JPH10509053A

JPH10509053A - Ｒｎａに対する親和性を有する化合物のためのスクリーン

Info

Publication number: JPH10509053A
Application number: JP9511466A
Authority: JP
Inventors: アリナズ，ジェイム・イー; リリー，ジェームズ・ダブリュー; パクラ，アンドリュー・エー
Original assignee: スクリプトジェン・ファーマスーティカルズ，インコーポレイテッド
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-09-08
Also published as: US6337183B1; US20030113779A1; EP0791008A4; US20020064793A1; US6503721B2; EP0791008A1; WO1997009342A1; CA2203832A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、生物学的活性化合物特に疾患の病原又は生理学的機能の調節に関与するＲＮＡ配列に結合するものの高処理量スクリーニング方法を提供する。前記方法は、ＲＮＡ標的のコンホメーションをテストリガンドの存在下及び非存在下で測定し、標的ＲＮＡコンホメーションにおける測定可能な変化を起こすいずれかのテストリガンドをリガンドとして識別することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】ＲＮＡに対する親和性を有する化合物のためのスクリーン発明の属する分野本発明は、医薬化合物、特に疾患の病因または生理学的機能の調節に関係するＲＮＡ配列に結合するものの新規な高処理量スクリーニングの方法に関する。発明の背景医薬は、核酸又は蛋白受容体等の標的に対するランダムスクリーニング工程によって識別される導入化合物(lead compound)から開発することができる。大規模スクリーニングの手法は多くの要因によって複雑化する。第１に、多くのアッセーは、実施に骨が折れるか、または高価である。アッセーには、入手や維持が困難かまたは費用がかかる実験動物、細胞株もしくは組織培養が関与することがある。これらを考慮すると、無理なくスクリーニングできる化合物の数は、実際にはしばしば制限される。したがって、ランダムスクリーニングの方法を用いる者は、ある程度の予備知識によっておそらく有効であろうと示唆される化合物の調査を頻繁に制限される。このストラテジーはテストされる化合物の範囲を制限し、多くの有用な薬剤が見落される可能性がある。さらにまた、多くの生化学アッセーの特異性によって広い多様性を有する有用な化学物質が除外される可能性がある。なぜならば、リガンドと標的との間の相互反応はアッセーの視野外にあるからである。そのような特定のアッセーを用いると、多くの可能性のある医薬が検出できない可能性がある。最後に、薬物発見のための現存するほとんどの生化学的スクリーニング手法の場合、スクリーニングを始めることができる前に、問題とされる系がよく特徴付けられていなければならない。結果として、多くの標的に対する治療薬の生化学的スクリーニングは、詳細な生化学的特徴付けを待たねばならず、これは一般に広範囲の研究を必要とする。本発明は、特に、有用なリガンドの識別のための高処理量スクリーニング方法におけるＲＮＡ標的の使用を含む。本発明は、自然発生的な、及び合成のＲＮＡ分子における高次構造の存在を利用する。例えば、ＲＮＡは、一本鎖及び二重らせん構造の両方で存在する。これら二重の構造は、ループ、バルジ、塩基三つ組 (base triples)及びらせん間の接合(junctions)により歪められうる。ＲＮＡの構造的多様性は、ＤＮＡのそれよりはるかに多く、蛋白のそれと同様であり、ＲＮＡを低分子物質の結合の標的としやすくしている（Wyatt and Tinoco，1993に概説される）。低分子物質は、ＲＮＡと高い親和性及び特異性をもって結合することができ、結合したＲＮＡの本質的な機能をブロックすることができる。そのような分子の最もよい例は、エリスロマイシン及びアミノグリコシド等の抗生物質である。いくつかの抗生物質的翻訳阻害剤がＲＮＡと特異的に相互作用することの第１の示唆は、１６ＳＲＮＡのメチル化に対するカナマイシン及びゲンタマイシンに対する耐性の遺伝子マッピングであった(Thompson et al.，Mol．Gen．Genet．201:168，1985)。エリスロマイシンは細菌ＲＮＡに結合し、ペプチヂル−ｔＲＮＡ及びｍＲＮＡを放す (Menninger et al.，Mol．Gen．Genet．243:225，1994)。２−ＤＯＳ含有アミノグリコシドは、ＲＲＥとして知られるＨＩＶＲＮＡの構造に特異的に結合し、ＨＩＶＲｅｖ蛋白のこのＲＮＡへの結合をブロックし、それにより組織培養細胞中のＨＩＶ複製を阻害する(Zapp et al.，Cell 74:969，1993)。さらに、アミノグリコシドは長らく翻訳阻害剤として開発されてきたが、つい最近になって、それらは蛋白の非存在下でｒＲＮＡへ結合することが示された(Purohit and Ste rn，Nature 370:659，1994)。ヒグロマイシンＢは、コロナウイルスのＲＮＡ合成を阻害するが、これはウイルスＲＮＡと結合しウイルスＲＮＡの翻訳を特異的にブロックすることによると考えられている(Macintyre et al.，Antimicrob．A gents Chemother．35:2630，1991)。存在する核酸のリガンドのアッセー、例えば平衡透析、示差走査熱量測定法、粘度測定分析又はＵＶ融解等は、高処理量の応用において使用されていない。従って、本発明に先立ち、ＲＮＡの非オリゴヌクレオチドリガンドのためのランダムスクリーニングの手法は、いくつかの先行する知識により有効であるかもしれないと示唆される化合物に限定されていた。このストラテジーは成功している(Z app et al.，1993)が、実地的なスケールでテストできる化合物の範囲が限定される。米国特許明細書第５，２７０，１６３号には、特定の標的に結合するオリゴヌクレオチドの識別のためのセレックス(SELEX)システムが記載される。このシステムにおいて、ランダムオリゴヌクレオチドは、親和性で選択され増幅され、続いて再選択及び増幅が何回か繰り返される。しかしながらこの方法は、オリゴヌクレオチドリガンドに限定され、逆に応用すること、即ち核酸に結合する非オリゴヌクレオチドリガンドを調査することができない。米国特許明細書第５，３０６，６１９号には、特定のＤＮＡ標的配列に結合する化合物を識別するスクリーニング方法が記載される。この方法では、標的配列が知られた蛋白結合ＤＮＡ配列に隣接して配置され、テストされる核酸が構成される。続いて、テスト化合物の、同一起源の蛋白の蛋白結合ＤＮＡ配列への結合における効果が測定される。この方法は、ＤＮＡハイブリッドの融解とＤＮＡ構造の展開(unfolding)が起きない条件を必要とする。対照的に、ＲＮＡは、塩基の対形成及び全体のコンホメーションのパターンにおいてずっと劇的な多様性に耐えることができる。従って、当該分野において、多くの数の非オリゴヌクレオチド低分子物質の、それらの生理学的、医学的又は商業的に顕著なＲＮＡ分子への結合能力についてのランダムスクリーニングのための効率的で経費のかからない高処理量の方法が必要とされている。発明の要約本発明は、いずれかの所定の標的ＲＮＡに結合するリガンドを識別する高処理量スクリーニング方法を含む。当該方法は：標的ＲＮＡ配列と結合することが不明の複数の化合物をテストリガンドとして選択し；該標的ＲＮＡ配列をテストリガンドのそれぞれと保温(incubating)してテスト組み合わせを作製し；該標的ＲＮＡ配列をテストリガンドの非存在下で保温してコントロール組み合わせを作製し；それぞれの組み合わせにおける標的ＲＮＡのコンホメーションを測定し；リガンドとして、コントロール組み合わせに比べてテスト組み合わせにおいて標的ＲＮＡコンホメーションの測定可能な変化を起こすいずれかのテストリガンドを選択し；複数の前記テストリガンドについて該方法を繰り返し標的ＲＮＡ配列に結合するリガンドを識別する；工程により行われる。本発明の方法により識別されたリガンドは、標的ＲＮＡの、重畳された(folded)程度のより少ないコンホメーションからより多いものへ、重畳された程度のより多いコンホメーションからより少ないものへ、又は第１の重畳コンホメーションから第２のオルタナティブ重畳コンホメーションへの、変化を起こしうる。さらに、テスト及びコントロール組み合わせは、リガンドの非存在下において（即ちコントロール組み合わせにおいて）標的ＲＮＡの測定可能なフラクションを変性させる条件に供することができる。本発明の実施にあたり、標的ＲＮＡの重畳状態へのテストリガンドの効果は、相補的(complementary)オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーション、コンホメーション特異的ヌクレアーゼによる処理、一本鎖又は二重らせん核酸に特異的なマトリクスへの結合、及び蛍光プローブ間の蛍光エネルギーの転移を制限無く含む良く知られた方法を用いて決定される。１つの実施態様において、標的ＲＮＡは放射標識され、標的ＲＮＡの特定のコンホメーションに優先的にハイブリダイズするビオチニル化したオリゴヌクレオチドと保温され；ビオチニル化分子を固定化ストレプトアビジンを用いて捕捉するのに続いて、ハイブリダイゼーションの程度を、固定化放射標識の測定により容易に定量することができる。他の実施態様において、標的ＲＮＡは、第１のプローブの蛍光放射波長の最大が第２のプローブの蛍光吸収の最大と重なる、２つの異なる蛍光プローブを含む。プローブは、標的ＲＮＡ内に位置し、それによりプローブ間の蛍光エネルギー転移の効率が標的ＲＮＡのコンホメーションに依存する。上記のいずれか又は他の方法により検出される標的ＲＮＡコンホメーションの「測定可能な変化」とは、テスト及びコントロール組み合わせにおいて測定されたパラメーターの違いがランダムな統計的変動により期待されるものより大きいものである。図面の簡単な説明図１は、ビオチニル化した相補的オリゴヌクレオチドと標識された標的ＲＮＡとの間の反応の図示的な説明である。図２は、標的ＲＮＡに対し相補的なビオチニル化オリゴヌクレオチドと関連したストレプトアビジン被覆プレートの使用の図示的な説明である。図３は、モデル標的ＲＮＡの異なるコンホメーションの図示的な説明である。図４は、ＲＮＡ構造のモニターのための分子内蛍光エネルギー転移の使用の図示的な説明である。図５は、ハイブリダイゼーションのモニターのための分子内蛍光エネルギー転移の使用の図示的な説明である。図６は、ヌクレアーゼ切断の、オルタナティブ標的ＲＮＡコンホメーションに対する効果の図示的な説明である。図７は、ＲＮＡ：ＤＮＡハイブリッドの測定のためのビオチニル化され標識された標的ＲＮＡと関連したＲＮＡアーゼＨ切断の使用の図示的な説明である。図８は、ＲＮＡ：ＤＮＡハイブリッドの測定のためのビオチニル化され標識されたオリゴヌクレオチドと関連したＳ１ヌクレアーゼの使用の図示的な説明である。図９は、ＡＢ−ＲＮＡの構造（上）及びＡＢ−ＲＮＡのＡＴＰ又は相補的オリゴヌクレオチドとの反応（下）の図示的な説明である。図１０は、放射標識したＡＢ−ＲＮＡの相補的ＤＮＡオリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーションにおけるＡＴＰとＵＴＰの効果を示す、ネイティブポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラムを表す。図１１は、ＡＢ−ＲＮＡ：ビオチニル化ＤＮＡハイブリッドのストレプトアビジン被覆常磁性ビーズへの結合における、ＡＴＰ及びＵＴＰの効果の図示的な説明である。図１２は、ニトロセルロースフィルターへの、放射標識ＲＲＥＲＮＡ及びビオチニル化相補的ＤＮＡオリゴヌクレオチド間のハイブリッドの結合における、逓増する量のストレプトアビジン（ＳＡ）、ストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ（ＳＡ：ＡＰ）、又はストレプトアビジン−ベータガラクトシダーゼ（ＳＡ：ＢＧ）の添加の効果の図示的な説明である。図１３Ａは、ニトロセルロースフィルターへの、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的９１Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッドの結合における、逓増する濃度のオリゴヌクレオチド９１Ｂの添加の効果の図示的な説明である。図１３Ｂは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的９１Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成の時間経過の図示的な説明である。図１３Ｃは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的９１Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、逓増する濃度のｔＲＮＡ添加の効果の欠損の図示的な説明である。図１３Ｄは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的９１Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、逓増する濃度の塩化ナトリウムの添加の効果の図示的な説明である。図１４Ａは、１００ｎＭ標的ＲＮＡ及び２５０ｎＭオリゴヌクレオチドを用いた、放射標識ＨＩＶＲＲＥＲＮＡ及びビオチニル化オリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成の時間経過の図示的な説明である。図１４Ｂは、２５ｎＭ標的ＲＮＡ及び５０ｎＭオリゴヌクレオチドを用いた、放射標識ＨＩＶＲＲＥＲＮＡ及びビオチニル化オリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成の時間経過の図示的な説明である。図１４Ｃは、ＨＩＶＲＲＥＲＮＡ標的（全長が左に示される）の構造の図示的な説明である。太字の大文字は、オリゴヌクレオチド９１Ｂ、９２Ａ、９９Ａ、９２Ｂ及び９２Ｃに相補的な配列を示す。図１５は、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、逓増する濃度のＡＴＰ又はＵＴＰの効果の図示的な説明である。データは、リガンドの非存在時における反応と比較した際のハイブリッド形成の阻害の百分率として示される。図１６は、ＲＲＥＲＮＡ及びビオチニル化相補的オリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、示されたジフェニルフラン誘導体の逓増する濃度の効果の図示的な説明である。データは、図１５と同様に示される。図１７は、ＲＲＥＲＮＡ及びビオチニル化相補的オリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、ＡＴＰの逓増する濃度の効果（中黒の四角）；及び放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、ジフェニルフラン誘導体ＳＴ３６７２３の逓増する濃度の効果（白抜きの四角）の図示的な説明である。図１８Ａは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、ＤＭＳＯの逓増する濃度の効果の図示的な説明である。図１８Ｂは、５ｍＭＡＴＰによる放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成の阻害の程度における、ＤＭＳＯの逓増する濃度の効果の図示的な説明である。図１８Ｃは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、ジチオスレイトールの逓増する濃度の効果の図示的な説明である。図１８Ｄは、放射標識ＡＢＲＮＡ及びビオチニル化相補的６７Ｂオリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成における、エタノール及びメタノールの逓増する濃度の効果の図示的な説明である。図１９は、上記図１８の通り行われた（５％ＤＭＳＯ）ＳＣＡＮアッセーの再現能(reproducibility)の図示的な説明である。図２０（上図）は、使用されるビオチニル化オリゴヌクレオチドに相補的な配列を太字大文字で示した、ＡＴＰ結合標的ＲＮＡの説明である。下図は、平衡条件下での、ハイブリッド形成（Ａ）及び解離（Ｄ）の時間経過の図示的な説明である図２１は、ＡＴＰ存在下及び非存在下でのＡＢＲＮＡ吸着における、温度の効果の図示的な説明である。図２２は、単純な一本ステムループＲＮＡ構造の図示的な説明である。図２３は、フルオレセイン及びローダミン標識を含む、相互に排他的な重畳パターンに畳むことができる複合ＲＮＡ構造の図示的な説明である。図２４は、フルオレセイン及びローダミン標識を含む単純な一本ステムループＲＮＡ構造の図示的な説明である。図２５は、フルオレセイン及びローダミンの両方で標識された複合ＲＮＡ構造及び相補的なＤＮＡオリゴヌクレオチド間のハイブリダイゼーション反応の図示的な説明である。図２６は、複合標識ＲＮＡ構造及びビオチニル化オリゴヌクレオチド間のハイブリダイゼーション反応の図示的な説明である。図２７は、複合ビオチニル化ＲＮＡ構造及びＲＮＡの異なる領域に相補的な個々のオリゴヌクレオチド間のハイブリダイゼーション反応の図示的な説明である。図２８Ａは、非標識相補的オリゴヌクレオチド（６７Ｂ）との保温中の、フルオレセイン標識ＡＢＲＮＡの蛍光の変化の時間経過の図示的説明である。図２８Ｂは、図２８Ａに示された蛍光の逓増におけるＡＴＰ、ＧＴＰ及びＵＴＰの効果の図示的説明である。発明の詳細な説明本明細書に引用される全ての特許出願、特許および参考文献は、参照により本明細書に完全な形で含まれる。矛盾が生じる場合には、定義を含め本明細書の記載が優先する。定義本明細書で用いられるように、“リガンド”という用語は、標的ＲＮＡに結合する薬剤を指す。当該薬剤は、標的ＲＮＡが天然の又はオルタナテイブコンホメーションで存在しているとき、または部分的にもしくは全体的に展開もしくは変性(denatured)させられているときに該標的ＲＮＡと結合することができる。本発明によれば、リガンドは、標的ＲＮＡのどこに結合する薬剤でもよい。従って、本発明のリガンドは、標的ＲＮＡに結合するその能力の他にその中又はそれ自体に明らかな生物学的機能を持たない薬剤も含む。本明細書で用いられるように、“テストリガンド”という用語は、標的ＲＮＡに結合することができるその能力についてテストされる化合物、分子または複合体を含む薬剤を指す。テストリガンドは、金属、ペプチド、蛋白、脂質、多糖類、小型有機分子、ヌクレオチド（自然発生的でないものを含む）およびそれらの組み合わせが制限なく含まれる、実質的にいかなる薬剤であってもよい。小型有機分子は、５０ダルトンを超え約２，５００ダルトン未満の分子量を有し、最も好ましくは約４００ダルトン未満である。好ましくは、テストリガンドは、オリゴヌクレオチドではない。天然産物の抽出物等の物質の複合混合物（１つを超えるテストリガンドを含む可能性がある）もまたテストすることができ、さらに、標的ＲＮＡに結合する成分をその後の工程で当該混合物から精製することができる。テストリガンドは、合成又は天然化合物の大きなライブラリーから得ることができる。例えば、合成化合物のライブラリーは、メイブリッジ・ケミカル社(May bridge Chemical Co. ，Trevillet，Cornwall，UK)、コムゲネックス(Comgenex，Princeton，NJ)、ブランドン・アソシエーツ(Brandon Associates，Merrimack，NH)、及びマイクロソース(Microsource，New Milford，CT)から商業的に入手可能である。希少な化学物質のライブラリーは、アルドリッチ(Aldrich，Milwaukee, WI)から入手可能である。また、バクテリア、真菌、植物及び動物の抽出物の形態の天然化合物のライブラリーは、パン・ラブス(Pan Labs，Bothell，WA)又はマイコサーチ(Myco Search，NC)から入手することができ、または容易に製造することができる。さらに、天然の又は合成的に製造されたライブラリー及び化合物は、慣用の化学、物理、及び生化学的手段により修飾することができる。例えば、化合物は効率、安定性、薬剤学的コンパチビリティ等を増強するために修飾することができる。例えば、本発明を使用して一旦ペプチドリガンドが識別されると、それは、その安定性を増強するために、様々な方法で修飾することができる。前記修飾は、Ｄ −アミノ酸、特にＤ−アラニン等の非天然アミノ酸の使用により、又はアミノ若しくはカルボキシル末端の官能化例えばアミノ基であればアシル化若しくはアルキル化、カルボキシル基であればエステル化若しくはアミジン化により、又はペプチド鎖を強制的に環状の形態とすることにより、又は当業者によく知られた他のストラテジーにより行うことができる。本明細書で用いられるように、“標的ＲＮＡ”という用語は、それに対するリガンドまたは結合相手の識別が求められているＲＮＡ配列を指す。標的ＲＮＡには、ある疾患、状態もしくは病的生理状態の病因または生理的機能の調節に関係することが分かっているか、または関係すると信じられている配列が制限なく含まれる。標的ＲＮＡは、いずれの生物、例えば脊椎動物、特に哺乳類、さらにはより具体的にヒト、又はウイルス、バクテリア、真菌、原生動物、寄生虫若しくはバクテリオファージ等の由来でもよい。標的ＲＮＡは、野生型の配列、又は突然変異若しくは変異の配列を含むことができる。突然変異若しくは変異の配列は、変化した安定性、活性又は他の変異特性を有するもの、又は異種(heterologous)配列が加えられたハイブリッド配列を含む。さらに、本明細書で使用される標的ＲＮＡは、例えばビオチン、ペプチド、蛍光分子等の、連結等により化学的に修飾されたＲＮＡを含む。本発明で使用するためには、標的ＲＮＡの配列は典型的には約５〜約５００ｎｔの間、好ましくは約３０〜約１００ｎｔ、最も好ましくは約５０ｎｔである。標的ＲＮＡは、天然の供給源から単離されたものを用いることができ、また、より好ましくはＴ７ＲＮＡポリメラーゼ等を用いたもの等の慣用のポリメラーゼ誘導脾細胞系を用いてin vitroで合成されたものを用いることができる。本明細書で用いられているように、“テスト組み合わせ”とは、テストリガンドと標的ＲＮＡの組み合わせを指す。“コントロール組み合わせ”とは、テストリガンド非存在下の標的ＲＮＡを指す。本明細書で用いられているように、標的ＲＮＡの“重畳状態”とは、変性条件の非存在下での、配列の、天然の又はオルタナテイブのコンホメーションを指す。重畳状態のＲＮＡは、分子内塩基対の特定のパターン、並びに特定の高次構造の両方を含む。理論によって束縛されることを望むことなく、ある標的ＲＮＡが、実験的な条件（緩衝液、温度、リガンドの存在等を含む）に依存して、いくつかのオルタナティブ重畳状態の１つに至ることができると考えられている。本明細書で用いられているように、標的ＲＮＡの「展開状態」とは、重畳状態に比べてＲＮＡが部分的に又は完全に一本鎖にされているか、又は重畳状態において存在しているその構造要素を欠損している状態を指す。本明細書で用いられる「重畳状態」の用語は、部分的又は完全な変性及び構造を失うことを含む。本明細書で用いられているように、ＲＮＡコンホメーションの「測定可能な変化」とは、経験的に決定され、使用されるＲＮＡコンホメーションのモニター方法に依存して変動しうる量を指す。本発明は、差異がランダムな統計的変動により期待される以上である限り、どのような物理的パラメーターにおけるテスト及びコントロール組み合わせの間のどのような差異をも含む。本発明は、標的ＲＮＡに結合するリガンドを識別するための高処理量スクリーニング方法を含む。テストリガンドが結合する標的ＲＮＡが疾患または状態に付随するか、または原因となる場合、該リガンドは、疾患または状態の診断、予防または治療に有用かもしれない。本方法によって識別されるリガンドはまた、分離や精製方法として、例えば混合物から標的ＲＮＡを精製または分離する方法として用いられるリガンドとすることもできる。本発明はまた、本方法によって識別されるリガンド、およびそれらの治療的使用（診断、予防または処置目的のために）、並びに精製および分離方法における使用にも関する。本発明によれば、標的ＲＮＡに対するリガンドは、分子内重畳の程度若しくはパターン、または標的ＲＮＡの重畳もしくは展開の速度に影響を与える能力によって識別される。実験条件は、標的ＲＮＡが展開又は再配列に供されるように選択される。テストリガンドがこのような条件下で標的ＲＮＡと結合する場合、テストリガンドの存在下での重畳：展開標的ＲＮＡの相対量、標的ＲＮＡの複数のオルタナテイブ重畳状態の１つ又は他の相対量、または標的ＲＮＡの重畳もしくは展開速度は、テストリガンドの非存在下で認められるものとは異なる、すなわちより大きいか、または小さいであろう。したがって、本方法は、標的ＲＮＡをテストリガンドの存在下および非存在下で保温することを含む。この後、重畳標的ＲＮＡに対する展開標的ＲＮＡの絶対量もしくは相対量、特異的な重畳コンホメーションの相対量、または標的ＲＮＡの重畳もしくは展開速度の分析が実施される。本発明の重要な特徴は、生物学的活性または機能に緊密に関係する別個の領域だけでなく、標的ＲＮＡのどのような領域に結合するどのような化合物も検出しうるということである。本発明を実施する場合、テストリガンドは標的ＲＮＡと組み合わされ、この混合物は適切な条件下で十分な時間維持され、テストリガンドが標的ＲＮＡに結合することが許容される。実験条件は、各標的ＲＮＡについて経験的に決定される。複数のテストリガンドを調べる場合、殆どのリガンド：標的ＲＮＡ相互反応が完了すると考えられる保温条件が選択される。一般に、テストリガンドは、標的ＲＮＡに対してモル過剰状態で存在する。以下により詳細に述べられる通り、標的ＲＮＡは可溶形で存在してもよく、また別に固相マトリックスに結合していてもよい。標的ＲＮＡのリガンドへの結合のために必要な時間は、テストリガンド、標的ＲＮＡおよび用いられるその他の条件にしたがって変動するであろう。ある場合には、結合は直ちに発生し（例えば、テストリガンドと標的ＲＮＡを組み合わせたときと本質的に同時）、一方他の例では、テストリガンド−標的ＲＮＡ組み合わせは、結合検出までもっと長時間（例えば１２−１６時間まで）維持される。多くのテストリガンドが用いられる場合、殆どのＲＮＡ：リガンド相互反応にとって十分な保温時間、典型的には約１時間が選択される。適切な時間は、当業者によって容易に決定される。それぞれのＲＮＡ標的について最適化される他の実験的条件は、アッセー中の、ｐＨ、反応温度、塩濃度及び組成、二価カチオンの濃度及び組成、ＲＮＡ量、還元剤濃度及び組成、並びに非特異的蛋白及び／又は核酸の包含を含む。化学的又は天然の製造物のライブラリーをスクリーニングする際の重要な考慮すべき点は、このような材料を再懸濁させるのに一般的に用いられる有機溶媒（例えばジメチルスルホキシド、メタノール又はエタノール）に対するアッセーの応答である。従って、それぞれのＲＮＡは、様々な濃度のこれら有機溶媒の存在下でテストされる。さらに、アッセーは特にある型の化合物、特に、化学及びとりわけ天然製造物のライブラリーに一般的に表れる挿入剤に感受性であるかもしれない。これらの化合物は、しばしば活性はあるが非特異的な阻害活性を有することがある。いくつかの緩衝剤成分及びそれらの濃度が、この問題を見越して特別に選択されるであろう。例えば、ウシ血清アルブミンは、ラジカルと反応し、表面吸着(surface adsorption)を最小化するであろう。非特異的ＤＮＡ又はＲＮＡの添加もまた、添加しなければアッセーにおいて「ヒット」として記録されてしまう核酸反応分子（例えば、挿入剤等）の効果を最小化するために必要になるかもしれない。標的ＲＮＡへのテストリガンドの結合は、テストリガンドの非存在下及び存在下における重畳の又は展開の標的ＲＮＡの絶対量を比較することにより、又は他に、テストリガンドの非存在下又は存在下における重畳：展開標的ＲＮＡの比率又は重畳状態の標的ＲＮＡの変化、又は標的ＲＮＡの重畳又は展開の速度を決定することにより評価される。テストリガンドが標的ＲＮＡに結合した場合（即ちテストリガンドが標的ＲＮＡへのリガンドである場合）、テストリガンドの非存在下において存在するより、顕著に多い展開の又は少ない重畳の標的ＲＮＡが存在しうる（そして、従って展開ＲＮＡに比しての重畳標的ＲＮＡ比率が高くなる）。または、テストリガンドの結合は、テストリガンドの非存在下において存在するより、顕著に少ない重畳の又は多い展開の標的ＲＮＡが存在する結果となりうる。他の可能性は、テストリガンドの結合がオルタナティブＲＮＡ重畳構造のパターン又は特性を変化させることである。同様に、テストリガンドの結合は、標的ＲＮＡの展開又は重畳の速度を顕著に変化させることを起こしうるか、又はオルタナティブ構造の獲得の速度を変化しうる。いずれの場合でも、展開の又は重畳の標的ＲＮＡの絶対量、重畳：展開比率、又は重畳又は展開の速度の決定は、これらに限定されないが、相補的オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーション、コンホメーション特異的ヌクレアーゼによる処理、一本鎖又は二重らせん核酸に特異的なマトリクスへの結合、及び隣接する蛍光プローブ間の蛍光エネルギー転移を含むどのような方法を使用して行なうこともできる。他の物理化学的手法も、単独に又は上記方法と関連して用いることもできる。他の物理化学的方法としては、これらに限定されないが、円二色性、紫外及び蛍光分光、及び熱量測定等の測定を含む。しかしながら、それぞれの標的ＲＮＡが、特定の検出方法を特定の応用において最も適切なものとする独特な特性を持ちうることが当業者に認識される。高処理量スクリーニングの目的で、スクリーニングされる全ての化合物のうちの「陽性」の化合物即ちリガンドと識別されるテストリガンドの閾値割合を得るために実験条件を調整することができる。この閾値は２つの要件に従って設定される。第１に、陽性化合物の数は、実用的な観点から扱いやすいものである必要がある。第２に、陽性化合物の数は、標的ＲＮＡに対する認識しうる親和性を反映する必要がある。好ましい閾値は、総テストリガンドの０．１％から１％がある標的ＲＮＡに対するリガンドであると示される場合に得られる。ＲＮＡの重畳の検出方法本発明は、当該技術においてよく知られた多くの検出方法のうちのどのようなものを用いて行うこともできる。例えば、オリゴヌクレオチド（ＤＮＡ又はＲＮＡ）を、ＲＮＡが展開コンホメーションをとる場合だけ又は他の重畳コンホメーションにおける一本鎖領域にだけ特定のＲＮＡ標的とハイブリダイズするよう設計することができる。いくつかの実施態様において、オリゴヌクレオチドの標的ＲＮＡへのハイブリダイゼーションは、テストリガンドの非存在下又は存在下において（即ち、それぞれコントロール又はテスト組み合わせにおいて）進むことが許容され、その後ハイブリダイゼーションの程度は当該技術においてよく知られる方法のいずれかを用いて測定される。典型的には、コントロール組み合わせに比べてのテスト組み合わせにおけるランダムな統計的変動により期待される量を超えて大きなハイブリダイゼーションの増加又は減少は、テストリガンドが標的ＲＮＡと結合することを示す。標的ＲＮＡの重畳の程度を測定する他の有用な方法は、これらに限定されないが、分子内蛍光エネルギー転移、コンホメーション特異的ヌクレアーゼによる切断、一本鎖又は二重らせん核酸に特異的な材料（ニトロセルロース又はヒドロキシアパタイト等）との結合、ＲＮＡ重畳構造を示す生物物理学的特性（ＵＶ、ラマン又はＣＤスペクトラム、固有 (intrinsic)蛍光、沈降速度、又は粘度）の測定、熱及び／又はホルムアルデヒド変性に対する重畳ＲＮＡの安定性の測定（分光測定又はヌクレアーゼ感受性等の方法を使用したもの）、及び隣接したリポーターＲＮＡへの蛋白の結合の測定を含む。これらの方法の例は、以下の論文に開示される：Kan et al.，Eur.J.Bi ochem．168:635,1987(NMR); Edy et al., Eur.J.Biochem．61:563,1976，Yeh et al.，J.Biol.Chem.263:18213,1988，Clever et al.，J.Virol．69:2101,1995, 及びVigne et al.，J.Mol.Evol．10:77,1977(ＲＮアーゼ);Millar，Biochim.Bio psy.Acta 174:32,1969(熱融解、蛍光分極(fluorescenece polarization));及びZ immerman Biochem.Z．344:386,1966 及びDupont et al.，C.R.Acad.Sci.Hebd.Se ances Acad.Sci.D．266:2234,1968(粘度)。１．ゲルシフト名目上は低処理量方法であるが、ゲルシフトの手法は、それぞれの特定標的ＲＮＡに使用されるオリゴヌクレオチドに基づく方法のためのアッセー配置の初期選択の重要な道具である。典型的には、標的ＲＮＡは、テンプレートとしてＴ７ −ＲＮＡポリメラーゼプロモーターの配列とそれに続く標的ＲＮＡをコードする領域を含むＤＮＡ、及び［³²Ｐ］−ＵＴＰを使用してin vitroで転写されて放射標識ＲＮＡが作成される。オリゴヌクレオチドテンプレートを用いたＴ７ＲＮＡポリメラーゼ転写反応のための条件は、Milligan et al.，Nuc.Acids Res.，15:8783,1987に記載されている。［³²Ｐ］−標識標的ＲＮＡは最適には、９０℃で２分間熱変性され、氷上で２分間冷却され、その後一部をテストリガンドの非存在下及び存在下で、逓増する濃度の相補的オリゴヌクレオチド中で保温する。反応混合物は、続いて、テストリガンド含有か非含有のポリアクリルアミドネイティブゲルで分析される。テストリガンドが標的ＲＮＡに結合する場合、それは標的及び相補的オリゴヌクレオチド間のハイブリッド形成を阻害するであろう。この方法の例は、以下の実施例１に記載される。２．ストレプトアビジン−ビオチンを使用した高処理量アッセイこれらの実施態様において、ビオチン部分(biotin moiety)が相補的オリゴヌクレオチドへ、又は標的ＲＮＡへ導入される。これにより、ビオチンとアビジン、ストレプトアビジン(ＳＡ)又は他のビオチン結合蛋白誘導体との間の強い相互作用に基づく捕捉手法(capture methods)の使用が許容される(Wilcheck et al. ，Meth.Enzymol.,184:5-45,1990)。図１は、ビオチニル化オリゴヌクレオチド及び標識化ＲＮＡ標的の使用を説明する。ビオチニル化オリゴヌクレオチドとハイブリダイズした標識化ＲＮＡ標的分子のみが、ビオチン結合蛋白と関連することができる。ビオチン部分は、オリゴヌクレオチドのどの位置に設けてもよく、またオリゴヌクレオチド分子あたり複数のビオチン部分があってもよい。ＳＡ（またはその誘導体若しくは類似物）を、共有結合的に固体支持体に付着させることができ、またはそれは溶液中に自由状態に添加することができる。標的ＲＮＡは例えば放射標識することができ、又はフロオレセイン又はローダミン等のフルオロフォア又は他の容易に測定できる標識で標識化することができる。ＳＡ被覆プレート：図２は、ＳＡで被覆された商業的に入手可能(Pierce，Roc kford，IL)な９６ウェルプレートの使用を説明する。反応は第１に、通常の非被覆９６ウェルプレート内において、標識ＲＮＡ標識をビオチニル化オリゴヌクレオチド及びテストされるリガンドと混合することによりセットアップされる。保温期間後、反応混合物は、ＳＡ被覆プレートに移され、ビオチン部分がＳＡへ結合することを許容する。標的ＲＮＡ：オリゴヌクレオチドハイブリッド及び自由ビオチニル化オリゴヌクレオチドはＳＡ−ビオチン相互作用を介してプレートの壁に結合するであろう。オリゴヌクレオチドと関連しない標的ＲＮＡを含む非結合材料は、過剰な緩衝液により洗い落される。洗浄後プレートに残った標的ＲＮＡは標的ＲＮＡ中の標識の性質に応じた適切な方法で定量される。ＳＡ被覆ビーズ：この実施態様において、ＳＡは、例えばセファロース(Pharm acia，Uppsala，Sweden)、アガロース(Sigma Chemical Co.，St．Louis，MO)又はアフィゲル(BioRad, Hercules，CA)等の不活性材料でできた小さなビーズに共有結合的に付着される。定められた量のビーズを、反応鉱物を含むそれぞれのウェルに添加し、ハイブリッドの結合を許容する。ビーズはその後洗浄され、非結合材料を定量の前に除去する。ＳＡ被覆常磁性ビーズ：ＳＡビーズを使用した場合の必要とされる洗浄工程は、常磁性ＳＡ被覆ビーズ（ＰＭＰ−ＳＡ）を使用することにより容易とすることができる。これらのビーズは商業的に入手可能であり(Promega，Madison，WI)、磁力により濃縮及び保持することができる。洗浄工程の間にプレートの下に磁石をおくことにより、洗浄操作の間にウェルの底部にビーズが濃縮され保持され、ビーズの損失を防ぎより速い操作を許容する。この方法の使用の例は下記実施例２に記載される。ＳＡ被覆ＳＰＡビーズ及びシンチラント含有プレート：シンチレーション近接アッセー(scintillation proximity assay，ＳＰＡ)は、アマシャム社(Amersham Corp.，Arlington Heights，IL)より入手可能な、ハイブリダイゼーションの測定に使用しうる技術である。ＳＡ被覆ＳＰＡビーズは、接近した近位の低エネルギー同位体により励起されうる固相シンチラントを含む。この実施態様において、標的ＲＮＡは³Ｈ（この弱い放射エネルギーは、シンチラントによってシグナルが増幅されない限り、１ミクロンを超える距離において実質的に検出不可能である）で標識される。ＳＰＡビーズを使用した場合、ＳＡ−ＳＰＡ−ビーズに結合したこれら放射標識された分子のみが、シンチラントが検出しうるシグナルを放出させるのに十分に近くなる一方、溶液中のこれら分子はシグナルに貢献しないであろう。従って、ビオチニル化オリゴヌクレオチド及び³Ｈ標識ＲＮＡ標的を使用することにより、ＳＡ−ＳＰＡビーズを反応系に添加してその後短い保温期間の後にＬＳＣカウンターで計測することにより、反応において形成されたハイブリッドの量を決定することが可能となる。ＳＡで被覆されたプレート（ウェル表面に付着したシンチラントを含む）もまた商業的に入手可能であり(Scintiplates(商標),Packar d，Meriden，CT)、ＳＡ−ＳＰＡビーズの代わりにこのアッセイに用いることができる。ニトロセルロースフィルターへの吸着：この実施態様は、多くの蛋白は強固にニトロセルロースフィルターを吸着する事実を利用する。ビオチニル化オリゴヌクレオチド及び標識化標的ＲＮＡを使用する場合、自由ＳＡ又はＳＡ：アルカリホスファターゼ連結体(conjugates)（ＳＡ：ＡＰ）、ＳＡ：βガラクトシダーゼ（ＳＡ：ＢＧ）、又は他のＳＡ−連結体等のＳＡ誘導体又は融合蛋白が、反応系に添加され、オリゴヌクレオチドのビオチン部分への結合を許容する。続いて、反応系は、９６ウェルニトロセルロースフィルタープレート(Millipore，Bedfor d，MA，HATF or NC)を通して濾過される。ビオチニル化オリゴヌクレオチドへハイブリダイズされた標識化標的ＲＮＡは、ＳＡ又はその誘導体のフィルターへの吸着を介しフィルターに保持され、一方ハイブリダイズされなかったＲＮＡは通過する。ＳＡは、ニトロセルロースに対しての結合が乏しいことが見いだされている；しかしながら、本発明者らは、ＳＡ連結体又は融合蛋白の使用は蛋白のニトロセルロースへの吸着を増加させることを発見した。従って、ＳＡ融合蛋白又は連結体の使用が好ましい。この方法の使用の例は、下記実施例３に記載されている。３．共有結合的に付着した蛋白を使用した高処理量アッセーポリペプチド及び蛋白を、カルボジイミドで処理され、ポリペプチド及び蛋白中のものを含むアミンと容易に反応しうる、活性化５’−スホリミダゾリド誘導体を形成した核酸の５’−末端に共有結合的に付着させることができる(Chu et al.，Nuc．Acids Res.，11:6513,1983)。この手法を使用して、選択されるどのペプチド又は蛋白をも、本発明において使用されるＲＮＡ標的又は相補的オリゴヌクレオチドの５’末端に共有結合的に付着させることができる。この技術を使用する非限定的な実施態様の例は、以下に記載される。ニトロセルロースフィルターへの吸着：共有結合的にオリゴヌクレオチドに付着したペプチド又は蛋白と標識化したＲＮＡ標的とで、又は、逆に、ＲＮＡ標的に共有結合的に付着したペプチド又は蛋白と標識化オリゴヌクレオチドとで、ハイブリダイゼーションを、ＳＡによるビオチン含有ハイブリッドのニトロセルロースフィルターにおける捕捉について上に記載されたのと本質的に同一の方法で定量することができる。しかしながらこの場合、フィルターへの結合は、ＲＮＡ標的又はオリゴヌクレオチド中のペプチド又は蛋白付着物を介する。固体支持体への親和性結合：ＳＡ−ビオチンの使用について上に記載される全ての技術を、ＳＡ及びビオチンの代わりに多くの他の親和性ペアのいずれかを使用して反復することができる。オリゴヌクレオチド（又は標的ＲＮＡ）に付着した付着物「Ｙ」は、固体支持体に付着した特定の分子「Ｘ」と高親和性結合することができる。高分子又はこれらの誘導体の付着のための活性化樹脂（ビーズ）及び９６ウェルプラスチックプレートは、商業的に入手可能である(Dynatech，C hantilly，VA)。Ｘ及びＹは、抗原−抗体、蛋白−蛋白、蛋白−基質及び蛋白− 核酸の対を含む多くの組み合わせとすることができる。これらの対のいくつかは、以下の表に示される。多くの場合、対のいずれかの成分をＲＮＡ標的（又はオリゴヌクレオチド）に付着させることができ、一方他方を固体支持体に付着させることができる。しかしながら、特異的ＲＮＡ又はＤＮＡ結合蛋白が使用される場合、蛋白を固体支持体に付着させることが好ましく、一方蛋白が結合する特異的配列モチーフをＲＮＡ標的又はオリゴヌクレオチドの配列中のいずれか便利な位置に合成の過程で組み込むことができる。次に、蛋白の固体支持体への付着は、代わりに（上記のような）ニトロセルロースフィルターへの吸着が使用される場合には省略することができる。４．蛍光エネルギー転移（ＦＥＴ）を使用した高処理量アッセーフルオレセイン、ローダミン及びクマリン等のフルオロフォアは、特徴的な励起及び放出スペクトルを有している。蛍光エネルギー転移は、一方（ドナー）の放出スペクトラムが、他方（アクセプター）の励起スペクトラムと重なるフルオロフォアの対の間に起こる。適切に選ばれた蛍光分子の対において、ドナープローブの放出は、接近した近位のアクセプタープローブの存在により減少する。これはドナーからアクセプターへの直接のエネルギー転移のためである。従って、プローブが間隔的に近い場合、ドナープローブによって吸収される波長における励起において、プローブ単独の場合に比べてドナー放出の減少及びアクセプター放出の増加が観察される。換言すれば、ドナーの放出蛍光は、アクセプターによって減弱され、代わりにより高い波長の蛍光を放出する。しかしながらＦＥＴはドナーとアクセプターが接近した近位にあるときのみ有効である。エネルギー転移の効率は、ドナーとアクセプタープローブとの距離の６乗に反比例し、従ってこれらの効果の程度はプローブを隔てる距離を計算するのに使用することができる。ＦＥＴは転移ＲＮＡ分子の構造をさぐるのに(Beardsley e t al.，Proc．Natl．Acad．Sci．USA 65:39，1970)、並びにハイブリダイゼーションの検出に、制限酵素アッセーに、ＤＮＡ巻き戻しアッセーに、及び他の応用において使用されている。Ａ．分子内ＦＥＴＦＥＴは、本発明において、ドナー及びアクセプタープローブ間の距離が、異なるコンホメーション間で顕著に異なる場合、標的ＲＮＡのコンホメーションの変化をモニターするのに使用される。１つの実施態様において、内部ハイブリダイゼーションプローブ配列が例えば図３のように工作されたＲＮＡ分子が使用される。黒塗りの領域は、標的ＲＮＡ配列を示し、斜線の領域は標的配列の大部分と相補的な内部プローブ配列を示す。コンホメーション１において、プローブ及び標的配列はハイブリダイズし、アクセプター（Ａ）及びドナー（Ｄ）蛍光プローブは接近した近位となる。構成された標的配列のコンホメーションと結合するリガンドの存在下において、コンホメーション２が安定化され、結果として、プローブは離される。コンホメーション２の優位性は、相対的なドナー蛍光の増加及び／又はアクセプター蛍光の減少に反映される。Ｂ．オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション及びＦＥＴの使用同一鎖上のアクセプター及びドナー：この実施態様において、標的ＲＮＡは、重畳状態の時にＲＮＡの５’−及び３’−末端が接近した近位にとどまりＦＥＴを起こすよう設計される。図４は、他のＤＮＡ又はＲＮＡオリゴヌクレオチドとのハイブリッドの形成が、ドナー及びアクセプター間のより長い距離によりＦＥＴ効率の減少をもたらすモデルを示す。別の鎖上のアクセプター及びドナー：この手法は、ＲＮＡの設計が、同一鎖上にドナー及びアクセプター両方のフルオロフォアの組み込みを許容しない場合に有用である。この場合、ドナー及びアクセプターは別の鎖上にあり、標的：オリゴヌクレオチドハイブリッドにおいて接近した近位となる（図５）。この実施態様において、ハイブリッドの形成はＦＥＴの増加をもたらす。５．コンホメーション特異的ヌクレアーゼを用いた高処理量アッセー本発明の実施にあたり、標的ＲＮＡの重畳コンホメーションの、結合によるリガンド誘導安定化は、展開コンホメーションの標的ＲＮＡのフラクションを減少させる。逆に、リガンドの非存在下においては、そのような化合物の存在下に比べ、より多くのフラクションのＲＮＡが展開状態で見いだされる。ＲＮＡの重畳コンホメーションは、ＲＮＡ鎖間の塩基の対が起こっている二重らせん領域により特徴付けられる。Ｓ１及び大豆ヌクレアーゼ等の多くの核酸分解酵素は、二重らせんＲＮＡより一本鎖ＲＮＡのホスホジエステル結合を優先的に切断する。このような酵素は、本発明においてＲＮＡ標的分子のコンホメーションをさぐるのに使用することができる。典型的なアッセーにおいて、標的ＲＮＡ及びテスト化合物は結合が起こるようプレ保温される。続いて、適切なヌクレアーゼが添加され、混合物は適切な温度、ヌクレアーゼ濃度、イオン強度及び変性剤濃度等の条件下で保温され、短い保温期間内（典型的には３０分間）で、使用されるヌクレアーゼの特性により（リガンドの非存在下で）約７５％のＲＮＡが切断されることが保証される。次に当該技術においてよくしられたいずれかの方法により切断の程度が測定され、遊離リボヌクレオチド一リン酸とオリゴヌクレオチドとが区別される。この方法は、特に限定されないが、酸沈殿及び標識化ＲＮＡの検出、ドナー及びアクセプター蛍光プローブを含むＲＮＡのＦＥＴ、並びに電気泳動的分離及びオートラジオグラフィー、蛍光、ＵＶ吸収、標識化核酸プローブとのハイブリダイゼーション又は色素結合によるＲＮＡの検出を含む。２つ以上のオルタナティブ重畳ＲＮＡコンホメーション間の変化もまたヌクレアーゼ切断を用いて検出することができる。この実施態様において、それぞれのコンホメーションは典型的にはいくつかの二重らせんＲＮＡの領域を含む。オルタナティブコンホメーションが異なる量の二重らせん領域を含む場合、それらはヌクレアーゼ耐性材料の量を測定することにより区別することができる。これらの構造の全ての二重らせん部分が比較される場合、異なる標的ＲＮＡコンホメーションのヌクレアーゼ切断により得られたヌクレアーゼ耐性フラグメントを区別することが必要である。図６は、２つのオルタネート標的ＲＮＡコンホメーションの一本鎖特異的ヌクレアーゼによる切断の、寸法及び含有配列において異なる安定な生成物をもたらす効果を説明する。例えば、領域Ｂ及びＢ’はコンホメーション１及び２の両方のヌクレアーゼ耐性フラグメント中に見いだされるが、領域Ａはコンホメーション２の切断後には見いだされない。特異的ＲＮＡフラグメントは当該技術においてよく知られたいずれの方法を用いても検出及び定量することができる。前記方法としては、特に限定されないが、標的ＲＮＡの標識化、標的特異的プローブとのハイブリダイゼーション、標的特異的プライマー逆転写酵素を組み合わせたＰＣＲを用いた増幅、及び切断生成物の寸法の決定（特異的ＲＮＡコンホメーションの切断生成物が、他のコンホメーションの切断生成物と区別しうる特徴的寸法を有している場合）が含まれる。異なる核酸構造に特異的なヌクレアーゼもまた相補的オリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションの定量に使用することができる。ＲＮアーゼＨ：ＲＮアーゼＨは、ＤＮＡ：ＲＮＡハイブリッドのＲＮＡ鎖を特異的に分解する、商業的に入手可能なヌクレアーゼである。５’−端又は３’− 端ビオチニル化ＲＮＡ標的は、他方の末端で放射核種又はフルオレセイン、ローダミン若しくはクマリン等のフルオロフォアによっても標識化される。反応を通して形成されたＲＮＡ：ＤＮＡハイブリッドのＲＮアーゼＨ切断は、（一端の）ビオチン部分と（他端の）フルオロフォア又は放射核種との物理的分離をもたらす（図７）。ハイブリッド形成に関係しないＲＮＡ標的鎖はＲＮアーゼＨによっては切断されず、上記のようにストレプトアビジンによる結合後に定量することができる。この実施態様において、テストリガンドが標的ＲＮＡに結合している場合は、得られたシグナルは増加するであろう。ヌクレアーゼＳ１：商業的に入手可能なヌクレアーゼＳ１(Promega，Madison ，WI)を用いて、一本鎖核酸を特異的に切断することができる。この酵素は、ＤＮＡオリゴヌクレオチドがビオチン部分並びに標識を内部位置に担う場合、本発明において使用することができる（図８）。ハイブリッドを形成する標識化された鎖はＳ１ヌクレアーゼによる切断に耐え、上記のようなＳＡを介した捕捉により定量される。標識は、ハイブリッド形成に加わるＲＮＡセクションにあってもよい。又は、標識がＲＮＡ標的内に位置しなければならない場合、ＲＮアーゼＴ１又はＲＮアーゼＯＮＥ(商標,Promega)等の一本鎖特異的ＲＮアーゼを用いて同様の手法を行うことができる。６．コンホメーション特異的結合様々な材料が、ＲＮＡ構造の一つ又は他の形に、より大きい親和性で結合する。この現象の第１の例は、ヒドロキシアパタイトである。ヒドロキシアパタイトは、一本鎖核酸より、二重らせんの方により大きな親和性を有している。対照的に、ニトロセルロースは二重らせんＲＮＡより一本鎖により高い親和性を有している。これら及び他の同様な材料は、特にリガンドの結合が、その一本鎖割合において他のコンホメーションと顕著に異なる一つのコンホメーションを安定化させる場合、ＲＮＡの異なるコンホメーションを区別するのに使用することができる。これらの方法は、リガンド結合が展開状態に比べて重畳ＲＮＡコンホメーションを安定化させるとき一般的に有用である。ＲＮＡを認識する抗体もまた、本発明においてリガンドを識別するために高処理量モードにおいて使用することができる。有用な抗体は、特定のＲＮＡ配列（及び／又はこのような配列のコンホメーション）を認識しうる(Deutscher et al .，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:3299,1988)か、配列独立的な態様で二重らせん又は一本鎖ＲＮＡと結合することができる(Schonborn et al.，Nuc.Acids Res．19 :2993,1991)か、又はＤＮＡ：ＲＮＡハイブリッドと特異的に結合することができる(Stumph et al.，Biochem．17:5791，1978)。これらの実施態様において、抗体の標的ＲＮＡへの結合は、テストリガンドの存在下及び非存在下において測定される。７．生物物理学的測定様々な生物物理学的測定を、ＲＮＡ分子の重畳及び展開コンホメーションを調べ、そのようなコンホメーションの相対量を検出するために使用することができる。前記方法としては、特に限定されないが、ＵＶ吸収、ＣＤスペクトラム、固有蛍光、外部の(extrinsic)共有結合的又は非共有結合的プローブの蛍光、沈降速度、及び粘度が含まれる。これらの特性のそれぞれは、ＲＮＡコンホメーションの変化に伴い変化しうる。これらの実施態様において、測定は、テストリガンドの存在下及び非存在下において、標的ＲＮＡ及び適切な緩衝液、塩及び変性剤の混合物について行われる。測定可能な特性の変化、特に展開から重畳へのＲＮＡの形態の変換を示唆するものは、リガンド結合を示すものである。８．コンホメーション安定性の変化上に述べたいずれの構造の測定も、リガンド結合によるコンホメーションの安定化を調べるのに使用することができる。このようなコンホメーションの安定性は、そのコンホメーションとオルタナティブ（典型的には展開の）コンホメーションとの自由エネルギーの差として定義される。コンホメーションの安定性は、テストリガンド存在下又は非存在下で、又はある範囲の条件下にわたって、定常濃度下で測定することができる。例えば、上記の方法のいずれかで測定された、上昇した温度の構造への効果は、テストリガンドの存在下及び非存在下（コントロール）において測定することができる。構造が失われる温度の上昇は、リガンド結合を示す。９．隣接するＲＮＡへの蛋白の結合の妨害ＲＮＡの３次元構造に依存した態様で、特異的なＲＮＡ配列と結合する様々な蛋白が知られている。これらの実施態様において、蛋白の結合は、ＲＮＡ構造及びリガンドの結合に際してのその変化のプローブとして使用される。標的ＲＮＡ配列及び蛋白が結合するＲＮＡ配列が、同じＲＮＡ分子内に組み込まれる。結合蛋白とその結合配列との相互作用は、テストリガンドの存在下及び非存在下において測定される。リガンドにより誘導された、蛋白結合部位のコンホメーションを変化させるＲＮＡコンホメーションの変化は、蛋白結合を測定することにより検出される。応用ある標的ＲＮＡの結合は、そのＲＮＡの作用を直接修飾することを意図する薬剤の必須要件である。従って、本発明の方法の使用によりテストリガンドがある状態の病因を反映するかその病因に影響されるＲＮＡに結合することが示された場合、それはテストリガンドの、ＲＮＡ機能を変化させる、又は有効な薬剤又はそのような薬剤の開発のための導入化合物(lead compound)となる、潜在的な能力を示すものでありうる。また、リガンドは、ＲＮＡの機能を変化させるのに有力な追加成分を含むハイブリッド化合物の構成の基礎として使用されうる。この場合、リガンドの標的ＲＮＡへの結合は、追加成分を定着又は方向づけ、その薬剤学的効果をもたらすよう働く。本発明の方法が殆どのＲＮＡに共通の物理化学的特性に基づいているという事実は、幅広い応用を与える。本発明は、何千ものテストリガンドの、コスト的に効果的なスクリーニングを許容する大規模な組織的高処理量手順に応用することができる。本発明の方法で一旦リガンドが識別されたら、それをさらに詳細に、使用された特定の標的ＲＮＡに特異的な知られた方法を使用してさらに分析することができる。例えば、リガンドは、例えば放射標識されたリガンドと標識されてない標的とを保温し、続いてＲＮＡ結合及び非結合リガンドを分離すること等により、標的ＲＮＡへの直接の結合についてテストすることができる。さらに、リガンドについて、それらの、標的ＲＮＡの知られた生物学的活性へポジティブに又はネガティブに影響を与える能力をテストすることができる。本発明を応用することができるＲＮＡ標的の非限定的な例を、以下の表に示す。以下の実施例は、本発明を限定することなしにさらに説明することを意図している。実施例１：ゲルシフトアッセーを使用したＲＮＡ重畳の検出Ａ．原理図９（上）に示された、ＡＢ−ＲＮＡと名付けられたＲＮＡ分子は、ＡＴＰと高い親和性で結合することが示された(Sassanfor et al.，N ature,364:550,1993)。以下に記載される実験において、このＲＮＡは本発明の異なる実施態様を説明するために使用された。図９（下）に図示される通り、本発明の実施において、このＲＮＡ（ＡＢ−ＲＮＡ）のＡＴＰ及び競合オリゴヌクレオチドとの保温は、ＡＴＰ：ＡＢ−ＲＮＡ複合体並びにオリゴ：ＡＢ−ＲＮＡハイブリッドの形成を許容する。ＡＴＰの非存在下においては、ハイブリッドの形成が優先する。対照的に、ＡＴＰの存在下においては、安定なＡＴＰ：ＲＮＡ複合体の形成のために、ハイブリッドの形成は比較的優先しなくなる。従って、反応混合物中のオリゴヌクレオチド：ＲＮＡハイブリッドの量の測定は、ＲＮＡ結合リガンドの存在又は非存在を示す。Ｂ．方法ＡＢ−ＲＮＡは、テンプレートとして、Ｔ７−ＲＮＡポリメラーゼプロモーター及びそれに続くＡＢ−ＲＮＡをコードする領域の配列を含むＤＮＡオリゴヌクレオチドＲＢＳ−８７−８Ａ（５’−ＧＧＡＡＣＣＴＴＧＣＣＧＧＣＡＣＣＧＡＡＧＴＧＣＣＧＣＡＧＴＴＴＣＴＴＣＣＣＡＡＧＧＴＴＣＣＴＡＴＡＧＴＧＡＧＴＣＧＴＡＴＴＡ−３’）を使用して転写された。転写反応において［³²Ｐ］−ＵＴＰを含ませることにより、［³²Ｐ］標識ＡＢ−ＲＮＡを得た。オリゴヌクレオチドテンプレートを使用したＴ７ＲＮＡポリメラーゼ転写反応のための条件は、Milligan e t al.，Nuc.Acids Res.，15:8783,1987に記載されている。３７．５ｍＭトリスｐＨ７．５、１５０ｍＭＮａＣｌ及び７．５ｍＭＭｇＣｌ₂を含む３６０μｌの混合物中の［³²Ｐ］標識ＡＢ−ＲＮＡ（およそ３０，０００ｃｐｍ）を、９０℃、２分間で熱変性させ、その後氷上で２分間冷却した。混合物を１２０μｌの３つの部分に分け、水２０μｌ、３００μＭＡＴＰ、又は３００μＭＵＴＰを加えた。これらの混合物のそれぞれからの１２μｌの部分９つに、続いて様々な量の相補的ＲＢＳ−８７−８Ａオリゴヌクレオチド及び水を加え、それぞれの最終量が２０μｌになるようにした。得られた反応混合物は、０から１．９７μＭの範囲の最終濃度のオリゴヌクレオチドを含み、かつ、３０μＭのＡＴＰ、３０μＭのＵＴＰのいずれか１つを含んでいたか又はリガンドなしであった。反応混合物には続いて３μｌの負荷用色素を加え、１２％ポリアクリルアミドネイティブゲルに負荷した。ゲル及び泳動緩衝液は、３７．５ｍＭトリスｐＨ７．５、１５０ｍＭＮａＣｌ、７．５ｍＭＭｇＣｌ₂、及び対応するリガンド濃度を添加した１ｘＴＢＥ緩衝液を含んでいた。Ｃ．結果ハイブリダイズされた、及びハイブリダイズされていないＲＮＡのゲル電気泳動による分離は、ＡＢ−ＲＮＡのＲＮＡ：ＤＮＡハイブリッドへの５０％の変換にはリガンド非存在下でおよそ２４ｎＭのＲＢＳ−８７−８Ａオリゴヌクレオチドが必要であり、１００％の変換には少なくとも７２．９ｎＭのオリゴヌクレオチドが必要であることを示した（図１０、上図）。対照的に、３０μＭＡＴＰの存在下では、同様の量のハイブリッド形成を引き起こすのに６５６ｎＭから１９７０ｎＭＲＢＳ−８７−８Ａオリゴヌクレオチド濃度が必要であった（図１０中図）。この効果は、ＡＴＰとオリゴヌクレオチドの、ＡＢ−ＲＮＡへの結合についての競合の結果である。さらに、この実験はＵＴＰはオリゴヌクレオチドと競合できないことを示した。これは、観察された効果はリガンド特異的であることを示している（図１０下図）。実施例２：ストレプトアビジン被覆常磁性ビーズを使用したＲＮＡリガンドの高処理量検出Ａ．方法上記実施例１で述べた［³²Ｐ］−標識ＡＴＰ結合ＲＮＡ（ＡＢ−ＲＮＡ）を、結合緩衝液（５０ｍＭトリスｐＨ７．５、２００ｍＭＮａＣｌ、及び１０ｍＭＭｇＣｌ₂）中で９０℃で２分間熱変性させ、氷上で２分間冷却した。熱変性させたＡＢ−ＲＮＡの３７．５μｌの部分を、続いて１２．５ｐｍｏｌの５’−ビオチニル化オリゴヌクレオチドＲＢＳ−９６−６０（上記実施例１に記載したＲＢＳ−８７−８Ａと同一のヌクレオチド配列を有する）及び様々な量のＡＴＰ又はＵＴＰを含む１２．５μｌの溶液と混合した。室温での短い保温の後、混合物をストレプトアビジンで被覆した０．５ｍｇの常磁性ビーズ（ＰＭＰ−ＳＡ）(P romega,Madison,WI)を含む９６ウェルプレートに移した。プレートを室温で１５分間保温し、結合させた。強力な磁石をプレートの下に置き、その後ＰＭＰ−ＳＡビーズを５０μｌの結合緩衝液で洗浄した。ビーズに結合した［³²Ｐ］−標識ＡＢＲＮＡを続いてマイクロベッタ(M icrobetta)ＬＳＣカウンター(Wallac)でチェレンコフ計数することにより定量した。Ｂ．結果図１１はビオチニル化オリゴヌクレオチド（ＲＢＳ−９６−６０）と標的ＲＮＡ（ＡＢ−ＲＮＡ）との間に形成されたハイブリッドを反映する、逓増する濃度のＡＴＰ又はＵＴＰの存在下におけるＰＭＰ−ＳＡビーズに結合した［³²Ｐ］− ＡＢ−ＲＮＡの量を示す。結果は、形成されるハイブリッドの量は２５μＭ程の少量のＡＴＰを添加することにより５０％減少させることができることを示している。期待された通り、ＵＴＰがリガンドとして使用された際には何の効果も見られなかった。実施例３：ニトロセルロースフィルター結合を使用したＲＮＡリガンドの高処理量検出Ａ．原理本発明のこの実施態様は、多くの蛋白はニトロセルロースフィルターを強固に吸着するという事実を利用している。ビオチニル化オリゴヌクレオチド及び標識化標的ＲＮＡが使用される場合（上記実施例２に示されるように）、自由ストレプトアビジン（ＳＡ）又はＳＡ誘導体が反応系に添加され、オリゴヌクレオチドのビオチン部分への結合が許容され、その後反応系は９６ウェルニトロセルロースフィルタープレートに通されて濾過されるる。この方法で、ビオチニル化オリゴヌクレオチドとハイブリダイズされた標識化標的ＲＮＡはフィルターに保持され、一方ハイブリダイズされないＲＮＡは失われる。Ｂ．方法標的ＲＮＡは、上記実施例１に記載されたように³²Ｐで標識化されたＨＩＶＲｅｖ蛋白（Ｒｅｖ応答要素(Rev Responsive Element，ＲＲＥ)；５’−ＧＡＡＵＡＣＵＡＵＧＧＧＣＧＣＡＧＣＧＵＣＡＡＵＧＡＣＧＣＵＧＡＣＧＧＵＡＣＡＧＧＣＣＡＧＡＣＡＡＵＵＡＵＵＧＵＣＵＧＧＵＡＵＡＧＵ−３’）への結合部位を含むＲＮＡ分子であった。ＲＢＳ−７９−９１ｂ−Ｂと名付けられたビオチニル化オリゴヌクレオチドは、ＲＲＥ標的ＲＮＡの位置５から２８と相補的であり、５’−ビオチン−ＣＧＴＣＡＴＴＧＡＣＧＣＴＧＣＧＣＣＣＡＴＡＧＴＧＣ−３’の配列を有している。５０ｍＭトリスｐＨ７．５及び５０ｍＭＮａＣｌを含む４０μｌの緩衝液中で、０．１ｐｍｏｌの［³²Ｐ］−ＲＲＥＲＮＡを５ｐｍｏｌのＲＢＳ−７９−９１ｂ−Ｂと保温した。室温で１５分間後、様々な量のストレプトアビジン単独（ＳＡ）、β− ガラクトシダーゼと連結したストレプトアビジン（ＳＡ：ＢＧ）、又はアルカリホスファターゼと連結したストレプトアビジン（ＳＡ：ＡＰ）を混合物に添加し、２０分間結合させ、その後ミリポア(Millipore)ＨＡＴＦニトロセルロースフィルタープレートを通して濾過した。濾過物を４００μｌの同じ緩衝液でさらに洗浄し、フィルターに残ったＲＲＥ量を液体シンチレーション計測で決定した。Ｃ．結果図１２は、ＳＡ連結蛋白が、標識ＲＮＡ：オリゴヌクレオチドハイブリッドの保持の効率を増加させることを示している。ＲＲＥ特異的リガンドが反応系に含まれている場合、フィルターに結合した標識ＲＲＥＲＮＡ結合の相対量は減少する。実施例４：ニトロセルロースフィルター結合アッセーの特徴付け上記実施例３に記載された高処理量アッセーについての様々な実験的パラメーターの効果を決定するために以下の実験を行った。まず、２０ｐＭｏｌ／μｇ蛋白の自由ビオチン結合活性を有する２μｇのＳＡＡＰが、ハイブリッドの、ＮＣフィルターへの定量的保持を保証するのに十分であることが決定された。続いて、典型的にはＲＮＡ標的に対し２倍モル過剰のオリゴヌクレオチドが、実質的なハイブリッド形成を達成するのに十分であることが決定された。１００ｎＭ放射標識化ＡＢ−ＲＮＡ、５０ｍＭトリスｐＨ７．５、２００ｍＭＮａＣｌ、及び１０ｍＭＭｇＣｌ₂を含む、３０分ＳＣＡＮ反応におけるビオチニル化オリゴヌクレオチド６７Ｂの滴定が、図１３Ａに示される。５００ｎＭを超える濃度のオリゴヌクレオチドの添加は、段階的な保持の損失をもたらした。このことからＳＡＡＰの能力が飽和したことが示唆される。最小量のオリゴヌクレオチドが使用できることは、定量的ＮＣ−フィルター保持に必要とされるＳＡＡＰの量を減らし、従ってアッセーのコストを低減する。図１３Ｂは、２５０ｎＭのオリゴヌクレオチドを含む反応の時間経過を示す。結果は、この量のオリゴヌクレオチド（ＲＮＡに対し２．５倍モル過剰）は、ＳＣＡＮ反応が完結した場合であっても、フィルターへのハイブリッドの定量的保持を仲介するのに十分であることを示している。図１３Ｃは、非特異的競合物として逓増する濃度の酵母ｔＲＮＡが添加された場合における１０分のＳＣＡＮ反応を示す。結果は、１００倍モル過剰の酵母ｔＲＮＡであっても、ニトロセルロースフィルターへのハイブリッドの保持に影響しないことを示す。大過剰の非特異的ＲＮＡ競合体のＳＣＡＮアッセーへの添加は、非特異的に核酸と相互作用するリガンドによって起こる、望まれない陽性のスクリーニング結果の発生率を減少させると期待される。図１３Ｄは、同一条件における（ＭｇＣｌ₂非存在下においての）ＮａＣｌの効果を説明する。期待されたとおり、ハイブリッドの形成は、ＮａＣｌの添加によって刺激された。興味深いことに、１０ｍＭのＭｇＣｌ₂存在下においては、効率的な保持を得るためにＮａＣｌは必要とされなかった。従って、ハイブリダイゼーション率はイオン強度への依存性を示す。追加の実験は、イオン強度依存性は、使用されるＲＮＡ標的及びオリゴヌクレオチドによって変動することを示した。ＨＩＶＲＲＥ及びＴＡＲ要素を含む他のＲＮＡ標的を用いたＳＣＡＮ反応においても同様の結果が得られた。イオン強度、オリゴヌクレオチドの濃度及び設計、並びに標的ＲＮＡ濃度等のパラメーターを変化させることにより、高処理量スクリーニングに適した時間内での適切なハイブリッド形成の程度を達成するためにハイブリダイゼーションの動力学、即ち、室温において、１０−１００ｎＭＲＮＡ標的及び標的ＲＮＡに対し２−４倍モル過剰のビオチニル化オリゴヌクレオチドを含む反応系における０．５〜２時間の反応での３０−５０％の保持を調節することが可能であった。実施例５：ＳＣＡＮ反応における使用のためのオリゴヌクレオチドの設計のためのパラメーター下記に記載される実験は、高処理量ＳＣＡＮ反応に置ける使用のための最適なオリゴヌクレオチド構造を識別するために行われた。ＲＮＡ標的は、Ｒｅｖ蛋白への高親和性結合部位を含むＨＩＶＲｅｖ応答要素（ＲＲＥ）の、放射標識されたフラグメントである。ＲＮＡ標的の９−１２位を含む領域（図１４Ｃ参照）が展開している可能性がより高く、従って、オリゴヌクレオチド結合のための好ましい進入部位（核酸化部位）を提供できると考えられた。従って、この領域と全体的な又は部分的な相補性を有する様々なオリゴヌクレオチドが、反応においてテストされた。ハイブリッドにおけるビオチン部分の接近のしやすさによる差異を避けるために、一連に使用された全てのオリゴヌクレオチドは同一の５’−ビオチニル化末端を有し、一方それらの３’−末端は長さが様々であった。それぞれのオリゴヌクレオチドの全長は、対応するＲＮＡ標的の領域に相補的であった（図１４Ｃで大文字で示される）。全ての反応で使用されたＲＮＡ標的の全長は、図６Ｃの左端に示され、一方オリゴヌクレオチド９２Ａ、９９Ａ、９２Ｂ及び９２Ｃに相補的なＲＮＡの領域は部分構造上に示される。１００ｎＭ放射標識ＲＮＡ標的及び２５０ｎＭオリゴヌクレオチド（図１４Ａ）又は２５ｎＭ放射標識ＲＮＡ標的及び５０ｎＭオリゴヌクレオチド（図１４Ｂ）を含む時間経過反応は、ハイブリッド形成における劇的な差異の証拠を示した。オリゴヌクレオチド９１Ｂ、９９Ａ及び９２Ａを含む反応の比較は、期待に反し、より長いオリゴヌクレオチドが必ずしもより速い動力学を示すのに必要とはされないことを示した。そのかわり、結果は、オリゴヌクレオチドの３’末端の位置決め及び領域９−１２内の相補的塩基の数の両方が、ハイブリッド形成速度の決定に支配的な役割を果たすことを示した。最も劇的であったのは、３’末端で１塩基だけ長さが異なるオリゴヌクレオチド９２Ａ、９９Ａ及び９２Ｂの間の差異である。これらの所見は、領域９−１２が核酸化部位として働くことと辻褄が合い、ハイブリッド形成の動力学は、オリゴヌクレオチド及び核酸化部位間に形成しうる塩基対の数に大きく依存することを示唆する。結果はさらに、オリゴヌクレオチドの３’末端から始まる核酸化は、内部オリゴヌクレオチド部位より好ましいことを示唆する（９１Ｂ及び９２Ａを比較）。この解釈を支持する同様の結果は、ＨＩＶＴＡＲＲＮＡを含む他のＲＮＡ標的を使用したＳＣＡＮ反応においても観察されている。ＳＣＡＮ反応におけ速度限定因子の知識は、オリゴヌクレオチドの設計をガイドするのに重要である。上記の結果は、主要な速度限定因子は、ヘアピンループ、バルジ、内部ループ及び他の領域を含む、標的ＲＮＡ上の核酸化部位との、オリゴヌクレオチドの最初の相互作用であることを示唆する。ループ及びバルジは多くのＲＮＡ結合蛋白の好ましい認識部位であり、偽ノット(pseudoknots)等の３次ＲＮＡ−ＲＮＡ相互作用にも含まれるので、ＳＣＡＮアッセイのこの特性は利点として使用できる。このようなＲＮＡ−蛋白及びＲＮＡ−ＲＮＡ相互作用は、多くのＲＮＡ構造の調節機能にとって重要である。従って、オリゴヌクレオチドの注意深い選択により、ＳＣＡＮアッセイはこれらの領域と相互作用するリガンドに対し非常に感受性の高いものとなりうる。さらに、より大きなマルチドメインＲＮＡ構造において、ＲＮＡの異なるサブドメインを標的とするために異なるオリゴヌクレオチドを使用することができる。実施例６：特異的ＲＮＡ−結合リガンドの識別１００ｎＭ放射標識ＡＢ−ＲＮＡ及び２５０ｎＭビオチニル化オリゴヌクレオチド６７Ｂを含むＳＣＡＮ反応系を、テストリガンドとして逓増する量のＡＴＰ又はＵＴＰと保温した。テストリガンドの非存在下で、７０％のＡＢ−ＲＮＡをＮＣフィルターに保持した。ＮＣフィルター上のＲＮＡ保持の阻害（％阻害）を、（１−（Ｒ／Ｒ₀）Ｘ１００）として得た。ここでＲ₀はテストリガンドなしでの保持であり、Ｒはテストリガンドありでの保持である。５ｍＭＡＴＰは保持を５０％阻害した一方、５００ｍＭＵＴＰが同一の効果を示すのに必要であった。即ち１００倍の特異性因子を示した（図１５）。同様に、ＲＲＥリガンドＳＴ３６７２３、ＳＴ４６１７２及びＳＴ５１３７８の添加は、ＮＣフィルター上のＲＲＥ保持を２．５−１５μＭで５０％阻害した（図１６）。これらのリガンドは、別々の実験において、ＲＲＥと特異的に相互作用すること及び低μモル濃度においてＲｅｖ−ＲＲＥ相互作用を阻害することが示されている。ＡＴＰ及び他のＮＴＰに対するＡＢ−ＲＮＡ含有ＳＣＡＮアッセーの異なる応答は、アッセーの特異性を反映している。この選択性を確認するために、知られたＲＮＡリガンドを、異種(heterolugous)ＲＮＡ標的を用いてＳＣＡＮ反応でテストした。図１７に示される通り、ＡＴＰはＲＲＥに基づくＳＣＡＮ反応において何の効果も示さなかった（中黒の四角）。反対に、ＲＲＥリガンドＳＴ３６７２３は、ＡＢ−ＲＮＡＳＣＡＮ系に何の影響も与えなかった（白抜き四角）。実施例７：高処理量スクリーニング方法の最適化上に述べた高処理量スクリーニング反応における異なる溶媒及び試薬の効果をテストした。ＤＭＳＯは、アッセープレートへの化合物の分配のための溶媒として典型的に使用される。本発明の実施にあたり、ＤＭＳＯは典型的に５％（ｖ／ｖ）の濃度で存在する。メタノール及びエタノールもまた、天然産物を含むいくつかの化合物コレクションの溶媒として使用される。還元性の環境を提供し、いくつかの化合物の望ましくない反応性を防ぐために、ジチオスレイトールを添加することができる。５０ｍＭトリスｐＨ７．５、２００ｍＭＮａＣｌ、１０ｍＭＭｇＣｌ₂、１００ｎＭＡＢ−ＲＮＡ、１μＭ酵母ｔＲＮＡ及び２５０ｎＭオリゴヌクレオチド６７Ｂを含む反応系について、様々な濃度の試薬の存在下において実施した。反応系への逓増する量のＤＭＳＯの添加は、ハイブリッド形成の減少をもたらした（図１８Ａ、中黒の円）が、反応は特異的リガンドの添加に対し感受性を保った（図１８Ａ、白抜きの円）。さらに、図１８Ａに示された通りの、５μＭＡＴＰによる、様々なＤＭＳＯ濃度において得られた阻害の程度は、ＤＭＳＯによっては顕著には影響されなかった（図１８Ｂ）。図１８Ｃ及び１８Ｄは、ＳＣＡＮ反応は様々な濃度のＤＴＴ、メタノール又はエタノールによっては影響されないことを示す。ＲＲＥをＲＮＡ標的として使用し、同様の結果が得られた。これらの結果は、ＳＣＡＮ反応は、高処理量スクリーニング手順において通常使用される溶媒及び試薬に対し良好な耐久性を有することを示す。ＳＣＡＮアッセーは、自動装置及び室温条件を含む高処理量フォーマットと十分互換性がある。試薬の送達及び濾過は、マルチスクリーン真空多岐管(Millipore，Bedford，MA)を備えた９６ウェルフォーマットの自動ピペッター(Wallac Oy， Turku，FinlandのQuadra-96)で行われ、シンチレーション計測は９６ウェルフォーマットのマイクロベータシンチレーションカウンター(Wallac Oy，Turku，Finland)内において、９６ウェルニトロセルロースフィルタープレート(Millipore, Bedford，MA)上で直接行われる。反応条件及び他のパラメーターは、反応時間を０．５から２時間内に保つために最適化されている。この手順の設計は、一人の科学者が週あたり８，０００にのぼる化合物をスクリーニングすることを許容する。図１９は、リガンド非存在下において５％ＤＭＳＯを含む４７５ＲＲＥＳＣＡＮ反応から得られた試料データを示す。アッセーは再現性が非常に高く、平均阻害はリガンド非存在下において０±８％の間であった。標準スクリーニング化合物濃度が２０μＭの場合、「ヒット」したものは、ハイブリッド形成を５０％阻害することが期待され、上記のバックグラウンドの「ノイズ」レベルから明確に区別しうるであろう。実施例８：平衡条件下のＳＣＡＮアッセーオリゴヌクレオチド及びリガンドが標的ＲＮＡと平衡に達する、即ちＲＮＡ：リガンド及びＲＮＡ：オリゴヌクレオチド複合体の存在量がそれらの相対的解離定数に依存する、スクリーニングアッセーを示すため下記の実験を行った。この形態を有するスクリーニングアッセーは、アッセーの様々な段階における時間の制約を除く利点を有する。さらに、リガンド結合と関連した熱力学パラメーターをアッセーの結果からより容易に導くことができる。様々な長さの一連のオリゴヌクレオチド及びＡＢＲＮＡを含む標的部位を用いて、ＡＴＰと十分に平衡する一群のオリゴヌクレオチドが識別されている（図２０上図に一例が示される）。使用されたオリゴヌクレオチドは太文字で示された配列と相補的である（図２０、上図）。１００ｎＭＡＢＲＮＡ及び５００ｎＭオリゴヌクレオチドを含む溶液を２時間２５℃で保温し、標的ＲＮＡ：オリゴヌクレオチド複合体をプレ形成させた。反応系を１００μＭＡＴＰ存在下又は非存在下で５倍に希釈することにより（最終濃度はＡＢＲＮＡ２０ｎＭ；オリゴヌクレオチド１００ｎＭ；ＡＴＰ１００μＭとなった）解離を開始させた。ハイブリッドのニトロセルロースフィルターへの結合を、上記の通り行った。結果（オリゴ：ＲＮＡ複合体の％で示される）は、動力学アッセーを用いた場合（即ち非平衡条件下）に見られたものに比べて、ＡＴＰによるおよそ６０％の阻害が見られたことを示す。実施例９：リガンド結合は、ＲＮＡのコンホメーション変化を誘発する下記に記載される実験は、リガンド結合に際してのＲＮＡ構造の安定化をモニターするために行われた。この実験において、試料の温度の上昇に従っての２６０ｎＭにおける吸光がモニターされた。温度の上昇はＲＮＡを展開させ、それにより個々の塩基がより多く紫外光を吸収するようになる。温度の変化に対する第１の吸光の誘導として、結果を図示的に示す（図２１）。データは、４０℃を中心とし、ＡＴＰ存在下でのみ起こる新しい明白な変異を示している。これらの結果は、ＡＴＰリガンドがＲＮＡ構造を安定化させることを示している。実施例１０：蛍光エネルギー転移を用いたＲＮＡリガンドの高処理量検出蛍光エネルギー転移（ＦＥＴ）は、蛍光ドナー及びアクセプター分子の対の存在に基づく。ドナープローブによる蛍光放出は、ドナープローブに接近した近位のアクセプタープローブに直接転移される。従って、プローブが十分接近している場合、ドナープローブの励起の際、ドナーが単独であるのに比べ、ドナー放出の減少及びアクセプター放出の増加が観察される。エネルギー転移の効率はドナー及びアクセプタープローブの距離の６乗に反比例し、従って、これらの効果の程度はプローブを隔てている距離を計算するのに使用できる。分子内ＦＥＴは、転移ＲＮＡ分子の構造をさぐるのに使用されている(Beardsley et al.，Proc.Na tl.Acad.Sci.USA，65:39，1970)。本発明において、ＦＥＴは標的ＲＮＡコンホメーションの変化をモニターするのに使用される。ただ１つの要件は、ドナー及びアクセプタープローブの間の距離が、異なるコンホメーション間で顕著に異なっていなければならないということである。Ａ．ＦＥＴが使用される本発明のいくつかの実施態様が下記に述べられる。１）図２２は、比較的単純なＡＢＣステムループＲＮＡ構造を示す。相補的配列Ｂ’Ａ’及びＣ’Ｂ’を含む合成ＲＮＡ標的が調製される（図２３）。この合成基質はまた、フルオレセイン（Ｆ）及びローダミン（Ｒ）でそれぞれ５’及び３’末端において二重に標識される。このＲＮＡは２つのとりうる構造をとることができる（図２３左及び右）。これらの構造のうち１つは、蛍光色素をＦＥＴに適した接近した近位に位置させる。ＲＮＡは、Ｆ及びＲ間の距離（図２３、右）が最小となるよう設計される。このことは２つの構造間の、最大のＦＥＴの差異を確実にし、相補的ＤＮＡオリゴヌクレオチドが図２３左の構造において適切なＦ−Ｒ距離を維持する必要がないようにする。２）図２４は、重畳（左）及び展開（右）形態の、同様のＡＢＣステムループ構造を示す。オルタナティブ構造が無いことにより、ステム−ループ構造は、ステム−ループがリガンドの結合により安定化された際にＦＥＴの差異が検出できるよう本質的に不安定でなければならなくなる。３）図２５は、複数の別個の標的構造（Ｘ、Ｙ及びＺ）を含む標的ＲＮＡ分子を示す。この場合、比較的長いＤＮＡオリゴヌクレオチドの使用は、重畳ＲＮＡ及びハイブリッド間のＦＥＴ差異を増加させるであろう。また、図２６に示されるような「捕捉測定」方法を使用することもできる。この実施態様において、標的ＲＮＡはラジオアイソトープ又はフルオロフォアで標識化され、ＤＮＡオリゴヌクレオチドはビオチニル化される。ハイブリッドの量は、ＳＰＡと関連してストレプトアビジン被覆ビーズで捕捉されることにより又は上に述べたＳＡに基づく方法のいずれかにより測定される。部分的ハイブリッドの形成によりおこりうる問題を避けるために、それぞれの標的部位に向けられた複数の別個のＤＮＡ鎖を使用することができる。この実施態様において、ＲＮＡはビオチンタグを運び、一方それぞれのＤＮＡ鎖はフルオレセイン（Ｆ）、テキサスレッド（Ｒ）及びＰ³²（Ｐ）等の異なる標識で標識化することができる（図２７）。このようにして、異なる方法によりそれぞれの一つを測定することにより、同一のＲＮＡ分子中の複数の標的を同時にテストすることができる。Ｂ．実験結果：３’−フルオレセイン標識化ＡＢ−ＲＮＡ（ＡＢ−ＲＮＡ−Ｆ）及び５’−ローダミン標識化オリゴヌクレオチド間のＦＥＴに基づくＳＣＡＮアッセーを測定する際に、コントロール実験において、蛍光標識を全く有しないオリゴヌクレオチドの添加に際して発生する、５３５ｎｍにおいてのフルオレセイン蛍光の実質的な増加が、予想に反して観察された（図２８Ａ）。５０ｍＭトリスｐＨ７．５、２００ｍＭＮａＣｌ、１０ｍＭＭｇＣｌ₂、及び６０ｎＭＡＢ−ＲＮＡ−Ｆを含む反応系を、サイトフルオアＩＩ(CytoFluor II)蛍光マルチウェルプレートリーダー(PerSeptive Bi osystems，Framingham，MA)中で、５３５ｎｍ放出（４８５ｎｍ励起）において、オリゴヌクレオチド６７Ｂ添加後の逓増する時間についてモニターした。結果は、蛍光放出はフルオレセイン部分がＡＢ−ＲＮＡの構造と関連した結果弱められたことを示唆した。フルオレセイン部分とＲＮＡの関連による５３５ｎｍにおける蛍光放出の達成しうる最大の変化を見積もるために、ＡＢ−ＲＮＡ− ＦのＲＮアーゼＡ分解に従っての５３５ｎｍにおける放出を測定したところ、始めの値より最大２倍増加することが分かった。蛍光分光光度計の高い再現性及び感受性のために、蛍光の２倍の増加は、感受性アッセーとして使用するためには十分なシグナルの変化より良く表す。従って、ＡＢ−ＲＮＡ−Ｆ及び標識化されないオリゴヌクレオチド６７Ｂを含むＳＣＡＮ反応においてＡＴＰ、ＧＴＰ及びＵＴＰの効果をテストした（図２８Ｂ）。結果は、ＡＴＰの添加が添加リガンドの非存在下において観察される蛍光の増加を特異的に阻害することを示す。このアッセーにおけるＡＴＰのためのＩＣ５０値（５ｍＭ）は、ＳＡＡＰに基づくＳＣＡＮアッセーにより得られた値と同一であった。期待された通りＵＴＰはずっと高い濃度において幾分かの効果を有していた一方、ＧＴＰは全く何の効果も無かった。従って、これらのデータは、ＳＣＡＮ反応におけるハイブリッド形成の測定のための、この手法の適切性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者リリー，ジェームズ・ダブリューアメリカ合衆国マサチューセッツ州02181, ウェルズリー，グリーンウッド・ロード・９ (72)発明者パクラ，アンドリュー・エーアメリカ合衆国マサチューセッツ州02173, レシキントン，ノーマンディー・ロード・ 26

Claims

【特許請求の範囲】１．所定の標的ＲＮＡ配列に結合するリガンドを識別するための高処理量方法であって、（ａ）前記標的ＲＮＡ配列に結合することが不明の複数の化合物をテストリガンドとして選択し；（ｂ）前記標的ＲＮＡ配列をそれぞれの前記テストリガンドの存在下で保温してテスト組み合わせを作製し；（ｃ）前記標的ＲＮＡ配列をテストリガンドの非存在下で保温してコントロール組み合わせを作製し；（ｄ）それぞれの組み合わせにおいて前記標的ＲＮＡ配列のコンホメーションを測定し；（ｅ）リガンドとして、コントロール組み合わせにおける前記標的ＲＮＡコンホメーションに比べてテスト組み合わせにおいて前記標的ＲＮＡコンホメーションにおける測定可能な変化を起こすいずれかのテストリガンドを選択し；（ｆ）複数の前記テストリガンドについて工程（ｂ）−（ｅ）を繰り返し、前記標的ＲＮＡ配列に結合するリガンドを識別する工程を含む方法。２．請求項１記載の方法であって、前記標的ＲＮＡコンホメーションにおける前記測定可能な変化が、前記標的ＲＮＡコンホメーションにおける、少ない重畳から多い重畳への、多い重畳から少ない重畳への、又は第１の重畳コンホメーションから第２のオルタナティブ重畳コンホメーションへの変化を含む方法。３．請求項１記載の方法であって、前記テスト及びコントロール組み合わせを、前記コントロール組み合わせにおける前記標的ＲＮＡ配列の検出可能なフラクションを変性させる条件に供する工程をさらに含む方法。４．請求項３記載の方法であって、前記供する工程が、温度の変更、塩濃度の変更、変性化合物の添加及びこれらの組み合わせのうち少なくとも１つを含む前記方法。５．請求項１記載の方法であって、前記標的ＲＮＡが長さ約５から約５００ヌクレオチドである方法。６．請求項１記載の方法であって、前記標的ＲＮＡが、放射核種、蛍光化合物、親和性標識及びこれらの組み合わせからなる群より選択される標識を含む方法。７．請求項１記載の方法であって、前記測定工程が：（ｉ）前記テスト及びコントロール組み合わせを、オリゴヌクレオチドが標的ＲＮＡ配列の所定のコンホメーションと優先的にハイブリダイズする条件下でオリゴヌクレオチドと接触させる工程；及び（ｉｉ）前記オリゴヌクレオチドとのハイブリッド中に存在する前記標的ＲＮＡ配列のフラクションを測定する工程を含む方法であって、（ｉｉ）において測定される前記フラクションが前記所定のコンホメーションにある標的ＲＮＡのフラクションを示す方法。８．請求項７記載の方法であって、前記オリゴヌクレオチドが、放射核種、蛍光化合物、親和性標識及びこれらの組み合わせからなる群より選択される標識を含む方法。９．請求項１記載の方法であって、前記標的ＲＮＡ配列がさらに第１の蛍光プローブ及び第２の蛍光プローブを含み、（ｉ）前記第１のプローブの前記蛍光放出波長の最大が前記第２のプローブの蛍光吸収波長の最大と重なり、（ｉｉ）前記第１のプローブ及び第２のプローブが標的ＲＮＡ内に位置し、それにより第１及び第２のプローブ間の蛍光エネルギー転移が、標的ＲＮＡが所定のコンホメーションにある場合のみ起こる方法。