JPH11509528A - 架橋性オリゴヌクレオチド - Google Patents

架橋性オリゴヌクレオチド

Info

Publication number
JPH11509528A
JPH11509528A JP9501849A JP50184997A JPH11509528A JP H11509528 A JPH11509528 A JP H11509528A JP 9501849 A JP9501849 A JP 9501849A JP 50184997 A JP50184997 A JP 50184997A JP H11509528 A JPH11509528 A JP H11509528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
oligonucleotide
sequence
nhco
phosphate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9501849A
Other languages
English (en)
Inventor
メイヤー,リッチ・ビー・ジュニア
ガンパー,ハワード・ビー
カットヤビン,イゴール・ブイ
ゴール,アレキサンダー・エイ
ペトリー,チャールズ・アール
タボーン,ジョン・シー
ハースト,ジェラルド・ディ
Original Assignee
エポック・ファーマシューティカルズ・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エポック・ファーマシューティカルズ・インコーポレイテッド filed Critical エポック・ファーマシューティカルズ・インコーポレイテッド
Publication of JPH11509528A publication Critical patent/JPH11509528A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/113Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/102Mutagenizing nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6839Triple helix formation or other higher order conformations in hybridisation assays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10Type of nucleic acid
    • C12N2310/15Nucleic acids forming more than 2 strands, e.g. TFOs
    • C12N2310/153Nucleic acids forming more than 2 strands, e.g. TFOs with the aid of a protein, e.g. recombinase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/30Chemical structure
    • C12N2310/31Chemical structure of the backbone
    • C12N2310/311Phosphotriesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/30Chemical structure
    • C12N2310/33Chemical structure of the base
    • C12N2310/335Modified T or U
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/30Chemical structure
    • C12N2310/35Nature of the modification
    • C12N2310/351Conjugate
    • C12N2310/3511Conjugate intercalating or cleaving agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 オリゴヌクレオチド(ODN)は、一本鎖RNA、または一本鎖もしくは二本鎖DNAにおける標的配列に相補的に配列、およびハイブリダイゼーションの後に標的配列をアルキル化するアルキル化官能基を含む。メッセンジャーRNAのごとき一本鎖RNAをアルキル化するのに適したODNはワトソンクリックの意味で標的配列に相補的である。二本鎖DNAをアルキル化するのに適したODNは少なくとも1つのアルキル化官能基を有し、フーグスティーンまたは逆フーグスィーンの意味で標的配列に相補的である。これらのODNにて、標的配列の両鎖をアルキル化する。ODNの第3のクラスは、二本鎖DNAの標的配列に相補的な連続的配列において少なくともほぼ26ヌクレオチド単位を有し、アルキル化官能基は連続的配列におけるヌクレオチド単位に共有結合している。このクラスのODNでのアルキル化または架橋はリコンビナーゼ酵素の存在下で起こる。

Description

【発明の詳細な説明】 架橋性オリゴヌクレオチド 発明の背景 1.関連出願の相互参照 本出願は、 (1)1993年1月26日に出願された米国出願第08/011,482号 の一部継続出願である1994年1月27日に出願された米国出願第08/22 6,040号の一部継続出願であり; (2)1988年9月28日に出願された米国特許出願第250,474号の 一部継続出願である、1989年5月18日に出願された米国出願第07/35 3,857号の一部継続出願である1993年4月20日に出願された米国出願 第08/049,807号の一部継続出願である1994年11月4日に出願さ れた米国出願第08/334,490号の一部継続出願であり; (3)1988年9月28日に出願された米国出願第07/250,474号 の一部継続出願である1989年5月18日に出願された米国出願第07/35 3,857号の一部継続出願である、1991年4月21日に出願された米国出 願第07/748,138号の一部継続出願てある、1994年1月7日出願の 米国出願第08/178,733号の一部継続出願である。 2.発明の分野 本発明は、1以上のヌクレオチド単位に共有結合した架橋剤を有し、古典的な ワトソンクリックによって、あるいはDNAまたはRNAの標的配列に対するHo ogsteenまたは逆Hoogsteen対合によって結合できるオリゴヌクレオチドに指向さ れる。本発明の架橋性オリゴヌクレオチドは治療、診断、DNAマッピングおよ び同様の調査または分析目的で利用することができる。 3.先行技術の記載 オリゴデオキシヌクレオチド(ODN)は、遺伝子の阻害のための配列特異的 医薬剤として大きな可能性を有する。化学的に合成されたODNは、相補的メッ センジャーRNA(mRNA)とのハイブリダイゼーションに際して、デュプレ ックスの形成を通じて特異的遺伝子産物の発現を阻害できる。より詳しくは、こ れらの「アンチセンス」ODNは、主として、標的mRNA配列のRNaseH −媒介切断を介してプロセッシングまたはメッセージの翻訳を阻害すると信じら れている。この阻害効果のため、アンチセンスODNは、抗−ウイルス、抗−寄 生虫、および抗癌剤として有用であり得る。しかしながら、「アンチセンス」技 術は、例えば、ヌクレアーゼ酵素、および細胞による摂取(または摂取の欠乏) によって、アンチセンスODNの分解に関するある種の基本的不利に悩まされる 。それらの特性を改良するためには、修飾された骨格をもつODNのごとき修飾 されたアンチセンスODN(オリゴヌクレオシドメチルホスホネートおよびホス ホルチオエート)が調製されている。しかしながら、ヌクレアーゼ酵素に対する 耐性のごときいくつかの特性の改良は、しばしば、細胞摂取および特異性の喪失 のごとき、他の特性に関する有害な効果を有することが見いだされている。 アンチセンスODNの有効性を改良するためのもう1つのアプローチは、ある 部位をアンチセンスODNに共有結合させることを含み、かかる部位はハイブリ ダイゼーションに際して標的RNAと直接的に相互作用し、したがって、ODN のアンチセンス活性を増強される。この点で使用される基はインターカレーティ ング基、およびハイブリダイゼーション後に標的RNAと共有結合する基である 。 抗−遺伝子ODN 合理的薬物デザインに対する「アプローチ」の変形は「抗−遺伝子」と呼ばれ る。アンチセンスODN標的一本鎖mRNA、抗−遺伝子ODNは二本鎖DNA にハイブリダイズし、その機能を阻害することができる。より詳しくは、抗−遺 伝子ODNは二本鎖DNA標的とで配列−特異的三本鎖複合体を形成し、かくし て、選択された標的遺伝子の複製または転写に干渉する。知られているように、 ある種のRNAウイルスおよび無核酸ウイロイドを除き、休眠プロウイルスDN Aゲノムのごとき、調節制御配列および非−発現遺伝子を含めた、DNAは全て の遺伝情報の貯蔵庫である。対照的に、アンチセンスODNについての標的、m RNAはDNAにコードされた情報の非常に小さなサブセットを表す。かくして 、抗−遺伝子ODNは広い適用可能性を有し、単にmRNAプロセッシングおよ び翻訳を阻害するアンチセンスODNよりも潜在的により強力である。 生細胞の核における抗−遺伝子ODNは染色体DNAとで配列−特異的複合体 を形成できる。得られたトリプレックスは標的二本鎖DNAの制限および/また は転写を阻害することが示されている。2つの標的核酸種(すなわち、DNAお よびRNA)の既知の安定性に基づき、DNA機能との抗−遺伝子干渉はmRN A機能の対応するアンチセンス阻害よりも長期に持続する効果を有する。 前記したごとく、抗−遺伝子療法は、ある種の条件下では、DNAは三本鎖複 合体を形成し得るという観察に基づく。これらの三本鎖複合体においては、第3 の鎖は、ワトソン−クリック塩基対合二重ラセンの主要溝に存在し、そこでは、 それは2つの親鎖のうちの1つと水素結合する。結合暗号は、第3の塩基による 塩基対合の認識を支配する(後記トリプレット、Hoogeteenまたは逆Hoogeteen対 合参照)。各場合において、第3の鎖の塩基がまず提示され、ワトソン−クリッ クデュプレックスにおける塩基対合が続き、トリプリット: A−A−T G−G−C T−A−T C−G−C が可能となる。 この塩基対合認識暗号のある種の制限は可能となったトリプリットから明らか である。まず、T−AおよびC−G塩基対の認識に対して能力はない;よって、 三重鎖形成はデュプレックスの1つの鎖のプリン塩基および他の鎖のピリミジン 塩基の試行に制限される。換言すれば、第3の鎖またはODNはデュプレックス の1つの鎖にのみ結合し、プリンに対してのみ結合できる。第2に、もしシトシ ンが第3の鎖に存在すれば(「C」)、それはプロトン化されて、G−C塩基対 のギアニンに水素結合できなければならない。シトシンのプロトン化についての pKaは4.6であり、これは、生理学的pHにおいて、C−G−C三連構造の 安定性が損なわれるようであることを示唆する。第3に、全ての場合において、 三連構造は、第3鎖塩基およびデュプレックス塩基対のプリン残基の愛だの2つ の水素結合によって維持される。従って、三本鎖複合体は、一般に、プリンおよ びピリミジン対の間の2つの(A−T)または3つの(G−C)水素結合の組合 せによって維持される親二本鎖DNA(ワトソン−クリックモチーフ)よりも不 安定である。 前記したごとく三本鎖形成の重要な不利は三本鎖形成の相対的に遅い反応速度 である。しかしながら、三本鎖形成は、現実的には細胞において普遍的であって 、その存在が当該分野でよく知られているリコンビナーゼ酵素によって細胞にお いて触媒され得る。三本鎖形成のかなり速い速度に加えて、リコンビナーゼ酵素 で触媒された三本鎖形成は、(非酵素−媒介三本鎖形成に関連したA−Tおよび G−C認識制限とは対照的に)普遍的配列認識の利点を供する。より詳しくは、 リコンビナーゼ酵素−媒介認識モチーフは全ての4種の塩基対を認識し、それに より、いずれの二本鎖DNA配列の標的化も可能とする。第2に、リコンビナー ゼ酵素および一本鎖ODNの間に形成された複合体である核蛋白質フィラメント は、小さい裸の抗−遺伝子ODNが行うよりも、かなり効果的な標的二本鎖DN A相同性を探し、かくして、効率的な三本鎖複合体形成に必要な抗−遺伝子OD Nの濃度を低下させる。第3に、酵素−媒介認識に関与する水素結合パターンお よび新規ラセン捩れのため、得られた三本鎖複合体は生理学的pHで安定である 。第4に、細胞組換え経路が利用されているので、高次クロマチン構造の該DN Aは標的化のために接近できるであろう。 遺伝子発現のレギュレーターとして、および化学治療剤としての配列−特異的 アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いる概念の最初のデモンストレーションは 、ZamecnikおよびStephenson(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:280(1978))によ って記載されている。これらの著者らは、小さいアンチセンスオリゴデオキシヌ クレオチドプローブは細胞培養におけるラウス肉腫ウイルスの複製を阻害でき、 また、RSVウイルスRNA転写はこれらの条件下で阻害されることを示した (Stephensonら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:285(1978))。また、Zamecnik ら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:4143(1986))は、HIVゲノムの一部に相 補的なオリゴヌクレオチドは細胞培養において蛋白質発現およびウイ ルス複製を阻害できることを示している。95%までの阻害が、約70μMのオ リゴヌクレオチド濃度で得られた。重要なことには、彼らは、オリゴヌクレオチ ドは無傷細胞に侵入し、代謝に対して合理的に安定であることを標識したホスフ ェート実験に関して示した。 架橋性アームを持つ標的配列へODNを結合させるごとき)阻害剤分子を標的 に共有結合させる概念は、化学療法適用において「活性−部位−特異的酵素阻害 剤」と言われるものを使用した、B.R.Baker,「Design of Active-Site-Direc ted Irreversible Enzyme Inhibitors」,Wiley,New York(1967)のパイオニア 業績に関する。架橋をオリゴヌクレオチドに取り込む概念は、幾人かの著者によ って時々議論されてきた。例えば、KnorreおよびValssov,Prog.Nucl.Acid Re s.Mol.Biol.32:291(1985)は、オリゴヌクレオチドの3’−または5’−末端 いずれかに結合したN−(2−クロロエチル)−N−メチルアニリン基を用い、 配列−指向性架橋(「相補的アドレスト修飾」)を議論している。Summertonお よびBartlett,J.Mol.Biol.,122:145(1978)は、そのC−4位でシトシン残基 に付着し、高度に反応性のブロモメチルケトン基で終わる8−原子鎖がグアノシ ンのN−7に架橋できることを示した。WebbおよびMatteucci,Nucleic Acids R es.,14:7661(1986))は、相補的鎖とゆっくりとした架橋ができる5−メチル− N,N−エタノシトシンを含有するオリゴヌクレオチドを調製した。DNAハイ ブリッド内のリンカーアームを介する概念的に関連するアルキル化において、Iv ersonおよびDervan,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85:4615(1988)は、圧倒的に 、リンカーを担う塩基からのグアニン塩化に位置する2つの対に対して、メチル チオエーテルのBrCN活性化によってトリガーされる、対向鎖メチル化を示し た。Vlassovら,in Gene 72(1988)313-322は、配列特異的結合、およびプラス ミドDNAの、2−クロロエチル−N−メチルアミノフェニル残基を含有するオ リゴヌクレオチド誘導体でのアルキル化を記載する。異なる架橋剤を用いる同様 の架橋がShawら,J.Am.Chem.Soc.,1991,113,7765-7766によって記載され た。 ODN、化学的に修飾されたODNおよびDNAまたはRNAの標的配列の複 製または翻訳に影響するまたはそれを阻害するそれらの能力は欧州特許出願86 309090.8、PCT国際公開WO8707611、米国特許第4,599, 303号、EP 0259186、PCT国際公開WO8503075、独逸特 許DE3310337、および刊行物Plakeら,Biochemistry 24:6137(1985);Um laufら,「Triple-helical DNA Pairing Intermediates Formed by recA Protein」 ,Biol.Chem.,265(28),16898-16912(1990);およびThuongら,「Chemical syn thesis of natural and modified oligodeoxynucleotides」,Biochemie,1985, 67,673-684に見い出すことができる。 DNAマッピング ODNまたは修飾したODNを利用する化学療法または潜在的化学療法に加え て、DNAマッピング(遺伝子マッピング)のために、すなわち、DNA配列ま たは部分的DNA配列のイン・ビトロ決定のための、広い分野が先行技術で開発 されている。かかるDNA配列決定(遺伝子マッピング)における重要な工程は 、標的DNAのより小さい断片への切断である。本発明の修飾されたODNこの 分野でも利用性を有する。 発明の概要 (1)1つの態様において、本発明は、内部または末端ヌクレオチド単位へと 、オリゴヌクレオチドに共有結合した少なくとも1つの架橋剤を有し、単一の標 準的標的配列に十分相補的な塩基配列を有して、標的配列とでワトソン−クリッ ク結合複合体を配列特異的に形成し、しかる後、標的配列と共有結合的に反応す るオリゴヌクレオチド(ODN)に関する。かかるODNは(メッセンジャーR NAを標的とする)アンチセンス剤および診断および分析目的の配列特異的プロ ーブとして治療目的で使用できる。 (2)第2の態様において、本発明は、内部または末端ヌクレオチド単位へと 、オリゴヌクレオチドに共有結合した少なくとも2つの親電子架橋剤を有し、か つ二本鎖DNAにおける標的配列に対してフーグスティーン(Hoogsteen)また は逆フーグスティーン(Hoogsteen)対合の意味において相補的であるODNに 関 する。該2つの架橋剤はODNの2つの異なる部位に結合することができる。別 法として、ODNの一方側に結合した架橋剤は2つの架橋性官能基を有し、従っ て、効果的には、2つの架橋剤よりなる。本発明のこの態様により構築したOD Nは、二本鎖DNAの標的配列とで(フーグスティーン(Hoogsteen)または逆 フーグスティーン(Hoogsteen)の意味において)配列特異的三本鎖複合体を形 成し、架橋剤は標的DNA配列の両ストランドで求核部位と反応する。本発明の この態様によるODNは、ウイルス、菌類、寄生虫、細菌または悪性細胞のごと き、侵入する細胞、生物または病原体のDNAを標的化する抗−遺伝子(化学療 法)剤として有用である。また、本発明の本態様によるODNは、DNA配列決 定、遺伝子マッピングおよび関連するイン・ビトロ分析および診断手法のための ツールとしても有用である。従って、標的DNAは配列決定すべき(「マッピン グすべき」)またはイン・ビトロで分析もしくは調査すべき遺伝子または他のデ ュプレックスであってよい。 (3)第3の態様において、本発明は、二本鎖DNAにおける標的配列と相同 な少なくともほぼ26ヌクレオチド単位を実質的に連続的配列において有するO DNに関する。(当業者ならば、二本鎖ODNの1つのストランドの標的配列に 相同なODNの配列がDNAのおける同一標的配列の第2ストランドに対しても ワトソン−クリックの意味において相補的であることを容易に理解するであろう )。本発明の本態様によるODNは、内部または末端ヌクレオチド単位へと、オ リゴヌクレオチドに共有結合した1以上の親電子架橋剤を有する。イン・ビトロ においては、およびリコンビナーゼ酵素の存在下において、これらのODNは、 全長の「4文字暗号」ワトソン−クリックタイプの認識モチーフに基づいて二本 鎖DNAの標的配列とで配列特異的複合体およびDNAの少なくとも1つのスト ランドとで架橋を形成することができる。また、イン・ビボにおいては、細胞に おけるリコンビナーゼ酵素の存在のため、本発明の本態様によるODNは、二本 鎖DNAの標的配列とで複合体および標的の少なくとも1つのストランドとで架 橋を形成する。本発明の本態様では、架橋性官能基は好ましくはODNの内部に あるヌクレオチド単位に結合する。 架橋性官能基は、典型的には、(アルキル、アルコキシ、アミノアルキルまた はアミドアルキル鎖のごとき)リンカーアームおよび、DNAまたはmRNAの 標的配列とで複合体化した後、標的DNAと反応してそれとの共有結合を形成で きる親電子反応性基を含む。修飾されたODNおよび標的配列との間の共有結合 形成の結果、標的配列の複製および/または発現は阻害され、あるいは、診断ま たはマッピング適用においては、標的を「標識し」、あるいは切断用の部位を創 製する。 共有結合した架橋剤を有することに加えて、本発明のODNは、天然に生じる リボヌクレオチドおよびデオキシリボヌクレオチドに対して、糖ならびにリン酸 部位の、複素環塩基の修飾のごとき、他の修飾を有することもできる。架橋剤は 複素環塩基、糖または修飾糖、またはリン酸または修飾リン酸部位に結合させる ことができる。 発明の詳細な記載 一般的具体例 当該分野で知られているように、オリゴヌクレオチド(ODN)は、リン酸エ ステル結合によって相互に結合したヌクレオチドの鎖よりなる。各ヌクレオチド は、典型的には、複素環塩基(核酸塩基)、該複素環塩基に結合した糖部位、お よび該糖部位のヒドロキシル官能基をエステル化するリン酸部位よりなる。主要 な天然に生じるヌクレオチドは、複素環塩基としてのウラシル、またはチミジン 、シトシン、アデノシンおよびグアニン、および糖部位としてのリボースおよび デオキシリボースを含む。塩基ヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドの構造化 学の前記した簡単な要約を記載したのは、本発明の広い意味では、後記にて詳細 に記載するごとく、少なくとも1つの化学的架橋剤基は、RNA、一本または二 本鎖DNAの標的配列に相補的なオリゴヌクレオチドに結合するからである。 本発明のオリゴヌクレオチドは(唯一のまたは主要な糖成分としてリボースを 含有する)リボヌクレオチド、(主要糖成分としてデオキシリボースを含有する )デオキシリボヌクレオチドを含むことができ、確立された技術水準において、 修飾された糖または糖アナログを本発明のODNに取り込むことができる。かく し て、リボースおよびデオキシリボースに加えて、糖部位はペントース、デオキシ ペントース、ヘキソース、デオキシヘキソース、グルコース、アラビノース、キ シロース、リキオース、および糖「アナログ」シクロペンチル基であってよい。 該糖はピラノシルまたはフラノシル形態であってよい。本発明の修飾されたOD Nにおいて、糖部位は、好ましくは、リボース、デオキシリボース、アラビノー ス、2−フルオロ−2−デオキシリボースまたは2−Q−メチルリボースのフラ ノシドであり、糖はαまたはβアノマー立体配置にて各複素環塩基に結合するこ とができる。これらの糖または糖アナログの、およびかかる糖またはアナログが 複素環塩基(核酸塩基)に結合した各「ヌクレオチド」の調製は自体公知であり 、かかる調製を1以上の特別の実施例にて供する程度以外は本明細書に記載する 必要がない。好ましくは、糖部位はリボフラノース、2−デオキシリボフラノー スまたはβ立体配置の2−フルオロ−2−デオキシリボフラノースである。 本発明の修飾されたオリゴヌクレオチドにおける糖または糖アナログ部位に結 合できるリン誘導体(または修飾されたリン酸基)は、モノホスフェート、アル キルホスフェート、アルカンホスフェート、ホスホロチオエート、ホスホロジチ オエート等であり得る。前記リン酸アナログの調製、およびそれらのヌクレオチ ド、修飾されたヌクレオチドおよびODNへのそれらの取り込みは、それ自体公 知であり、本明細書に記載する必要がない。好ましくは、本発明の治療オリゴヌ クレオチドに取り込まれたリン酸誘導体は「単純な」リン酸であり、これはヌク レオチド結合間でリン酸ジエステルを形成し、本発明の修飾されたODNの3’ および5’末端において架橋剤を担うことができる。この点に関し、リコンビナ ーゼ酵素はかかる「単純な」リン酸およびデオキシリボース骨格を認識すること な注意されたし。架橋剤は実質的に後記にて説明する。 本発明の修飾されたODNに取り込まれる複素環塩基、または核酸塩基は天然 に生じる主要なプリンおよびピリミジン塩基(すなわち、前記したウラシル、ま たはチミジン、シトシン、アデニンおよびグアニン)、ならびに該主要塩基の天 然に生じるおよび合成修飾であってもよい。当業者ならば、種々の複素環塩基お よび種々の糖部位(および糖アナログ)を含む非常に多数の「合成」非天然ヌク レオシドは先行技術で利用可能となり、適用されるワトソン−クリック、フーグ スティーンまたは逆フーグスティーンの意味において適用される、RNAまたは DNAの標的配列に「相補的」であるごとき)本発明の他の基準が満足される限 り、本発明の新規ODNは天然に生じる核酸の主要な5つの塩基成分以外の1ま たは数個の複素環塩基を含み得ることを認識するであろう。しかしながら、好ま しくは、本発明の修飾されたODNにおける複素環塩基はウラシル−5−イル、 シトシン−5−イル、アデニン−2−イル、アデニン−7−イル、アデニン−8 −イル、グアニン−7−イル、グアニン−8−イル、4−アミノピロロ[2,3 −d]ピリミジン−5−イル、2−アミノ−4−オキソピロロ[2,3−d]ピ リミジン−5−イル、4−アミノピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−3−イル 、または4−アミノ−6−オキソピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−3−イル 基から選択され、ここに、プリンは9−位を介してオリゴヌクレオチドの糖部位 に結合し、ピリミジンは1−位を介して、ピロロピリミジンは7−位を介して、 およびピラゾロピリミジンは1−位を介してオリゴヌクレオチドの糖部位に結合 する。 本発明において取り込まれる架橋剤は、(1)各架橋剤はODN上の部位に共 有結合しなければならず、(2)その長さおよび立体配位は、(酵素の助けられ または助けなくして)、ODNが標的とハイブリダイズしまたはそれと複合体化 した後に、標的配列における適当な反応部位にそれが到達できるようなものでな ければならず、(3)標的配列の反応性基と反応する反応性基を有しなければな らないという要件を満たす必要がある。前記したごとく、架橋剤は、ODNの複 素環塩基に、糖または修飾された糖残基に、またはリン酸または修飾されたリン 酸官能基に共有結合することができる。架橋剤のODNへのいずれの共有結合も 、および2以上の架橋剤のODNへの共有結合のいずれの組合せも本発明の広い 範囲内のものである。 単純な言葉では、架橋剤それ自体は概念的には2つの群または部位に分けるこ とができ、すなわち、典型的にはかつ好ましくは親電子脱離基(L)である反応 性基、およびODN上の各部位に脱離基Lを結合させる「アーム」(A)である 。 脱離基Lは、例えば、クロロ、ヨード、SO2R"'、またはS+R"'R""のごとき 基から選択することができ、ここに、R"'およびR""の各々は独立してC1-6ア ルキルまたはアリールであるか、あるいはR"'およびR""は一緒になってC1-6 アルキレンブリッジを形成する。クロロ、ブロモおよびヨードが好ましい。これ らの基の中では、−COCH2Iのごときハロアセチル、−N−[(CH22− Cl]2のごとき「窒素マスタード」が好ましい。脱離基はその脱離能力によっ て改変されるであろう。特定の脱離基の性質および反応性に応じて、使用すべき 基が各々の場合に選択されて、不可逆的結合プローブの所望の特異性を与える。 前記したごとく「アーム」(またはリンカーアーム)Aは概念的には脱離基I にODNを共有結合させる単一の存在と見ることができ、かつODNに対する所 望の距離および立体的位置に脱離基Lを維持するが、実際的には、「アーム」A は合成スキームに従って構築することができ、ここに、二官能性分子はその最初 の官能基を介して(例えば、3’または5’末端に対するリン酸エスチル結合に よって、あるいは複素環塩基に対する炭素−対−炭素結合によって)ODNに共 有結合し、また、その第2の官能基(例えば、アミン)を介して、脱離基を担持 する「ヒドロキシカルボニルブリッジ」(アルキルブリッジ、アルキルアリール ブリッジまたはアリールブリッジ等)にも共有結合される。 かくして、架橋性官能基の一般式は−A−L、または−A−L2であり、ここ に、Lは前記定義の脱離基であって、AはODNに共有結合した部位である。A 「アーム」部位それ自体は標的DNA配列とODNとのハイブリダイゼーション の条件下で非反応性(脱離基Lを介する以外)であるべきで、脱離基Lを、所望 の立体障害位置および標的配列におけるグアノシン残基のN−7位のごとき反応 の所望の部位から所望の距離に維持するべきである。一般的にいって、A基の長 さはほぼ2ないし50個の炭素の通常のアルキル鎖の長さと等しくあるべきであ る。 架橋官能基の好ましい具体例のクラスについてのより特異的式の例は、 −(CH2q−Y−(CH2m−L であり、ここに、Lは前記した脱離基であり、mおよびqの各々は独立して包括 的に0ないし8であり、ここに、Yは「官能性連結基」と定義される。「官能性 連結基」は2個の官能基、例えば、−NH2および−OH、または−COOHお よび−OH、または−COOHおよび−NH2を有する基であり、該官能基は( CH2qおよび(CH2mブリッジを連結できる。また、アセチレン末端(HC ≡C−)はYの前駆体として適当な官能基である。何故ならば、それは後記する ごとく、ある種の複素環にカップリングさせ、しかる後に水素化できるからであ る。 架橋剤の好ましい具体例の他の例およびより特別の式は、 −(CH2q−NH−CO−(CH2m−(X)n−N(R1)−(CH2p− L、および −(CH2q’−O−(CH2)q”−NH−CO−(CH2m−(X)n−N (R1)−(CH2p−L であり、ここに、q、mおよびLは前記定義に同じであり、q’は包括的に3な いし7であり、q”は包括的に1ないし7であり、Xはフェニルまたは(クロロ 、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ置換フェニルのごとき)単純に置 換フェニルであり、nは0または1であり、pは1ないし6の整数であり、R1 はH、低級アルキルまたは(CH2p−Lである。好ましくは、pは2である。 当業者ならば、構造−N(R1)−(CH22−Lは優れたアルキル化剤のクラ スである「窒素マスタード」を記載することを認識するであろう。本発明の範囲 内にある特に好ましいものは、修飾された−ODNであり、ここに、架橋剤は官 能基−N(R1)−(CH22−Lを含み、ここに、Lはハロゲン、好ましくは 塩素であり;より好ましいのは修飾されたODNであり、ここに、架橋剤は基− N−[(CH22−L]2)(「官能性」N−マスタード)を含む。 架橋剤の特に好ましい部分構造は基: −CO−(CH23−C64−N−[(CH22Cl]2− を含む。特に好ましい具体例において、前記架橋性基は、以下の式: R’−O−(CH26−NH−CO−(CH23−C64−N−[(CH22 Cl]2 [式中、記号R’はODNの5’および3’末端を表す] を持つ、ODNの5’および3’にテイルを担持するn−ヘキシルアミンに結合 される。 特に(2’−デオキシウリジンの5−位に対するごとき)オリゴヌクレオチド における複素環に結合した場合、A−L基の他の例は3−ヨードアセトアミドプ ロピル、3−(4−ブロモブチルアミド)プロピル、4−ヨードアセトアミドブ チルおよび4−(4−ブロモブチルアミド)ブチル基である。 他の好ましい具体例において、架橋性官能基は複素環塩基に、例えば、ODN のブロックを形成する2’−デオキシウリジン酸のウラシル部位に共有結合する 。該結合はアミノ基の仲介により起こり、すなわち、「アーム−脱離基組合せ」 (A−L)はODNの5−アミノ−2’−デオキシウリジン酸形成単位に結合さ せることができる。さらに他の好ましい具体例において、「アーム−脱離基組合 せ}(A−L)は炭素−対−炭素結合によってODNの2’−デオキシウリジン 酸形成単位に結合させる。一般に、5−置換−2’−デオキシウリジンは、反応 図式1に示すごとく、Robinsら(Can.J.Chem.60:554(1982); J.Org.Chem.4 8:1854(1983))の一般的手法の適用によって得ることができる。この適用による と、置換1−アルキンの5−ヨード−2’−デオキシウリジンへのパラジウム− 媒介カップリングによりアセチレンがカップリングした生成物を得る。該アセチ レンdUrdアナログを例えばラネーニッケルで還元して飽和化合物が得られ、 これを、次いで、後記する自動DNA合成器で用いる試薬への直接変換で用いる 。反応図式1において,qは前記定義に同じであり、Y’はY(前記定義)また はYの適当に保護された誘導体である。Y’は保護されたアミンのごとき適当に 保護された求核官能基で終わる基としても定義できる。この反応図式において5 −ヨード−2’−デオキシウリジンにカップリングさせることができる試薬の例 はHC≡CCH2OCH2CH2N(CO)264(フタルイミドエトキシプロピ ン)、HC≡CCH2OCH2CH2CH2NHCOCF3(トリフルオロアセトア ミドエトキシプロピン)、HC≡CCH2N(CO)264(フタルイミドプロ ピン) およびHC≡CCH2NHCOCF3(トリフルオロアセトアミドプロピン)であ る。 これらの例において、本反応図式で得られるヌクレオシドを所望のODNに取 り込み、架橋剤のアルキル化部分を、各フタルまたはトリフルオロアセチルブロ ッキング基の除去後のみに「Y」の末端アミノ基に結合させる。 「アーム−脱離基組合せ」(A−L)のもう1つの特に好ましい例は、ODN の5−(3−アミノプロピル)−2’−デオキシウリジン形成単位のアミノ官能 基への、窒素−マスタードタイプのアルキル化剤(または他のアルキル化剤)の 結合である。5−(3−アミノプロピル)−2’−デオキシウリジンヌクレオシ ド部位を含むODN合成用の適当なヌクレオチド形成単位は、Meyerら,J.Am. Chem.Soc.1989,111,8517の教示により、反応図式1と同様にして得ることがで きる。この特に好ましい具体例において、5−(3−アミノプロピル)−2’− デオキシウリジン部位を有するヌクレオチドをルーチン的合成によってODNに 取り込み、2,3,5,6−テトラフルオロフェニル−4’[ビス(2−クロロ エチル)アミノ]フェニルブチレート(クロラムブシル 2,3,5,6−テト ラフルオロフェニルエステル;クロラムブシル自体は商業的に入手可能である) のごとき「窒素マスタード」の活性化形態とODNとを反応させることによって 、架橋性官能基を導入する。 架橋剤が複素環塩基に結合されるヌクレオチドの他の例は2’−デオキシ−4 −アミノピラゾロ[3,4−d]ピリミジン誘導体である。これらの誘導体の一 般的構造は式1にて後記する。A−Lは前記したごとく架橋剤の「アーム」およ び「脱離基」を表す。R1は前記した糖部位を表し、R4およびR6は独立してH 、OR、SR、NHOR、NH2またはNH(CH2tNH2であり、ここに、R はHまたはC1-6アルキル、tは0ないし12である。これらの化合物は出典明 示して本明細書の一部とみなすKobnayashi,in Chem.Phar.Bull.21:941-951( 1973)の教示に従い、3,4−ジ置換および3,4,6−トリ置換ピラゾロ[3 ,4−d]ピリミジンから作成できる。 本発明の修飾されたODNの構造につきさらに一般的に言及すると、ボール− およびスティックモデルおよび高分解能コンピューターグラフィックスによる二 本鎖DNAの精査により、プリンの7位およびピリミジンの5位は二本鎖核酸の B−形成デュプレックスの主要溝に存在することが示される。これらの位置は、 塩基のハイブリダイゼーション特性に干渉することなく、かなりの嵩の側鎖で置 き換えることができる。これらの側鎖アームは、dThdまたはdCydの誘導 体化によって、または複素環塩基の直接的全合成、続いての糖鎖付加によって導 入することができる。これらの修飾されたヌクレオシドは、自動DNA合成器で のオリゴヌクレオチドへの取り込みのために、適当に活性化されたヌクレオチド に変換することができる。アデニンのアナログであるピラゾロ[3,4−d]ピ リミジンでは、架橋性アームをプリンの7位と同等の3位に結合させる。 架橋性側鎖(アーム=A)はプリン7または8位から主要溝を横切ってピリミ ジン5位、ピロロピリミジン5位またはピラゾロピリミジン3位に到達し、修飾 されたアナログを含有する塩基対上(オリコーマー3’側)に位置するプリン( 好ましくはグアニン)のN−7と反応するのに十分な長さであるべきである。架 橋性側鎖(アーム=A)は、塩基が二本鎖複合体内のもう1つの塩基と対合する 場合、塩基から話して官能基を保持する。前記したごとく、広くは、アームAは 2ないし50個の炭素の通常のアルキルと同等の長さである。好ましくは、アー ムは1ないし12個の炭素原子のアルキレン基、2ないし12個の炭素原子およ び1ないし2個のオレフィン結合のアルケニレン基、2ないし12個の炭素原子 および1または2個のアセチレン結合のアルキニレン基、あるいは末端の地点が オキシ、チオ、アミノまたはその化学的にブロックされた誘導体(例えば、トリ フルオロアセトアミド、フタルイミド、CONR’、NR’COおよび SO2NR’、ここに、R’=HまたはC1-6アルキル)のごとき求核基で置換さ れた基を含む。脂肪族または芳香族アミンを含めたかかる官能基は、求核特性を 呈し、例示的架橋性官能基の成分として前記した −(CH2m−L、 −CO−(CH2m−(X)n−N(R1)−(CH2p−L、および −CO−CH2−L のごとき基への結合地点として働くことができる。 (YがNH2のごとき求核基で終わる−(CH2q−NH2または−(CH2q −Y基のごとき)、架橋性官能基A−L、またはその適当に前駆体を担持するヌ クレオシドまたはヌクレオチド単位を調製した後、本発明の修飾されたオリゴヌ クレオチドのさらなる調製を技術水準に従って進めることができる。かくして、 オリゴヌクレオチドを調製するには、保護された基をヌクレオシドまたはヌクレ オチドに導入し、該化合物をオリゴヌクレオチドの合成で使用するために活性化 する。保護され活性化された形態への変換は、いくつかのレビューに詳説されて いる2’−デオキシヌクレオシドにつき記載されている手法に従う。Sonveaux, Bioorganic Chemistry,14:272-325(1986); Jones,in「Oligonucleotide Synth esis,a Practical Approach」,M.J.Gait編,IRL,Press,23-34(1984)参照。 正しいヌクレオチドが順次に結合されて、標的DNAまたはRNA注のヌクレ オチドの配列に相補的にヌクレオチド鎖を形成する点で、DNAおよびRNAヌ クレオチドについてのものと同様に、活性化されたヌクレオチドをオリゴヌクレ オチドに取り込む。ヌクレオチドは酵素によりまたは化学合成を介して取り込む ことができる。ヌクレオチドは、「Oligonucleotide Synthesis;A Practical Ap proach」,前掲中の手法に従い、それらの5’−O−ジメトキシトリチル−3’− (N,N−ジイソプロピル)ホスホルアミドシアノエチルエステル誘導体に変換 し、合成オリゴヌクレオチドに取り込む。次いで、当該分野で一般的に知られた 手法により合成後アミノリシスによって、N−保護基を、他のオリゴヌクレオチ ドブロッキング基とともに除去する。 好ましい具体例において、使用する特定の合成器の手法および指示に従い、活 性化されたヌクレオチドを直接自動DNA合成器で使用することができる。オリ ゴヌクレオチドは、標準的な商業的ホスホルアミドまたはH−ホスホネート化学 を用い、合成器で調製することができる。 ハロアシル基(CO−CH2−L、ここに、Lは実施例1についてのハロゲン )または−CO−(CH2m−(X)n−N(R1)−(CH2p−L基(より好 ましくは、CO−(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2)のごとき脱 離 基を含有する部位を、オリゴヌクレオチドへの取り込みおよびすべてのブロッキ ング基の除去に従い、アミノアルキルまたは基((CH2p−Y)に付加するこ とができる。例えば、α−ハロアセトアミドの付加は、アミノ基の正の電荷の除 去に対応する、HPLCでの修飾化合物の変化した移動によって、および2−ア ミノエタンジオールとの反応によって元のアミノカルキル−オリゴヌクレオチド と同様の逆相HPLC移動度を持つ誘導体を得る正の電荷の引き続いての再付加 によって確認することができる。 例えば、式−(CH2q−Y(Yはアミンで終わる)によって架橋剤(A−L 部位)がオリゴヌクレオチドの3’および5’末端に結合される状況において、 オリゴヌクレオチド合成を行ってまず該アミノアルキルテイルを持つオリゴヌク レオチドが得られ、次いで、これに前記したハロアシル基(CO−CH2−L) または−CO−(CH2m−(X)n−N(R1)−(CH2p−Lのごときアル キル化部位を導入する。 一般的には、本発明のオリゴヌクレオチドはほぼ3000までのヌクレオチド を含むことができるが、後記するごとくより短いオリゴヌクレオチドが好ましい 。 アンチセンス療法用の架橋正オリゴヌクレオチドおよび一本鎖DNAおよびR NA用のプローブの適用 本発明の第1の広い態様において、本発明のODNを用いて、メッセンジャー RNAのごとき一本鎖RNAまたは一本鎖DNAと架橋結合でハイブリダイズさ せる。デュプレックス形成およびメッセンジャーRNAとの架橋は、メッセンジ ャーRNAを不能とすることによって、それが蛋白質の合成の結果となる遺伝子 発現を阻害する点で、治療目的(アンチセンス)で供することができる。イン・ ビトロ系におけるハイブリダイゼーションおよび架橋は診断および分析目的で供 することができる。本発明の態様に関するODNの利用の各場合において、OD Nはワトソンクリックの意味において一本鎖RNAまたは一本鎖DNAにおける 標的配列に相補的な(または実質的に相補的な)ヌクレオチド配列、および少な くとも1つの共有結合架橋剤を有する。ハイブリダイゼーションプローブとして 本 発明のODNを利用するさらなる記載および一本鎖DNA(ヒトパピローマウイ ルス(HPV)およびヒトサイトメガロウイルス(HCV)配列の断片)への配 列特異的架橋の証拠ならびに関連実験は後記する。 プローブは当該分野で典型的に使用されるいくつかの方法のうちのいずれによ っても標識することができる。通常の検出方法は3H、125I、35S、14Cまたは32 P表式プローブ等でのオートラジオグラフィーの使用である。他のレポーター 基は、蛍光体、化学ルミネセンス剤および酵素で標識した抗体に結合するリガン ドを含む。別法として、プローブを蛍光体、化学ルミネセンス剤、酵素および酵 素基質のごとき標識と直接的に結合させることができる。別法として、同一成分 を、標識を結合したリガンドと反応性の抗体のごときリガンド−抗リガンド複合 体を介して間接的に結合させることができる。標識の選択は、必要な感度、プロ ーブとの結合の容易性、安定性要件および利用可能な装置に依存する。 標識の選択は、標識がプローブに取り込まれる方法を指示する。放射性プロー ブは、典型的には、所望の放射性同位体を含有する商業的に入手可能なヌクレオ チドを用いて作成される。放射性ヌクレオチドは、例えば、DNA合成器を用い ることによって、ニックトランスレーションによって、ターミナルトランスフェ ラーゼでのプローブの3’末端における放射性塩基のテイリングによって、放射 性dNTPの存在下でDNAポリメラーゼのクレノウ断片を持つ特異的インサー トを有するM13プラスミドをコピーすることによって、プローブに取り込むこ とができる。 非放射性プローブを、シグナル(例えば、蛍光体、化学ルミネセンス剤または 酵素)で直接的に標識することができ、あるいはリガンドと結合させることによ って間接的に標識することができる。例えば、リガンド分子をプローブに共有結 合させることができる。次いで、このリガンドを、酵素または光反応性化合物の ごとき、本来的に検出可能であるか、あるいは検出可能シグナルに共有結合され る受容体分子に結合させる。リガンドおよび抗体は広く変化させることができる 。リガンドが天然「抗リガンド」、すなわち、ビオチン、チロキシンおよびコル チゾルのごときリガンドを有する場合は、それはその標識した天然に生じる抗リ ガ ンドと組み合わせて用いることができる。別法として、いずれのハプテンまたは 抗原性化合物m適当に標識された抗体と組み合わせて使用することができる。好 ましい標識方法は、出典明示して本明細書の一部とみなすLanferら,Proc.Natl. Acad.Sci.USA 78:6633-6637(1981)に開示されてごとく、オリゴヌクレオチド のビオチン−標識アナログを利用する。 レポーター基として注目する酵素は、一義的には、ヒドロラーゼ、特にホスア ァターゼ、エステラーゼ、ウレアーゼおよびグリコシダーゼ、またはオキシドレ ダクターゼ、特にペルオキシダーゼとなろう。蛍光化合物はフルオレセインおよ びその誘導体、ローダミンおよびその誘導体、ダンシル、ウンボリフェロン、希 土類等を含む。化学ルミネセンス体はルシフェリン、アクリジニウムエステルお よび2,3−ジヒドロフタラジンジオン、例えばルミナールを含む。 特別のハイブリダイゼーションは臨界的ではなく、研究者の好みおよび要望で 変化するであろう。約20%ないし約60%容量、好ましくは約30%の極性有 機溶媒を含む種々のハイブリダイゼーション溶液を使用できる。通常のハイブリ ダイゼーション溶液は約30−60%v/vホルムアミド、約0.5ないし1M 塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリスHCl、PIPESまたはHEP Sのごとき約0.05ないし0.1M緩衝液、ドデシル硫酸ナトリウムのごとき約 0.05%ないし0.5%の洗剤、および1−10mM EDTA、0.01%な いし5%フィコール(約250−500kdal)、および0.01%ないし1 0%ウシ血清アルブミンを使用する。また、典型的なハイブリダイゼーション溶 液には、0.1ないし5mg/mlからの未標識担体、例えば、部分的に切断さ れた子ウシ胸腺またはサケ精子DNA、および/または部分的に切断された酵母 RNAおよび所望により0.5重量/容量%ないし2重量/容量%グリシンが含 まれる。アニオン性ポリアクリレートまたはポリメチルアクリレートのごとき、 種々の極性水溶性または膨潤性剤、およびデキストラン硫酸のごとき荷電糖ポリ マーを含む容量排除剤のような他の添加剤を含むこともできる。 特別のハイブリダイゼーション技術は、本発明では必須ではない。ハイブリダ イゼーション技術は一般に「Nucleic Acid Hybridization,A Practical Approach」,HamesおよびHiggins編,IRL Press,1985: GallおよびPardue,Proc . Natl.acad.Sci.,USA.63:378-883(1969);およびJohnら,Nature,223:582- 587(1969)に記載されている。ハイブリダイゼーション技術では改良がなされる ので、それらを容易に適用することができる。 ハイブリダイゼーション溶液に存在する標識プローブの量は広く変化すること ができる。一般に、化学量論量の標的核酸を超える実質的過剰のプローブを使用 して、標的DNAまたはRNAに対するプローブの結合の率を増強させる。 ハイブリダイゼーションの種々の程度のストリンジェンシィーを使用すること ができる。ハイブリダイゼーションの条件がよりストリンジェントとなると、安 定なデュプレックスを形成するためのプローブおよび標的の間に大きな相補性度 がなければならない。ストリンジェンシィーの程度は、温度、イオン濃度、極性 有機溶媒の包含等によって制御できる。例えば、使用する温度は、通常、約20 ℃ないし80℃、通常25℃ないし75℃の範囲であろう。例えば、50%ホル ムアミド中の15−30ヌクレオチドのプローブでは、最適の温度範囲は22− 65℃で変化し得る。ルーチン的実験により、室温で満足できるハイブリダイゼ ーションを可能とする条件を規定することができる。また、ハイブリダイゼーシ ョンのストリンジェンシィーは、便宜には、約20%ないし約50%の範囲内の ホルムアミドの濃度の操作を通じて反応体溶液のイオン強度および極性を変化さ せることによって変化させる。 反応容器を商業的に入手可能な音波浴に浸漬することによる超音波での処理は 、しばしば、ハイブリダイゼーション速度を加速することができる。 使用する特定のハイブリダイゼーション溶液に適した温度および時間でのハイ ブリダイゼーションの後、プローブ−標的ハイブリッドが結合するガラス、プラ スチックまたはフィルター支持体を、典型的には同様の試薬(例えば、塩化ナト リウム、緩衝液、有機溶媒および洗剤)を含有するハイブリダイゼーション溶液 として供された洗浄溶液に導入する。これらの試薬はハイブリダイゼーション媒 体と同様の濃度であってよいが、しばしば、それらはよりストリンジェントな洗 浄条件が望まれる場合低濃度である。支持体を洗浄溶液に維持される時間は数分 から数時間以上まで変化させることができる。 ハイブリダイゼーションまたは洗浄媒体はストリンジェントであり得る。適当 なストリンジェントな洗浄の後、正しいハイブリダイゼーション複合体が今や標 識の性質にて検出できる。 プローブを標識に直接的に結合させることができる。例えば、標識が放射性で ある場合、ハイブリダイゼーション複合体基質が会合した支持体表面をX−線に 暴露する。標識が蛍光性である場合、試料はまず特定の波長の光を照射すること によって検出する。試料はこの光を吸収し、次いで、異なる波長の光を放射し、 これを検出器で拾う(「Physical Biochemistry」,Freifelder,D.W.H.Freeman & Co.,1982,pp.539-542)。標識が酵素である場合、試料は酵素に適した基質 とのインキュベーションによって検出される。生じたシグナルは着色沈殿、着色 または蛍光可溶性物質、またはバイオルミネセンスまたは化学ルミネセンスによ って生じたホトンであってもよい。ディプステッイクアッセイのための好ましい 標識は、着色沈殿を生じて、陽性の読みを示す。例えば、アルカリ性ホスファタ ーゼはデホスフォリレートインドキシルホスフェートであり、次いで、これを還 元反応に参画させて、テトラゾリウム塩を高度に着色した不溶性ホルマザンに変 換する。 ハイブリダイゼーション複合体の検出は、シグナルを生じる複合体を標的およ びプローブポリヌキレオチドまたは核酸のデュプレックスへの結合を要する。典 型的には、かかる結合は、リガンド結合プローブとシグナルを結合した抗リガン ドとの間のごとく、リガンドおよび抗リガンド相互作用を介して起こる。シグナ ル生成複合体の結合は、超音波エネルギーへの暴露による加速に容易に適用する ことができる。 また、標識はハイブリダイゼーション複合体の間接的検出を可能とする。例え ば、標識がハプテンおよび抗原である場合、試料を抗体を使用することによって 検出することができる。これらの系において、シグナルは蛍光または酵素分子を 抗体に結合させることによって、あるいはある場合には放射性標識に結合させる ことによって生じさせることができる。(Tijssen,P.「practice and Theory of Enzy,e Immunoassays,Labotaroty Techniques in Biochemistry and molecu lar Biology」,Burdon,R.H.van Knippenberg,P.H.編,Elsevier,1985,pp .9-20)。 ハイブリダイゼーション溶液中に存在させる標識プローブの量は、標識の性質 、細胞標識核酸に理想的に結合できる標識プローブの量、およびハイブリダイゼ ーション媒体および/または洗浄媒体の正確なストリンジェンシーに依存して広 く変化することができる。一般に、標的の化学量論量を超える実質的なプローブ の過剰を使用して、標的核酸へのプローブの結合速度を増強させることとなろう 。 また、本発明のこの最初の態様は、架橋剤を有する少なくとも1つのODNお よび前記した標識を含むオリゴヌクレオチドプローブを利用することよりなる、 標的一本鎖核酸配列を同定する方法に指向される。 1の具体例において、該方法は、 (a)テストすべき試料中の核酸を変性させ、 (b)それに共有結合した架橋剤を有する少なくとも1つの標識ODNを含む オリゴヌクレオチドプローブ(以後、時々「プローブ」という)を標的核酸にハ イブリダイズさせ、ここに、ODNは標的核酸配列のものと相補的な配列を含み 、 (c)該試料を洗浄して、未結合プローブを除去し、 (d)該試料を検出剤と共にインキュベートし、次いで、 (e)試料を観察する 工程よりなる。前記方法は当該分野でよく知られた手法によって行うことができ る。 共有結合した架橋剤を含む標識オリゴヌクレオチドプローブを利用し、前記方 法を含む、標的一本鎖核酸配列を同定する方法が本発明で考えられる。かかるア ッセイはキットの形態で提供することができる。例えば、典型的なキットは、標 的核酸のそれと相補的な配列を有するプローブ試薬(ODN);およびハイブリ ダイゼーション反応混合物を含む。また、該キットは例えば酵素および該酵素の 対する基質のごときシグナル発生系を含む。 以下の実施例は本発明を説明するために供するもので、本発明を限定するもの ではない。「RT」は室温を意味する。 一般法 薄層クロマトグラフィーは以下の溶媒混合液を用いてシリカゲル60F254 プレート(Analtech)で行った:A−90%塩化メチレン:10%メタノール;B −50%酢酸エチル:50%ヘキサン;C−70%酢酸エチル:10%メタノー ル:10%水:10%アセチン;D−50%エーテル:50%ヘキサン。フラッ シュクロマトグラフィーは60F254シリカ(Merck)を用いて行った。オリゴ ヌクレオチドはApplied Biosystems モデル380B合成器で合成した。オリゴ ヌクレオチドはt$ポリヌクレオチドキナーゼ(BRL)およびτ−32P−AT P(New England Nuclear)を用いてアイソトロピックに標識した。 実施例1: 6−(トリチルアミノ)カプロン酸 6−アミノカプロン酸(26g、0.2モル)をトリエチメアミン(100m L)の添加によってジクロロメタン(200mL)に溶解させた。塩化トリチル (120g、0.45モル)を添加し、溶液を36時間撹拌した。得られた溶液 を1N HClで抽出し、有機相を蒸発乾固した。残渣を2−プロパノール/1 N NaOH(300mL/100mL)に懸濁させ、3時間還流した。溶液を 蒸発させて濃厚なシロップとし、ジクロロメタン(500mL)に添加した。水 を添加し、酸性化した。相を分離し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾 固した。残渣を熱2−プロパノールに溶解させ、冷却し、濾過して中間体化合物 として有用な43.5(58%)の6−(トリチルアミノ)カプロン酸を得た。 実施例2 5−(トリチルアミノ)ペンチルヒドロキシメチレンマロニトリル 氷浴中の6−(トリチルアミノ)カプロン酸(20.0g、53ミリモル)お よびトリエチルアミン(20mL)のジクロロメタン溶液に30分間にわたって クロロギ酸イソブチル(8.3mL、64ミリモル)を滴下した。混合物を氷浴 中で2時間撹拌した後、新たに蒸留したマロニトリル(4.2g、64ミリモル ) を一度に添加した。溶液を氷浴中で2時間撹拌し、室温で2時間撹拌した。ジク ロロメタン溶液を氷冷2N HCl(300mL)で洗浄し、二相混合物を濾過 して、沈殿する生成物(13.2g)を取り出した。相を分離し、有機層を乾燥 し、蒸発させて濃厚なシロップとした。該シロップをジクロロメタンで覆い、放 置して生成物の微結晶を得た。結晶を濾過し、乾燥して合計収率19.5g(8 7%)の6.3gの生成物が得られ、これは中間体として有用である。 実施例3 5−(トリチルアミノ)ペンチルメトキシメチレンマロニトリル 氷浴中で冷却したエーテル/ジクロロメタン(900mL/100mL)中の 実施例2のマロニトリル(13g、31ミリモル)の懸濁液を、(DiazaldTM(Al drich Chemical Company)からの)ジアゾメタンの新たに調製したエーテル溶液 で処理した。溶液を6時間撹拌し、次いで、酢酸(10ml)で中和した。溶液 を蒸発乾固し、残渣をジクロロメタン/アセトン(4/1)を溶離剤として用い るシリカゲル上のクロマトグラフィーに付した。生成物を含有する画分をプール し、蒸発させてシロップとした。該シロップをジクロロメタンでトリチュレート して結晶化を誘導した。結晶を濾過し、乾燥して、中間体として有用な8.3g (61%)のクロマトグラフイー的に純粋な生成物を得た。 実施例4 5−アミノ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾール−4−カル ボニトリル 氷浴中の実施例3の生成物(7.0g、16ミリモル)のメタノール溶液(1 00mL)にヒドラジン−水和物(7.8mL、160ミリモル)を15分間に わたって添加した。氷浴中で30分間撹拌した後、溶液を蒸発乾固させた。残渣 を冷メタノールに懸濁し、濾過して、乾燥後に、中間体として有用な7.1g( 100%)の5−アミノ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾール −4−カルボニトリルを得た。分析試料は水からの再結晶によって調製した。 実施例5: 5−アミノ−1−(2−デオキシ−3,5−ジ−O−トルオイル−β−エリス ロペントフラノシル)−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾール− 4−カルボジイミド 実施例4からのカルボニトリル(3.5g、8ミリモル)の氷冷溶液を水素化 ナトリウムで処理し、0−4℃で30分間撹拌した。1−クロロ−1,2−ジデ オキシ−3,5−ジ−O−トルオイルリボフラノースを添加し、溶液を0−4℃ で1時間撹拌した。溶液を炭酸水素ナトリウムに注ぎ、ジクロロメタンで抽出し た。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固させた。残渣をフラッシュクロ マトグラフーイにかけた。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固させた。 残渣をトルエン/酢酸エチル(5/1)を溶離剤として用いるシリカゲル上のフ ラッシュクロマトグラフーイに付した。主要生成物を単離し、各々、67%(3 .6g)および20%(1.2g)N−1およびN−2収率にてN−1およびN− 2異性体を同定した。N−1およびN−2異性体の混合物ほぼ1gも収集した。 糖鎖付加物質の全収率は5.8g(92%)であった。N−1異性体、5−アミ ノ−1−(2−デオキシ−3,5−ジ−O−トルオイル−β−D−エリスロペン トフラノシル−3−[(5−トリチルアミノ)−ペンチル]ピラゾロ−4−カル ボニトリルをさらに精製することなく実施例6で用いた。 実施例6 1−(2−デオキシーβ−D−エリスロペントフラノシル)−3−[5−(ト リチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−アミン 実施例5のピラゾール−4−カルボニトリルのトルエン(100mL)溶液に ジエトキシメチルアセトン(1.1mL、6.7ミリモル)を添加した。溶液を8 0−90℃に5時間維持し、次いで、蒸発させてシロップとした。シロップをジ クロロメタン(10mL)に溶解させ、ガラス製耐圧瓶中の氷冷メタノール性ア ンモニア(100mL)に添加した。室温での2日後、瓶の内容物を蒸発乾固さ せた。残渣をメタノールに溶解させ、新たに調製したナトリウムメトキシドでp H8に調整して脱保護を完了させた。一晩撹拌した後、溶液をDowxR-50 H+樹 脂で処理し、濾過し、蒸発乾固させた。残渣を溶離剤としてアセトン/ヘキサン (3/2)を用いるシリカゲル上のクロマノトグラフィーに付して2.0g(7 7%)の分析的に純粋な生成物を得た。 実施例7 1−(2−デオキシ−β−D−エリスロペントフラノシル)−3−[5−(ト リチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−アミノ5’ −一リン酸 リン酸トリメチル(5mL)中の実施例6のピラゾロピリミジン−4−アミン の氷冷溶液に塩化ホスホリル(50μl)を添加し、溶液を0−4℃に維持した 。反応を、水中の0ないし100%アセトニトリルの直線グラジエントを用いる 逆走HPLCによって25分間にわたってモニターした。5時間撹拌した後、塩 化ホスホリル(25μL)のさらなるアリコットを添加し、溶液をさらに30分 間撹拌した。溶液を0.1M炭酸水素アンモニウムに注ぎ、冷所で一晩維持した 。次いで、溶液をエーテルで抽出し、水性層を蒸発乾固させた。残渣を水(5m L)に溶解させ、22mm×50cm C18カラムを用いる逆相HPLCによ って精製した。カラムを水で平衡化させ、0ないし100%アセトニトリルのグ ラジェントで20分間にわたって溶出させた。所望の物質を含有する画分をプー ルし、凍結乾燥して160mg(56%)のクロノトグラフィー的に純粋なヌク レオチドを得た。 実施例8 1−(2−デオキシ−β−D−エリスロペントフラノシル)−3−{5−[( 6−ビオチンアミド)ヘキサンアミド]ベンチル}ピラゾロ[3,4−d]ピリ ミジン−4−アミン5’−一リン酸 実施例7のヌクレオチド、炭素上の水酸化パラジウム(50mg)およびシク ロヘキサジエン(1mL)のエタノール溶液(10mL)を3日間還流し、濾過 し、蒸発乾固させた。残渣をジクロロメタンで洗浄し、トリエチルアミン(10 0mL)を含有するDMF(1.5mL)に溶解させ、ビオチニルアミノカプロ ン酸N−ヒドロキシ−スクシンイミジル(50mg)で処理した。一晩撹拌した 後、さらなる量の6−ビオチニルアミドカプロン酸N−ヒドロキシスクシンイミ ジル(50mg)を添加し、溶液を18時間撹拌した。反応混合物を蒸発乾固さ せ、実施例7の手法に従って、クロマトグラフイーに付した。画分をプールし、 凍結乾燥して、80mgのクロマトグラフイー的に純粋なビオチンアミド−置換 ヌクレオチドを得た。 実施例9 1−(2−デオキシ−β−D−エリスロペントフラノシル)−3−[5−(6 −ビオチンアミド)−ヘキサンアミドペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミ ジン−4−アミン5’−三リン酸 実施例8のモノホスフェート(80mg、約0.1ミリモル)をトリエチルア ミン(14μL)を添加したDMFに溶解させた。カルボニルジイミダゾール( 81mg、0.5ミリモル)を添加し、溶液を室温で18時間撹拌した。溶液を メタノール(40μL)で処理し、30分間撹拌した後、ピロリン酸トリブチル アンモニウム(0.5mLDMF中0.5g)を添加した。24時間撹拌した後、 さらなるアリコットのピロリン酸トリブチルアンモニウムを添加し、溶液を一晩 撹拌した。反応混合物を蒸発乾固し、実施例8の手法に従ってクロマトグラフイ ーに付した。2つの生成物を収集し、各々を別々に濃水酸化アンモニウム(1m L)で18時間55℃で処理した。UVおよびHPLC分析は、両生成物がアン モニア処理後に同定されたことを示し、これをプールし、凍結乾燥して35.2 mgのヌクレオチド三リン酸を得た。 実施例10 ニックトランスレーション反応 実施例9のトリホスフェートをLangerら(前掲)のニックトランスレーションプ ロトコルを用いてpHPV−16に取り込んだ。実施例9のトリホスフェートで 調製したプローブを、商業的に入手可能なbio−11−dUTP(Sigma Chemi cal Co.)を用いて調製したプローブと比較した。フィルターハイブリダイゼーシ ョンおよびイン・サイチュ塗布の双方において有意な差異は観察できなかった。 より詳しくは、該方法は以下の材料および工程を含むものであった。 材料: DNase(ICN Biomecicals)−4μg/mL DNAポリメラーゼ1(U.S.Biochemicals)-8U/mL pHPV−16−2,16mg/mL、こりはヒト・パピローマウイルスの タイプ16のゲノム配列を含有するプラスミドである。 10X−DP−1M トリス、pH7.5(20mL);0.5M OTT( 80mL);1M MgCl2(2.8mL): H2O(17mL) ヌクレオチド−ミックスA−2mM 各dGTP、dCTP、TTP(Phar macia) ミックスU−2mM 各dGTP、DcTP、dATP Bio−11−dUTP−1.0mg/mL(BRL) Bio−12−dAPPTP−1.0mg/mL 工程: 10X−DP(4mL)、pHV−16(2mL)、ヌクレオチドミックスA (6mL)、Bio−12−dAPPTP(2mL)、およびH2O(20mL )の氷冷混合物にDNase(1mL)およびDNAポリメラーゼ1(2.4m L)を添加した。反応混合物を16℃で1時間インキュベートした。Bio−1 2−dAPPTP(実施例9のトリホスフェートを含む)およビヌクレオチドミ ックスAの代わりにBio−11−dUTPおよびヌクレオチドミツクスUを用 いて該手法を反復した。 核酸はエタノール沈殿によって単離し、ニトロセルロースにスロットしたpH PVにハイブリダイズさせた。ハイブリダイズさせたビオチニル化プローブを、 BCIP/NBT基質と共にストレプトアビジン−アルカリ性ホスファターゼコ ンジュゲートによって可視化させた。ビオチニル化ヌクレオチドを用いて調製し たプローブは同一のシグナルを与えた。また、プローブを、イン・サイチュ方式 で頸部塗布につきテストし、シグナルおよびバックグラウンドに量的差異は認め られなかった。 実施例11: 5−アミノ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾール−4−カル ボキシ−アミド シアノアセトアミドをマロノニトリルの代わりに用いる以外は実施例2の方法 に従い、5−(トリチルアミノ)ペンチルヒドロキシメチレンシアノアセトアミ ドを5−(トリチルアミノ)カプロン酸から調製する。これを次いでジアゾメタ ンで処理し、実施例3の方法に従いメトキシ誘導体が得られ、これを次いで、実 施例4におけるごとくヒドロラジン−水和物で処理して、5−アミノ−3−[( 5−トリチルアミノ)−ペンチル]ピラゾール−4−カルボキシアミドを得る。 実施例12: 4−ヒドロキシ−6−メチルチオ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル] ピラゾロ−[3,4−d]ピリミジン 実施例11からのカルボキシアミドを上昇した温度においてキサントゲン酸エ チルカリウムと反応させ、4−ヒドロキシピラゾロ[3,4−d]ピリミジン− 6−チオールのカリウム塩を得る。この塩を次いでヨードメタンと反応させて、 4−ヒドロキシ−6−メチルチオ−3−[(5−トリチルアミノ)ペンチル]ピ ラゾロ[3,4−d]ピリミジンを得る。 実施例13 1−(2−デオキシ−β−D−エリトロペントフラノシル)−4−ヒドロキシ −3−[5−(トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン −6−アミン 実施例5の方法に従い、実施例12のピラゾロピリミジンを水素化ナトリウム で処理し、1−クロロ−1,2−ジデオキシ−3,5−ジ−−トルオイルリボ フラノースと反応させる。得られた化合物をMCPBAおよびメタノール性アン モニアと反応させ、トルオイル保護基を除去して、生成物を得る。 実施例14: 1−(2−デオキシーβ−D−エリトロペントフラノシル)−4−ヒドロキシ −3−[5−(6−ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル]ピラゾロ[3, 4−d]ピリミジン−6−アミン−5’−一リン酸 実施例7の方法に従い、実施例13のピラゾロピリミジンを塩化ホスホリルと 反応させて、対応する5’−モノホスフェートを得る。 実施例8の方法に従い、上記の5’−モノホスフェートをパラジウム/炭素お よびシクロヘキサジエンと反応させ、残渣を−ヒドロキシ−スクシンイミジル ビオチニルアミノカプロエートと反応させて、1−(2−デオキシ−β−−エ リトロペントフラノシル)−4−ヒドロキシ−3−[5−(6−ビオチンアミド )ヘキサンアミドペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−6−アミン− 5’−一リン酸を得る。 実施例15: 1−(2−デオキシ−β−D−エリトロペントフラノシル)−4−ヒドロキシ −3−[5−(6−ビオチンアミド)ヘキサンアミドペンチル]ピラゾロ[3, 4−d]ピリミジン−6−アミン−5’−三リン酸 実施例9の方法に従い、実施例14の5’−モノホスフェートをカルボニルジ イミダゾールで処理し、次いで、ピロリン酸トリブチルアンモニウムで処理して 、対応する5’−トリホスフェートを得る。 実施例16 1−(2−デオキシ−β−D−エリトロペントフラノシル)−3−[5−(ト リチルアミノ)−ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−ベンゾイ ルアミン 実施例6からの1−(2−デオキシ−β−D−エリトロペントフラノシル)− 3−[5−(トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン− 4−アミンを塩化ベンゾイルと反応させて、1−(2−デオキシ−3,5−− ベンゾイル−β−−エリトロペントフラノシル)−3−[5−(トリチルアミ ノ)ペンチル]ピラゾロー[3,4−d]−ピリミジン−4−ジベンゾイルアミ ンを得る。これを水酸化ナトリウム水溶液で処理して、化合物を部分的に脱保護 し、1−(2−デオキシ−β−−エリトロペントフラノシル)−3−[5−( トリチルアミノ)ペンチル]ピラゾロ[3,4−]ピリミジン−4−ベンゾイ ル アミンを得る。 実施例17: 1−(2−デオキシ−β−D−エリトロペントフラノシル)−3−[5−(ト リフルオロアセトアミド)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4− ベンゾイル−アミン 実施例8の方法に従い、実施例16のベンゾイルアミンを炭素上の水酸化パラ ジウムで処理し、次いで、無水トリフルオロ酢酸で処理して、1−(2−デオキ シ−β−−エリトロペントフラノシル)−3−[5−(トリフルオロアセトア ミド)ペンチル]ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−ベンゾイルアミンを 得る。 実施例18: 1−(2−デオキシ−5−O−ジメトキシトリチル−β−D−エリトロペント フラノシル)−3−[5−(トリフルオロアセトアミド)ペンチル]ピラゾロ[ 3,4−d]ピリミジン−4−ベンゾイルアミン−3’−O−(N,N−ジイソプ ロピル)ホスホルアミダイトのシアノエチルエステル 実施例17の化合物を塩化ジメトキシトリチルおよびピリジンと反応させて、 対応する5’−ジメトキシトリチル化合物を得る。この化合物を次いでシアノエ チルクロロ−,−ジイソプロピルホスホルアミダイト(シンハ(Sinha)ら、ヌ クレイック・アシッズ・リサーチ(Nucleic Acids Res.)12:4539(198 4)の方法による)と反応させて、3’−−活性化ヌクレオシドを得る。 実施例19: 5−(4−フタルイミドブト−1−イン−1−イル)−2’−デオキシウリジ 5−ヨード−2’−デオキシウリジン(354mg,1ミリモル)を10ml ジメチルホルムアミドに溶解させた。ヨウ化銅(76mg,0.4ミリモル) 、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(230mg,0. 2ミリモル)およびトリエチルアミン(200mg,2.0ミリモル)を添加し た。4−フタルイミドブト−1−イン(300mg,1.5ミリモル)を全て一 度に 添加し、反応を60℃にて3時間維持した。澄んだ黄色反応を次いで蒸留させ、 塩化メチレンを添加した。ほとんど全ての生成物のフラスコ誘導された結晶化の スクラッチングを濾過し、95%エタノールから再結晶化して335mg(78 %)の標題の化合物を細い、羽根状針状物として得た。 実施例20: 5−(4−フタルイミドブト−1−イル)−2’−デオキシウリジン 1.00グラムの5−(4−フタルイミド−1−イン−1−イル)−2’−デ オキシウリジンを95% EtOHに溶解させ、約3gの中性ラネー・ニッケル を添加した。48時間後、触媒を注意深い濾過により除去し、濾液を蒸留して固 体とし、これをメタノール−水から再結晶して960mg(97%)の標題の化 合物を得た。 実施例21: 6−(3−ヨードアセトアミドプロピル)−2’−デオキシウリジン 5−(3−トリフルオロアセトアミドプロプ−1−イル)−2’−デオキシウ リジン(0.3mmol)をアンモニアで処理し、次いで、N−ヒドロキシ−ス クシンイミジル α−ヨードアセテート(0.5mmol)を得る。反応混合物 を蒸発乾固し、クロマトグラフィーによって精製して、5−(3−ヨードアセト アミドプロピル)−2’−デオキシウリジンを得る。 実施例22: 5−(4−(4−ブロモブチルアミド)ブチル)−2’−デオキシウリジン 5−(4−フタルイミドブト−1−イル)−2’−デオキシアリジンをアンモ ニアで処理し、次いで−ヒドロキシスクシンイミジル−4−ブロモブチレート で処理して、5−(4−(4−ブロモブチルアミド)ブチル)−2’−デオキシ ウリジンを得る。 合成オリゴヌクレオチドの調製 実施例23: ホスホルアミダイト調製およびDNA合成 ヌクレオシドを、以下の公知の方法に従い5’−ジメトキシトリチル化して、 約85%の収率が得られ、塩化メチレン中のジイソプロピルエチルアミンを含む ジイソプロピルアミノ β−シアノエチルクロロホスファイトを用いて(「オリ ゴヌクレオチド・シンセシス:ア・プラクティカル・アプローチ(Oligonucleoti de Synthesis: A Practical Approach)」、上記に記載のごとく)3’−ホスホ ルアミダイトを作った。該ホスホルアミダイトをアセトニトリル中の0.2N 溶液とし、自動DNAシンセサイザーに入れた。これらの新しい修飾されたホス ホアミダイト類の取り込みにより、元のホスホルアミダイト類と同様の取り込み が達成された(UVにより放出されたトリチル色分析用試料により判断して97 −99%)。オリゴヌクレオチドをDNAシンセサイザーからトリチル化形態で 除去し、30%アンモニアを用いて55℃にて6時間脱ブロックした。10μL の0.5M 炭酸水素ナトリウムを添加して、濃縮間の酸化を妨げた。オリゴヌ クレオチドを減圧下で蒸発乾固し、1.0mlの水に再溶解させた。オリゴヌク レオチドを、20分間にわたる0.1N 酢酸トリエチルアンモニウム中の15 −55%アセトニトリルを用いるHPLCによって精製した未置換オリゴヌクレ オチドは10分に溶出し;アミノ誘導体は11−12分かかった。所望のオリゴ ヌクレオチドを集め、蒸発乾固させ、次いでそれを80%酢酸水溶液中に90分 間で再溶解させて、トリチル基を除去した。G25 Sephadexカラムに より脱塩を行い、適当な画分を採取した。画分を濃縮し、特定の容積とし、全収 率を確かめるために希釈の読みを行い、純度を確かめるために分析HPLCを行 った。オリゴヌクレオチドを使用まで−20℃にて凍結した。 上記方法に従い、ヌクレオシド5−(3−トリフルオロアセトアミドプロプ− 1−イル)−2’−デオキシウリジンを、5’−O−ジメトキシトリチル−3’ −(−ジイソプロピル)−ホスホルアミダイトシアノエチルエステル誘導 体に変換した。これをDNAシンセサイザーに添加し、以下の14量体のオリゴ ヌクレオチドを調製した: 3’−CT TCC U1TG TAG GTC−5’ ここに、U1は5−(3−アミノプロプ−1−イル)−2’−デオキシウリジ ン(オリゴA)。 同様にして、5−(4−フタルイミドブト−1−イル)−2’−デオキシウリ ジンを、5’−(O−ジメトキシトリチル−3’−(N,N−ジイソプロピル) ホスホルアミダイトシアノエチルエステル誘導体に変換し、上記14量体オリゴ ヌクレオチド配列を調製するためにDNAシンセサイザーに添加した。ここにU1 は 5−(4−アミノブト−1−イル)−2’−デオキシウリジン(オリゴC)。 また対応する14量体のオリゴヌクレオチドを調製し、ここにU1は修飾され ないデオキシウリジンである。 実施例24 オリゴヌクレオチドの誘導化 一般的に、架橋アームをアミノアルキルオリゴヌクレオチドに付加させるため に、10μLの0.1M ホウ酸塩中の10μgのアミノアルキルオリゴヌクレ オチドおよびα−ハロアセトテートまたは4−ハロブチレート、pH8.5のご とき100×モーラー過剰のn−ヒドロキシスクシンイミドハロアシラートを室 温にて暗所で30分間インキュベートした。全反応を、蒸留水で平衡化し溶出さ せるNAP−10カラムを通した。UV吸収に基づく適当な画分を合し、濃縮は 、分光光度法により決定した。 ハロアシル基の導入はHPLCにより調べた。20分の、A(20% アセト ニトリル:80% 0.02N NaH2PO4)およびB(20% アセトニト リル中1.2N:80% 0.2N−Cbz−2’−TES−β−フェニルイソセ リニル NaH2PO4)組成の60%ないし80%のB化合物の勾配で溶出する ZorbaxRオリゴヌクレオチドカラム(デュポン(Dupon))。反応性α−ハロアシル 基の存在が、1N システアミンへの暴露後の対応するアミノアルキルオリゴヌ クレオチドに対応するα−ハロアシルアミドアルキルオリゴヌクレオチドの保持 時間の復帰により示された。システアミンの導入により、アミノアシルオリゴヌ クレオチドおよびα−ハロアシルアミドオリゴヌクレオチド間の同等電荷パター ンが生じる。 上記方法により、14量体のオリゴヌクレオチド: 3’−CT TCC U1TG TAG GTC−5’ (ここにU1は5−(3−アミノプロプ−1−イル)−2’−デオキシウリジン (オリゴA、実施例23)) をN−ヒドロキシスクシンイミド α−ヨードアセテートと反応させて、上記1 4量体オリゴヌクレオチドを得た(ここにU1は5−(3−ヨードアセトアミド プロプ−1−イル)−2’−デオキシウリジン(オリゴB)。 オリゴAおよびオリゴBならびに上記の14量体(ここにU1は修飾されてい ないデオキシウリジン)をZorbaxカラム中にて、全て同じ配列について、以下の 保持時間で分析した:未修飾14量体、9.31分;アミノプロピル 14量体 (オリゴA)、7.36分;およびヨードアセトアミドープロピル 14量体( オリゴB)、10.09分。 同様にして、アミノプロピル 14量体(オリゴA)をN−ヒドロキシスクシ ンイミド 4−ブロモブチレートと反応させ、14量体(ここにU1は5−(3− (4−ブロモブチルアミド)プロプ−1−イル)−2’−デオキシウリジン)を 得た。 また、アミノブチル 14量体(オリゴC、実施例23)を、N−ヒドロキシ スクシンイミド α−ヨードアセテートまたはN−ヒドロキシスクシンイミド4 −ブロモブチレートのいずれかと反応させて、14量体(ここにU1は5−(4 −ヨードアセトアミドブト−1−イル)−2’−デオキシウリジンまたは5−( 4−(4−ブロモブチルアミド)ブト−1−イル)−2’−デオキシウリジン) をそれぞれ得た。 分析 実施例25: 一本鎖DNAへの架橋反応の分析 標的核酸配列へDNAプローブを架橋させる反応は、200μLの0.1MT ris、pH8.0および0.9M NaCl中の1μgのハロアシルアミドアル キルプローブおよび10ngの32P−標識コルジセピン−テイルド標識標的を 含み、20ないし30℃にてインキュベートした。一部を24−または72−時 間の間隔で取り出し、20μLの10mM システアミンで希釈して、ハロアシ ルアミド基を冷却した。これらの溶液を室温にて保存し、1μLを変性ポリアク リルアミドゲル電気泳動(PAGE)による分析のために使用した。 上記方法に従い、2つのモデルのオリゴヌクレオチド配列を使用して、修飾さ れたプローブのその相補体に対する架橋能力を評価した。ヒト・パピローマウイ ルス(HPV)またはヒト・サイトメガロウイルス(CMV)由来の配列を以下 に示す:HPV システム: CMVシステム: =5−[3−(α−ヨードアセトアミド)−または3−(4−ブロモブチルア ミド)−プロピル]−2’−デオキシウリジン、または =5−[3−(α−ヨードアセトアミド)−または4−(4−ブロモブチルア ミド)−ブチル]−2’−デオキシウリジン。 HPVの標的は30量体であって、CMVについては24量体である。架橋す るプローブは、HPVについては14量体であって、CMVについては2つの1 5量体であった。各プローブは前記配列中でで示される1つの修飾されたデオ キシウリジンを含むものであった。 5−(3−ヨードアセトアミドプロピル)サイドアームを含む架橋プローブの 限定された量とHPV標的との反応は、変性PAGEゲル上の切断パターン中に て分析でき、分析により、区別される低分子量のバンドの同時出現との架橋ハイ ブリッドの喪失を示した。このバンドの強度は、最初の反応における架橋の程度 に依存する。ゲル上の2つの区別されるバンドへのシグナルの局在化により、標 的またはプローブ鎖のいずれかの非−配列指向アルキル化(分子内プローブアル キル化を含む)が起こらなかったと強く示される。 隣接するレーンを泳動する標品の15量体との比較により、主たる切断された 断片は9量体であることが示唆される。元のオートラジオグラムの十分な考察に より、非常に弱い強度のゆっくり移動するバンドが見られた。このパターンは、 G−21における主たるアルキル化およびG−20における従たるアルキル化と 一致するであろう。架橋可能なHPVハイブリッドのDreidingモデルの考察によ り、5−(3−ヨードアセトアミドプロピル)サイドアームは、ヘリックスが少 し歪むだけで、標的鎖のG−21鎖と接触し得ることが示される。 もしアルキル化が修飾されたデオキシウリジン塩基対の2ユニット5’側にて 2ユニットに位置する標的鎖上のグアノシンに起これば、CMV配列は反応する はずはない。この結果が実際観察された。CMVとの反応が存在しないことは、 さらに、本発明の架橋スキームの特異性を支持する。 実施例26: 時間および温度依存 時間および温度依存研究を、実施例25のHPVシステム(ここには5−( 3−ヨードアセトアミドプロプ−1−イル)−2’−デオキシウリジン)で行っ た。標的は、末端基転移酵素でのコルジセピンテーリングにより32P−標識し( マニアティス(Maniatis)ら、「モレキュラー・クローニング−ア・ラボラトリ ー・マニュアル(Molecular Cloning‐A Laboratory Manual)」、Cold Spring H arbor Laborator、1982、p239)pH8.0のTrisバッファー中で20°または 30℃にて過剰プローブとインキュベートした。一部を0、24、または72時 間のインキュベーション後取り出し、等容の10mM メルカプトエチルアミン (これはヨードアセトアミドと反応する)で冷却し、変性または非変性PAGE による引き続く分析のために室温にて保存した。 変性PAGEによりモニターされたハイブリッドの架橋は、両方の温度におい て24および72時間の時点で明らかであった。架橋ハイブリッドの量は温度お よび時間と共に増加した。約20%のハイブリッドが、30°にての72時間の インキュベーション後架橋した。 一定の温度の範囲における別々の実験により、24時間後に37℃における架 橋の半減期が約2日であって、反応は、58℃における完了が示された。この時 間依存性反応は、ヨードアセトアミド基が加水分解もせず、緩衝液とも反応しな いことを暗示する。より高い温度における増加する反応速度は、ハイブリッドが 維持され、引き続いてアルキル化の速度が温度と共に予想される増加を呈するこ とを示す。 実施例27: アルキル化の部位特異性 アルキル化の部位特異性を解明するために、実施例25の架橋HPVハイブリ ッド(ここには5−(3−ヨードアセトアミドプロプ−1−イル)−2’−デ オキシウリジン)を、90℃にて60分間ピペリジン溶液に付した。マキサム(M axam)ら、プロシーディングス・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエ ンシズ(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)74:560(1977)に示されるように、この処理 は、定量的に標的鎖をアルキル化部位の3’−側で切断する。得られたデータに より、架橋剤−修飾塩基対の上の第二のグアニン(すなわち、標的塩基上のグア ニン)のアルキル化は観察される独占的な反応であることを示し、このことはH PVモデルシステムにおける架橋反応が顕著に特異的であることを示す。 抗−遺伝子治療のための2つの架橋機能を有する架橋オリゴヌクレオチドおよ び二本鎖DNAのためのプローブとしての適用ならびにDNAマッピング 本発明の第二の広い態様において、ODNは少なくとも2つの共有結合した架 橋剤を有する。本発明のこの態様でのODNは好ましくは約300以下であり、 好ましくは、約60のヌクレオチド単位を有する。架橋剤は3’または5’リン 酸末端にて結合するか、またはODN内の糖もしくは複素環塩基に結合すること ができる。 −N−[(CH22−L]2(二官能基性のN−マスタード)の式で示される架 橋剤のごとき2つの架橋官能基を有する架橋剤は、2つのアルキル化が可能であ り、それゆえ、本発明のこの態様における2つの架橋剤として考慮される。本発 明のこの態様により2つの架橋剤を担うODNは、標的二本鎖DNAに対し、フ ーグスティーンまたは逆フーグスティーン型対合センスの意味において相補的で ある。本発明のこの態様において、ODNが1つの共有結合した二官能基性架橋 剤(二官能基性N−マスタード)を有する場合、トリプレックス形成後、修飾さ れたODNは、標的二本鎖DNA配列の両鎖に付くという証拠がある。代法とし て、架橋剤は、ODNの少なくとも2つの異なる部位に付く。この場合もまた、 2つの別々の共有結合が、標的DNA配列とで形成されることを示す証拠がある 。両方の場合において、本発明の本態様により、標的DNAとで少なくとも2つ の共有結合の形成が達成される。 上述のごとく、本発明の修飾されたODNは、標的二本鎖DNAとでトリプレ ックスを形成する。これに続いて、標的DNA配列を不活性化する架橋が起こる 。三本鎖形成および共有架橋に続いて、修飾された標的DNAはもはや複製も転 写も支持しない。DNA中の全ての他の欠陥部分と異なり、しかしながら、この 修飾は生物体によって到底修復されそうにない。通常、架橋DNAは、切除修復 および相同的組換えの組合せにより修復される。架橋した三本鎖コンプレックス については、組換えに参画すべき標的遺伝子の無傷のコピーは存在しないであろ う。原核モデルとの類似により、真核細胞は、ミスリペアー(またはSOS)経 路を使用し得るのであり、ここに架橋は除去されるが、変異誘発を犠牲とするで あろう。このような場合、遺伝子の機能は、得られた変異によって不可逆的にサ イレントとなるであろう。 抗−遺伝子ODN類と組み合わせた組換え酵素の使用は、一本鎖ODNが、そ の相補的標的DNA配列を「見いだす」効率を有意に増強させる。したがって、 三本鎖形成の効率は、抗−遺伝子ODNが(例えば、核蛋白質コンプレックス中 の)組換え酵素と組み合わせた場合に非常に増大する。 本発明において、それらの脱活性化が治療的に有利な結果をもたらすように、 適当なDNA配列は有害な構造遺伝子ならびに上流および下流調節制御配列を含 む。標的配列は、ウイルス、菌類、寄生虫、細菌および腫瘍細胞のごとき侵入性 生物の遺伝子をも含む。調節配列は、転写または複製のいずれかに関与し得る。 抗−遺伝子ODNが、機能の変化のために選択された標的DNA配列に従って決 定され、設計され、選択されたDNA配列の2つの鎖のうち1つにおいて、ホモ キンランに対しフーグスティーンまたは逆フーグスティーンの意味において相補 的な配列を有する。 とりわけ好ましい具体例において、抗−遺伝子ODNは細胞または宿主に投与 され、標的細胞核に侵入するに際し、抗−遺伝子ODNは、核内に存在する組換 え酵素と合する。このモードにおいて、ODNは、選択したいかなる相補的配列 にも結合し得る。代わりの具体例において、抗−遺伝子ODNおよび組換え酵素 はexvivoにて合され、核蛋白質フィラメントとして細胞または宿主に投与 される。この具体例において、核蛋白質フィラメントをリポソーム内にて投与す ることが有利であろう。好ましい組換え酵素は、recA、ヒトのリコンビナー ゼならびにドロソフィラDrosophilaのリコンビナーゼのごとき原核および真核の 組換え酵素を含むが、ヒトのリコンビナーゼが特に好ましい。 上記に述べたごとく、実験的証拠により、本発明の修飾されたODN類に取り 込まれた最小の2つの架橋剤の両方が実際標的DNA配列と反応し、標的配列の 両方の鎖が続いて共有的に結合し、修飾されたODNによって脱活性化されるは ずである。 本発明の修飾されたODNのさらなる重要な使用または適用は、大きいDNA 分子のマッピングの分野および分子生物学、遺伝子学ならびに生化学の分野での 関連する分析および調査技術においてである。例えば、長い二本鎖DNAをユニ ークな部位で長さ10−20塩基対に化学的に制限または切断する能力は、大き いDNA分子の物理的マッピングのための手段を提供するとにより、ヒト・ゲノ ムプロジェクトを促進することが可能であるであろう技法としてしばしば論じら れてきた。本発明のこ態様において、三本鎖コンプレックスを、合成オリゴヌク レオチド(ODN)および、二本鎖DNA間に走る「相補的な」10−20塩基 長さのホモプリン間に形成されることが可能である。本発明の修飾されたODN が、2つのアルキル化剤に適切に付加されているので、デュプレックスの対向鎖 における2つのグアニン残基への架橋が起こる。グアニン残基への架橋は、例え ば、アルキル化グアニン塩基および糖部分の間のグリコシジル結合の切断に続く ホスホジエステル結合の切断を通して、アルキル化DNAを切断され易くするよ うにすることが当該分野で知られている。アルキル化部位でのアルキル化DNA の全切断は、適当な酵素または修飾DNAに作用する他の試薬の結果として瞬時 に起こるであろう。本発明のこの態様における現在好ましいモードにおいては、 アルキル化デュプレックスDNAを、アミノ酸、リジン、アルギニンまたはヒス チジンと、または(ヒストンまたはリコンビナーゼ酵素のごとき)DNA関連蛋 白質とインキュベートする。これにより、各アルキル化部位は、多分、脱プリン 化のプロセス(アルキル化グアニン残基のグリコシジル結合の切断)に続くベー タ脱離反応を通じて切断部位に変換される。 より具体的には、「DNAマッピング」または「遺伝子マッピング」のための 本発明の修飾されたODN類の使用あるいは関連精査手法と関連して、以下のこ とが認識される。該プロセスで用いられる修飾ODNの構造は、本発明により公 知である。したがって、修飾ODNは、標的DNAの1またはそれ以上の特異的 な約10−20塩基対領域(標的領域)にて切断されるように作成できる。標的 DNAの構造はすでに公知であり得、この場合、修飾されたODNは、フーグス ティーンまたは逆フーグスティーン型対合の規則にしたがって標的領域に対し特 異的に作成される。別法として、標的DNA内に特異的部位は公知でないかもし れず、この場合、公知配列の修飾ODNとのハイブリダイゼーションの結果とし てもたらされた切断部位は、それにも拘わらず、標的DNA中の「マッチング」 領域の存在および数についての情報を提供する。 したがって、本発明のこの態様におよび実施例において、20塩基対長のホモ プリン/ホモピリミジンを含む二本鎖プラスミドDNAのランは化学的に制限さ れる。切断を行うために、1−10μgのプラスミドを、フーグスティーンまた は逆フーグスティーン型塩基対合規則を用いたホモプリンランと配列特異的三本 鎖を形成するように設計された1−10μMのC+/T、G/AまたはG/Tモ チーフ20量体のODNと共にインキュベートする。(Aリッチなホモプリンラ ンに対しては、C+/TまたはG/AモチーフODNが使用され;Gリッチなホ モプリンランに対しては、G/AまたはG/TモチーフODNが用いられる)。 トリプレックス形成は、一晩15−37℃にてpH6.0(C+/Tモチーフ)ま たはpH7.0−7.5(G/AまたはG/Tモチーフ)にて10mM MgCl2 の存在下に行う。5−メチルシトシン塩基のためのC+/Tモチーフ鎖中のC+ シンボルは、シトシンよりも、フーグスティーンまたは逆フーグスティーン型対 合のためにより適している。 インキュベーション間に第三の鎖となる修飾ODNは、内部塩基残基に付加す るか、または5’もしくは3’末端に付加された2つのアルキル化基を有しても よい。各アルキル化基は、標的デュプレックスの近くのグアニン残基のN−7位 と反応する。デュプレックスの二本鎖破壊は、2つのグアニン残基がデュープレ ックスの反対側の鎖に存在するために起こる。アルキル化基が第三の鎖の内部塩 基に付加される場合に、その塩基は、標的デュプレックス中の対立するG−Cま たはC−G塩基対と誤対合を形成するように意図的に設計されるであろう。この ことにより、アルキレーターによるグアニンのN−7位への接近が可能となる。 対照的に、アルキル化基が、フランキングデュプレックス中の標的グアニン残基 を標的とするようにODNの末端に付加される場合に、ODN中の末端塩基は、 標的の対向塩基対へ水素結合するように設計される。ODN類上のアルキル化基 の配置についての一般則は、以下の3つの実施例に例示され、ここに、上方の鎖 は架橋可能な第三の鎖ODNであり;Xは末端アルキル化基を示し、一方Yは、 内部5−(3−アミノプロピル)−2’−デオキシウリシン残基に付加されたア ルキル化基を示す。標的デュプレックス中に架橋したグアニン塩基は、内太で表 し、下線を付す。架橋可能なODNは配列番号により確認され、二本鎖標的は、 単一の配列番号により確認される。実施例1 ヒトHLA DQB1 0302対立遺伝子中のホモプリンランを標 的とするG/A モチーフ ODN 3’−XGAGAGAGGAAAGAGGAGAX 配列番号1 5’−ATATAAGAGAGAGGAAAGAGGAGACAAA 3’−TATATTCCTCTCTCCTTTCTCCTCTTTT 配列番号2実施例2 ヒト表皮成長因子受容体中のホモプリンランを標的とするG/T モ チーフODN: 3’−GGGTGGTGYTGTGYTGGTGGTGTT 配列番号3 5’−GGGAGGAGCAGAGAGGAGGAGAA 3’−CCCTCCTCTCTCCTCCTCCTCTT 配列番号4実施例3 HIVプロウイルスDNA中のホモプリンランを標的とするC+/T /GモチーフODN: 5’−TTTTCTTTTYGGGGGTX 配列番号5 5’−TTTTTAAAAGAAAAGGGGGACTGG 3’−AAAAATTTTCTTTTCCCCCCTACC 配列番号6 修飾ODNを標的デュプレックスに複合体化させ、架橋させた後、架橋DNA を37℃にて12−24時間、10mM リジン、アルギニンまたはヒスチジン とインキュベートする。前記したごとく、この方法の結果として、各架橋は、脱 プリンおよびベータ−脱離経路を通じてニックに変換される。もしアルキル化グ アニンがお互いに5−6塩基対内であれば、千鳥状ニックはDNAを破壊する; さもなければ、破壊は、介在するデュプレックスの一部を除去するための、エキ ソヌクレアーゼIII(3’から5’消化)または子ウシ脾臓ホスホジエステラー ゼ(5’から3’へ消化)との軽いインキュベーションにより達成される。エキ ソヌクレアーゼの選択は、ニックの位置に対する標的鎖の極性に依存する。もし 必要ならば、エキソヌクレアーゼ処理に先立ち、トリプレックスを、マグネシウ ムイオンを過剰なEDTAと複合体化させ、次いで試料を使い捨てのゲル濾過カ ートリッジを通して遠心することにより破壊できる。遠心により同時にODNが 除去され、プラスミドがエキソヌクレアーゼ緩衝液に交換される。消化後、後の 実験のために、試料をフェノール抽出し、アルコール沈殿させることができる。特別の具体例および実験方法 2,3,5,6−テトラフルオロフェニルトリフル オロアセテート 2,3,5,6−テトラフルオロフェノール(55.2g,0.33モル)、無水 トリフルオロ酢酸(60ml,0.42モル)および三フッ化ホウ素エテレート (0.5ml)の混合物を16時間還流した。無水トリフルオロ酢酸およびトリ フルオロ酢酸を大気圧にて蒸留で除去した。無水トリフルオロ酢酸画分(沸点4 0℃)を、0.5ml三フッ化ホウ素エテレートと共に反応混合物に戻し、混合 物を24時間還流した。このプロセスを2回繰返して、完全な反応を確実とした 。大気圧での蒸留後、所望の生成物を無色液体として62℃/45mm(45℃ /18mm)にて集めた:収率=81.3g(93%);d=1.52g/mL; nD 21=1.3747;IR(CHCl3)3010,1815,1525,14 85,1235,1180,1110,および955cm-1.元素分析.C8H F72として、計算値:C,36.66;H,0.38;F,50.74.実測値 :C,36.31;H,0.43;F,50.95.2,3,5,6−テトラフルオロフェニル−4’−[ビス(2−クロロエチル)ア ミノ]フェニルブチレート (クロラムブシル 2,3,5,6−テトラフルオロフェニルエステル) 5mlの乾燥ジクロロメタン中の0.25g(0.82ミリモル)のクロラムブ シル(フルカ・エイ・ジイ(Fluka A.G.)より供給)および0.3g(1.1ミリ モル)の2,3,5,6−テトラフルオロフェニルトリフルオロアセテートの溶液 に、0.2mlの乾燥トリエチルアミンを添加した。混合物をアルゴン下室温に て0.5時間撹拌し、蒸発させた。残渣の油を、ヘキサン−クロロホルム(2: 1)を溶出溶媒としたシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製して 、エステルを油として得た:0.28g(75%);シリカゲル上のTLC(C HCl3)Rf 0.6;IR(CHCl3中)3010,1780,1613,1 521,1485cm-12−プロパルギルオキシエチル)アミン (ジョン,アール(John,R.)およびセイ ツ,ジー(Seitz,G.)、Chem.Ber.,123,133(1990))は、液体アンモニア中、Na NH2存在下にてプロピノールを臭化2−ブロモエチルアンモニウムと縮合させ ることにより調製した。3−(2−トリフルオロアセトアミドエトキシ)プロピン (2−プロパルギルオキシエチル)アミン(13.8g,0.14mol)を撹 拌し無水トリフルオロ酢酸(26ml,0.18モル)を滴下しつつイソ−プロ パノール−ドライアイス浴中で冷却する。N−(2−プロパルギルオキシエチル )トリフルオロアセトアミドを84−85°/1.7トールにて油として蒸留し 、これを冷凍して固化させる;収率14.4g(52%)、融点(16°,np 24 1.4110.元素分析 C783NO2として、計算値:C,43.09,H, 4.13;N,7.18;F,29.21.実測値:C,42.80;N,7.06 ;F,29.38.5−[3−(2−トリフルオロアセトアミドエトキシ)プロピニル]−2’−デ オキシウリジン 5−ヨード−2’−デオキシウリジン(3.54g,10ミリモル)、ヨウ化 銅(I)(0.19g,1ミリモル)およびテトラキス(トリフェニルホスフィ ン)パラジウム(0)(0.58g,0.5ミリモル)の混合物を減圧下60°に て3時間乾燥し、アルゴン下におく。乾燥DMF(20ml)中の混合物の懸濁 液をアルゴン下で撹拌し、乾燥トリエチルアミン(1.7ml,12ミリモル) 、次いで3−(2−トリフルオロアセトアミドエトキシ)フロピン(3.17g ,16ミリモル)で処理する。混合物を室温にて水浴中で冷却し、17時間撹拌 する。混合物を2%酢酸(100ml)で処理し、触媒を濾過により除去し、5 0% メタノールで洗浄する。濾液を合し、LiChroprep RP-18カラム(5×25 cm)を通し、カラムを洗浄し、50%(v/v)メタノール中の1%酢酸で溶 出する。主たる生成物の画分を合し、蒸発させ、減圧下で乾燥する。得られた発 泡体を150mlのエーテルと共に撹拌し、結晶性生成物を得る;収率3.6g (85%);融点145−152℃。5−[3−(2−トリフルオロアセトアミドエトキシ)プロピル]−2’−デオ キシウリジン メタノール(20ml)中の5−[3−(2−トリフルオロアセトアミドエト キシ)プロピニル]−2’−デオキシウリジン(3.4g,8.1ミリモル)を( 3ml,79ミリモルの冷98%ギ酸の、2ml,50ミリモルのドライアイス 凍結25%アンモニアへの添加により調製した)ギ酸アンモニウムおよび0.2 gの10% Pd/Cと共に室温にて水素雰囲気下で7時間撹拌する。触媒を濾 過により除去し、濾液を蒸発させ、生成物をLiChroprep RP-18カラムで精製する 。所望の生成物を含む画分を合し、真空中で蒸発乾固し、得られた固体を乾燥エ ーテルでトリチュレートして、3.0g(87%生成物、融点107−110℃ ;nmでのλmax、0.1M トリエチルアミン−アセテート(pH7.5)、2 20、268)を得る。元素分析 C1622337として、計算値:C,4 5.18;H,5.21;N,9.88;F,13.40.実測値:C,45.16 ;H,5.16;N,9.88;F,13.40.合成オリゴヌクレオチド類の調製 クロラムブシル残基のオリゴヌクレオチド類の第一級アミノ基の導入 オリゴヌクレオチド類のセチルトリメチルアンモニウム塩の調製:100μL 分のオリゴヌクレオチドの水溶液(50−500μg)、一般的にはトリエチル アンモニウム塩を、セチルトリメチルアンモニウム型のDowex 50wx8を充填し、 水中の50%アルコールで予洗したカラム中に注入した。該カラムを50%水性 エタノール(0.1mL/分)によって溶出させた。オリゴヌクレオチドを含む 画分を、2時間にわたりSpeedvac上で乾燥させ、以下の反応にて用いる。 オリゴヌクレオチド(50−100μg)のセチルトリメチルアンモニウム塩 のエタノール溶液(50μL)を、アセトニトリル(50μL)中の2,3,5, 6−テトラフルオロフェニル−4’−[ビス(2−クロロエチル)アミノ]フェ ニルブチレート(クロラムブシルのテトラフルオロフェニルエステル)および3 μLのジイソプロピルエチルアミンと混合した。3時間室温にて振蘯後、生成物 を、アセトン中の2% LiClO4により沈殿させた。生成物を、アセトン( 1.5ml)中の2% LiClO4により水(60μL)から3回再沈殿させた 。最終的に、該オリゴヌクレオチドのクロラムブシル誘導体を、約50−80 %の収率にて逆相クロマトグラフィーによって精製した。生成物を含む画分を、 ブタノールの添加により濃縮した。単離されたオリゴヌクレオチドのクロラムブ シル誘導体を、アセトン溶液中に、LiClO4と共に沈殿させ、アセトンで洗 浄し、減圧下に濃縮した。反応性オリゴヌクレオチドの全ての取り扱いは、可能 な限り速く行われ、生成物は氷冷浴中にあった。第三の鎖のオリゴヌクレオチドが、トリプレックス内のデュプレックスDNA標 的の両鎖に架橋することの証明 以下の配列を、二官能基性架橋を証明するために用いた: C: 5’−XCTTTCCTCTCTTTTCCCCX−3’ 配列7 A: 5’−AAATACTGGGAGAAAGGAGAGAAAAGGGGACCC AACGTAT−3’ B:3’−TTTATGACCCTCTTTCCTCTCTTTTCCCCT GG TTGCATA−5’ 配列8 鎖AおよびBは、通常の塩基対合によってワトソン−クリック型デュプレック スを形成し、Cは第三の鎖であり、これは、フーグスティーンまたは逆フーグス ティーン型水素結合によるデュプレックス内の鎖Aに対合する。鎖C中のX残基 は、アルキル化部位を有し、これは以下の式によって示される。この例において 、p−[ビス(2−クロロエチル)アミノ]フェニルブチレート基(CAと指名 される)は、一例において、5−(アミノエトキシプロピル)デオキシウリジン に結合し、これは、オリゴヌクレオチドCの3’−もしくは5’−末端、または 両方の末端における末端ヌクレオチドである。第二の場合において、アルキル化 基(CA)は、オリゴヌクレオチドの3’−もしくは5’−末端、または両方の 末端においてリン酸にエステル化されているアミノヘキシル基に結合する。アル キル化残基CAは、上記記載の方法によりオリゴヌクレオチドの反応性アミノ基 上に置かれる。オリゴヌクレオチド類は、マキサムおよびギルバートの方法(Max am,A.M.;Gilbert,W.(1980)Methods in Enzymology,65,499)を用い、デュ ポン(NEN Research Products; Boston,MA)からの[Γ-32P]ATPおよびユナイ テッド・ステイツ・バイオケミカル(United States Biochemical)からのT4ポ リヌクレオチドキナーゼで5’−標識された。32P−標識生成物を、Dupont Nen sorbTM20カラム(Wilmington,DE)を用いて精製した。チェレンコフ計数を、 ベックマス・インステルメンツ・インコーポレイテッド(Beckmann Instruments ,Inc.(Fullerton,CA))からのBeckman LS 5000TDにより行った。オリゴヌクレ オチド濃度を、A260値から計算した。 5μLの水中の標識オリゴヌクレオチド、濃度5×10-7Mを含むそれぞれの ハイブリダイゼーション混合物を、同じ濃度にて相補的に未標識の鎖と混合し、 350mM NaCl、100mM MgCl2、および125mM カコジル 酸Naを含む、pH6.0の5μLの緩衝液と混合した。混合後、混合物を37 ℃にて1時間インキュベートし、次いで反応性オリゴヌクレオチドの5μLの溶 液(これはこの時まで氷冷して維持されていた)、濃度5×10-5を添加し、イ ンキュベーションを、37°にて数回続けた。電気泳動により、一緒に共有結合 している、システム中の3つの鎖全てに対応するより遅く移動するバンドの形成 が示され、これは二官能性架橋を示す。 切断の位置は、インキュベーション混合物の、水中の1M ピロリジンでの1 5分間の処理、水からの2回の蒸留、次いで20%ゲル上のポリアクリルアミド ゲル電気泳動によて確かめられた。この分析により、標識された標的鎖の期待さ れる位置での特異的切断が示された;具体的には、グアニン類は、AおよびBの 両方の鎖上の鎖Cに対し5’に直ちに結合し、これは、鎖の式において下線を付 ことによって示す。 標的DNAの1の鎖に対し相同な配列を有する抗−遺伝子治療のための架橋機 能を有する架橋オリゴヌクレオチド類および、二本鎖DNAのためのプローブと しての適用 本発明の第三の態様により、ODNは、少なくとも1つの共有的に付加する架 橋機能を有し、二本鎖DNA(dsDNA)の1の鎖の標的配列に相同的な連続 配列中の少なくとも約26ヌクレオチド単位を有する。本発明のこの態様におけ るODNは、わずかに約3000ヌクレオチド単位であり、好ましくはわずかに 約300ヌクレオチド単位であり、さらにより好ましくは約60ヌクレオチド単 位である。 おおざっぱに言えば、架橋機能は、上記記載の構造のものであり、すなわち、 それはA−LまたはA−L2機能であって、ODNの内部ヌクレオチドユニット または末端ヌクレオチドユニットのいずれかに共有的に結合し、ここにA−L基 またはA−L2基の性質、AおよびLの記号の意味およびこれらの基の特異的な 具体例は、本発明の態様の第一または第二の主たる具体例と関連付けて上記に記 載されている。本発明のこの態様による二本鎖DNAとの架橋のための架橋基の 現在好ましい具体例は、反応基およびN−マスタードタイプ反応性基としてのα −ハロアシル基を含む。さらにより好ましくは、N−マスタードタイプ反応性基 は、ODNの5−(3−アミノプロピル)(または同様の)置換2’−デオキシ ウリジン単位に付加する。N−マスタードタイプ反応性基は好ましくはビス(2 −クロロエチル)アミン、より好ましくはクロラムブシル由来であり、それゆえ CO−(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2の構造を有する。上記で 述べたように、この「クロラムブシル」基は、ODNを、2,3,5,6−テトラ フルオロフェニル−4’−[ビス(2−クロロエチル)アミノ]フェニルブチラ ートとを反応させることにより、ODNの5−(3−アミノプロピル)(または そのような)置換2’−デオキシウリジン単位のアミノ基に付くことができる。 代法として、もう1つの好ましい具体例において、架橋基は、以下の部分構造に 示されるように、共有的に、アルキルアミン、好ましくはヘキシルアミンテイル を通してODNの5’または3’末端に共有的に付加する。 5’または3’−OPO(OH)−O−(CH26−CO−(CH23−C64 −N−[CH2CH2Cl]2) 好ましくは、架橋基はODNの内部であるヌクレオチド単位に共有的に付着す る。 二本鎖DNAまたはDNAフラグメントへのODNの配列特異的結合および1 のDNA鎖への架橋は、「4−レター」ワトソン−クリック型認識モチーフに基 づき本発明の態様に従い起こる。しかしながら、インビトロではリコンビナーゼ 酵素が、結合および架橋が起こるために必要である。リコンビナーゼ酵素は、d sDNAへのODNのトリプレックスとしての結合を促進する。インビボにおい て、リコンビナーゼ酵素は、ほとんど偏在しており、本発明のこの態様によるO DN類は、細胞中の固有のリコンビナーゼ酵素の存在が原因であるトリプレック ス形成およびその結果としての架橋を経験する。本発明は、しかしながら、特異 的な天然のまたはリコンビナーゼ酵素起源のものに限定されず、単細胞生物由来 のリコンビナーゼ類ならびに本発明中で機能可能なヒトもしくは哺乳類起源の細 胞由来のものも含まれる。ODNの、二本鎖DNAへの結合および架橋は、十分 な「4−レター」ワトソン−クリック認識モチーフを基礎として起こるので、本 発明のこの態様は、発明の従来記載された態様よりも、治療的適用のために、ま たは二本鎖DNAの配列特異的プローブ(例えば遺伝子マッピングのための)と しての広い基礎を提供し、ここに、dsDNAへのODNの結合は、フーグステ ィーンまたは逆フーグスティーン対合に基づく。 リコンビナーゼ酵素の作用は、本発明のこの態様に従い必要であるので、この 態様により設計されたODN類は、それらのヌクレオチド単位に糖部位を含み、 これは、リコンビナーゼ酵素による認識と矛盾しない。好ましくは、この態様に よるODN類は、2’−デオキシリボヌクレオチドおよびその活性中心に作用す る等価物、2’−−アルキルリボヌクレオチド類(C1−C6炭素のアルキル) および2’−デオキシ−2−フルオロリボヌクレオチド類からなる。 本発明の前記記載の態様において、dsDNAの標的配列は、有害な構造遺伝 子および、その脱活性化が治療的に有利な結果をもたらす、関連上流ならびに下 流調節制御配列であり得る。標的細胞は、また、ウイルス、菌類、寄生虫、細菌 および腫瘍細胞のごとき侵入生物の遺伝子も含む。制御配列は、転写または複製 のいずれかに関与する。本発明の抗−遺伝子ODNは、機能の変化のために選択 された標的DNA配列により決定され、設計される。ODNは、選択された標的 DNAの2つの鎖のうちの1つの中の標的配列に相同である(または事実上相同 である)配列を有する。それは、dsDNAまたはそのフラグメントの1つの鎖 に「相同」であるODNの配列が、ワトソン−クリックの意味において、dsD NAの他方の鎖またはそのフラグメントに相補的であるという先行による。この 具体例のODN類または本発明の態様は、診断用、分析用、「遺伝子−マッピン グ」および第二の具体例または本発明の態様のために上記に記載された目的のご とく使用できる。この具体例の利点は、それが、「4−レター」ワトソンクリッ ク認識モードにおいて働くことである。 全ODNは、dsDNAまたはそのフラグメントに相同である(または事実上 相同である)必要はないが、dsDNAの対合配列(またはそのフラグメント) に相同である(または事実上相同である)ODN中の連続配列中の約26、およ び好ましくは少なくとも約30ヌクレオチド単位が存在するべきである。さらに 、架橋基は、約26、またはそれ以上の相同である(または事実上相同である) ヌクレオチド単位の中または末端に付加するべきである。 本発明に従うODN類の、上述状態が満たされたと仮定する場合のdsDNA (またはそのフラグメント)に結合し、それと架橋する能力は以下の実験的実施 例に証明される。架橋ODN類の二本鎖DNAへの架橋の実験的実施例 インビトロ実施例 物質および方法 RecA蛋白質を、ユーエス・バイオケミカル・コーポレイション(US Biochemical Corporation)(Cleaveland,Ohio)から購入した。制限酵素EcoR I、ScaI、PvuIおよびAseIを、ニュー・イングランド・バイオラブ ズ(New England Biolabs)(Beverly,MA)から購入した。プロテイナーゼKは、ベ ーリンガー・マンハイム・バイオケミカルズ(Boeringer Mannheim Biochemicals )(Indianapolis,IN)から得た。 197および272bp長の短いDNAフラグメント(アンプリコンズ)を、Eco RIで直線状にしたpBR322プラスミドDNA(プロメガ(Promega) )を鋳型として、標準的PCRプロトコール(パーキン・エルマー・シータス(P erkin Elmer Cetus)(Norwalk,CT)により合成した。増幅反応のためのプライマー のうち1つは、(T4ポリヌクレオチドキナーゼおよび[Γ−32P]ATPを用 いた)選択的な5’−32P−末端標識を可能とするために、その合成の間に化学 的にリン酸化した。長いdsDNA標的については、pGEM−4Zプラスミド DNA(プロメガ(Promega))を、ScaI制限エンドヌクレアーゼでの環状 化および引き続く両方の鎖の5’−32P−末端標識の後用いた。全ての5’−32 P−末端標識dsDNA基質を、使用前に、あらゆる可能なエキソヌクレアーゼ またはssDNA混入を防ぐために、非変性PAGEまたはアガロースゲル電気 泳動によって精製した。 オリゴヌクレオチドを、アプライド・バイオシステムズ(Applied Biosystems )394DNA/RNAシンセサイザー上にて、標準的なホスホロアミダイト化 学により合成し、逆相HPLCにより精製した。クロラムブシル反応性基は、オ リゴヌクレオチド類の中の5−(3−アミノプロピル)−2’−デオキシウリジ ン残基または5’−アミノヘキシルリン酸基に、上記の他の場所で述べ、V.Kut yavin,Howard B.,Gamber,Alexander A.GallおよびRich B.Mayer,Jr.(199 3)J.Amer.Chem.Soc.115,9303(ここに引用して本明細書の一部とする)による 論文中の、クロラムブシル 2,3,5,6−テトラフルオロフェニルエステルで の合成後のアシル化により付加した。 標準的反応条件 神経コンプレックスを、氷上の100nM 反応性ODN、 2μM RecA蛋白質および10−10nM dsDNAを混合し、次いで温 度を37℃にまで増加させることにより形成した。反応を、50μL容積中で行 い、10mM トリス−酢酸緩衝液(pH7.5)、50mM 酢酸ナトリウム 、1mM DTT、1mM Γ−S−ATPおよび5% グリセロールを含んで いた。クロラムブシルによるdsDNA標的のアルキル化は、反応を、6時間3 7℃にてインキュベートすることにより完結させた。 修飾生成物の分析 dsDNAの架橋部位を検出するために、反応混合物を、 0.5% SDSおよび200μg/mL プロテイナーゼKを含む緩衝液で2 回希釈した。30分の37℃にてのインキュベーション後、試料をフェノール− クロロホルムで1回抽出し、エーテルで1−2回抽出し、エチルアルコールで沈 殿させた。アルキル化したグアノシン類の位置でニックを誘導するために、DN A沈殿を、10% ピペリジンで95℃にて30分間処理した。試料をエチルア ルコールで再び沈殿し、DNAを遠心により集め、乾燥し、0.1% キシレン シアノールおよびブロモフェノールブルーを含む80%ホルムアミド中に溶解し た。試料を8%変性PAGEで分析し、DNA切断部位を、マキサム,エイ・エ ムおよびギルバート,ダブリュ(Maxam,A.M.,& Gilbert,W.)(1977)Prog.Natl. Acad.Sci.U.S.A.74,560頁によるマキサムおよびギルバート反応で得られ る精製物との、または制限エンドヌクレアーゼ反応により調製したマーカーとの 比較により同定した。 以下の式2は、pGEM−4ZプラスミドDNAの1523−1794領域と 同一な272bpのアンプリコン(amplicon)のヌクレオチドを書く。 以下の表1は、上記インビトロ実験の結果を要約する。表は、オリゴヌクレオ チド試薬と相同性のある領域中の272bpのアンプリコンの配列を示す。反応 性オリゴヌクレオチドの配列が以下に示され、1、1aおよび2−12(非相同 性領域が下線タイプで示される)と番号を付けられる。U*はクロラムブシル基 が付加した5−(3−アミノプロピル)−2’−デオキシウリジン残基を意味す る。5’−Chlbは6−アミノヘキシルリンカーを通じてオリゴヌクレオチド の5’−リン酸に付加するクロラムブシル基を意味する。 表1から分かるように、ODN1は50ヌクレオチド単位を有し、これらは2 72塩基(bp)アンブリコン対中の対合配列に相同である。架橋基は、相同的 配列中の2’−デオキシウリジンに付加する。ODN1がアンプリコンに結合し 、架橋剤を含む修飾されたデオキシヌクレオチドに塩基が対合するアデニンに、 グアニンのうち1つがすぐに隣接するように架橋する。ODN 1aはまたアン プリコンに相同的な50ヌクレオチド単位を有し、その5’末端に架橋基を有す る。ODN1aはまたODN1aの5’末端の結合部位のすぐ近くのグアニンへ のアンプリコンへ結合し、架橋する。ODN2はODN1(内部U*を有する) に類似するが、ただ40の相同的ヌクレオチドからなる。ODN2ははまたアン プリコンと架橋し、30の相同的ヌクレオチド類を有するODN3および内部に 位置する架橋基(U*)も架橋する。ODN4はただ20の相同的ヌクレオチド および内部に位置する架橋基を有する。ODN4はアンプリコンに架橋しないか 、または架橋はただ非常に不十分である。ODN5は50ヌクレオチド単位であ るが、ただ25のみがアンプリコンに相同的である。内部架橋剤は相同的配列中 にあり、ODN5は非常に不十分に架橋するだけである。このことは、25の相 同的ヌクレオチド以上が意味のある架橋のために必要であることを証明する。O DN6は25の相同的ヌクレオチドを有するが、架橋基は相同的領域中にない。 ODN6は架橋しないか非常に不十分に架橋するだけである。ODN7は、25 の相同的ヌクレオチドを有するが、架橋基は相同的領域の中にない。ODN7は 配列中に30の相同的ヌクレオチドを有し、架橋基は相同的領域内にある。OD N7は20の非−相同的ヌクレオチドの配列の存在にかかわらず、きわめて明ら かに架橋する。ODN8は30の相同性および20の非相同性ヌクレオチドを、 それぞれ連続配列に有する。架橋剤は、非−相同性配列中にあり、ODN8は架 橋しない。ODN9は配列中の49の相同性単位中にあり、架橋する。ODN1 0−12は、それぞれがただ2、3の非相同的ヌクレオチドを有するが、非−相 同的単位は架橋基を有するヌクレオチドの近くに(隣またはそれぞれ1および2 単位内に)位置する。ODN類10−12は架橋しないか、または非常に不十分 に架橋するだけである。 関連する実験において、表1でODN1および1aと指名されるODN類を、 上記記載の条件下であるが、リコンビナーゼ酵素の非存在下にて272bpのア ンプリコンとインキュベートした。さらに関連する実験において、内部配置架橋 基(表1のODN1)および末端に位置する架橋基(表1のODN1a)の間の 架橋の効率を、マキサム・ギルバート配列決定法によりPAGE電気泳動中で得 られた適当なバンドの強度を考察することにより比較した。内部に位置する架橋 基は、末端に位置する架橋基よりも約7倍以上効率的であることが見いだされた 。ヒト・ゲノミックDNAとのインビトロおよびインビボ架橋 これらの実験にて用いられたODN類は、以下の構造を有する50量体または 30量体であった。 50量体: GGTTATTTTTGAAGATACGAATTTCU*CCAGAGACA CAGCAGGATTTGTCA−HEXANOL 30量体: GAAGATACGAATTTCU*CCAGAGACACAGCA−HEXA NOL これらの構造において、U*はクロラムブシル基が付加した5−(3−アミノプ ロピル)−2’−デオキシウリジン残基を意味する。これらのODN類は、HL A DQB1対立遺伝子0302(Larhammar,D.ら(1983)Proc.Natl.Acad. Sci.U.S.A.80,7313−7317頁のコード鎖に相補的である。インビトロ 実験において、架橋オリゴヌクレオチド類は、リコンビナーゼ酵素(エシェリキ ア・コリ(Escherichia coli)由来のRecA)の存在下または非存在下にて裸の ヒトゲノムDNAに添加した。実験の記述 試薬を、ゲノミックDNA−40μg/ml;架橋ODN−5×10-7M;R ecA=2×10-6M;MgCl2−12mM;ATPガンマ−S−1mMの終 濃度となるように混合した。対照反応において、RecAまたはオリゴヌクレオ チド類の存在を省略した。溶液を37℃にて3時間インキュベートし、次いでプ ロテイナーゼK/SDSで30分間37℃にて除タンパクした。DNAをフェノ ール:クロロホルム抽出によって回収し、1M ピロリジンで90℃にて30分 間処理し、DNAを架橋部位で切断した。DNAをエタノールで沈殿させ、ライ ゲーション媒介PCR反応を、Chong-Soon Leeら(Biochemistry 1994,33,602 4頁−6030頁)によって記載されるごとく行い、架橋部位においてアルキル 化によって起こったニックを可視化した。 PAGE電気泳動上で観察されたごとく、この実験の結果は、ヒトのゲノミッ ク対立遺伝子中の対合配列への50量体および30量体の結合および引き続く架 橋が起ったことであるが、ODNおよびリコンビナーゼ酵素は両方ともインキュ ベーション混合物中に存在するときのみである。この実験により、二本鎖ゲノミ ックDNA中の配列にワトソン・クリックの意味で相補的である本発明のODN とインビトロで全ヒトゲノムDNAの部位特異的アルキル化(ODNへの架橋) が証明される。 インビボ細胞培養実験において、50量体および30量体ODN類を、BSM B−リンパ球細胞培養に、以下に記載する条件下にて添加した。 実験の記述 BSM B−リンパ球細胞を、4.5×106細胞/mlとなる密度まで25m l フラスコ中で増殖させた。 培地: 500mlのL−グルタミン含有RPMI 1640(2mM)(Gibco BRL カタログ番号11875-036) 50mlのHI−FCS(ウシ胎児血清:Gibco BRL カタログ番号26140,5 5℃にて30分間の熱による不活性化) 5mlの100×Penn/Strep(Gibco BRL カタログ番号15070-022) 5mlの200mM L−グルタミン(Gibco BRL カタログ番号25030-024) 5mlの1M HEPES、pH7.3の100×ピルビン酸ナトリウム(1 1mg/mlフィルター滅菌)(Gibco BRL カタログ番号15630-023) それぞれの処理につき、2mlをBSM細胞フラスコ(25ml)から採取し 、1,200rpmにて5分間遠心し、次いで、 注意:血清フリー培地は、50mlのHI−FCS((Gibco BRL カタログ番号2 6140、55℃にて30分間熱により不活性化)が存在しない以外は上記培地と同一 である中に再懸濁した。 それぞれの試料を37℃にて48ウェルのマイクロタイタープレート中の5% CO2と3.5時間インキュベートした。細胞を1.5mlのプラスチック遠心チ ューブに移し、5分間2,000rpmにて沈殿させ、500μl PBSで2 回洗浄し、プロテイナーゼK/SDSで37℃にて一晩脱タンパクした。DNA をフェノール:クロロホルム抽出およびRnase A消化により除タンパクし 、1M ピロリジンが90℃にて30分間処理し、DNAを架橋部位にて切断し た。ピロリジンをエタノール沈殿により除去し、ライゲーション−媒介PCR反 応をChong-Soon Leeら(上記)により記載し、アルキル化により生じたニックを可 視化した。 上述の実験により、50量体および30量体のODN配列は、ヒト・ゲノミッ クDNA中の0302対立遺伝子に特異的に結合し、アルキル化(架橋)するこ とが示された。 上述のことを考慮すれば、本発明のオリゴヌクレオチドの一般的構造は、式3 : [式中、B−R−P*は、所望によりリポーター基を担持するか、あるいは所望 により放射活性標識を含んでいてもいオリゴヌクレオチドのヌクレオチド形勢ブ ロックを示す。B−R−P*は中間体ヌクレオチド単位および5’−ならびに3 ’末端ヌクレオチド単位を含む。具体的には、Bはヌクレオチドのヘテロ環塩基 成分を示し、Rはピラノースもしくはフラノース環を形成する糖部位、またはそ の同配体アナログを示し、P*はホスフェートモノエステル、ホスフェートジエ ステルまたはホスフェートトリエステル基を含めたホスフェート基を示し、ある いはP*は該ホスフェート基のモノチオエートまたはジチオエートアナログを示 す。P*はさらに内部ヌクレオチジル結合中の上記ホスフェート、ホスホチオエ ートまたはホスホジオチオエート基およびオリゴヌクレオチドの5’ならびに3 ’末端を含む。(A−(L)vwグルーピングは、基A−Lが、標的配列とのハ イブリダイゼーション後のみ反応するという意味では、Lが脱離基であって、A −(L)vが、DNAまたはRNAの標的配列とハイブリダイゼーションする条 件で不活性であるような求電子性アルキル化基を形成する。nは5およびほぼ3 00の間の値である整数であり;vは1または2であり;wは1−10の間であ り、該オリゴヌクレオチドはワトソン・クリック、フーグスティーンまたは逆フ ーグスティーンの意味で一本鎖また二本鎖DNAまたは一本鎖RNAの標的配列 と相補的である配列を含む] で示される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CN,CZ,EE, FI,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LV,MD ,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL, RO,RU,SD,SG,SI,SK,TJ,TM,T R,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ガンパー,ハワード・ビー アメリカ合衆国98078ワシントン州 ウッ ディンビル、トゥーハンドレッドトゥエル フス・ドライブ・ノース・イースト14048 番 (72)発明者 カットヤビン,イゴール・ブイ アメリカ合衆国98012ワシントン州 ボゼ ル、ノース・ロード・ナンバー・ビー101、 16520番 (72)発明者 ゴール,アレキサンダー・エイ アメリカ合衆国98012ワシントン州 ボゼ ル、ノース・ロード・ナンバー・ビー205、 16520番 (72)発明者 ペトリー,チャールズ・アール アメリカ合衆国98072ワシントン州 ウッ ディンビル、ワンハンドレッドナインティ シックスス・プレイス・ノース・イースト 18459番 (72)発明者 タボーン,ジョン・シー アメリカ合衆国98011ワシントン州 ボゼ ル、ワンハンドレッドシックスティシック スス・プレイス・ノース・イースト12117 番 (72)発明者 ハースト,ジェラルド・ディ アメリカ合衆国77380テキサス州 ザ・ウ ッドランズ、ペインテッド・サンセット 39番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.式: [式中、B−R−P*は、所望によりレポーター基を担持するか、あるいは所望 により放射性標識を含んでいてもよいオリゴヌクレオチドのヌクレオチド形成ブ ロックを表し;該B−R−P*中のBは、ヌクレオチドの複素環塩基成分を表し 、該B−R−P*中のRはピラノースまたはフラノース環を形成する糖部位、ま たはその同配体アナログを表し、該B−R−P*中のP*はホスフェートモノエ ステル、ホスフェートジエステルまたはホスフェートトリエステル基を含めたホ スフェート基を表し、あるいはP*は該ホスフェート基のモノチオエートまたは ジチオエートアナログを表し; (A−(L)vwは、Lが親電子脱離基であり、AがLをオリゴヌクレオチド に共有結合させる基であり、かつA−(L)vfDNAまたはRNAの標的配列 とのハイブリダイゼーションの条件下で不活性であり、かつA−(L)vがハイ ブリダイゼーションの後のみに標的配列と反応する親電子アルキル化基を表し; nは5およびほぼ3000の間の値を持つ整数であり; vは1または2であり; wは1−10の間であり、該オリゴヌクレオチドはワトソンクリック、フーグ スティーンまたは逆フーグスティーンの意味で一本鎖または二本鎖DNAまたは 一本鎖RNAの標的配列と相補的である配列を含む] で示されるオリゴヌクレオチド。 2.該オリゴヌクレオチドが5ないしほぼ300ヌクレオチド単位を有し、か つワトソンクリックの意味でRNA、一本鎖または二本鎖DNA中の標的配列と 相補的である配列を含む請求項1記載のオリゴヌクレオチド。 3.該R基がβ−2−デオキシリボフラノース、β−リボフラノース、β−2 −O−メトキシリボフラノース、およびβ−2−デオキシ−2−フルオロリボフ ラノースを表す請求項2記載のオリゴヌクレオチド。 4.該(A−(L)vwがオリゴヌクレオチドの複素環塩基成分に共有結合し た請求項2記載のオリゴヌクレオチド。 5.該(A−(L)vw基が、 −(CH2q−Y−(CH2m−L、 −(CH2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p −L、および −(CH2q’−O−(CH2q”−NH−CO−(CH2m−(X)a’− N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqの各々が独立して包括的に0ないし8であり、q’が包括 的に3ないし7であり、q”が包括的に1ないし7であり、 Yが、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ各末端に−NH2、−OH、SH、− COOHおよびC≡CHから選択される官能基を有する二官能性分子に由来する 連結基であり、 Xがフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’が0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは(CH2p−Lである] よりなる群から選択される請求項4記載のオリゴヌクレオチド。 6.該(A−(L)vw基が−(CH2q−Y−(CH2m−Lである請求項 5記載のオリゴヌクレオチド。 7.該−(CH2q−Y−(CH2m−L基が3−ヨードアセトアミドプロピ ル、3−(4−ブロモブチルアミド)プロピル、4−ヨードアセトアミドブチル および4−(4−ブロモブチルアミド)ブチルよりなる群から選択される請求項 6記載のオリゴヌクレオチド。 8.放射性活性標識を担持する請求項6記載のオリゴヌクレオチド。 9.L基がクロロ、ブロモ、ヨード、SO2R"'、およびS+R"'R""よりなる 群から選択され、ここに、R"'およびR""の各々は独立してC1-6アルキルまた はアリールであるか、あるいはR"'およびR""は一緒になってC1-6アルキレン 架橋を形成する請求項1記載のオリゴヌクレオチド。 10.該オリゴヌクレオチドが5ないしほぼ300ヌクレオチド単位を有し、 かつフーグスティーンまたは逆フーグスティーンの意味で二本鎖DNA中の標的 配列に相補的な配列を含み、ここに(A−(L)vwの定義において、 wが2ないし10である場合、vが1または2であり、および wが1である場合、vが2であり、それにより、オリゴヌクレオチドは少なく とも2個のアルキル化剤機能を含む請求項1記載のオリゴヌクレオチド。 11.該架橋剤(A−(L)vwが複素環塩基に結合した請求項10記載のオ リゴヌクレオチド。 12.該(A−(L)vwが、 −(CH2q−Y−(CH2m−L、(CH2q−CO−CH2−L、−(C H2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p−L、お よび−(CH2q’−O−(CH2q”−NH−CO−(CH2m−(X)n’ −N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqは独立して包括的に0ないし8であり、q’は包括的に3な いし7であり、q”は包括的に1ないし7であり、 Yは、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ−NH2、−OH、SH、−COOH およびC≡CHより選択される官能基を各末端に有する二官能性分子に由来する 連結基であり、かつ Xはフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’は0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは−(CH2p−Lである] よりなる群から選択される請求項11記載のオリゴヌクレオチド。 13.該架橋剤(A−(L)vwがウラシル塩基の5−位に結合した請求項1 2記載のオリゴヌクレオチド。 14.該(A−(L)vw基が、 −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2および −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項13記載のオリゴヌクレオチド。 15.該(A−(L)vw基が、ほぼ2ないし50個の炭素の通常のアルキル 鎖と長さが等しい請求項10記載のオリゴヌクレオチド。 16.該架橋剤(A−(L)vwがホスフェート基に結合された請求項10記 載のオリゴヌクレオチド。 17.3’および5’ホスフェート末端を有し、ここに、該架橋剤(A−(L )vwが3’および5’ホスフェート末端に結合した請求項16記載のオリゴヌ クレオチド。 18.(A−(L)vw基が、 −(CH2q−Y−(CH2m−L、(CH2q−CO−CH2−L、−(C H2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p−L、お よび−(CH2q’−O−(CH2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’− N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqは独立して包括的に0ないし8、q’は包括的に3ないし7 、q”は包括的に1ないし7であり; Yは、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ−NH2、−OH、SH、−COOH およびC≡CHより選択される官能基を各末端に有する二官能性分子に由来する 連結基であり、かつ Xはフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’は0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは−(CH2p−Lである] よりなる群から選択される請求項17記載のオリゴヌクレオチド。 19.該(A−(L)vw基が −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2、 −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2、およ び −(CH26NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項10記載のオリゴヌクレオチド。 20.L基がクロロ、ブロモ、ヨード、SO2R"'、およびS+R"'R""よりな る群から選択され、ここに、R"'およびR""の各々が独立してC1-6アルキルま たはアリールであるか、あるいはR"'およびR""は一緒になってC1-6アルキレ ン架橋を形成する請求項10記載のオリゴヌクレオチド。 21.二本鎖DNAの標的配列にワトソンクリックの意味において相補的であ る少なくともほぼ26ヌクレオチド単位の連続的配列を含み、ここに、該(A− (L)vw基が、標的配列に相補的な連続的配列に共有結合し、ここに、各オリ ゴヌクレオチド単位におけるR基が2−デオキシリボフラノシル、および2−O −アルキルリボフラノシル、2−デオキシ−2−フルオロリボフラノシルから選 択される請求項1記載のオリゴヌクレオチド。 22.ほぼ300個以下のヌクレオチド単位を有する請求項21記載のオリゴ ヌクレオチド。 23.ほぼ60個以下のヌクレオチド単位を有する請求項22記載のオリゴヌ クレオチド。 24.該(A−(L)vw基が二本鎖DNAの標的配列と相補的な連続的配列 の内部にあるヌクレオチド単位に共有結合した請求項21記載のオリゴヌクレオ チド。 25.(A−(L)vwが −(CH2q−Y−(CH2m−L、(CH2q−CO−CH2−L、−(C H2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p−L、お よび−(CH2q’−O−(CH2q”−NH−CO−(CH2m−(X)n’ −N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqは独立して包括的に0ないし8、q’は包括的に3ないし7 、q”は包括的に1ないし7であり; Yは、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ−NH2、−OH、SH、−COOH およびC≡CHより選択される官能基を各末端に有する二官能性分子に由来する 連結基であり、かつ Xはフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’は0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは−(CH2p−Lである] よりなる群から選択される請求項21記載のオリゴヌクレオチド。 26.該(A−(L)vw基が −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2、 −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2、およ び −(CH26NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項25記載のオリゴヌクレオチド。 27.該架橋剤(A−(L)vwがウラシル塩基の5−位に結合した請求項2 5記載のオリゴヌクレオチド。 28.該(A−(L)vw基が、 −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2および −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項27記載のオリゴヌクレオチド。 29.該−(CH2q−Y−(CH2m−L基が3−ヨードアセトアミドプロ ピル、3−(4−ブロモブチルアミド)プロピル、4−ヨードアセトアミドブチ ルおよび4−(4−ブロモブチルアミド)ブチルよりなる群から選択される請求 項25記載のオリゴヌクレオチド。 30.L基がクロロ、ブロモ、ヨード、SO2R"'、およびS+R"'R""よりな る群から選択され、ここに、R"'およびR""の各々が独立してC1-6アルキルま たはアリールであるか、あるいはR"'およびR""は一緒になってC1-6アルキレ ン架橋を形成する請求項21記載のオリゴヌクレオチド。 31.該架橋剤(A−(L)vwがホスフェート基に結合している請求項21 記載のオリゴヌクレオチド。 32.(A−(L)vwが −(CH2q−Y−(CH2m−L、(CH2q−CO−CH2−L、−(C H2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p−L、お よび−(CH2q’−O−(CH2q”−NH−CO−(CH2m−(X)n’ −N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqは独立して包括的に0ないし8、q’は包括的に3ないし7 、q”は包括的に1ないし7であり; Yは、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ−NH2、−OH、SH、−COOH およびC≡CHより選択される官能基を各末端に有する二官能性分子に由来する 連結基であり、かつ Xはフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’は0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは−(CH2p−Lである] よりなる群から選択される請求項31記載のオリゴヌクレオチド。 33.該(A−(L)vw基が −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2、 −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2、およ び −(CH26NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項32記載のオリゴヌクレオチド。 34.該(A−(L)vw基が−(CH26NHCO(CH23−C64−N −[CH2CH2Cl]2である請求項32記載のオリゴヌクレオチド。 35.リコンビナーゼ酵素の存在下、標的配列を有する二本鎖DNAを式: [式中、B−R−P*は、所望によりレポーター基を担持するか、あるいは所望 により放射性標識を含んでもよいオリゴヌクレオチドのヌクレオチド形成ブロッ クを表し;該B−R−P*中のBは、ヌクレオチドの複素環塩基成分を表し、該 B−R−P*中のRは2−デオキシ−D−リボフラノースまたは2−デオキシ− 2−フルオロ−D−リボフラノースより選択される糖部位を表し、該B−R−P *中のP*はホスフェートモノエステル、ホスフェートジエステルまたはホスフ ェートシリエステル基を含めたホスフェート基を表し、あるいはP*は該ホスフ ェート基のモノチオエートまたはジチオエートアナログを表し; (A−(L)vwは、Lが親電子脱離基であり、AがLをオリゴヌクレオチド に共有結合させる基であり、かつA−(L)vはDNAの標的配列とのハイブリ ダイゼーションの条件下で不活性であり、かつA−Lはハイブリダイゼーション の後のみに標的配列と反応する親電子アルキル化剤を表し; nは5およびほぼ3000の間の値の整数であり; vは1または2であり; wは1−10の間であり、 該オリゴヌクレオチドは、少なくともほぼ26個のヌクレオチド単位の連続的 配列を含み、その配列は、ワトソンクリックの意味で二本鎖DNAの標的配列と 相補的であり、ここに、該(A−(L)vw基は、標的配列に相補的な連続的配 列に共有結合している] のオリゴヌクレオチドと接触させることを特徴とする二本鎖DNAにおける標的 配列と架橋する方法。 36.イン・ビトロで行われる請求項35記載の方法。 37.オリゴヌクレオチドがほぼ300個以下のヌクレオチド単位を有する請 求項35記載の方法。 38.ほぼ60個以下のヌクレオチド単位を有する請求項27記載のオリゴヌ クレオチド。 39.該(A−(L)vwが −(CH2q−Y−(CH2m−L、(CH2q−CO−CH2−L、−(C H2q−NH−CO−(CH2m−(X)n’−N(R1)−(CH2p−L、お よび−(CH2q’−O−(CH2q”−NH−CO−(CH2m−(X)n’ −N(R1)−(CH2p−L [式中、mおよびqの各々は独立して包括的に0ないし8、q’は包括的に3な いし7、q”は包括的に1ないし7であり; Yは、ヒドロカルビル骨格を有し、かつ−NH2、−OH、SH、−COOH およびC≡CHより選択される官能基を各末端に有する二官能性分子に由来する 連結基であり、かつ Xはフェニル、またはクロロ、ブロモ、低級アルキルまたは低級アルコキシ基 で置換されたフェニルであり、n’は0または1であり、pは1ないし6の整数 であり、R1はH、低級アルキルまたは−(CH2p−Lである] よりなる群から選択される基である請求項35記載の方法。 40.該(A−(L)vw基が −(CH23O(CH22NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2C l]2、 −(CH23NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2、およ び −(CH26NHCO(CH23−C64−N−[CH2CH2Cl]2 よりなる群から選択される請求項39記載の方法。 41.該(A−(L)vw基が二本鎖DNAの標的配列と相補的な連続配列の 内部にあるヌクレオチド配列に共有結合した請求項39記載の方法。
JP9501849A 1995-06-07 1996-06-07 架橋性オリゴヌクレオチド Pending JPH11509528A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/485,611 1995-06-07
US08/485,611 US5849482A (en) 1988-09-28 1995-06-07 Crosslinking oligonucleotides
PCT/US1996/009551 WO1996040711A1 (en) 1995-06-07 1996-06-07 Cross-linking oligonucleotides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11509528A true JPH11509528A (ja) 1999-08-24

Family

ID=23928808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9501849A Pending JPH11509528A (ja) 1995-06-07 1996-06-07 架橋性オリゴヌクレオチド

Country Status (6)

Country Link
US (2) US5849482A (ja)
EP (1) EP0842186A1 (ja)
JP (1) JPH11509528A (ja)
AU (1) AU709924B2 (ja)
CA (1) CA2223584A1 (ja)
WO (1) WO1996040711A1 (ja)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5849482A (en) * 1988-09-28 1998-12-15 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Crosslinking oligonucleotides
US6136601A (en) * 1991-08-21 2000-10-24 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Targeted mutagenesis in living cells using modified oligonucleotides
US6312894B1 (en) 1995-04-03 2001-11-06 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Hybridization and mismatch discrimination using oligonucleotides conjugated to minor groove binders
US5801155A (en) 1995-04-03 1998-09-01 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Covalently linked oligonucleotide minor grove binder conjugates
US5770716A (en) * 1997-04-10 1998-06-23 The Perkin-Elmer Corporation Substituted propargylethoxyamido nucleosides, oligonucleotides and methods for using same
US6143877A (en) * 1997-04-30 2000-11-07 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Oligonucleotides including pyrazolo[3,4-D]pyrimidine bases, bound in double stranded nucleic acids
US6312925B1 (en) 1997-05-08 2001-11-06 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Methods and compositions to facilitate D-loop formation by oligonucleotides
DE19741715A1 (de) * 1997-09-22 1999-03-25 Hoechst Ag Pentopyranosyl-Nucleosid, seine Herstellung und Verwendung
DE19741738A1 (de) * 1997-09-22 1999-03-25 Hoechst Ag Linker-Nucleosid, seine Herstellung und Verwendung
US20060167239A1 (en) * 1997-12-02 2006-07-27 Slattum Paul M Compounds and processes for single-pot attachment of a label to siRNA
US6683173B2 (en) 1998-04-03 2004-01-27 Epoch Biosciences, Inc. Tm leveling methods
US6949367B1 (en) 1998-04-03 2005-09-27 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Modified oligonucleotides for mismatch discrimination
US7045610B2 (en) * 1998-04-03 2006-05-16 Epoch Biosciences, Inc. Modified oligonucleotides for mismatch discrimination
US7715989B2 (en) * 1998-04-03 2010-05-11 Elitech Holding B.V. Systems and methods for predicting oligonucleotide melting temperature (TmS)
DE19837387A1 (de) 1998-08-18 2000-02-24 Aventis Res & Tech Gmbh & Co 3'-Desoxypentopyranosyl-Nucleinsäure, ihre Herstellung und Verwendung
US6072046A (en) * 1998-08-26 2000-06-06 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Diaziridinyl-aryl and bis-[di(chloroethyl)amino]-aryl oligonucleotide conjugates and reagents for making the same
EP1013770A1 (en) * 1998-12-23 2000-06-28 Université Louis Pasteur de Strasbourg Non-viral transfection vector
FR2790005B1 (fr) * 1999-02-22 2004-01-30 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de morpholino-nucleotides, et utilisation de ceux-ci pour l'analyse et le marquage de sequences d'acides nucleiques
AU4188100A (en) * 1999-04-08 2000-11-14 Gregory M. Glenn Dry formulation for transcutaneous immunization
US6339147B1 (en) 1999-07-29 2002-01-15 Epoch Biosciences, Inc. Attachment of oligonucleotides to solid supports through Schiff base type linkages for capture and detection of nucleic acids
US7205105B2 (en) 1999-12-08 2007-04-17 Epoch Biosciences, Inc. Real-time linear detection probes: sensitive 5′-minor groove binder-containing probes for PCR analysis
US20010051348A1 (en) * 2000-01-28 2001-12-13 Lee Chee Wee Novel ligands and methods for preparing same
EP1995330A1 (en) * 2000-03-01 2008-11-26 Epoch Biosciences, Inc. Modified oligonucleotides for mismatch discrimination
US7923542B2 (en) 2000-04-28 2011-04-12 Sangamo Biosciences, Inc. Libraries of regulatory sequences, methods of making and using same
ATE374249T1 (de) * 2000-04-28 2007-10-15 Sangamo Biosciences Inc Datenbanken von regulatorischen sequenzen, methoden zu ihrer herstellung und verwendung
AU2001257331A1 (en) 2000-04-28 2001-11-12 Sangamo Biosciences, Inc. Methods for designing exogenous regulatory molecules
WO2001084148A2 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Sangamo Biosciences, Inc. Pharmacogenomics and identification of drug targets by reconstruction of signal transduction pathways based on sequences of accessible regions
EP1152058A1 (en) 2000-05-03 2001-11-07 Institut Curie Methods and compositions for effecting homologous recombination
EP1307469B1 (en) * 2000-08-03 2008-01-23 Boehringer Mannheim Gmbh Nucleic acid binding compounds containing pyrazolo¬3,4-d pyrimidine analogues of purin-2,6-diamine and their uses
AU2002326736B2 (en) * 2001-08-24 2007-08-02 Koronis Pharmaceuticals, Inc. Mutagenic nucleoside analogs for the treatment of viral disease
US6774758B2 (en) * 2002-09-11 2004-08-10 Kalyan P. Gokhale Low harmonic rectifier circuit
CA2498320A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Integrated Dna Technologies, Inc. Anthraquinone quencher dyes, their methods of preparation and use
US20060166206A1 (en) * 2002-11-15 2006-07-27 Sangamo Biosciences, Inc. Methods and compositions for analysis of regulatory sequences
US11118215B2 (en) * 2003-09-18 2021-09-14 Nuevolution A/S Method for obtaining structural information concerning an encoded molecule and method for selecting compounds
US7348146B2 (en) 2003-10-02 2008-03-25 Epoch Biosciences, Inc. Single nucleotide polymorphism analysis of highly polymorphic target sequences
SI1687609T1 (sl) 2003-10-28 2015-03-31 Epoch Biosciences, Inc. Fluorescenäśne sonde za detekcijo dna s hibridizacijo z izboljĺ ano obäśutljivostjo in nizkim ozadjem
US7439341B2 (en) * 2003-11-14 2008-10-21 Integrated Dna Technologies, Inc. Fluorescence quenching azo dyes, their methods of preparation and use
PL1871901T3 (pl) * 2005-04-11 2011-11-30 Bayer Bioscience Nv Elitarne zdarzenie a5547-127 oraz sposoby i zestawy do identyfikacji takiego zdarzenia w próbkach biologicznych
CA2601554A1 (en) 2005-05-20 2006-11-30 Integrated Dna Technologies, Inc. Compounds and methods for labeling oligonucleotides
WO2007073149A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Keygene N.V. Alternative nucleotides for improved targeted nucleotide exchange
EP2183378A4 (en) * 2007-07-31 2010-09-22 Verenium Corp CUSTOM MULTI-COMBINED COMBINATION CONSTRUCTION
EP2354242A1 (en) 2010-02-03 2011-08-10 Epiontis GmbH Assay for determining the type and/or status of a cell based on the epigenetic pattern and the chromatin structure
EP2553123B1 (en) 2010-03-26 2016-08-24 Integrated DNA Technologies, Inc. Methods for enhancing nucleic acid hybridization
US9506057B2 (en) 2010-03-26 2016-11-29 Integrated Dna Technologies, Inc. Modifications for antisense compounds
WO2012033848A1 (en) 2010-09-07 2012-03-15 Integrated Dna Technologies, Inc. Modifications for antisense compounds
CA2843955A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 The General Hospital Corporation Protein and peptide libraries
CN109384730B (zh) * 2017-08-10 2022-02-18 南京友怡医药科技有限公司 1-{3-[对-双-(2-氯乙基)胺基]苯丙胺基}甲酰-5-氟脲嘧啶及制备和应用

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1939030A1 (de) * 1968-08-05 1970-02-12 Kyowa Hakko Kogyo Kk Pyrazolverbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
US3962211A (en) * 1975-01-13 1976-06-08 The University Of Utah 7-substituted nucleoside compounds
US4123610A (en) * 1977-03-09 1978-10-31 The United States Government Nucleic acid crosslinking agent and affinity inactivation of nucleic acids therewith
PT71393B (en) * 1979-06-14 1981-10-22 Wellcome Found Antiprotozoal agents
US4711955A (en) * 1981-04-17 1987-12-08 Yale University Modified nucleotides and methods of preparing and using same
US4948882A (en) * 1983-02-22 1990-08-14 Syngene, Inc. Single-stranded labelled oligonucleotides, reactive monomers and methods of synthesis
AU596068B2 (en) * 1983-02-22 1990-04-26 Syngene, Inc. Defined sequence single strand oligonucleotides incorporating reporter groups, process for the chemical synthesis thereof, and nucleosides useful in such synthesis
DE3310337A1 (de) * 1983-03-22 1984-09-27 Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL), 6900 Heidelberg Verfahren zur durchfuehrung von hybridisierungsreaktionen
US4599303A (en) * 1983-12-12 1986-07-08 Hri Associates, Inc. Nucleic acid hybridization assay employing probes crosslinkable to target sequences
US4950768A (en) * 1984-01-16 1990-08-21 Cronyn Marshall W Cyclic disulfonic ester cross-linking compounds
US4582789A (en) * 1984-03-21 1986-04-15 Cetus Corporation Process for labeling nucleic acids using psoralen derivatives
US4766062A (en) * 1984-05-07 1988-08-23 Allied Corporation Displacement polynucleotide assay method and polynucleotide complex reagent therefor
JPS61109797A (ja) * 1984-11-01 1986-05-28 Yuki Gosei Yakuhin Kogyo Kk 標識化ヌクレオチドおよび標識化ポリヌクレオチド
US4828979A (en) * 1984-11-08 1989-05-09 Life Technologies, Inc. Nucleotide analogs for nucleic acid labeling and detection
US4795700A (en) * 1985-01-25 1989-01-03 California Institute Of Technology Nucleic acid probes and methods of using same
JPS61189215A (ja) * 1985-02-18 1986-08-22 Teijin Ltd 5−フルオロ−2′−デオキシウリジンエステル類の油状医薬組成物
DE3667669D1 (de) * 1985-03-21 1990-01-25 Molecular Diagnostics Inc Spezifische jodierung von nukleinsaeure.
US4888274A (en) * 1985-09-18 1989-12-19 Yale University RecA nucleoprotein filament and methods
US4910300A (en) * 1985-12-11 1990-03-20 Chiron Corporation Method for making nucleic acid probes
US4760017A (en) * 1985-12-23 1988-07-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Arabinonucleic acid probes for DNA/RNA assays
JPH0663961B2 (ja) * 1986-03-24 1994-08-22 日本科学工業株式会社 液中不純物測定方法とその測定装置
DE3642939A1 (de) * 1986-06-03 1987-12-10 Europ Lab Molekularbiolog Verfahren zur dna-markierung
GB8621337D0 (en) * 1986-09-04 1986-10-15 Agricultural Genetics Co Non-radioactive nucleic acid hybridization probes
EP0266099A3 (en) * 1986-10-28 1990-09-19 The Johns Hopkins University Oligonucleoside alkyl or arylphosphonate derivatives capable of crosslinking with or cleaving nucleic acids
EP0267996A1 (en) * 1986-11-20 1988-05-25 Tamir Biotechnology Ltd. New nucleotide derivatives
US5422251A (en) * 1986-11-26 1995-06-06 Princeton University Triple-stranded nucleic acids
US4837311A (en) * 1987-06-22 1989-06-06 Hoffman-La Roche Inc. Anti-retroviral compounds
WO1988010264A1 (en) * 1987-06-24 1988-12-29 Howard Florey Institute Of Experimental Physiology Nucleoside derivatives
US5849482A (en) * 1988-09-28 1998-12-15 Epoch Pharmaceuticals, Inc. Crosslinking oligonucleotides
WO1990003370A1 (en) * 1988-09-28 1990-04-05 Microprobe Corporation DERIVATIVES OF PYRAZOLO[3,4-d]PYRIMIDINE
CA2006008C (en) * 1988-12-20 2000-02-15 Donald J. Kessler Method for making synthetic oligonucleotides which bind specifically to target sites on duplex dna molecules, by forming a colinear triplex, the synthetic oligonucleotides and methods of use
US5176996A (en) * 1988-12-20 1993-01-05 Baylor College Of Medicine Method for making synthetic oligonucleotides which bind specifically to target sites on duplex DNA molecules, by forming a colinear triplex, the synthetic oligonucleotides and methods of use
CA2006011A1 (en) * 1988-12-21 1990-06-21 Cecilia Lo Transgenic organisms and cells and methods of producing transgenic organisms and cells
WO1990014353A1 (en) * 1989-05-18 1990-11-29 Microprobe Corporation Crosslinking oligonucleotides
JPH04506152A (ja) * 1989-06-19 1992-10-29 ザ・ジョーンズ・ホップキンス・ユニバーシティー ヌクレオシドオリゴマーを用いる二重鎖dnaの三重らせん複合体の形成
EP0531436A4 (en) * 1990-05-25 1993-06-16 Gilead Sciences, Inc. Sequence-specific nonphotoactivated crosslinking agents which bind to the major groove of duplex dna
WO1992020698A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-26 Uab Research Foundation Sequence specific dna binding drugs
JPH06509945A (ja) * 1991-08-19 1994-11-10 マイクロプローブ・コーポレイション 酵素媒介三本鎖形成のための架橋性オリゴヌクレオチド
US5574142A (en) * 1992-12-15 1996-11-12 Microprobe Corporation Peptide linkers for improved oligonucleotide delivery
AU6296294A (en) * 1993-01-26 1994-08-15 Microprobe Corporation Bifunctional crosslinking oligonucleotides adapted for linking to a desired gene sequence of invading organism or cell
WO1995001364A1 (en) * 1993-06-25 1995-01-12 Yale University Chemically modified oligonucleotide for site-directed mutagenesis

Also Published As

Publication number Publication date
US5935830A (en) 1999-08-10
WO1996040711A1 (en) 1996-12-19
AU6103596A (en) 1996-12-30
AU709924B2 (en) 1999-09-09
US5849482A (en) 1998-12-15
CA2223584A1 (en) 1996-12-19
EP0842186A1 (en) 1998-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11509528A (ja) 架橋性オリゴヌクレオチド
US5824796A (en) Cross-linking oligonucleotides
US6962906B2 (en) Oligonucleotide analogues, methods of synthesis and methods of use
El-Sagheer et al. Click chemistry with DNA
JP4236812B2 (ja) オリゴヌクレオチド類似体
JP4975905B2 (ja) 複合生物試料における核酸の単工程調製及び検出
EP0472648A1 (en) Crosslinking oligonucleotides
US7612187B2 (en) 2-azapurine compounds and their uses
US7115738B2 (en) Hydroxyproline/phosphono oligonucleotide analogues, methods of synthesis and methods of use
US20030144231A1 (en) Oligonucleotide analogues
US6008334A (en) Base-protected nucleotide analogs with protected thiol groups
JPH10506270A (ja) 新規な塩基対形成スキームの使用による非特異的ハイブリダイゼーションの減少
JPH0874B2 (ja) 遺伝子発現を検出および変調するヌクレアーゼ耐性、ピリミジン修飾オリゴヌクレオチド
JPH06509945A (ja) 酵素媒介三本鎖形成のための架橋性オリゴヌクレオチド
IE73244B1 (en) Oligonucleotide analogs
WO1998003532A9 (en) Base-protected nucleotide analogs with protected thiol groups
US6312953B1 (en) Bifunctional Crosslinking oligonucleotides adapted for linking to a target sequence of duplex DNA
USRE38416E1 (en) Cross-linking oligonucleotides
EP0931090B1 (en) Improved chimeric oligonucleotide vectors