequences in vivo A method of selectively interfering, (a) Start codon, polyadenylation region, mRNA cap site or splice (b) selecting a nucleic acid target sequence containing an RNA region encoding an R linkage point; with a nucleoside sequence selected to form a triple-stranded helix with the NA region (c) synthesizing first and second oligomers; and (c) synthesizing the first and second oligomers; introducing oligomers into the cell; thereby causing the first and second oligomers to interact with the RN complexes with the A region to form a triple-stranded helix, thereby or substantially interfering with the expression of a sequence; Law. 46.標的配列がプリン塩基だけを含有する請求項45に記載の方法。46. 46. The method of claim 45, wherein the target sequence contains only purine bases. 47.第1および第2のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項46 に記載の方法。47. Claim 46 wherein the first and second oligomers contain only pyrimidine bases. The method described in. 48.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項46に記載の方法。48. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 47. The method of claim 46, containing only rimidine base. 49.標的配列がピリミジン塩基だけを含有する請求項45に記載の方法。49. 46. The method of claim 45, wherein the target sequence contains only pyrimidine bases. 50.第1および第2のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項49に記 載の方法。50. Claim 49, wherein the first and second oligomers contain only purine bases. How to put it on. 51.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項49に記載の方法。51. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 50. The method of claim 49, containing only rimidine base. 52.mRNAのセグメントがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有する請 求項45に記載の方法。52. A segment of mRNA contains both purine and pyrimidine bases. The method according to claim 45. 53.第1および第2のオリゴマーがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有 し、該第2のオリゴマーが所望により、該第2のオリゴマーの各塩基がmRNA セグメントまたは第1のオリゴマーのいずれかの中心プリン塩基と水素結合して トリプレットを形成するために必要とされるヌクレオシジル単位の間のヌクレオ シジル間を長くする結合を含有する請求項52に記載の方法。53. The first and second oligomers contain both purine and pyrimidine bases and the second oligomer is optionally configured such that each base of the second oligomer is an mRNA. by hydrogen bonding with the central purine base of either the segment or the first oligomer. Nucleosidyl units between nucleosidyl units required to form triplets 53. The method of claim 52, comprising a linkage that lengthens the sigils. 54.第1および第2のオリゴマーが独立して、実質的に荷電していない中性オ リゴマーから選択される請求項45に記載の方法。54. The first and second oligomers independently form a substantially uncharged neutral oligomer. 46. The method of claim 45, wherein the method is selected from oligomers. 55.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して、オリゴヌクレオチド 、アルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロジチオ エートオリゴマー、ホスホロチオエートオリゴマー、アルキルもしくはアリール ーホスホネートオリゴマー、ホスホトリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイ トオリゴマー、カルバメートオリゴマー、スルファメートオリゴマー、モルホリ ノオリゴマーまたはホルムアセタールオリゴマーからなる請求項45に記載の方 法。55. Each of the first and second oligomers independently has an oligonucleotide , alkyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorodithioates ate oligomers, phosphorothioate oligomers, alkyl or aryl -Phosphonate oligomer, phosphotriester oligomer, phosphoramidite oligomer, carbamate oligomer, sulfamate oligomer, morpholin The method according to claim 45, comprising a formacetal oligomer or a formacetal oligomer. Law. 56.第2のオリゴマー中の少なくとも1個のアデニンの代わりに2−アミノプ リンが置かれている請求項45または54に記載の方法。56. 2-aminopropylene instead of at least one adenine in the second oligomer 55. A method according to claim 45 or 54, wherein phosphorus is placed. 57.第2のオリゴマーの少なくとも1個のグアニンが6−セレニウムグアニン または6−イソプロピリデン−7−デアザグアニンによって置換されている請求 項56に記載の方法。57. at least one guanine of the second oligomer is 6-selenium guanine; or 6-isopropylidene-7-deazaguanine The method according to item 56. 58.該オリゴマー中のグアニンの代わりに6−セレニウムグアニンまたは6− イソプロピリデン−7−デアザグアニンから選ばれる少なくとも1個の修飾され たグアニン類似体が置かれている請求項45または54に記載の方法。58. 6-selenium guanine or 6-selenium guanine in place of guanine in the oligomer At least one modified member selected from isopropylidene-7-deazaguanine 55. The method according to claim 45 or 54, wherein a guanine analogue is provided. 59.翻訳可能なmRNAを得るためのプレmRNAのスプライシングを妨げる ことによって遺伝子のタンパク質産物または細胞中での遺伝子の発現を選択的に 妨げるか、またはそれに選択的に干渉させる方法であって、(a)遺伝子のタン パク質産物をコードするmRNAのスプライシング部位を含有する一本鎖核酸標 的配列を選択し; (b)該標的配列と三本鎖へリックスを形成するように選択したヌクレオシド配 列を有する第1および第2のオリゴマーを合成し;そして(c)該第1および第 2のオリゴマーを細胞中に導入し;それによって該第1および第2のオリゴマー が該標的配列とコンプレックス化して三本鎖ヘリックスを形成し、これにより該 プレmRNAのスプライシングを実質的に妨げることからなる方法。59. Prevent splicing of pre-mRNA to obtain translatable mRNA selectively alter the protein product of a gene or the expression of the gene in the cell. A method of inhibiting or selectively interfering with: (a) A single-stranded nucleic acid mark containing the splicing site of mRNA encoding a protein product Select the desired sequence; (b) nucleoside sequences selected to form a triple-stranded helix with the target sequence; (c) synthesizing first and second oligomers having a sequence of 2 oligomers into the cell; thereby introducing the first and second oligomers into the cell; complexes with the target sequence to form a triple-stranded helix, thereby A method comprising substantially preventing splicing of pre-mRNA. 60.標的配列がプリン塩基だけを含有する請求項59に記載の方法。60. 60. The method of claim 59, wherein the target sequence contains only purine bases. 61.第1および第2のオリゴマーがピリミジン塩基だけを含有する請求項60 に記載の方法。61. Claim 60 wherein the first and second oligomers contain only pyrimidine bases. The method described in. 62.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項60に記載の方法。62. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 61. The method of claim 60, containing only rimidine base. 63.標的配列がピリミジン塩基だけを含有する請求項59に記載の方法。63. 60. The method of claim 59, wherein the target sequence contains only pyrimidine bases. 64.第1および第2のオリゴマーがプリン塩基だけを含有する請求項63に記 載の方法。64. 64. The first and second oligomers contain only purine bases. How to put it on. 65.第1および第2のオリゴマーの一方がプリン塩基だけを含有し、他方がピ リミジン塩基だけを含有する請求項63に記載の方法。65. One of the first and second oligomers contains only purine bases and the other 64. The method of claim 63, containing only rimidine base. 66.標的配列がプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有する請求項59に記 載の方法。66. 60. The target sequence of claim 59, wherein the target sequence contains both purine and pyrimidine bases. How to put it on. 67.第1および第2のオリゴマーがプリンおよびピリミジン塩基の両方を含有 し、該第2のオリゴマーが所望により、該第2のオリゴマーの各塩基がmRNA セグメントまたは第1のオリゴマーのいずれかの中心プリン塩基と水素結合して トリプレットを形成するために必要とされるヌクレオシジル単位の間のヌクレオ シジル間を長くする結合を含有する請求項66に記載の方法。67. The first and second oligomers contain both purine and pyrimidine bases and the second oligomer is optionally configured such that each base of the second oligomer is an mRNA. by hydrogen bonding with the central purine base of either the segment or the first oligomer. Nucleosidyl units between nucleosidyl units required to form triplets 67. The method of claim 66, comprising an inter-sigil lengthening bond. 68.第1および第2のオリゴマーが独立して、実質的に荷電していない中性オ リゴマーから選択される請求項59に記載の方法。68. The first and second oligomers independently form a substantially uncharged neutral oligomer. 60. The method of claim 59, wherein the method is selected from oligomers. 69.第1および第2のオリゴマーのそれぞれが独立して、オリゴヌクレオチド 、アルキルもしくはアリールーホスホノチオエートオリゴマー、ホスホロジチオ エートオリゴマー、ホスホロチオエートオリゴマー、アルキルもしくはアリール ーホスホネートオリゴマー、ホスホトリエステルオリゴマー、ホスホルアミダイ トオリゴマー、カルバメートオリゴマー、スルファメートオリゴマー、モルホリ ノオリゴマーまたはホルムアセクールオリゴマーからなる請求項68に記載の方 法。69. Each of the first and second oligomers independently has an oligonucleotide , alkyl or aryl phosphonothioate oligomers, phosphorodithioates ate oligomers, phosphorothioate oligomers, alkyl or aryl -Phosphonate oligomer, phosphotriester oligomer, phosphoramidite oligomer, carbamate oligomer, sulfamate oligomer, morpholin 69. The method according to claim 68, comprising a formacecool oligomer or a formacecool oligomer. Law. 70.第2のオリゴマー中の少なくとも1個のアデニンの代わりに2−アミノプ リンが置かれている請求項59または68に記載の方法。70. 2-aminopropylene instead of at least one adenine in the second oligomer 69. A method according to claim 59 or 68, wherein phosphorus is placed. 71.第2のオリゴマーの少なくとも1個のグアニンが6−セレニウムグアニン または6−イソプロピリデン−7−デアザグアニンによって置換されている請求 項70に記載の方法。71. at least one guanine of the second oligomer is 6-selenium guanine; or 6-isopropylidene-7-deazaguanine The method according to paragraph 70. 72.該オリゴマー中のグアニンの代わりに6−セレニウムグアニンまたは6− イソプロピリデン−7−デアザグアニンから選ばれる少なくとも1個の修飾され たグアニン類似体が置かれている請求項59または68に記載の方法。72. 6-selenium guanine or 6-selenium guanine in place of guanine in the oligomer At least one modified member selected from isopropylidene-7-deazaguanine 69. The method according to claim 59 or 68, wherein a guanine analogue is provided.
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