NO306623B1 - Method of Preparation of DNA Molecule Containing Parts of a Gene Transcribed by Polymerase III and a DNA Sequence Encoding an Inhibitory RNA Molecule - Google Patents

Method of Preparation of DNA Molecule Containing Parts of a Gene Transcribed by Polymerase III and a DNA Sequence Encoding an Inhibitory RNA Molecule Download PDF

Info

Publication number
NO306623B1
NO306623B1 NO901213A NO901213A NO306623B1 NO 306623 B1 NO306623 B1 NO 306623B1 NO 901213 A NO901213 A NO 901213A NO 901213 A NO901213 A NO 901213A NO 306623 B1 NO306623 B1 NO 306623B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dna
trna
rna
ribozyme
producing
Prior art date
Application number
NO901213A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO901213L (en
NO901213D0 (en
Inventor
Hartmut Beug
Max L Birnstiel
Matthew Cotten
Ernst Wagner
Harald Kandolf
Original Assignee
Boehringer Ingelheim Int
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 Boehringer Ingelheim Int filed Critical Boehringer Ingelheim Int
Publication of NO901213D0 publication Critical patent/NO901213D0/en
Publication of NO901213L publication Critical patent/NO901213L/en
Publication of NO306623B1 publication Critical patent/NO306623B1/en

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
    • 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
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • 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
    • C12N2310/11Antisense
    • C12N2310/111Antisense spanning the whole gene, or a large part of it
    • 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
    • C12N2310/12Type of nucleic acid catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes
    • C12N2310/121Hammerhead

Abstract

The invention relates to a genetic unit, which is optionally in multicopy form, for the inhibition of RNA. The unit contains the transcription units necessary for transcription by polymerase III, and a DNA which codes for inhibiting RNA and which is arranged within the unit in such a way that the transcribed RNA is part of the polymerase III transcript. These units can be used to achieve increased stability of the inhibiting RNA, which can be in the form of ribozymes or antisense RNAs, while there is no reduction in the activity. The invention furthermore relates to a process for introducing the genetic units into the cell, to the use of these units and to pharmaceutical formulations containing them.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl inneholdende deler av et gen som transkriberes av polymerase III og en DNA-sekvens som koder for et inhiberende RNA-molekyl. The present invention relates to a method for producing a DNA molecule containing parts of a gene that is transcribed by polymerase III and a DNA sequence that codes for an inhibitory RNA molecule.

Den spesifikke inhiberingen av gener ved oligonukleotider, f.eks. når det gjelder en terapeutisk virkende blokkering av deregulerte onkogener eller virale gener, beror på evnen hos slike komplementære RNA- eller DNA-sekvenser, såkalte "antisense-oligonukleotider", til å hybridisere med mRNA, prosesse-ringssignaler eller pre-mRNA, og på denne måten avbryte informasjons-overføringen fra gener til proteiner. The specific inhibition of genes by oligonucleotides, e.g. in the case of a therapeutically effective blocking of deregulated oncogenes or viral genes, depends on the ability of such complementary RNA or DNA sequences, so-called "antisense oligonucleotides", to hybridize with mRNA, processing signals or pre-mRNA, and on thus interrupting the information transfer from genes to proteins.

Anvendelsen av antisense-DNA bevirker en nedbrytning av komplementær mål-RNA ved RNAse H-spalting av det oppståtte hybridet, resultatet er den irreversible ødeleggelsen av det tilstedeværende komplementære RNA. The application of antisense DNA causes a degradation of complementary target RNA by RNAse H cleavage of the resulting hybrid, the result being the irreversible destruction of the complementary RNA present.

I tilfelle anvendelse av antisense-RNA følger en såkalt "hybrid arrest" av translasjon eller prosessering, hvorved RNA/RNA-hybridene representerer den strukturelle hindringen. In the case of the use of antisense RNA, a so-called "hybrid arrest" of translation or processing follows, whereby the RNA/RNA hybrids represent the structural obstacle.

Det antas at slike hybrider akkumuleres i cellen; deres videre skjebne er ennu ikke undersøkt. Ifølge vår nåværende kunnskap turde det ved denne mekanismen i alt vesentlig dreie seg om et reversibelt forløp. Anvendelsen av antisense-RNA-molekyler har den fordelen at disse molekylene enten kan syntetiseres in vitro og bringes inn i cellene, eller at de genene som koder for disse, kan føres inn i cellene, slik at det inhiberende RNA kan produseres inne i cellen. Det har imidlertid hittil ikke lyktes å bringe slike gener i en form som muliggjør produksjon av en virksom mengde av antisense-RNA i cellen. It is believed that such hybrids accumulate in the cell; their further fate has not yet been investigated. According to our current knowledge, this mechanism must essentially be a reversible process. The use of antisense RNA molecules has the advantage that these molecules can either be synthesized in vitro and brought into the cells, or that the genes that code for them can be introduced into the cells, so that the inhibitory RNA can be produced inside the cell. However, it has so far not succeeded in bringing such genes into a form that enables the production of an effective amount of antisense RNA in the cell.

Ganske nylig ble det oppdaget et tredje prinsipp for RNA-inhibering, og gjort tilgjengelig for in vitro anvendelse. Quite recently, a third principle of RNA inhibition was discovered and made available for in vitro application.

Dette prinsippet beror på RNA-molekylenes, de såkalte "ribozymene", evne til å gjenkjenne bestemte RNA-sekvenser, binde seg til disse og spalte dem. Det ble utledet fra de in vivo betraktede autokatalytiske spaltereaksjonene for RNA-molekyler i planteviroider og satellitt-RNA. This principle is based on the ability of the RNA molecules, the so-called "ribozymes", to recognize specific RNA sequences, bind to these and cleave them. It was deduced from the in vivo observed autocatalytic cleavage reactions for RNA molecules in plant viroids and satellite RNA.

Ved å bygge på bestemte strukturkrav for den ribozym-katalyserende RNA-spaltingen, kan man nå altså konstruere de novo ribozymer som har en in trans endonuklease-aktivitet som er innrettet på en bestemt målsekvens. Da slike ribozymer, hvorav de hittil mest inngående utforskede på grunn av sin struktur kalles "hammerhead"-ribozymer, kan virke på tallrike forskjellige sekvenser, kan det tilsvarende ribozymet "sys etter mål" for praktisk talt hvilket som helst RNA-substrat. Dette gjør ribozymene til interessante, ytterst fleksible instrumenter for inhibering av spesifikke gener, og til et løfterikt alternativ til antisense-konstruksjoner, som allerede har vist seg å ha en potensiell terapeutisk nytte. By building on specific structural requirements for the ribozyme-catalyzed RNA cleavage, one can now construct de novo ribozymes that have an in trans endonuclease activity that is aligned to a specific target sequence. Since such ribozymes, of which the most thoroughly explored to date are called "hammerhead" ribozymes due to their structure, can act on numerous different sequences, the corresponding ribozyme can be "tailor-made" for virtually any RNA substrate. This makes the ribozymes interesting, extremely flexible instruments for inhibiting specific genes, and a promising alternative to antisense constructs, which have already been shown to have a potential therapeutic benefit.

En av de nå kjente og tidligere mest inngående utforskede ribozym-modellene omfatter tre strukturdomener; ved å bygge på denne modellen er det allerede med godt resultat bygget ribozymer mot CAT-mRNA. (Haseloff et al., 1988; Uhlenbeck et al., 1987) : One of the now known and previously most thoroughly explored ribozyme models comprises three structural domains; by building on this model, ribozymes against CAT mRNA have already been built with good results. (Haseloff et al., 1988; Uhlenbeck et al., 1987) :

De tre domenene omfatter: The three domains include:

a) en høykonservert region av nukleotider som flankerer spaltestedet i 5'-retning. Derved dreier det seg vanligvis om sekvensen GUC, selvom også en modifikasjon viste en i alt vesentlig uforminsket spalteaktivitet i GUA eller GUU. Spalting viste seg også etter sekvensene CUC, i mindre grad også for AUC og UUC (de kravene som ble stillet til effektiv spalting er ennå ikke blitt fullstendig oppklart). b) de høykonserverte sekvensene som inneholdes i naturlig forekommende spaltedomener i ribozymer, og som danner en slags baseparret stengel; c) de regionene som flankerer spaltestedet på begge sidene, og som garanterer for den nøyaktige tilpasningen av ribozymet a) a highly conserved region of nucleotides flanking the cleavage site in the 5' direction. This usually involves the sequence GUC, although a modification also showed an essentially undiminished cleavage activity in GUA or GUU. Cleavage also appeared after the sequences CUC, to a lesser extent also for AUC and UUC (the requirements for efficient cleavage have not yet been fully elucidated). b) the highly conserved sequences contained in naturally occurring cleavage domains in ribozymes, which form a kind of base-paired stem; c) the regions that flank the cleavage site on both sides, and which guarantee the exact alignment of the ribozyme

i forhold til spaltestedet og for sammenbindingen mellom substrat og enzym (i de hittil gjennomførte forsøkene ble valgt 8 baser på hver av de to sidene). in relation to the cleavage site and for the connection between substrate and enzyme (in the experiments carried out so far, 8 bases were chosen on each of the two sides).

RNA-enzymet kan konstrueres etter denne modellen, og har allerede vist seg egnet for effektiv og spesifikk spalting av RNA-sekvenser in vitro. (Haseloff et al., 1988). The RNA enzyme can be constructed according to this model, and has already been shown to be suitable for efficient and specific cleavage of RNA sequences in vitro. (Haseloff et al., 1988).

I den senere tid har man oppdaget ytterligere typer av autokatalytisk RNA-spalteaktivitet som kommer i betraktning for den målrettede RNA-inhiberingen. En av disse modellene er det såkalte "hårnål"-ribozym, hvis aktive sete er avledet av minus-strengen i satellitt-RNA hos tobakk-ringspotvirus (Hampel og Tritz, 1989). Ytterligere selvspaltende RNA-aktiviteter blir assosiert med hepatitt deltavirus (Kuo et al., 1988; Sharmeen et al., 1988; Wu et al., 1989) og med RNAseP (Altmann et al., 1988) . More recently, additional types of autocatalytic RNA cleavage activity have been discovered that come into consideration for the targeted RNA inhibition. One of these models is the so-called "hairpin" ribozyme, whose active site is derived from the minus strand of the satellite RNA of tobacco ringspot virus (Hampel and Tritz, 1989). Additional self-cleaving RNA activities are associated with hepatitis delta virus (Kuo et al., 1988; Sharmeen et al., 1988; Wu et al., 1989) and with RNAseP (Altmann et al., 1988).

De forsøkene som gikk forut for arbeidene med den foreliggende oppfinnelse, tjente til sammenligning av virkningen av antisense-RNA, antisense-DNA og ribozymer. Disse forsøkene ble gjennomført ved hjelp av den snRNP U7-avhengige histon-pre-mRNA-prosesseringsreaksjonen, og sågar i et system in vitro som prosesserer U7-avhengig histon-pre-mRNA (Mowry et al., 1987 Soldati et al., 1988). Derved ble funnet at antisense-RNA representerer den sterkeste inhibitoren, hvorved inhiberingen er reversibel. Hemmevirkningen av antisense-DNA og av ribozymer av"hammerhode" typen, begge irreversible, lå innenfor den samme størrelsesorden, hvorved det for fullstendig hemming stundom var nødvendig med et ca. 1000-gangers overskudd i forhold til substrat RNA. The experiments that preceded the work on the present invention served to compare the effect of antisense RNA, antisense DNA and ribozymes. These experiments were carried out using the snRNP U7-dependent histone pre-mRNA processing reaction, and even in a system in vitro that processes U7-dependent histone pre-mRNA (Mowry et al., 1987 Soldati et al., 1988 ). It was thereby found that antisense RNA represents the strongest inhibitor, whereby the inhibition is reversible. The inhibitory effect of antisense DNA and of ribozymes of the "hammerhead" type, both irreversible, was within the same order of magnitude, whereby complete inhibition sometimes required an approx. 1000-fold excess compared to substrate RNA.

Selvom forsøkene hittil var blitt gjennomført med ribozymer med naken RNA i proteinfrie systemer, var for-forsøkene til den foreliggende oppfinnelse de første eksperimentene som hadde vist at syntetisk fremstilte ribozymer som var innrettet på en spesifikk sekvens, viser spaltevirkning også i proteinholdig miljø. Denne kjensgjerning ga den første hentydning om en potensiell in vivo anvendelse. Although the experiments had so far been carried out with ribozymes with naked RNA in protein-free systems, the preliminary experiments for the present invention were the first experiments that had shown that synthetically produced ribozymes that were aligned to a specific sequence also show cleaving action in a protein-containing environment. This fact provided the first hint of a potential in vivo application.

En av de begrensende faktorene ved anvendelse av ribozymer til inhibering av ekspresjonen av spesifikke gener turde ligge i oppbyggingen av en ribozymkonsentrasjon som er tilstrekkelig til å bevirke effektiv utkobling av en bestemt biologisk reaksjon; årsakene dertil ligger muligens som ved anvendelse av antisense-RNA blant annet i den altfor lave stabiliteten for RNA. One of the limiting factors in the use of ribozymes for inhibiting the expression of specific genes must lie in the build-up of a ribozyme concentration sufficient to effect efficient switching off of a particular biological reaction; the reasons for this possibly lie, as with the use of antisense RNA, among other things in the much too low stability of RNA.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse lå den oppgaven å tilveiebringe et system for anvendelse av mRNA som in vivo inhibitor for mRNA som fjerner de hittil bestående begrensningene ved anvendelse av RNA, idet det stilles til disposisjon en virksom konsentrasjon av inhiberende RNA i cellen. The present invention was based on the task of providing a system for the use of mRNA as an in vivo inhibitor for mRNA which removes the hitherto existing limitations in the use of RNA, as an effective concentration of inhibitory RNA is made available in the cell.

Denne oppgaven ble løst ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl, eventuelt foreliggende i multikopi, inneholdende deler av et gen som transkriberes av polymerase III og en DNA-sekvens som koder for et inhiberende RNA-molekyl kjennetegnet ved at det inneholder de nødvendige transkripsjonsenheter til et tRNA-gen for transkripsjon av polymerase III inkludert sekvensene som bestemmer sekundærstrukturen til tRNA'et, og at DNA-sekvensen som koder for et inhiberende RNA-molekyl valgt fra gruppen ribozym eller antisense-RNA er slik anordnet innenfor DNA-molekylet, at det inhiberende RNA-molekyl er del av transkriptet. This task was solved according to the invention by a method for producing a DNA molecule, possibly present in multiple copies, containing parts of a gene that is transcribed by polymerase III and a DNA sequence that codes for an inhibitory RNA molecule characterized by the fact that it contains the necessary transcription units of a tRNA gene for transcription by polymerase III including the sequences that determine the secondary structure of the tRNA, and that the DNA sequence encoding an inhibitory RNA molecule selected from the group ribozyme or antisense RNA is so arranged within the DNA molecule , that the inhibitory RNA molecule is part of the transcript.

Ved løsningen av denne oppgaven gikk man ut fra den overveielsen at ved innføring av et gen som frembringer den inhiberende RNA i motsetning til import av RNA som sådan, burde man ha garanti for en betydelig forsterkning av RNA og dermed et tilstrekkelig RNA-forråd til hemming av de biologiske reaksj onene. The solution to this task was based on the consideration that by introducing a gene that produces the inhibitory RNA, as opposed to the import of RNA as such, there should be a guarantee of a significant amplification of the RNA and thus a sufficient supply of RNA for inhibition of the biological reactions.

Den inhiberende RNA kan være et hvilket som helst ribozym eller en annen antisense-RNA. Fig. 1 viser en skjematisk tRNA-ribozym-modell. The inhibitory RNA can be any ribozyme or other antisense RNA. Fig. 1 shows a schematic tRNA ribozyme model.

I prinsippet kunne man tenke seg å gjennomføre en effektiv transport av RNA hhv. den DNA-sekvensen som koder for denne, via virus eller virale vektorer, f.eks. retrovirus. In principle, one could imagine carrying out an efficient transport of RNA or the DNA sequence that codes for this, via viruses or viral vectors, e.g. retrovirus.

Dette systemet har imidlertid noen avgjørende ulemper, som mobilisering av endogene virus, rekombinasjon med endogene retrovirus, aktivering av endogene gener ved integrering, begrensning med hensyn til vertsorganisme og vevstype. However, this system has some crucial disadvantages, such as mobilization of endogenous viruses, recombination with endogenous retroviruses, activation of endogenous genes by integration, limitation with regard to host organism and tissue type.

I motsetning dertil tilveiebringes derfor ifølge oppfinnelsen bæregener som ikke har disse ulempene. In contrast, carriers are therefore provided according to the invention which do not have these disadvantages.

De genene som foreslås som bæregener for RNA-genene innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse, har følgende fordeler: De har en kompakt struktur, de kan pga. sin ringe størrelse lettere transporteres inn i cellen, de har en høy transkripsjonsrate og er i sin ekspresjon ikke begrenset til bestemte vev, men blir uttrykt ubikvitært, dvs. i nesten alle celletyper. The genes that are proposed as carrier genes for the RNA genes within the scope of the present invention have the following advantages: They have a compact structure, they can because their small size is more easily transported into the cell, they have a high transcription rate and their expression is not limited to certain tissues, but is expressed ubiquitously, i.e. in almost all cell types.

En ytterligere fordel ved polymerase III-genene ligger i tilstedeværelsen av et svært sterkt terminerings-signal for transkripsjon. Derved reduseres sansynligheten vesentlig for at et cellulært gen som ligger i nærheten blir aktivert på uønsket måte. A further advantage of the polymerase III genes lies in the presence of a very strong termination signal for transcription. Thereby, the likelihood of a nearby cellular gene being activated in an unwanted way is significantly reduced.

De genene som er transkribert av polymerase III, har følgende særtrekk: Det dreier seg derved om gener, hvis promotor ikke befinner seg oppstrøms foran genet, men innenfor genet (Geiduschek et al., 1988). Disse for bindingen av polymerase III vesentlig interne kontrollregionene har en diskontinuerlig struktur; de består av to såkalte "bokser" (A-boksen og B-boksen), som er vesentlige for identifikajsonen ved transkripsjonsfaktorene, samt et mellomliggende genavsnitt som er kritisk med hensyn til sin lengde (Hofstetter et al., 1981). Lengden av denne sekvensen utgjør hos tRNA-gener 31-74 basepar (Clarkson). The genes that are transcribed by polymerase III have the following distinctive features: These are genes whose promoter is not located upstream of the gene, but within the gene (Geiduschek et al., 1988). These essentially internal control regions for the binding of polymerase III have a discontinuous structure; they consist of two so-called "boxes" (the A-box and the B-box), which are essential for the identification of the transcription factors, as well as an intermediate gene section which is critical with respect to its length (Hofstetter et al., 1981). The length of this sequence in tRNA genes is 31-74 base pairs (Clarkson).

Representanter for disse genene transkribert av polymerase III er tRNA-genene, 5S-RNA og en rekke andre små kjerne- og cytoplasma-RNA-gener: 7SK, 7SL, M, U6 og 4, 5S RNA, samt adenovirus-genene VAI og VA2 (Geiduschek et al., 1988). Felles for disse genene er deres ringe størrelse, deres kompakte struktur, deres høye transkripsjonsrate og deres ubikvitære transkripsj on. Representatives of these genes transcribed by polymerase III are the tRNA genes, 5S RNA and a number of other small nuclear and cytoplasmic RNA genes: 7SK, 7SL, M, U6 and 4, 5S RNA, as well as the adenovirus genes VAI and VA2 (Geiduschek et al., 1988). Common to these genes is their small size, their compact structure, their high transcription rate and their ubiquitous transcription.

Det ble overraskende fastslått at det kan oppnås forhøyet stabilitet for den inhiberende RNA ved hjelp av de genetiske enhetene ifølge oppfinnelsen, uten at man behøver å ta hensyn til en skade av dens virksomhet når det gjelder aktivitet. It was surprisingly established that increased stability of the inhibitory RNA can be achieved by means of the genetic units according to the invention, without having to take into account a damage to its activity in terms of activity.

Det ble vist allerede av Jennings og Molloy, 1987, at en spesfikk promotor gjenkjent av polymerase III er egnet til å styre syntesen av antisense-RNA. Dertil ble Xbal/BamHl fragmentet i VAI-genet, som inneholdt promotoren, klonet i 5'-retningen foran antisense-DNA, hvilket tilsvarer det vanlige prinsippet ved anvendelse av polymerase II-promotorer. Det ble tilstrebet å oppnå et kort transkript sammenlignet med polymerase II-transkripter. Transkriptet har bare en ubetydelig modifikasjon som muliggjør baseparring av endene, for å beskytte endene for nedbrytning ved enkeltstreng-eksonukleaser. It was already shown by Jennings and Molloy, 1987, that a specific promoter recognized by polymerase III is suitable for directing the synthesis of antisense RNA. In addition, the XbaI/BamH1 fragment in the VAI gene, which contained the promoter, was cloned in the 5' direction in front of the antisense DNA, which corresponds to the usual principle when using polymerase II promoters. An effort was made to obtain a short transcript compared to polymerase II transcripts. The transcript has only a minor modification that allows for base pairing of the ends, to protect the ends from degradation by single-stranded exonucleases.

I motsetning til dette forslaget, hvor bare promotor-sekvensen i et spesifikt polymerase III-gen blir anvendt, (området mellom Pos.-30 til 73, mens VAl-genet av villtypen strekker seg til terminator-sekvensen ved pos.+160 - +200), blir ifølge den foreliggende oppfinnelse dessuten de sekvensene i polymerase III-genet målrettet anvendt, som er utslagsgivende for transkriptets sekundærstruktur, for å utnytte disse til stabilisering av de inhiberende RNA-sekvensene. I motsetning til det tidligere beskrevne forslaget er den for den inhiberende RNA kodenden gensekvensen innenfor det av polymerase III transkriberte genet slik anordnet, at det ifølge oppfinnelsen foreligger en genkassett. Utover dette er de innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse anvendte bære-genene i motsetning til det virale VAl-genet ikke toksiske. In contrast to this proposal, where only the promoter sequence of a specific polymerase III gene is used, (the range between Pos.-30 to 73, while the wild-type VAl gene extends to the terminator sequence at pos.+160 - + 200), according to the present invention, the sequences in the polymerase III gene are also purposefully used, which are decisive for the secondary structure of the transcript, in order to utilize these for stabilizing the inhibitory RNA sequences. In contrast to the previously described proposal, the gene sequence for the inhibitory RNA coding end within the gene transcribed by polymerase III is arranged in such a way that, according to the invention, there is a gene cassette. In addition to this, the carrier genes used within the scope of the present invention, in contrast to the viral VAl gene, are not toxic.

De genene som er transkribert av polymerase III, kan anvendes fleksibelt innenfor rammen av oppfinnelsen. Når det gjelder deres funksjon som bære-gener for RNA-inhiberende sekvenser, må man ved utvalg respektive modifikasjon av naturlige gener respektive ved konstruksjon av kunstige gener ta hensyn til følgende kriterier: The genes that are transcribed by polymerase III can be used flexibly within the scope of the invention. Regarding their function as carrier genes for RNA-inhibiting sequences, the following criteria must be taken into account when selecting or modifying natural genes or when constructing artificial genes:

1) A- og B-boksen er høyt konservert. 1) The A and B boxes are highly conserved.

2) Et avsnitt på 5 til 7 T-rester nedstrøms fra B-boksen er ansvarlig for termineringen av transkripsjonen. 3) Avstandet mellom A- og B-boksen kan ikke forstørres vilkårlig, hvorved maksimum for øyeblikket blir antatt ved 2) A section of 5 to 7 T residues downstream from the B-box is responsible for the termination of transcription. 3) The distance between the A and B box cannot be increased arbitrarily, whereby the maximum is currently assumed at

omlag 9 0 bp. about 9 0 bp.

4) I noen systemer har den 5'-flankerende sekvensen innflytelse på transkripsjonen. 5) Det finnes henvisninger til at en intakt antikodon-stammeregion er vesentlig for transkriptets stabilitet. 4) In some systems, the 5'-flanking sequence has an influence on transcription. 5) There are indications that an intact anticodon stem region is essential for the stability of the transcript.

Spesielt egnet som bæregener for fremstilling av DNA-molekyl ifølge oppfinnelsen, er tRNA-gener. Den RNA som er kodet av disse genene, er dessuten på grunn av sin kløverblad- struktur og anse som spesielt egnet til å gi stabilitet til den inhiberende RNA. Med dennes hjelp kan man fremstille kompakte RNA-produserende genenheter, idet den sekvensen som koder for Particularly suitable as carrier genes for the production of DNA molecules according to the invention are tRNA genes. The RNA encoded by these genes is also, due to its cloverleaf structure, considered particularly suitable for providing stability to the inhibitory RNA. With its help, compact RNA-producing gene units can be produced, as the sequence that codes for

den inhiberende RNA blir innført mellom A- og B-blokken. the inhibitory RNA is inserted between the A and B block.

Forsøk innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse ble gjennomført med startmetionin-tRNA som har et Apa I-restriksjonssete i den antikodonstamme- og sløyferegionen som ligger mellom A-og B-blokken (startmetionin tRNA i alle høyere eukaryoter har dette restriksjonssete i antikodonsløyfen). Experiments within the framework of the present invention were carried out with starting methionine tRNA which has an Apa I restriction site in the anticodon stem and loop region located between the A and B blocks (starting methionine tRNA in all higher eukaryotes has this restriction site in the anticodon loop).

I tillegg til den regionen som ligger mellom A- og B-blokken, er også andre innskuddsseter mulig innenfor bære-DNA-sekvensene (tRNA-gener eller andre polymerase III-gener), sålenge som man sørger for at transkripsjonsaktiviteten for polymerase III og transkriptets stabilitet blir bevart. In addition to the region between the A and B blocks, other insertion sites are also possible within the carrier DNA sequences (tRNA genes or other polymerase III genes), as long as one ensures that the transcriptional activity of polymerase III and the transcript's stability is preserved.

DNA-molekylene som fremstilles ifølge oppfinnelsen kan allikevel i prinsippet fremstilles med samtlige tRNA; om nødvendig kan man konstruere et egnet restriksjonssete hvori man så skyter inn den sekvensen som koder for den inhiberende RNA. Ved innsettingen må man bare passe på at det ikke blir foretatt noen base-utbytting i antikodon-stammeregionen, som kan påvirke genets transkripsjons-rate eller stabiliteten for den resulterende tRNA (Folk et al., 1983). Dessuten må det tas hensyn til den omstendig-heten at innskudd større enn 6 0 bp kan skade transkripsjonen (Ciliberto et al., 1982). The DNA molecules produced according to the invention can still in principle be produced with all tRNAs; if necessary, a suitable restriction site can be constructed into which the sequence that codes for the inhibitory RNA is inserted. When inserting, care must only be taken that no base substitution is made in the anticodon stem region, which could affect the gene's transcription rate or the stability of the resulting tRNA (Folk et al., 1983). In addition, account must be taken of the fact that insertions larger than 60 bp can damage the transcription (Ciliberto et al., 1982).

Når det gjelder valg av egnede bæregener er det i prinsippet verdt å strebe etter'å anvende artsegne tRNA-gener eller andre gener som er transkribert av polymerase III, og som ikke er toksiske. When it comes to choosing suitable carrier genes, it is in principle worth striving to use species-specific tRNA genes or other genes that are transcribed by polymerase III, and which are not toxic.

Forsøkene innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse ble gjennomført idet ribozymsekvenser ble innført i normale tRNA-gener. Når tRNA-ribozymet som blir transkribert fra dette genet, overveiende er lokalisert i cytoplasma, mens det allikevel er ønskelig for bestemte anvendelser, f.eks. for å inhibere kjerne-spesifikk RNA, f.eks. RNA fra snRNP-partikler, og lokalisere tRNA-ribozymet respektive tRNA-ribozymene, resp. tRNA-antisense-RNA i kjernen, kan det anvendes mutanter som overveiende er lokalisert i kjernen, f.eks met i tRNA-genet beskrevet av Zasloff et al., 1982, og Zasloff 1983, som har en eneste baseutveksling. The experiments within the scope of the present invention were carried out when ribozyme sequences were introduced into normal tRNA genes. When the tRNA ribozyme that is transcribed from this gene is predominantly located in the cytoplasm, while still being desirable for certain applications, e.g. to inhibit core-specific RNA, e.g. RNA from snRNP particles, and locate the tRNA ribozyme and the tRNA ribozymes, resp. tRNA-antisense-RNA in the nucleus, mutants that are predominantly located in the nucleus can be used, for example met in the tRNA gene described by Zasloff et al., 1982, and Zasloff 1983, which has a single base exchange.

DNA-molekylene som fremstilles ifølge oppfinnelsen kan fremstilles f.eks. som følger: En kopi av genet transkribert fra polymerase III, f.eks. et tRNA-gen som inneholdes på et bakterielt plasmid, blir spaltet med et egnet restriksjonsenzym på det setet som er bestemt for innsettingen, f.eks. mellom A- og B-blokken, og den ifølge standardmetoder fremstilte dobbelt-trådede DNA som koder for den inhiberende RNA, innligert. Derved blir egnede vertsorganismer transformert, seleksjonert, formert og den amplifiserte plasmid-DNA utvunnet. Plasmidene blir undersøkt på tilstedeværelsen av den genetiske enheten ifølge oppfinnelsen; dette kan skje ved restriksjons-spalting, sekvensanalyse eller ved påvisning av et funksjonelt transkript av plasmid-DNA in vitro. The DNA molecules produced according to the invention can be produced e.g. as follows: A copy of the gene transcribed from polymerase III, e.g. a tRNA gene contained on a bacterial plasmid is cleaved with a suitable restriction enzyme at the site intended for insertion, e.g. between the A and B block, and the double-stranded DNA coding for the inhibitory RNA prepared according to standard methods, ligated. Thereby, suitable host organisms are transformed, selected, propagated and the amplified plasmid DNA recovered. The plasmids are examined for the presence of the genetic unit according to the invention; this can be done by restriction cleavage, sequence analysis or by detection of a functional transcript of plasmid DNA in vitro.

De således fremstilte genetiske enhetene kan komme til anvendelse såvel i form av det sirkulære plasmidet som også i form av den fra plasmidet utskårne genenheten som inneholder samtlige nødvendige informasjoner for transkripsjonen ved polymerase III. The thus produced genetic units can be used both in the form of the circular plasmid and also in the form of the gene unit excised from the plasmid which contains all the necessary information for transcription by polymerase III.

Hvilken form som velges, retter seg vanligvis etter anvendelsesområdet og etter det transportsystemet som velges for innføring av gen-enheten i cellen. Which form is chosen usually depends on the area of application and on the transport system chosen for the introduction of the gene unit into the cell.

DNA-molekylene som fremstilles ifølge oppfinnelsen kan også foreligge som mangfoldiggjorte kopier (derved dreier det seg om tandemstrukturer, hvori de genetiske enhetene er anordnet flere ganger etter hverandre, hvorved de inhiberende innskuddene kan være like eller forskjellige). The DNA molecules produced according to the invention can also be present as multiplied copies (thereby it is a matter of tandem structures, in which the genetic units are arranged several times one after the other, whereby the inhibitory inserts can be the same or different).

Transkripsjon av et slikt tandem gir på grunn av de i hver enkelt enhet inneholdte promotor- og terminerings-signaler, fra hverandre adskilte RNA-enheter. På grunn av denne egenskapen ved fragmentene til å foreligge avvekslende som komplette transkripsjonsenheter, er også orienteringen av de enkelte enhetene til hverandre irrelevant. Ved fremstilling av slike tandem går man ut ifra plasmider som inneholder multimere kopier av den regionen som koder for de inhiberende enhetene. Multimere vektorer som inneholder tRNA-ribozymgener kan fremstilles f.eks., idet man går ut ifra den i eks. 1. beskrevne erbBsnitt-serien, ligerer enkeltfragmentene under anvendelse av T4 DNA-ligase til polymerer, og de polymere genene blir klonet på nytt i et tilsvarende restriksjonssete i en egnet plasmidvektor. Fremstillingen av slike tandem blir muliggjort ved den ringe størrelse av enhetene fremstilt ifølge oppfinnelsen, som fortrinnsvis utgjør 200 til 350 bp. Ved hjelp av slik "tandem-inhibitor" kan man etter fremstilling av et heteromert kompleks av antisense-RNA eller ribozymer teste effektiviteten av en sats av inhibitorer i et enkelt forsøk. For eksempel kan på denne måten innføres en blanding av 5 til 10 ribozymer i et cellesystem. Etter at en inhibering er blitt oppnådd ved hjelp av blandingen, kan de enkelte ribozymene bli undersøkt med hensyn til sin effektivitet. Dette er en fordel spesielt på grunn av den kjennsgjerningen at kriteriene for utvalg av mål-RNA-sekvenser for inhibering, enda ikke alle er uforsket. Transcription of such a tandem gives, due to the promoter and termination signals contained in each individual unit, separate RNA units. Due to this property of the fragments to exist alternately as complete transcription units, the orientation of the individual units to each other is also irrelevant. When producing such tandems, the starting point is plasmids that contain multiple copies of the region that codes for the inhibitory units. Multimeric vectors containing tRNA ribozyme genes can be prepared, for example, starting from that in e.g. 1. described erbBsnit series, the single fragments are ligated using T4 DNA ligase into polymers, and the polymeric genes are re-cloned into a corresponding restriction site in a suitable plasmid vector. The production of such tandems is made possible by the small size of the units produced according to the invention, which preferably amount to 200 to 350 bp. With the help of such a "tandem inhibitor", one can, after producing a heteromeric complex of antisense RNA or ribozymes, test the effectiveness of a batch of inhibitors in a single experiment. For example, a mixture of 5 to 10 ribozymes can be introduced in this way into a cell system. After an inhibition has been achieved by means of the mixture, the individual ribozymes can be examined for their effectiveness. This is an advantage especially due to the fact that the criteria for selection of target RNA sequences for inhibition are not yet all unexplored.

Som gode målsekvenser er å anse f.eks. slike regioner som ikke har noen sekundærstruktur, regioner nær spaltesignaler, regioner etter initiasjonskodonet, regioner uten bindingsseter for spesifikke proteiner (som f.eks. Sm-bindingsseter i snRNA-molekyler). Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, spesielt ved anvendelse i tandemform, blir det mulig å få opplysninger om slike målsekvenser, og deretter å inhibere dem effektivt. Good target sequences are to be considered e.g. such regions that have no secondary structure, regions close to cleavage signals, regions after the initiation codon, regions without binding sites for specific proteins (such as Sm binding sites in snRNA molecules). With the help of the present invention, especially when used in tandem form, it becomes possible to obtain information about such target sequences, and then to inhibit them effectively.

Anvendelse av tandemenheter er også en fordel når det er nødvendig for inaktivering av biologiske prosesser å spalte RNA, f.eks. viral RNA, på flere steder. En flerfoldig spalting kan oppnås f.eks. ved at et større antall forskjellige ribozymer blir konstruert, og en vektor som inneholder de genetiske enhetene med de aktuelle DNA sekvensene som koder for disse, blir innført i cellene. Ved transkripsjon av disse sekvensene vil ribozym-enhetene lagre seg på de tilsvarende målsekvensene, hvorved mRNA blir spaltet i bruddstykker. The use of tandem units is also an advantage when it is necessary for the inactivation of biological processes to cleave RNA, e.g. viral RNA, in multiple locations. A multiple cleavage can be achieved e.g. in that a larger number of different ribozymes are constructed, and a vector containing the genetic units with the relevant DNA sequences that code for them is introduced into the cells. During transcription of these sequences, the ribozyme units will be stored on the corresponding target sequences, whereby the mRNA is cleaved into fragments.

Multimere kopier kan anvendes når det for effektiviteten ved bestemte anvendelser, eksempelvis ved anvendelse av transferrin-polykation-transportsystemet er nødvendig med større mengder av et lavmolekylært ribozym. Plasmider som bærer multimere kopier av den genetiske enheten som inneholder den for dette ribozymet kodende DNA-sekvensen, forbedrer fremstillingen av fragmentet ved'flere gangers forhøyelse av utbyttet. Multimeric copies can be used when greater amounts of a low-molecular-weight ribozyme are required for efficiency in certain applications, for example when using the transferrin-polycation transport system. Plasmids carrying multiple copies of the genetic unit containing the DNA sequence coding for this ribozyme improve the production of the fragment by increasing the yield several times.

Tandemenheter kan også anvendes fordelaktig når inhiberende RNA skal tilveiebringes samtidig, og som er innrettet mot forskjellige RNA-typer. Tandem units can also be used advantageously when inhibitory RNA is to be provided at the same time, and which are directed against different RNA types.

Ved anvendelse av oppfinnelsen på antisense-RNA må man se til at ved tRNA-gener må størrelsen på innskuddet være begrenset. Når det gjelder effektiv transkripsjon ligger størrelses-ordenen ved ca. 60 bp; det må derfor ved anvendelse av større antisense-RNA-konstruksjoner tas i betraktning andre av polymerase III-transkriberte gener, som har større kapasitet når det gjelder transkripsjon av lengre sekvenser. When applying the invention to antisense RNA, care must be taken that in the case of tRNA genes, the size of the insert must be limited. When it comes to efficient transcription, the order of magnitude is approx. 60 bp; therefore, when using larger antisense RNA constructs, other polymerase III-transcribed genes, which have a greater capacity for transcription of longer sequences, must be taken into account.

De bæregenene som kan anvendes innenfor rammen av oppfinnelsen, kan også fremstilles syntetisk, dersom de oppfyller den betingelsen at de har de for transkripsjonen, ved hjelp av polymerase III, nødvendige transkripsjonsenhetene. Anvendelsen av slike syntetiske gener kan bringe med seg følgende fordeler: a) Slike gener blir ikke anerkjent av aminoacylsyntetaser og av ribosomer, hvorved et inngrep i cellens translasjons-maskineri blir forhindret. b) Det består en mulighet for, ved dannelse av en syntetisk konstruksjon å fremstille inhiberende RNA med større The carrier genes that can be used within the scope of the invention can also be produced synthetically, if they meet the condition that they have the transcription units necessary for transcription, with the help of polymerase III. The use of such synthetic genes can bring with it the following advantages: a) Such genes are not recognized by aminoacyl synthetases and by ribosomes, whereby an intervention in the cell's translation machinery is prevented. b) There is a possibility for, by forming a synthetic construction, to produce inhibitory RNA with larger

stabilitet og høyere transkripsjonsrate enn med et stability and higher transcription rate than with et

naturlig gen. natural gene.

c) Kloningsprosessen kan utformes mere fleksibelt ved dannelse av syntetiske sekvenser. c) The cloning process can be designed more flexibly by creating synthetic sequences.

Innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse ble det fastslått at stabiliteten av ribozym-tRNA-molekylene kan forhøyes, ved at antikodon-stammeregionen i bære-tDNA-molekylet bli forlenget. Det kunne vises at ved forlengelse av den 5-base-parrede antikodon-stammeregionen i villtype tRNA-genet til 9-basepar, er det mulig å oppnå en 6-dobbelt mengde av transkript sammenlignet med den forkortede villtypen av tRNA-genet, hvilket kan tilbakeføres på en forhøyelse av stabiliteten og den bearbeid-barheten som kan oppnås derved. Within the scope of the present invention, it was established that the stability of the ribozyme tRNA molecules can be increased by lengthening the anticodon stem region in the carrier tDNA molecule. It could be shown that by lengthening the 5-base-paired anticodon stem region of the wild-type tRNA gene to 9-base pairs, it is possible to obtain a 6-fold amount of transcript compared to the shortened wild-type of the tRNA gene, which can is attributed to an increase in stability and the workability that can be achieved thereby.

Det ble videre fastslått at en forhøyelse av stabiliteten til DNA-molekylene fremstilt ifølge oppfinnelsen i form av tRNA-ribozymgener, eller tRNA-antisensegener også kan oppnås når de for den inhiberende RNA-funksjonen kodende DNA-sekvensene foreligger som del av introns (i tilfelle ribozymer betegnet som"ribintrons"). Derved gikk man ut ifra den overveielse at naturlig forekommende introns ikke forandrer sekundærstrukturen for tRNA-forløpermolekyler og at tRNA-introns ikke viser noen sekvenskonservering, hvorved strukturforandringen i den resulterende tRNA-forløperen kan minimaliseres og dens stabilitet derved maksimeres ved kloning av ribozym- eller antisense-sekvenser som del av introns. Ved hjelp av det innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse anvendte tyr-tRNA-genet, hvorved spleisingen av tRNA-forløpermolekylene bare foregår langsomt, kunne man vise at aktiviteten av rib-tRNA kan forhøyes med god virkning ved anvendelse av tDNA molekyler som inneholder "ribintron"-sekvenser. Derved er det mulig å angripe RNA som er lokalisert forsterket i cytoplasma. Dette systemet muliggjør på enkel måte innbygging av egnede strukturelementer til forhøyelse av "ribintronenes" stabilitet sammenlignet med nedbrytning ved eksonnukleaser. Dette kan oppnås f.eks. ved ytterligere baseparringer eller ved større hårnål-områder som grenser til ribozymsekvensene. Ved modifikasjoner av denne typen må man passe på at de strukturene som er bestemmende for spleisingen av intronet, blir beholdt. It was further established that an increase in the stability of the DNA molecules produced according to the invention in the form of tRNA ribozyme genes, or tRNA antisense genes can also be achieved when the DNA sequences coding for the inhibitory RNA function are present as part of introns (in the case ribozymes designated as "ribintrons"). This was based on the assumption that naturally occurring introns do not change the secondary structure of tRNA precursor molecules and that tRNA introns do not show any sequence conservation, whereby the structural change in the resulting tRNA precursor can be minimized and its stability thereby maximized when cloning ribozyme or antisense -sequences as part of introns. With the help of the tyr-tRNA gene used within the scope of the present invention, whereby the splicing of the tRNA precursor molecules only takes place slowly, it was possible to show that the activity of rib-tRNA can be increased with good effect by using tDNA molecules containing "ribintron " sequences. Thereby, it is possible to attack RNA that is localized amplified in the cytoplasm. This system enables the incorporation of suitable structural elements in a simple way to increase the stability of the "ribintrons" compared to degradation by exon nucleases. This can be achieved e.g. by additional base pairings or by larger hairpin regions bordering the ribozyme sequences. In the case of modifications of this type, care must be taken that the structures which determine the splicing of the intron are retained.

De naturlige intronsekvensene kan modifiseres, f.eks. ved innsetting av egnede restriksjons-snittseter for å muliggjøre kloning av oligonukleotider, eller, dersom de ikke finnes i det naturlig forekommende gen, ved innsetting av nukleotider som muliggjør baseparring med antikodontripletten for å disponere over et ytterligere stabiliserende strukturkjennetegn. The natural intron sequences can be modified, e.g. by inserting suitable restriction sites to enable the cloning of oligonucleotides, or, if they are not found in the naturally occurring gene, by inserting nucleotides that enable base pairing with the anticodon triplet to provide a further stabilizing structural feature.

Det kunne vises innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse at ekspresjonen av ribozymer som bestanddel av introns i alt vesentlig ikke medfører noen skade på tRNA-sekundær-strukturen, hvorved det oppståtte transkriptet kan akkumuleres i høyere konsentrasjon og bearbeides korrekt. Dersom det i løpet av bearbeidingen frigjorte intron ikke viser seg tilstrekkelig stabilt, kan man tenke seg egnede struktur-kjennetegn som bevirker en forhøyelse av stabiliteten mot eksonuklease-nedbrytning. It could be shown within the framework of the present invention that the expression of ribozymes as a component of introns essentially does not cause any damage to the tRNA secondary structure, whereby the resulting transcript can be accumulated in a higher concentration and processed correctly. If the intron released during the processing does not prove to be sufficiently stable, one can think of suitable structural characteristics which cause an increase in stability against exonuclease degradation.

For å bringe DNA-molekylene fremstilt ifølge oppfinnelsen inn i cellen, kan anvendes flere metoder: Standardmetoden til innføring av DNA i vevskulturceller benytter dannelsen av et kopresipitat mellom DNA og kalsiumfosfat (Graham et al., 1973). Presipitatet tilsettes celler som opptar en bestemt andel, muligvis ved en pinocytoseprosess. En lignende metode benytter et positivt ladet stoff, DEAE-dekstran som letter opptaket av DNA i cellen. Det er også blitt utviklet metoder til innføring av DNA i cellen ved elektroporasjon (derved oppstår ved hjelp av et pulserende elektrisk felt forbigående porer) To bring the DNA molecules produced according to the invention into the cell, several methods can be used: The standard method for introducing DNA into tissue culture cells uses the formation of a coprecipitate between DNA and calcium phosphate (Graham et al., 1973). The precipitate is added to cells that occupy a certain proportion, possibly by a pinocytosis process. A similar method uses a positively charged substance, DEAE-dextran, which facilitates the uptake of DNA into the cell. Methods have also been developed for the introduction of DNA into the cell by electroporation (thereby creating temporary pores with the help of a pulsating electric field)

(Langridge et al., 1987, Fromm et al., 1987). Mikroinjeksjons-teknikker for innføring i store celler (Kressmann et al., 1980) og vevskulturceller (Pepperkok et al., 1988) er likeså anvendbare. Disse metodene er dog bare brukbare i laboratoriet, respektive for in vitro anvendelser. Det er nylig blitt utviklet et syntetisk kationisk peptid (DOTMA), som spontant danner liposomer med DNA, og således letter transporten inn i cellene (Felgner et al.,1987). I prinsippet er som allerede nevnt også retrovirale vektorer egnet til transport av genetisk materiale inn i cellene (Stewart et al., 1986, 1987); disse systemene har imidlertid de allerede anførte ulempene. (Langridge et al., 1987, Fromm et al., 1987). Microinjection techniques for introduction into large cells (Kressmann et al., 1980) and tissue culture cells (Pepperkok et al., 1988) are also applicable. However, these methods are only usable in the laboratory, respectively for in vitro applications. A synthetic cationic peptide (DOTMA) has recently been developed, which spontaneously forms liposomes with DNA, and thus facilitates transport into the cells (Felgner et al., 1987). In principle, as already mentioned, retroviral vectors are also suitable for transporting genetic material into the cells (Stewart et al., 1986, 1987); however, these systems have the disadvantages already stated.

En ytterligere transportmekanisme beror på å benytte "avvæpnede" toksiner som transportmidler. De hittil anvendte transportmetodene er alle sammen beheftet med den mangelen at de ikke kan befordre tilstrekkelig inhiberende nukleinsyre inn i cellen. Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse er det nå mulig pga. molekylenes ringe størrelse og kompakthet, når det gjelder transportkapasiteten å oppnå en økning av antallet aktive inhibitorenheter. Pga. av den ringe størrelse og kompakte struktur av de genetiske enhetene ifølge oppfinnelsen kan man også etter ubetydelige modifikasjoner, f.eks. konjugasjon med kolesterin, lipofile'motioner eller kjernelokaliseringspeptider også fullstendig gi avkall på et transportsystem. A further transport mechanism relies on using "disarmed" toxins as transport agents. The transport methods used to date are all burdened with the shortcoming that they cannot transport sufficient inhibitory nucleic acid into the cell. With the help of the present invention, it is now possible due to the small size and compactness of the molecules, in terms of the transport capacity to achieve an increase in the number of active inhibitor units. Because of. of the small size and compact structure of the genetic units according to the invention, one can also after insignificant modifications, e.g. conjugation with cholesterol, lipophilic motions or nuclear localization peptides also completely forgo a transport system.

Innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse, foretrekkes det å anvende et løselig system for transporten som foregår via reseptorformidlet endocytose. Spesielt foretrekkes derved et transferrin-polykationkonjugat som er kompleksert med DNA-molekylet fremstilt ifølge oppfinnelsen; komplekset blir opptatt via transferrin-reseptoren som er tilstede på praktisk talt alle voksende celler. Within the scope of the present invention, it is preferred to use a soluble system for the transport that takes place via receptor-mediated endocytosis. In particular, a transferrin-polycation conjugate that is complexed with the DNA molecule produced according to the invention is therefore preferred; the complex is taken up via the transferrin receptor which is present on virtually all growing cells.

Anvendelsesområdene for DNA-molekylene fremstilt ifølge den foreliggende oppfinnelse er tallrike: For eksempel kan det fremstilles transgene dyr som på grunn av tilstedeværelsen av DNA- molekylet fremstilt ifølge oppfinnelsen i sitt genetiske materiale har en intracellulær immunitet mot virus, f.eks. munn- og klov-sykevirus, Newcastle sykdomsvirus, storfepapillomavirus, pseudorabies eller infektiøs gastroenteritt. Tilsvarende kan også frembringes intracellulær immunitet i transgene planter, f.eks. mot potetvirus PVX. The areas of application for the DNA molecules produced according to the present invention are numerous: For example, transgenic animals can be produced which, due to the presence of the DNA molecule produced according to the invention in their genetic material, have intracellular immunity against viruses, e.g. foot-and-mouth disease virus, Newcastle disease virus, bovine papillomavirus, pseudorabies or infectious gastroenteritis. Similarly, intracellular immunity can also be produced in transgenic plants, e.g. against potato virus PVX.

Videre kan DNA-molekylene fremstilt ifølge oppfinnelsen innføres i somatiske celler for å sette inn mot patogene virus, som HIV eller beslektede retrovirus, rettede ribozymer hhv. antisense-RNA til bekjempelse av disses virale stimulanter. Furthermore, the DNA molecules produced according to the invention can be introduced into somatic cells to use against pathogenic viruses, such as HIV or related retroviruses, targeted ribozymes or antisense RNA to combat these viral stimulants.

Et ytterligere anvendelsesområde ligger i genterapien ved anvendelse av RNA konstruksjon med komplementaritet til onkogener og andre nøkkelgener, som kontrollerer veksten og/eller differensieringen av celler. Ved slike anvendelser er det viktig med den høye spesifisiteten for RNA inhiberingen som kan oppnås virksomt ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, og med hvis hjelp det er mulig, f.eks. å skille mellom protoonkogen-og onkogentranskripter. A further area of application lies in gene therapy using RNA construction with complementarity to oncogenes and other key genes, which control the growth and/or differentiation of cells. In such applications, it is important with the high specificity for the RNA inhibition which can be effectively achieved with the help of the present invention, and with whose help it is possible, e.g. to distinguish between proto-oncogene and oncogene transcripts.

Videre kan de genetiske enhetene anvendes i planter eller dyr for å forhindre ekspresjon av spesifikke gener, for på denne måten å bringe frem ønskede egenskaper. Furthermore, the genetic units can be used in plants or animals to prevent the expression of specific genes, in order in this way to bring out desired properties.

Den inhiberende virkningen av RNA kan også utnyttes ved bekjempelse av sykdommer på den måten at produksjonen av uønskede genprodukter blir forhindret, f.eks. produksjonen av hovedplakk-proteinet ("major plague protein") som opptrer ved Alzheimers sykdom eller av proteiner som forårsaker autoimmun-sykdommer. The inhibitory effect of RNA can also be used when fighting diseases in such a way that the production of unwanted gene products is prevented, e.g. the production of the main plaque protein ("major plague protein") that occurs in Alzheimer's disease or of proteins that cause autoimmune diseases.

Den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i de tilfellene hvor et regulatorprotein, som har en vekselvirkning med RNA, skal kobles ut ved tilleiring eller tilpassing av RNA. The present invention can also be used in those cases where a regulatory protein, which has an interaction with RNA, is to be switched off by embedding or adaptation of RNA.

Ved hjelp av de innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse gjennomførte forsøk kunne påvises transkripsjonsaktivitet hos tDNA-ribozymgenet. Dertil ble fremstilt en tDNA-ribozymgenkonstruksjon, idet en DNA-sekvens som koder for et 53 bp langt ribozym rettet mot snRNA U7-sekvensen ble innsatt i Apal restriksjonssetet mellom A-boksen og B-boksen i'startmetionin tDNA (A- og B-boksen er de to gjenkjennelsessekvensene for polymerase; transkripsjonen begynner 15 bp oppstrøms fra A-boksen og slutter i en oligo T-sekvens nedstrøms fra B-boksen). Etter mikroinjeksjon av dette genet, ble transkripsjon påvist; konsentrasjonen av tRNA-ribozymhybridet var 10-20 % av konsentrasjonen av tRNA, som ble produsert av et koinjisert villtype tRNA-gen. With the help of the experiments carried out within the framework of the present invention, transcriptional activity of the tDNA ribozyme gene could be demonstrated. In addition, a tDNA ribozyme gene construct was produced, whereby a DNA sequence encoding a 53 bp long ribozyme directed against the snRNA U7 sequence was inserted into the ApaI restriction site between the A-box and the B-box in the starting methionine tDNA (A- and B- box are the two polymerase recognition sequences; transcription begins 15 bp upstream of the A box and ends in an oligo T sequence downstream of the B box). After microinjection of this gene, transcription was detected; the concentration of the tRNA-ribozyme hybrid was 10-20% of the concentration of tRNA, which was produced by a coinjected wild-type tRNA gene.

RNA-molekyler, syntetisert in vitro fra tRNA-ribozymgen, spalter mål-RNA på det forutsette stedet. Tilføyelsen av tRNA-strukturen til ribozymsekvensen blokkerer ikke ribozymaktiviteten. tRNA-ribozymmolekyler, syntetisert av gener som er blitt injisert i oocytter, spalter mål-RNA likeså på de forutsette stedene og med den samme effektivitet som in vitro syntetiserte ribozymer uten den ytterligere tRNA-strukturen. Det beviser at in vivo syntese og prosessering av et tRNA-ribozym ikke inngår med modifikasjoner som forhindrer virkningen av ribozymet. RNA molecules, synthesized in vitro from the tRNA ribozyme gene, cleave the target RNA at the expected site. The addition of the tRNA structure to the ribozyme sequence does not block ribozyme activity. tRNA ribozyme molecules, synthesized from genes that have been injected into oocytes, cleave the target RNA similarly at the expected sites and with the same efficiency as in vitro synthesized ribozymes without the additional tRNA structure. It proves that in vivo synthesis and processing of a tRNA ribozyme does not involve modifications that prevent the action of the ribozyme.

Innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse ble først påvist in vivo aktiviteten av et ribozym. Dertil ble tDNA/ribozymgenet injisert sammen med radioaktivt merket GTP i kjernen av oocytter. Etter 8 timers inkubasjon som var forutsett for ribozym-syntesen, ble den radioaktivt merkede substrat RNA (U7 RNA) injisert i oocyttenes cytoplasma. Etter ytterligere 2 timer ble nukleinsyren fra oocyttene preparert: I de oocytter hvori ribozym-syntesen hadde funnet sted, ble ikke påvist noe blivende substrat RNA. I motsetning dertil var substrat RNA stabil i de oocyttene som ikke var blitt injisert med tDNA/-ribozymgen hhv. hvor genet ikke hadde truffet kjernen. Within the scope of the present invention, the in vivo activity of a ribozyme was first demonstrated. In addition, the tDNA/ribozyme gene was injected together with radioactively labeled GTP into the nucleus of oocytes. After 8 hours of incubation, which was required for the ribozyme synthesis, the radioactively labeled substrate RNA (U7 RNA) was injected into the cytoplasm of the oocytes. After a further 2 hours, the nucleic acid from the oocytes was prepared: In the oocytes in which ribozyme synthesis had taken place, no remaining substrate RNA was detected. In contrast, substrate RNA was stable in the oocytes that had not been injected with the tDNA/-ribozyme gene or where the gene had not hit the nucleus.

Det kunne også vises innenfor rammen av den foreliggendeoppfinnelse at tDNA-ribozymene fremstilt ifølge oppfinnelsen kan inhibere den transformerende virkningen av et onkogen. Ved hjelp av erytroide hønseceller, transformert med erbB-onkogenet, ble aktiviteten av et tRNA-ribozym påvist i erytrocytter via den differensieringen som inntrådte ved inhibering av erbB-ekspresjonen. It could also be shown within the framework of the present invention that the tDNA ribozymes produced according to the invention can inhibit the transforming effect of an oncogene. Using erythroid chicken cells, transformed with the erbB oncogene, the activity of a tRNA ribozyme was demonstrated in erythrocytes via the differentiation that occurred upon inhibition of erbB expression.

Effektiviteten av de genetiske enhetene kan også kontrolleres ved betraktning av musecellers motstand mot infeksjoner, eksempelvis polyomainfeksjoner, etter anvendelse av genetiske enheter fremstilt ifølge oppfinnelsen, som er rettet mot viruset (eventuelt mot flere regioner), f.eks. mot papilloma-viruset. The effectiveness of the genetic units can also be checked by considering the resistance of mouse cells to infections, for example polyoma infections, after using genetic units produced according to the invention, which are directed against the virus (possibly against several regions), e.g. against the papilloma virus.

Eksempel 1 Example 1

Konstruksjon av tRNA-ribozymgener Construction of tRNA ribozyme genes

a) Konstruksjon av pSPT18metl a) Construction of pSPT18metl

Metionininitiatoren 1-tRNA-genet fra Xenopus. tilstede på et The methionine initiator 1-tRNA gene from Xenopus. present at a

284 bp EcoRI-fragment, som var klonet inn i pBR322 (Hinfl H-G-fragment (Hofstetter et al., 1981, Tellford et al., 1979), ble isolert ved EcoRI spaltning av pBR322 vektoren, renset ved gelelektroforese (2 % agarose/TBE) og ligert inn i EcoRl-setet i det bakterielle plasmidet pSPT18 (Boehringer Mannheim) slik at det ved transkripsjon av plasmidet med SP6-polymerase ble oppnådd et sense-tRNA-transkript. Til dette ble anvendt standard klonings-metoder beskrevet i (Maniatis). Hovedfordelen med omkloningen av tRNA-genet i pSPT18 ligger i tilstedeværelsen av SP6- og T7-RNA polymerasepromotorer som ligger tvers overfor hverandre på plasmidet. Derved kan ved in vitro transkripsjon oppnås spesifikke RNA transkripter som enten inneholder tRNA-ribozym-sekvensen eller den dermed komplementære sekvensen (Melton et al.,1984). Disse transkriptene er nyttige til å teste RNA-molekylets spalteaktivitet eller til å påvise ved en "RNase Protection Mapping" tilstedeværelsen av tRNA-ribozymer i celleekstrakter som uttrykker tRNA-ribozymet. 284 bp EcoRI fragment, which was cloned into pBR322 (Hinfl H-G fragment (Hofstetter et al., 1981, Tellford et al., 1979), was isolated by EcoRI digestion of the pBR322 vector, purified by gel electrophoresis (2% agarose/ TBE) and ligated into the EcoRl site in the bacterial plasmid pSPT18 (Boehringer Mannheim) so that a sense tRNA transcript was obtained by transcription of the plasmid with SP6 polymerase. For this, standard cloning methods described in (Maniatis ).The main advantage of the recloning of the tRNA gene in pSPT18 lies in the presence of SP6 and T7 RNA polymerase promoters which lie opposite each other on the plasmid. Through in vitro transcription, specific RNA transcripts can be obtained which either contain the tRNA ribozyme sequence or the thus complementary to the sequence (Melton et al., 1984). These transcripts are useful to test the cleavage activity of the RNA molecule or to demonstrate by an "RNase Protection Mapping" the presence of tRNA ribozymes in cell extracts are that express the tRNA ribozyme.

b) Konstruksjon av tRNA-ribozymgener b) Construction of tRNA ribozyme genes

tRNA-genet på pSPT18metl ble spaltet på det eneste Apal setet The tRNA gene on pSPT18metl was cleaved at the single ApaI site

i antikodonstamme- og sløyferegionen (se fig. 2). Denne figuren viser plasmider som inneholder sekvenser som koder for tRNA ribozym. pSPT18 metl inneholder det 284 bp EcoRl-fragmentet, som bærer Xenopus laevis initiator tRNA-genet. Det dreier seg derved om G-H fragmentet (Hofstetter et al., 1981), klonet inn i EcoRl-setet til polylinkeren i pSPT18. De komplementære oligonukleo-tidene som koder for ribozymer, og som er rettet mot U7snRNA (CD33 og begge sekvensene i erbB-mRNA (ES13, ES53), er vist. Den her anvendte klonings-strategi førte til fjerning av de ovenstående endene i Apal-setet i tRNA-genet. Den andelen av innskuddene som koder for ribozymet og de regionene som er komplementære til mål-RNA (anti-U7, anti-erbB) blirkarakterisert, likesom A- og B- in the anticodon stem and loop region (see Fig. 2). This figure shows plasmids containing sequences coding for tRNA ribozyme. pSPT18 metl contains the 284 bp EcoRl fragment, which carries the Xenopus laevis initiator tRNA gene. It is therefore about the G-H fragment (Hofstetter et al., 1981), cloned into the EcoRl site of the polylinker in pSPT18. The complementary oligonucleotides encoding ribozymes, which target U7snRNA (CD33 and both sequences in erbB mRNA (ES13, ES53), are shown. The cloning strategy used here led to the removal of the upstream ends in the Apal site in the tRNA gene. The proportion of the inserts coding for the ribozyme and the regions complementary to the target RNA (anti-U7, anti-erbB) are characterized, as well as A- and B-

boksen, avsnittet i 5 T-resten (terminasjonssignal) og transkrip-sjonsinitiasjonssetene. Plasmidet inneholder ColEI replikasjons-opprinnelsen, en ampicillin-resistensmarkør og promotorene for T7-og SP6-RNA-polymerase. the box, the section in the 5 T residue (termination signal) and the transcription initiation sites. The plasmid contains the ColEI origin of replication, an ampicillin resistance marker and the promoters for T7 and SP6 RNA polymerase.

Til fremstilling av dobbelttrådede syntetiske DNA-oligonukleotider som koder for den viroide spaltesekvensen (Haseloff et al., 1988) flankert av de til mål-mRNA komplementære sekvensene, ble først fremstilt enkelttrådede oligonukleotider etter standardmetoder (Applied Biosystems DNA synthesizer). Komplementære oligonukleotider ble fosforylert, anilert og innligert i det Apal-spaltede pSPT18metl plasmidet under anvendelse av standardmetoder (Maniatis). Ligeringsblandingen ble anvendt til transformasjon av E.coli HP101, bakterikloner som inneholdt det nye plasmidet, ble isolert og tilstedeværelsen av aktive ribozymsekvenser på det bakterielle plasmidet bekreftet på to arter: 1) RNA-molekyler som stammet fra in vitro SP6-transkripsjonen av klonede DNA-plasmider, ble inkubert med en radioaktivt merket RNA som inneholdt målsekvensen for ribozymet, og testet på spesifikk spalting av mål-RNA (se fig. 4). 2) Tilstedeværelsen av korrekt innsatte DNA-sekvenser ble bekreftet ved dideoksy-DNA-sekvensering over innskudds-setet. To prepare double-stranded synthetic DNA oligonucleotides encoding the viroid cleavage sequence (Haseloff et al., 1988) flanked by the sequences complementary to the target mRNA, single-stranded oligonucleotides were first prepared according to standard methods (Applied Biosystems DNA synthesizer). Complementary oligonucleotides were phosphorylated, annealed and ligated into the ApaI-cleaved pSPT18met1 plasmid using standard methods (Maniatis). The ligation mixture was used to transform E.coli HP101, bacterial clones containing the new plasmid were isolated and the presence of active ribozyme sequences on the bacterial plasmid confirmed in two species: 1) RNA molecules originating from the in vitro SP6 transcription of cloned DNA -plasmids, were incubated with a radioactively labeled RNA containing the target sequence for the ribozyme, and tested for specific cleavage of the target RNA (see Fig. 4). 2) The presence of correctly inserted DNA sequences was confirmed by dideoxy DNA sequencing over the insertion site.

Fig. 4 viser in vitro ribozymaktiviteten for tRNA-ribozymer. Plasmid-DNA-molekyler, som var erBsnitt-tRNA-ribozymene ES13 og ES53, ble spaltet med PvuII og transkribert med SP6-RNA-polymerase. Denne transkripsjonen ga 23 0 nukleotid lange RNA-molekyler som inneholder tRNA-ribozymsekvensen og dessuten de5'- og3'-flankerende sekvensene, som stammer fra de flankerendeXenopus-sekvensene og de flankerende bakterielle plasmidsekven-sene. (Se fig. 2). Ribozymtranskriptene ble inkubert med 20.000 cpm (20 fM) av et RNA-molekyl med regionen til erbB-mRNA, omfattende initiasjonskodonet. RNA-molekylet inneholder målsekvensene både for ES13 og ES53 (se fig. 3). Etter 2 timers inkubasjon av ribozymet plus mål-RNA ved 37°C i nærvær av 10 mM MgCl2, 20 mM TRIS-HC1, pH 7,5 og 150 mM NaCl, ble tilsatt EDTA til en konsentrasjon på 15 mM, prøven ble tørket, løst i 80 % formamid/TBE, oppvarmet i 30 sek. ved 95°C og separert på en 9,5 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel. Etter elektroforesen ble de merkede RNA-molekylene påvist ved auto-radiografi. Fig. 4 shows the in vitro ribozyme activity of tRNA ribozymes. Plasmid DNA molecules, which were the B-cut tRNA ribozymes ES13 and ES53, were digested with PvuII and transcribed with SP6 RNA polymerase. This transcription produced 230 nucleotide long RNA molecules containing the tRNA ribozyme sequence and in addition the 5' and 3' flanking sequences derived from the flanking Xenopus sequences and the flanking bacterial plasmid sequences. (See Fig. 2). The ribozyme transcripts were incubated with 20,000 cpm (20 fM) of an RNA molecule with the region of the erbB mRNA, including the initiation codon. The RNA molecule contains the target sequences for both ES13 and ES53 (see Fig. 3). After 2 h incubation of the ribozyme plus target RNA at 37°C in the presence of 10 mM MgCl2, 20 mM TRIS-HCl, pH 7.5 and 150 mM NaCl, EDTA was added to a concentration of 15 mM, the sample was dried, dissolved in 80% formamide/TBE, heated for 30 sec. at 95°C and separated on a 9.5% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel. After electrophoresis, the labeled RNA molecules were detected by auto-radiography.

Spor M: Molekylvektsmarkør: pBR322 DNA, spaltet med Hpall og radioaktivt merket med alfa-32p-CTP under anvendelse av Klenow-fragmentet i DNA-polymerase (Maniatis). Molekylvekts-markøren ble umiddelbart før påføringen på gelen løst i 80 % formamid/TBE og oppvarmet i 3 minutter ved 95°C. Molekylvektene for noen av fragmentene (i nukleotider) er angitt til venstre. Lane M: Molecular weight marker: pBR322 DNA, digested with Hpall and radioactively labeled with alpha-32p-CTP using the Klenow fragment in DNA polymerase (Maniatis). Immediately before application to the gel, the molecular weight marker was dissolved in 80% formamide/TBE and heated for 3 minutes at 95°C. The molecular weights of some of the fragments (in nucleotides) are indicated on the left.

Spor 1: erbB-mål-mRNA (20.000 cpm, 20 fM) uten inkubering Lane 1: erbB target mRNA (20,000 cpm, 20 fM) without incubation

Spor 3: erbB-mål-mRNA (20.000 cpm, 20 fM), inkubert med MgCl2ved 3 7°C uten ribozymer. Lane 3: erbB target mRNA (20,000 cpm, 20 fM), incubated with MgCl2 at 37°C without ribozymes.

Spor 4: erbB-mål-mRNA (20.000 cpm, 20 fM), inkubert med ES13-RNA Lane 4: erbB target mRNA (20,000 cpm, 20 fM), incubated with ES13 RNA

(1 fM) (1 dc)

Spor 5: erbB-mål-mRNA (20.000 cpm, 20 fM), inkubert med ES53-RNA Lane 5: erbB target mRNA (20,000 cpm, 20 fM), incubated with ES53 RNA

Til venstre på figuren er angitt molekylvektene (i nukleotider) for erbB-mål-mRNA og 5'- og 3'-spalteproduktene fra begge ribozym-spaltereaksjonene. (se også fig. 3). The molecular weights (in nucleotides) of the erbB target mRNA and the 5' and 3' cleavage products from both ribozyme cleavage reactions are indicated on the left of the figure. (see also fig. 3).

Fig. 3 viser komplementariteten mellom ribozymer og mål-RNA: CD33 (A) mot U7snRNA (Cotten et al., 1988), ES13 (C) og ES53 (B) mot sekvenser i erbBmRNA (Venustrom et al., 1980). Fig. 3 shows the complementarity between ribozymes and target RNA: CD33 (A) against U7snRNA (Cotten et al., 1988), ES13 (C) and ES53 (B) against sequences in erbBmRNA (Venustrom et al., 1980).

tRNA-andelen av tRNA-ribozymene er ikke vist på grunn av oversiktligheten. Spaltestedene for ribozymet er tilkjenne-gitt, likeså initieringskodonene i erbB-mRNA. The tRNA portion of the tRNA ribozymes is not shown for clarity. The cleavage sites for the ribozyme are indicated, as are the initiation codons in the erbB mRNA.

Eksempel 2 Example 2

tRNA-ribozymtranskripsjon i Xenopus oocytter tRNA ribozyme transcription in Xenopus oocytes

Transkripsjonen av tRNA-ribozymgenene, mikroinjisert i Xenopus-oocytter, ble gjennomført ifølge den metoden som er beskrevet for tDNA i (Kressman et al., 1978, Hofstetter et al., 1981, Kressmann et al., 1980). Dessuten gikk man frem som følger: Stadium VI oocytter fikk man fra voksne hundyr av Xenopus laevis stimulert med HCG (Humant korion gonadotropin). Oocyttene ble kort sentrifugert for å bringe kjernen til randen av oocyttene. Hver kjerne ble injisert med ca. 50 ni av en løsning som inneholdt 0,3 ixg/ fil supertvunnet plasmid DNA (inneholdende tRNA-ribozymgenet ifølge eks. 1) og 2/iCi//xl 32p-GTP. Etter 5 til 8 timers inkubering ved 2 0°C ble de enkelte injiserte oocyttene spaltet i 1 % SDS, 1 mg/ml proteinase K, 300 mM NaCl, 20 mM tris, pH 8, 20 mM EDTA (400 ^il/oozyt) ved 37°C i 45 min, ekstrahert en gang med fenol og en gang med fenol/kloroform og utfelt med etanol. De samlede etanol-presipitatene ble løst i 80 % formamid/TBE, kort oppvarmet for denaturering ved 95°C og separert ved elektroforese på en10 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel og gjort synlig ved autoradiografi. Ved alle forsøkene med tRNA-ribozymgener inneholdt injeksjonsløsningene villtype metRNA-genet i en konsentrasjon på 1/6 av konsentrasjonen av tRNA-ribozymgenet. TBE-buffer (tris, borat, EDTA) ble fremstilt ifølge forskriftene, beskrevet i (Maniatis). The transcription of the tRNA ribozyme genes, microinjected into Xenopus oocytes, was carried out according to the method described for tDNA in (Kressman et al., 1978, Hofstetter et al., 1981, Kressmann et al., 1980). In addition, the procedure was as follows: Stage VI oocytes were obtained from adult females of Xenopus laevis stimulated with HCG (Human Chorionic Gonadotropin). The oocytes were briefly centrifuged to bring the nucleus to the rim of the oocytes. Each core was injected with approx. 50 ni of a solution containing 0.3 ixg/fil superspun plasmid DNA (containing the tRNA ribozyme gene according to ex. 1) and 2/iCi//xl 32p-GTP. After 5 to 8 hours of incubation at 20°C, the individual injected oocytes were lysed in 1% SDS, 1 mg/ml proteinase K, 300 mM NaCl, 20 mM Tris, pH 8, 20 mM EDTA (400 µl/oozyte). at 37°C for 45 min, extracted once with phenol and once with phenol/chloroform and precipitated with ethanol. The pooled ethanol precipitates were resolved in 80% formamide/TBE, briefly heated for denaturation at 95°C and separated by electrophoresis on a 10% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel and visualized by autoradiography. In all experiments with tRNA ribozyme genes, the injection solutions contained the wild-type metRNA gene at a concentration of 1/6 of the concentration of the tRNA ribozyme gene. TBE buffer (tris, borate, EDTA) was prepared according to the regulations, described in (Maniatis).

Resultatet av disse forsøkene viser fig. 5: The result of these experiments is shown in fig. 5:

Spor m: Molekylvektmarkør: som i fig. 4. Molekylvektene av noen av fragmentene (i nukleotider) er angitt til venstre i figuren. Sporene 1, 2, 3: Nukleinsyrene fra enkelt-oocytter, injisert med met-tRNA-genet og met-tRNA-ribozymgenet metribo 33. Til høyre i figuren er angitt posisjonene for met-tRNA (met, 77 nukleotider lang) og for tRNA-ribozymet (met ribo), 128 nukleotider langt. Track m: Molecular weight marker: as in fig. 4. The molecular weights of some of the fragments (in nucleotides) are indicated on the left of the figure. Lanes 1, 2, 3: The nucleic acids from single oocytes, injected with the met-tRNA gene and the met-tRNA ribozyme gene metribo 33. On the right of the figure, the positions for met-tRNA (met, 77 nucleotides long) and for tRNA are indicated -the ribozyme (met ribo), 128 nucleotides long.

Eksempel 3 Example 3

Bestemmelse av ribozymaktiviteten til tRNA-ribozym syntetisert av oocytter, sammenlignet med in vitro syntetisert ribozym som ikke har tRNA-sekvenser. Determination of the ribozyme activity of tRNA ribozyme synthesized by oocytes, compared with in vitro synthesized ribozyme lacking tRNA sequences.

Et tRNA-ribozym syntetisert i mikroinjiserte oocytter og rettet mot U7, ble fremstilt ved separasjon ved hjelp av elektroforese, synliggjort ved autoradiografi, skåret ut av polyakrylamidgelen og eluert ved inkubering over natten i en Eppendorf vibrator i HEP ("Heidelberg Extrationspuffer": 0,75 M ammoniumacetat, 10 mM magnesiumacetat, 1 % (vol/vol) fenol, 0,1 % A tRNA ribozyme synthesized in microinjected oocytes and targeting U7 was prepared by separation by electrophoresis, visualized by autoradiography, excised from the polyacrylamide gel, and eluted by overnight incubation in an Eppendorf vibrator in HEP ("Heidelberg Extractionspuffer": 0, 75 M ammonium acetate, 10 mM magnesium acetate, 1% (vol/vol) phenol, 0.1%

(vekt/vol) SDS, 0,1 mM EDTA). Den eluerte RNA ble ekstrahert en gang med fenol/kloroform og en gang med kloroform, og utfelt med etanol i nærvær av 10 fig E.coli tRNA som bærer. Bunnfallet ble opptatt og kvantitativt bestemt ved hjelp av Cerenkov-telling av (w/v) SDS, 0.1 mM EDTA). The eluted RNA was extracted once with phenol/chloroform and once with chloroform, and precipitated with ethanol in the presence of 10 µg of E.coli tRNA as carrier. The precipitate was collected and quantitatively determined by Cerenkov counting

32p-merkingen under anvendelse av verdiene for den spesfikke aktiviteten (Kressmann et al., 1982). Prøver av tRNA-ribozymet ble inkubert med 32p-merket RNA som inneholdt U7-sekvensen (10.000 cpm/prøve, 10 fM pluss de angitte mengdene av umerket U7-RNA) i 2 timer ved 37°C i nærvær av 150 mM NaCl, 10 mM MgCl2og 10 mM tris-HC1, pH 7,5. Reaksjonene ble stanset ved tilsetning av EDTA inntil 15 mM, prøvene ble tørket, løst i 80 % formamid/TBE, oppvarmet ved 95°C i 3 0 sek. og separert på en forvarmet 9,5 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel. De radioaktivt merkede RNA-typene ble synliggjort ved autoradiografi ved -80°C med en Dr. Goos "special" forsterkerfolie. the 32p labeling using the values for the specific activity (Kressmann et al., 1982). Samples of the tRNA ribozyme were incubated with 32p-labeled RNA containing the U7 sequence (10,000 cpm/sample, 10 fM plus the indicated amounts of unlabeled U7 RNA) for 2 h at 37°C in the presence of 150 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 and 10 mM tris-HCl, pH 7.5. The reactions were stopped by adding EDTA up to 15 mM, the samples were dried, dissolved in 80% formamide/TBE, heated at 95°C for 30 sec. and separated on a preheated 9.5% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel. The radiolabeled RNA species were visualized by autoradiography at -80°C with a Dr. Goo's "special" enhancer foil.

Ribozymet CD32 ble fremstilt ved T7-polymerasetranskripsjon av et plasmid, inneholdende innskuddet fra CD33 (se fig. 2) og klonet i Hindlll/Sall-setene i pSPT19 (Boehringer Mannheim). Dette transkriptet inneholder bare ribozym-sekvensen pluss de sekvensene som er komplementære til U7, flankert av korte avsnitt av vektor-sekvensen. Dette ribozymets spalteaktivitet ble trukket frem som sammenligning med spalteaktiviteten for oocytt-syntetiserte tRNA-ribozymet CD33, for å bedømme innflytelsen av sekundær-strukturen til tRNA samt in vivo syntesen og -modifikasjonen på ribozym-aktiviteten. Det viste seg at begge ribozymene (CD32 og CD3 3) spalter den RNA som inneholder U7-sekvensen (94 nukleotider lang) i et 5'-spalteprodukt med 25 nukleotider og et 3 '-spalteprodukt med 69 nukleotider. The ribozyme CD32 was produced by T7 polymerase transcription of a plasmid containing the insert from CD33 (see Fig. 2) and cloned into the HindIII/SalI sites of pSPT19 (Boehringer Mannheim). This transcript contains only the ribozyme sequence plus those sequences complementary to U7, flanked by short segments of the vector sequence. The cleavage activity of this ribozyme was drawn out in comparison with the cleavage activity of the oocyte-synthesized tRNA ribozyme CD33, to assess the influence of the secondary structure of the tRNA as well as the in vivo synthesis and modification on the ribozyme activity. Both ribozymes (CD32 and CD3 3) were found to cleave the RNA containing the U7 sequence (94 nucleotides long) into a 5' cleavage product of 25 nucleotides and a 3' cleavage product of 69 nucleotides.

Resultatet av disse forsøkene er vist i fig. 6: The result of these experiments is shown in fig. 6:

Spor m: Molekylvektsmarkør analog med fig. 5. Track m: Molecular weight marker analogous to fig. 5.

Spor 1: U7-RNA (10.000 cpm, 10 fM), inkubert uten ribozym Lane 1: U7 RNA (10,000 cpm, 10 fM), incubated without ribozyme

Spor 2: U7-RNA (10.000 cpm, 100 fM), inkubert med 10 fM av det Lane 2: U7 RNA (10,000 cpm, 100 fM), incubated with 10 fM of the

oocytt-syntetiserte tRNA-ribozymet CD33 the oocyte-synthesized tRNA ribozyme CD33

Spor 3: U7-RNA (10.000 cpm, 1 pM), inkubert med 10 fM av oocytt-syntetisert tRNA-ribozym CD33 Lane 3: U7 RNA (10,000 cpm, 1 pM), incubated with 10 fM of oocyte-synthesized tRNA ribozyme CD33

Spor 4: U7-RNA (10.000 cpm, 100 fM), inkubert med 10 fM av Lane 4: U7 RNA (10,000 cpm, 100 fM), incubated with 10 fM of

ribozym CD32 syntetisert in vitro med T7-polymerase. Spor 5: U7-RNA (10.000 cpm, 100 fM), inkubert med 1 fM av ribozym CD32 syntetisert in vitro med T7-polymerase. ribozyme CD32 synthesized in vitro with T7 polymerase. Lane 5: U7 RNA (10,000 cpm, 100 fM), incubated with 1 fM of ribozyme CD32 synthesized in vitro with T7 polymerase.

Eksempel 4:Example 4:

Bestemmelse av spalting av ribozymsubstrat i oocytter Determination of ribozyme substrate cleavage in oocytes

En blanding av<32>P-GTP, anti U7-tRNA-ribozymgen og met-tRNA-genet ble injisert i oocytt-kjerner. Som beskrevet i eks. 2 ble de injiserte oocyttene inkubert ved 20°C i 8 timer, for å la transkripsjonen finne sted. Deretter ble injisert radioaktivt merket U7-RNA (50 ni, 100.000 cpm//xl, 100 fM/pil) i oocyttenes cytoplasma. Deretter ble oocyttene inkubert i 2 timer.Fremstillingen av nukleinsyrene av enkelt-oocytter og deres adskillelse ved hjelp av gelelektroforese ble gjennomført som beskrevet ovenfor. A mixture of<32>P-GTP, anti U7-tRNA ribozyme gene and the met-tRNA gene was injected into oocyte nuclei. As described in ex. 2, the injected oocytes were incubated at 20°C for 8 hours to allow transcription to take place. Radiolabeled U7-RNA (50 ni, 100,000 cpm//xl, 100 fM/pil) was then injected into the cytoplasm of the oocytes. The oocytes were then incubated for 2 hours. The preparation of the nucleic acids of single oocytes and their separation by gel electrophoresis was carried out as described above.

Resultatet av disse forsøkene er vist i fig. 7. The result of these experiments is shown in fig. 7.

Spor m: Molekylvektsmarkør som fig. 5 Lane m: Molecular weight marker as fig. 5

Spor 1: Nukleinsyrer fra en oocytt injisert med met- og Lane 1: Nucleic acids from an oocyte injected with met- and

metribo-genene the metribo genes

Spor 2 og 3: Oocytter injisert med met og metribo, etterfulgt av Lanes 2 and 3: Oocytes injected with met and metribo, followed by

U7-RNA-injeksjon U7 RNA injection

Spor 4 og 5: Oocytter injisert bare med U7-RNA Lanes 4 and 5: Oocytes injected with U7 RNA only

Spor 6: En alikvot av U7-RNA anvendt for injeksjon Lane 6: An aliquot of U7 RNA used for injection

Spor 7: U7-RNA (10 fM), inkubert med ribozymet CD32 (10 fM) Lane 7: U7 RNA (10 fM), incubated with the ribozyme CD32 (10 fM)

i løpet av 2 timer ved 37°C i nærvær av 150 mM NaCl, 10 mM MgCl2og 20 mM tris-HCl, pH 7,5. På grunn av gelbetingelsene er vist bare 3'-spalte-produktet (69 nukleotider). during 2 h at 37°C in the presence of 150 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 and 20 mM tris-HCl, pH 7.5. Due to the gel conditions, only the 3' cleavage product (69 nucleotides) is shown.

Eksempel 5 Example 5

Transkripsjonsaktivitet av tRNA-ribozymer i hønseceller. Transcriptional activity of tRNA ribozymes in chicken cells.

Plasmid-DNA-molekyler, inneholdende tRNA-ribozymgenene ble innført i hønseceller for å bestemme genenes transkripsjonsaktivitet. Det ble vist at tRNA-ribozymgenet (avledet av et Xenopus-tRNA-gen) blir effektivt transkribert i hønseceller.Herved gikk man frem som følger: IO<6>primære hønse-embryo-fibroblastceller (Zenke et al., 1988) ble utsådd pr. 10 cm skål ifølge standardmetode, og fikk vokse over natten. Om morgenen ble hver skål transfisert med 10 fig plasmid-DNA (inneholdende enten erbBsnitt 13 eller erbBsnitt 53) under anvendelse av kalsiumfosfat-kopresipiteringsmetoden (Graham et al., 1973). Cellene ble i løpet av natten utsatt for presipitatet, den følgende morgen vasket 2 ganger med friskt medium og inkubert ytterligere 48 timer i friskt medium. Mediet ble deretter fjernet, cellene opptatt i PK/SDS-buffer (se ovenfor), og nukleinsyren gjenvunnet. Deretter ble nukleinsyren underkastet en "RNAse Protection Mapping" under anvendelse av 32p-merket antisense erbBsnitt 13 eller erbBsnitt 53 RNA-sonder for å påvise tilstedeværelse av tRNA-ribozym transkripter. Merket RNA (10.000 cpm/10 fM antisense-RNA pr. prøve) ble tilsatt til det tørkede etanolbunnfallet, prøven ble tørket igjen og løst i 10 fil av 80 % avionisert formamid, 400 mM NaCl, 20 mM PIPES, pH 6,5, 10 mM EDTA. Prøvene ble oversjiktet med steril parafinolje, oppvarmet 3 minutter ved 95°C og raskt overføt i et 45°C vannbad, som fikk stå i ro over natten. Om morgenen ble tilsatt 0,3 ml iskald NaCl (300 mM), 3 0 mM tris, pH 7,5, 1 mM EDTA, 0,05 mg pr. ml RNase A og 8 0 enheter/ml RNase Tl, under rask, forsiktig bevegelse. Prøvene fikk stå ved romtemperatur i 45 min. Proteinase K og SDS ble tilsatt til 1 mg/ml og 0,5 %, inkubasjonen fortsatt ved romtemperatur og deretter ved 56°C i 20 min. Etter tilsetning av 10 fig tRNA ble prøven utfelt med etanol. Det opptatte bunnfallet ble tatt opp i 80 % formamid/TBE og separert på en forvarmet 9,5 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel. Plasmid DNA molecules containing the tRNA ribozyme genes were introduced into chicken cells to determine the transcriptional activity of the genes. It was shown that the tRNA ribozyme gene (derived from a Xenopus tRNA gene) is efficiently transcribed in chicken cells. The procedure was as follows: 10<6> primary chicken embryo fibroblast cells (Zenke et al., 1988) were seeded per 10 cm dish according to the standard method, and allowed to grow overnight. In the morning, each dish was transfected with 10 µg of plasmid DNA (containing either gene fragment 13 or gene fragment 53) using the calcium phosphate coprecipitation method (Graham et al., 1973). The cells were exposed to the precipitate overnight, the following morning washed twice with fresh medium and incubated for a further 48 hours in fresh medium. The medium was then removed, the cells taken up in PK/SDS buffer (see above), and the nucleic acid recovered. The nucleic acid was then subjected to RNAse Protection Mapping using 32p-labeled antisense erbBsection 13 or erbBsection 53 RNA probes to detect the presence of tRNA-ribozyme transcripts. Labeled RNA (10,000 cpm/10 fM antisense RNA per sample) was added to the dried ethanol precipitate, the sample was dried again and dissolved in 10 μl of 80% deionized formamide, 400 mM NaCl, 20 mM PIPES, pH 6.5, 10 mM EDTA. The samples were overlaid with sterile paraffin oil, heated for 3 minutes at 95°C and quickly rehydrated in a 45°C water bath, which was allowed to stand overnight. In the morning, 0.3 ml of ice-cold NaCl (300 mM), 30 mM Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.05 mg per ml RNase A and 80 units/ml RNase Tl, under rapid, gentle agitation. The samples were allowed to stand at room temperature for 45 min. Proteinase K and SDS were added at 1 mg/ml and 0.5%, the incubation continued at room temperature and then at 56°C for 20 min. After adding 10 µg of tRNA, the sample was precipitated with ethanol. The collected precipitate was taken up in 80% formamide/TBE and separated on a preheated 9.5% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel.

Resulatet av disse forsøkene er vist i fig. 8: The result of these experiments is shown in fig. 8:

Spor m: Molekylvektsmarkør som i eksemplene foran. Lane m: Molecular weight marker as in the preceding examples.

Spor 1: Antisense ES 13-probe, hybridisert med E. coli tRNA Lane 1: Antisense ES 13 probe, hybridized with E. coli tRNA

(10 fig) (10 figs)

Spor 2: Antisense ES 53-probe, hybridisert med E. coli tRNA Spor 3 og 4: Kartlegging av nukleinsyrene fra 10.000 og 100.000 Lane 2: Antisense ES 53 probe, hybridized with E. coli tRNA Lanes 3 and 4: Mapping of the nucleic acids from 10,000 and 100,000

celler som ikke var blitt transfisert med plasmid cells that had not been transfected with plasmid

DNA, hybridisert med ES 13-proben DNA, hybridized with the ES 13 probe

Sport 5 og 6: Kartlegging av nukleinsyrene fra 10.000 og 100.000 Sports 5 and 6: Mapping the nucleic acids from 10,000 and 100,000

celler, transfisert med ES 13, hybridisert med ES cells, transfected with ES 13, hybridized with ES

13-proben. the 13 probe.

Sport 7 og 8: Kartlegging av nukleinsyrene fra 10.000 og 100.000 Sports 7 and 8: Mapping the nucleic acids from 10,000 and 100,000

celler, transfisert med ES 53, som var blitt hybridisert med ES 53-proben. cells, transfected with ES 53, which had been hybridized with the ES 53 probe.

Eksempel 6 Example 6

Svekkelse av virkningen av v-erb B onkogenet ved tDNA ribozym-gener, som ble innført ved hjelp av polylysin-transferrin-konjugater i v-erb B transformerte erytroblaster. Attenuation of the action of the v-erb B oncogene by tDNA ribozyme genes introduced by means of polylysine-transferrin conjugates into v-erb B transformed erythroblasts.

Ved hjelp av dette eksempelet kunne det vises at tDNA ribozymer som er rettet mot erb B onkogenet, kan innføres ved hjelp av polylysin-transferrin-konjugater i erb B transformerte hønseerytroblaster og svekke den transformerende virkningen av onkogenet. With the help of this example, it could be shown that tDNA ribozymes which are directed against the erb B oncogene can be introduced by means of polylysine-transferrin conjugates into erb B transformed chicken erythroblasts and weaken the transforming effect of the oncogene.

Forforsøk 1 Preliminary attempt 1

Fremstilling av transferrin-polylysin-konjugater Preparation of transferrin-polylysine conjugates

Sammenkobling fulgte analogt med metoder kjent fra litteraturen (sml. G. Jung, W. Kohnlein og G. Liiders, Biochem. Biophys.Res. Commun. 101 (1981), 599) ved innføring av disulfidbroer etter modifisering med succinimidylpyridyltitio-propionat. Coupling followed analogously to methods known from the literature (cf. G. Jung, W. Kohnlein and G. Liiders, Biochem. Biophys. Res. Commun. 101 (1981), 599) by introducing disulphide bridges after modification with succinimidylpyridylthio propionate.

Pyridiylditiopropionat-modifisert transferrin 1: Pyridiyldithiopropionate-modified transferrin 1:

6 ml av en over Sephadex G-25 gelfiltrert løsning av 120 mg (1,5fxmol) transf errin (fra hønseeggehvite, Sigma, Conalbumin type I, jernfri) i 0,1 M natriumfosfat-buffer (pH 7,8) ble tilsatt under god rysting 200 \ xl av en 15 mM etanolisk løsning av succinimidylpyridyltiopropionat (SPDP, Pharmacia) og fikk omsette seg i en time ved romtemperatur og leilighetsvis rysting. Over en gelkolonne (Sephadex G-25, 14 x 180 mm, 0,1 M natriumfosfatbuffer pH7,8) ble lavmolekylære reaksjonsprodukter og reagensrester fraskilt og derved oppnådd 7 ml av produkt-fraksjonen; inneholdet av pyridylditiopropionat-rester bundet til transferrin ble bestemt ved hjelp av en alikvot etter reduksjon med ditiotreitol ved fotometrisk bestemmelse av mengden av frigjort pyridin-2-tion, og var ca'. 2,6fimol. 6 ml of a Sephadex G-25 gel-filtered solution of 120 mg (1.5 fxmol) transferrin (from hen's egg white, Sigma, Conalbumin type I, iron-free) in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) was added under good shaking 200 µl of a 15 mM ethanolic solution of succinimidylpyridylthiopropionate (SPDP, Pharmacia) and allowed to react for one hour at room temperature with occasional shaking. Over a gel column (Sephadex G-25, 14 x 180 mm, 0.1 M sodium phosphate buffer pH7.8) low molecular weight reaction products and reagent residues were separated, thereby obtaining 7 ml of the product fraction; the content of pyridyldithiopropionate residues bound to transferrin was determined using an aliquot after reduction with dithiothreitol by photometric determination of the amount of liberated pyridine-2-thione, and was approx. 2.6 fimol.

Mercaptopropionat-modifisert polylysin 2: Mercaptopropionate-modified polylysine 2:

En løsning av 18 mg (ca. 1,0/xMol) poly (L) lysin - hydrobromid (Sigma, fluoresceinisotiocyanat ( = FITC) - merket, molekylvekt ca. 18.0 00/tilsvarende en gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad på ca. 90) i 3 ml 0,1 M natriumfosfat (pH 7,8) ble filtrert over Sephadex G-25. Polylysin-løsningen ble fortynnet med vann til A solution of 18 mg (approx. 1.0/xMol) poly (L) lysine - hydrobromide (Sigma, fluorescein isothiocyanate ( = FITC) - labeled, molecular weight approx. 18.0 00/corresponding to an average degree of polymerization of approx. 90) in 3 ml 0.1 M sodium phosphate (pH 7.8) was filtered over Sephadex G-25. The polylysine solution was further diluted with water

7 ml, under god risting tilsatt 270 fil av en 15 mMol etanolisk løsning av SPDP, og fikk omsette seg 1 time i mørke ved romtemperatur og under leilighetsvis omrysting. Etter tilsetning av 0,5 ml 1 M natriumacetat-buffer (pH 5,0) ble for fraskilling av lavmolekylære substanser filtrert over Sephadex G-25 (eluerings-middel: 20 mM natriumacetat-buffer, pH 5,0). Produktfraksjonen (ninhydrinfarging, fluorescens) ble inndampet i vakuum, bragt til pH ca. 7 med buffer, tilsatt en løsning av 23 mg (150//mol) i ditiotreitol i 200 fil vann, og fikk stå en time ved romtemperatur under argon i mørke. Ved ytterligere gelfiltrering (Sephadex G-25, 14 x 130 mm søyle, 10 mM natrium-acetat-buffer pH 5,0) ble fraskilt fra overskudd av reduksjons-middel og man oppnådde 3,5 ml produktløsning av fluorescens-merket polylysin med et innhold av 3,8 mol merkaptogrupper (fotometrisk bestemmelse av Ellman's reagens, 5,5'-ditiobis(2-nitrobenzosyre) ). 7 ml, with good shaking added 270 µl of a 15 mmol ethanolic solution of SPDP, and allowed to react for 1 hour in the dark at room temperature and with occasional shaking. After the addition of 0.5 ml of 1 M sodium acetate buffer (pH 5.0), low molecular weight substances were filtered over Sephadex G-25 (eluent: 20 mM sodium acetate buffer, pH 5.0). The product fraction (ninhydrin staining, fluorescence) was evaporated in vacuum, brought to pH approx. 7 with buffer, added a solution of 23 mg (150//mol) in dithiothreitol in 200 fil of water, and allowed to stand for one hour at room temperature under argon in the dark. By further gel filtration (Sephadex G-25, 14 x 130 mm column, 10 mM sodium acetate buffer pH 5.0) excess reducing agent was separated and 3.5 ml of product solution of fluorescently labeled polylysine with a content of 3.8 moles of mercapto groups (photometric determination of Ellman's reagent, 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid)).

Transferrin-polylysin-konjugater 3: Transferrin-polylysine conjugates 3:

Den som ovenfor beskrevet oppnådde løsningen av modifisert transferrin 1 (7 ml i 0,1 M natriumfosfatbuffer pH 7,8, ca. 1,5/imol transf errin med ca. 2,6/j,mol pyridylditiopropionatrester) ble spylt med argon; det ble tilsatt 2,0 ml av den ovenfor beskrevne løsningen av merkaptomodifisert polylysin 2 (i 10 mM natriumacetat-buf f er pH 5,0, det tilsvarer ca. 0,6/imol polylysin med ca. 2,2/xmol merkaptogrupper), spylt med argon, rystet, og fikk omsette seg i 18 timer ved romtemperatur i mørke og under argon. Reaksjonsblandingen ble fortynnet med vann til 14 ml og separert ved ionebyttekromatografi (Pharmacia Mono S kolonne HR10/10, gradienteluering, buffer A: 50 mM HEPES pH 7,9, buffer B: A + 3 M natriumklorid, 0,5 ml/min). Ikke-konjugert transferrin ble eluert til å begynne med, produktfraksjonene ved ca. 0,66 - 1,5 M natriumklorid. De konjugerte produktene (ninhydrinfarging, i UV ved 280 nm proteinabsorpsjon, og fluorescens) ble samlet i 6 fraksjoner med et innhold i hver på ca. 10 mg transferrin. Fraksjonene ble deretter dialysert mot en 100 mM jern(III)citrat-løsning (bragt opp til pH 7,8 med natriumhydrogenkarbonat), og deretter ytterligere to ganger mot 1 mM HEPES-buffer (pH 7,5). The solution of modified transferrin 1 obtained as described above (7 ml in 0.1 M sodium phosphate buffer pH 7.8, about 1.5/imole transferrin with about 2.6/j.mol pyridyldithiopropionate residues) was flushed with argon; 2.0 ml of the above-described solution of mercaptomodified polylysine 2 was added (in 10 mM sodium acetate buffer the pH is 5.0, it corresponds to approx. 0.6/imole polylysine with approx. 2.2/xmol mercapto groups) , flushed with argon, shaken, and allowed to react for 18 hours at room temperature in the dark and under argon. The reaction mixture was diluted with water to 14 ml and separated by ion exchange chromatography (Pharmacia Mono S column HR10/10, gradient elution, buffer A: 50 mM HEPES pH 7.9, buffer B: A + 3 M sodium chloride, 0.5 ml/min) . Unconjugated transferrin was eluted initially, the product fractions at ca. 0.66 - 1.5 M sodium chloride. The conjugated products (ninhydrin staining, in UV at 280 nm protein absorption, and fluorescence) were collected in 6 fractions with a content in each of approx. 10 mg transferrin. The fractions were then dialyzed against a 100 mM iron(III) citrate solution (brought up to pH 7.8 with sodium bicarbonate), and then a further two times against 1 mM HEPES buffer (pH 7.5).

Natriumdodecylsulfat-gelelektroforese (10 % SDS, 8 % polyakrylamid) viste ved forbehandling med 2-merkaptoetanol i alle 6 fraksjonene et omtrent likt innhold av transferrin, mens det i ikke-reduserte prøver ikke var synlig noen bånd for fritt transferrin, men bare konjugater som vandret kortere. Sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis (10% SDS, 8% polyacrylamide) showed, upon pretreatment with 2-mercaptoethanol, in all 6 fractions an approximately equal content of transferrin, while in non-reduced samples no band was visible for free transferrin, but only conjugates which walked shorter.

Forforsøk 2 Preliminary attempt 2

Transport av transferrin-polylysin-konjugater i levende celler. Transport of transferrin-polylysine conjugates in living cells.

For å påvise at de i forforsøk 1 beskrevne transferrin-polylysin-konjugatene blir opptatt effektivt i levende erytroblaster, ble disse konjugatene merket med FITC. Det er kjent (Schmidt et al., 1986), at FITC-merket transferrin etter noen timers inkubering med erytroblaster hvorifra transferrin var blitt fjernet på forhånd, kunne påvises i vesikler inne i cellen (undersøkelse i fluorescensmikroskop). In order to demonstrate that the transferrin-polylysine conjugates described in preliminary experiment 1 are taken up efficiently in living erythroblasts, these conjugates were labeled with FITC. It is known (Schmidt et al., 1986) that after a few hours of incubation with erythroblasts from which transferrin had been previously removed, FITC-labelled transferrin could be detected in vesicles inside the cell (fluorescence microscope examination).

I forliggende eksempel ble erytroblaster (transformert ved enEGF-reseptor-retrovirus, Kahazaie et al., 1988) inkubert i 18 timer i transferrinfritt differensieringsmedium (sammensetning i Zenke et al., 1988) ved 37°C (cellekonsentrasjon 1,5 x10<6>/ml). Etter tilsetning av de forskjellige transferrin-polylysin-konjugatene (eller som kontroll av den tilsvarende mengde sterilt aq bidest) ble cellene inkubert ved 3 7°C i nærvær av10 ng/ml EGF (for å opprettholde den transformerte tilstanden). Etter 24 og 48timer ble uttatt ca. 5 x IO<5>celler, vasket en gang i fosfat-buffret fysiologisk koksalt-løsning (PBS; pH 7,2), fiksert med det50-dobbelte volumet av en blanding av 3,7 % formaldehyd og 0,02 % glutaraldehyd i PBS (10 min, 40°C), vasket 1 gang i PBS, innleiret i elvanol og undersøkt i fluorescens-mikroskop (Zeiss Axiophot,Smalbånd-FITC og TRITC-impuls). Samtidig ble cellenes vekst-hastighet bestemt i andre alikvoter av de forskjellige ansatsene. Hertil ble uttatt 100 fil cellesuspensjon og innbyggingen av<3>H-thymidin (8£tCi/ml, 2 timer) bestemt, som beskrevet i Leutz et al.,1984. Av fig. 10 går det frem at de med transferrin-polylysin inkuberte erytroblastene etter 24 timer fremviser 2 til 10 sterkt fluorescerende vesikler, som ikke lar seg påvise i kontrollene. Tabell A viser at med unntak av fraksjon 6, er alle konjugatene blitt opptatt av praktisk talt alle cellene. In the present example, erythroblasts (transformed by anEGF receptor retrovirus, Kahazaie et al., 1988) were incubated for 18 hours in transferrin-free differentiation medium (composition in Zenke et al., 1988) at 37°C (cell concentration 1.5 x 10<6 >/ml). After addition of the various transferrin-polylysine conjugates (or as a control the corresponding amount of sterile aq bidest) the cells were incubated at 37°C in the presence of 10 ng/ml EGF (to maintain the transformed state). After 24 and 48 hours approx. 5 x 10<5> cells, washed once in phosphate-buffered saline (PBS; pH 7.2), fixed with the 50-fold volume of a mixture of 3.7% formaldehyde and 0.02% glutaraldehyde in PBS (10 min, 40°C), washed 1 time in PBS, embedded in elvanol and examined in a fluorescence microscope (Zeiss Axiophot, Narrow band FITC and TRITC impulse). At the same time, the cells' growth rate was determined in other aliquots of the different approaches. For this, 100 µl of cell suspension was taken and the incorporation of <3>H-thymidine (8£tCi/ml, 2 hours) determined, as described in Leutz et al., 1984. From fig. 10, it appears that the erythroblasts incubated with transferrin-polylysine after 24 hours display 2 to 10 strongly fluorescent vesicles, which cannot be detected in the controls. Table A shows that with the exception of fraction 6, all the conjugates have been taken up by practically all the cells.

Den kjennsgjerning at cellene i alle prøvene vokser like raskt (som målt ved innbygging av tritiert thymidin (<3>H TdR) ; tabell A) beviser at cellene ikke blir skadet av polylysin-konstruktene og at et uspesifikt opptak (f.eks. gjennom celle-membraner som er blitt gjennomtrengelige) derfor kan utelukkes. The fact that the cells in all samples grow equally rapidly (as measured by incorporation of tritiated thymidine (<3>H TdR) ; Table A) proves that the cells are not damaged by the polylysine constructs and that a nonspecific uptake (e.g. through cell membranes that have become permeable) can therefore be ruled out.

Forforsøk 3 Preliminary attempt 3

Polylysin-transferrinkonstruksjoner kan ved den in vitro-induserte modningen av hønseerytroblaster til erytrocytter funksjonelt erstatte det naturlige transferrin-jernkomplekset. Polylysine-transferrin constructs can functionally replace the natural transferrin-iron complex in the in vitro-induced maturation of chicken erythroblasts into erythrocytes.

Det var hensikten med dette forsøket å vise at de her anvendte transferrin-polylysin-konjugatene blir anvendt av cellen som naturlig transferrin, dvs. at de gjennomløper den normale transferrin-syklus med lignende effektivitet. Som testsystem herfor er erytroblaster som ved "frakobling" av det transformerende onkogenet kan induseres til modning til normale erytrocytter, spesielt egnet (Beug et al., 1982). Fra litteraturen går det frem at slike celler for normal modning krever høye konsentrasjoner av transferrin-jernkompleks (100 - 200 ug/ ml), 3 ganger lavere konsentrasjoner forhindrer modningen av cellene og fører etter flere døgn til celledød (Kowenz et al., 1986). Det kunne også vises (Schmidt et al., 1986), at "resirkulering", altså gjenanvendelse av transferrinreseptorer og dermed en transferrin-syklus som foregår med optimal hastighet er nødvendig for normal in vitro differensiering. The purpose of this experiment was to show that the transferrin-polylysine conjugates used here are used by the cell as natural transferrin, i.e. that they go through the normal transferrin cycle with similar efficiency. As a test system for this, erythroblasts which can be induced to mature into normal erythrocytes by "disconnecting" the transforming oncogene are particularly suitable (Beug et al., 1982). From the literature it appears that for normal maturation such cells require high concentrations of transferrin-iron complex (100 - 200 ug/ml), 3 times lower concentrations prevent the maturation of the cells and lead to cell death after several days (Kowenz et al., 1986) . It could also be shown (Schmidt et al., 1986) that "recycling", i.e. reuse of transferrin receptors and thus a transferrin cycle that takes place at optimal speed, is necessary for normal in vitro differentiation.

Erytroblaster (transformert ved EGF-reseptorretroviruset) ble indusert til differensiering ved uttrekk av EGF og tilsetning av en optimal mengde av partielt renset hønseerytropoietin (Kowens et al., 1986, fri for transferrin). Inkuberingen foregikk ved en cellekonsentrasjon på 1 x 10<6>/ml i transferrinfritt differensieringsmedium ved 42°C og 5 % C02. Ved begynnelsen av inkuberingen ble tilsatt enten naturlig transferrin-jern-kompleks (Sigma, 100 /ig/ml) , eller transferrin-polylysin-konjugater mettet med jern (konsentrasjon likeså 100 //g/ml) . Cellenes vekst og modnings-tilstand ble analysert på følgende måte etter 24 og 48 timer: 1. Bestemmelse av celletallet (i Coulter Counter, Modell ZM, Beug et al., 1984) 2. Opptak av cellestørrelsesfordeling (i Coulter-Charmelyzer Erythroblasts (transformed by the EGF receptor retrovirus) were induced to differentiate by withdrawal of EGF and addition of an optimal amount of partially purified chicken erythropoietin (Kowens et al., 1986, free of transferrin). The incubation took place at a cell concentration of 1 x 10<6>/ml in transferrin-free differentiation medium at 42°C and 5% C02. At the beginning of the incubation, either natural transferrin-iron complex (Sigma, 100 µg/ml) or transferrin-polylysine conjugates saturated with iron (concentration also 100 µg/ml) were added. The growth and maturation state of the cells was analyzed in the following way after 24 and 48 hours: 1. Determination of the cell number (in Coulter Counter, Modell ZM, Beug et al., 1984) 2. Recording of cell size distribution (in Coulter-Charmelyzer

Model 256) og Model 256) and

3. Fotometrisk måling av hemoglobininnholdet i cellen (Kowens et al., 1986) 3. Photometric measurement of the hemoglobin content in the cell (Kowens et al., 1986)

Dessuten ble alikvoter av ansatsene etter 72 timer sentrifugert i en cytosentrifuge (Shandon) på objektglass og underkastet en histokjemisk påvisning for hemoglobin (farging med nøytralt benzidin pluss Diff-Quick hurtigfargning for blodceller, . Beug et al., 1982) . Also, after 72 hours, aliquots of the preparations were centrifuged in a cytocentrifuge (Shandon) on glass slides and subjected to a histochemical detection for hemoglobin (staining with neutral benzidine plus Diff-Quick quick staining for blood cells, Beug et al., 1982).

Resultatene i tabell B viser tydelig at celler som i nærvær av polylysin-transferrinkonjugater, ble indusert fraksjon 1 til 5 for differensiering, vil modnes like så effektivt og med samme hastighet som slike som ble inkubert med naturlig transferrin-jern. Cellene i den transferrinfrie kontrollen viste derimot en sterkt redusert cellevekst, og akkumulerte bare små mengder hemoglobin. Undersøkelse av celle fenotypen på fargede cytospin-preparater viste at de cellene som var inkubert med polylysin-transferrinkonjugater var blitt modnet på samme måten til sene retikulocytter (late reticulocytes, Beug et al., 1982) som de som var behandlet med naturlig transferrin, mens de cellene som var inkubert uten transferrin, utgjorde en blanding av desintegrerte og umodne, erytroblast-lignende celler (Schmidt et al., 1986). Bare de cellene som var behandlet med transferrin-polylysin-fraksjon 6 hadde et lavere hemoglobin-innhold og en høyere prosentsats av umodne celler (tabell B). Dette viser at fraksjon6som var konjugert med spesielt mye polylysin, fungerer mindre godt i transferrin-cyklusen. Samtidig henviser dette resultatet til testmetodens følsomhet. The results in Table B clearly show that cells which, in the presence of polylysine-transferrin conjugates, were induced to differentiate fractions 1 to 5, will mature as efficiently and at the same rate as those incubated with native transferrin-iron. The cells in the transferrin-free control, on the other hand, showed a greatly reduced cell growth, and only accumulated small amounts of hemoglobin. Examination of the cell phenotype on stained cytospin preparations showed that the cells incubated with polylysine-transferrin conjugates had matured in the same way into late reticulocytes (Beug et al., 1982) as those treated with native transferrin, while those cells incubated without transferrin were a mixture of disintegrated and immature, erythroblast-like cells (Schmidt et al., 1986). Only the cells treated with transferrin-polylysine fraction 6 had a lower hemoglobin content and a higher percentage of immature cells (Table B). This shows that fraction 6, which was conjugated with a particularly large amount of polylysine, works less well in the transferrin cycle. At the same time, this result refers to the sensitivity of the test method.

Forforsøk 4 Preliminary attempt 4

Polylysin-transferrinkonjugater muliggjør opptak av DNA i hønseerytroblaster. Polylysine-transferrin conjugates enable uptake of DNA in chicken erythroblasts.

I det foreliggende forsøk skulle undersøkes om DNA kan transporteres effektivt av transferrin-polylysinkonjugater inn i cellens indre i en størrelse som tilsvarer størrelsen av tDNA-ribozymer (se eks. 1). I det foreliggende eksempelet ble anvendt tDNA med et innskudd med sekvensen. In the present experiment, it was to be investigated whether DNA can be efficiently transported by transferrin-polylysine conjugates into the interior of the cell in a size that corresponds to the size of tDNA ribozymes (see example 1). In the present example, tDNA was used with an insert with the sequence.

Molekylvekt ca. 3 00.00, endemerket med gamma<32>P ATP (Maniatis) . Omlag 0,3/ig av denne DNA, løst i 20/il TE-buffer, ble enten blandet med 10/ig naturlig transferrin, med 10/ig transferrin-polylysinkonjugat fraksjon 3, hver gang løst i 50/il ag bidest pluss 400 /ig/ml storfeserumalbumin (Beug et al., 1982) eller med 50/xl av dette løsningsmiddelet uten transferrin. DNA-proteinblandingene ble tilsatt til 2 ml transferrinfritt differensieringsmedium, 4 x IO<6>hønseerytroblaster, som var tranformert med et EGF-reseptor retrovirus og ble forinkubert i 18 timer i transferrinfritt medium i nærvær av EGF, (Kahazaie et al., 1988) tilsatt, og ansatsene inkubert i 8 timer ved 3 7°C og 5 % C02. Deretter ble cellene frasentrifugert, supernatanten tatt av og cellene vasket 3 ganger i transferrinfritt medium. Cellesedimentet og kulturmediet ble tatt opp i 1 % SDS, 1 mg/ml proteinase K, 300 mM NaCl, 10 mM tris pH 8,0, 10 mM EDTA (PK/SDS-buffer), inkubert i 3 0 min ved 3 7°C, ekstrahert med fenol/ kloroform, og DNA isolert ved etanolfelling. Isolert DNA med en radioaktivitet på tilsammen 2.000 cpm ble separert på en ikke-denaturerende 3,5 % akrylamidgel (TBE, Maniatis) og DNA påvist ved autoradiografi. Figuren viser fluorescensopptak av hønseerytro-blaster som ble inkubert 24 timer uten (A) eller med FITC-merkede transferrin-polylysinkonjugater (B,C). Ved stimulering ved blått lys (B, for påvisning av FITC) kan tydelig observeres flere fluoriserende vesikler i hver celle. Spesifisiteten av denne fluorescensen vises ved at vesikel-fluorescensen ikke opptrer (C) ved stimulering ved grønt lys (hvorved kan sees en lignende uspesifikk fluorescens i cellene som i A). Denne figuren viser at i den celleprøven som er behandlet med transferrin-polylysin er blitt tatt opp omlag 5-10 ganger mer DNA fra cellene, enn i kontrollprøvene med naturlig transferrin eller uten transferrin. Molecular weight approx. 3 00.00, end-labeled with gamma<32>P ATP (Maniatis) . About 0.3 µg of this DNA, dissolved in 20 µl TE buffer, was either mixed with 10 µg native transferrin, with 10 µg transferrin-polylysine conjugate fraction 3, each time dissolved in 50 µl ag bidest plus 400 /ig/ml bovine serum albumin (Beug et al., 1982) or with 50 /xl of this solvent without transferrin. The DNA-protein mixtures were added to 2 ml of transferrin-free differentiation medium, 4 x 10<6> chicken erythroblasts, which had been transformed with an EGF receptor retrovirus and were pre-incubated for 18 hours in transferrin-free medium in the presence of EGF, (Kahazaie et al., 1988) added, and the mixtures incubated for 8 hours at 37°C and 5% C02. The cells were then centrifuged, the supernatant removed and the cells washed 3 times in transferrin-free medium. The cell pellet and culture medium were taken up in 1% SDS, 1 mg/ml proteinase K, 300 mM NaCl, 10 mM Tris pH 8.0, 10 mM EDTA (PK/SDS buffer), incubated for 30 min at 37° C, extracted with phenol/chloroform, and DNA isolated by ethanol precipitation. Isolated DNA with a total radioactivity of 2,000 cpm was separated on a non-denaturing 3.5% acrylamide gel (TBE, Maniatis) and DNA detected by autoradiography. The figure shows fluorescence recording of chicken erythroblasts that were incubated for 24 hours without (A) or with FITC-labelled transferrin-polylysine conjugates (B,C). Upon stimulation with blue light (B, for the detection of FITC), several fluorescent vesicles can be clearly observed in each cell. The specificity of this fluorescence is shown by the fact that the vesicle fluorescence does not appear (C) upon stimulation with green light (whereby a similar non-specific fluorescence can be seen in the cells as in A). This figure shows that in the cell sample that has been treated with transferrin-polylysine, approximately 5-10 times more DNA has been taken up from the cells than in the control samples with natural transferrin or without transferrin.

To tRNA-ribozymgener, rettet mot translasjons-initiasjons-regionen i erbB ble konstruert (sammenlign fig. 2 og 3, eks. 1) . Ca. 10 0/ig av hvert plasmid som inneholdt genet ble EcoRI-spaltet for å frigjøre tRNA-ribozymgenet på et 225 bp fragment. Spalteprodukt ene ble endemerket ved hjelp av Klenow-fragment og renset ved hjelp av gelelektroforese gjennom en 2 % agarose/TBE-gel. Vektorfragmentet og tRNA-ribozymgenfragmentene ble lokalisert ved etidiumbromidfarging, skåret ut og gjenvunnet ved elektroeluering, fenol/kloroform- og kloroformekstraksjon og etanolfelling. De rensede, radioaktivt merkede DNA-fragmentene ble deretter anvendt under benyttelse av transferrin-polylysin-transportsystemet til å bestemme opptaket og hemmingen av erbB-RNA. Som kontroll DNA ble anvendt vektoren pSPT 18. Two tRNA-ribozyme genes, targeting the translation initiation region in erbB were constructed (compare fig. 2 and 3, ex. 1). About. 100 µg of each plasmid containing the gene was EcoRI digested to release the tRNA ribozyme gene on a 225 bp fragment. Cleavage product one was end-labeled using Klenow fragment and purified by gel electrophoresis through a 2% agarose/TBE gel. The vector fragment and tRNA ribozyme gene fragments were located by ethidium bromide staining, excised and recovered by electroelution, phenol/chloroform and chloroform extraction and ethanol precipitation. The purified radiolabeled DNA fragments were then used using the transferrin-polylysine transport system to determine the uptake and inhibition of erbB RNA. The vector pSPT 18 was used as control DNA.

Som testcellesystem ble valgt en hønseerytroblastcellelinje som er transformert ved en temperatursensitiv mutant (ts 34, Graf et al., 1978) fra fuglerytroblastosevirus AEV (Beug et al., 1982 A chicken erythroblast cell line transformed by a temperature-sensitive mutant (ts 34, Graf et al., 1978) from the avian erythroblastosis virus AEV (Beug et al., 1982) was chosen as the test cell system

b). Det erb A onkogenet som likeså er uttrykt i disse cellen, kan inhiberes ved en spesifikk proteinkinasehemmer (H7). Det ble b). The erb A oncogene, which is also expressed in these cells, can be inhibited by a specific protein kinase inhibitor (H7). It was

fastslått at v-erbA-onkogenet blir fosforylert in vivo og in vitro (dvs. som bakterielt uttrykt protein) i 2 seter, nemlig Ser 28 og Ser 29, ved proteinkinase C resp. ved cAMP-avhengig proteinkinase. Mutasjon av disse serinene til alaniner forhindrer fosforyleringen og ødelegger v-erbA-onkogenaktiviteten. H7 er en spesifikk inhibitor for begge disse kinasene, og er i stand til, i v-erbA-v-erbB holdige erytroblaster selektivt å oppheve de forandringene som er forårsaket av v-erbA (f.eks. blokkering av differensieringen . established that the v-erbA oncogene is phosphorylated in vivo and in vitro (ie as bacterially expressed protein) in 2 sites, namely Ser 28 and Ser 29, by protein kinase C resp. by cAMP-dependent protein kinase. Mutation of these serines to alanines prevents the phosphorylation and destroys the v-erbA oncogene activity. H7 is a specific inhibitor of both of these kinases, and is able, in v-erbA-v-erbB containing erythroblasts, to selectively abrogate the changes caused by v-erbA (e.g. blocking the differentiation .

Det er kjent at erytroblaster hvis erbB-onkogen blir aktivert - f.eks. ved forhøyelse av temperaturen i tilfelle en temperatur-ømfintlig erbB-mutant - blir indusert til å modne seg til erytrocytter. Et av de første tegnene på denne utviklingen er induksjon av hemoglobinsyntesen, som kan påvises ved en ømfintlig påvisning (sur benzidinfarging, Orkin et al., 1975, Graf et al., 1978) på enkeltcellenivå. Som fenotypisk virkning av et ribozym rettet mot erbB i dette testsystemet, skulle man derfor vente en spesifikk forhøyelse av tallet på benzidin-positive celler. It is known that erythroblasts whose erbB oncogene is activated - e.g. by raising the temperature in the case of a temperature-sensitive erbB mutant - is induced to mature into erythrocytes. One of the first signs of this development is the induction of hemoglobin synthesis, which can be detected by a sensitive detection (acid benzidine staining, Orkin et al., 1975, Graf et al., 1978) at the single cell level. As a phenotypic effect of a ribozyme directed against erbB in this test system, one should therefore expect a specific increase in the number of benzidine-positive cells.

Den forsøksrekken som ligger til grunn for dette eksemplet, ble gjennomført på følgende måte: De forskjellige DNA-preparatene (se ovenfor og tabell C) , løst i 30 pil TE-buffer, ble alle blandet med10 fig naturlig transf errin-jernkompleks eller transferrin- polylysin-konjugat (løst i 50 fig ag. bidest), og inkubert i 30 minutter ved 3 7°C. The series of experiments on which this example is based was carried out in the following way: The different DNA preparations (see above and Table C), dissolved in 30 μl of TE buffer, were all mixed with 10 μl of natural transferrin-iron complex or transferrin- polylysine conjugate (dissolved in 50 µg. bidest), and incubated for 30 minutes at 37°C.

I tilfelle vektor-DNA (10fig) ble anvendt tilsvarende mer (100 fig) av transf errin-preparatene . DNA-transferrin-DNA-blandingene ble alle tilsatt til 1 ml transferrinfritt differensieringsmedium (Zenke et al., 1988). Testcellene (pr. ansats 3 x 10<6>) ble før forsøket inkubert i 60 min. i transferrinfritt differensieringsmedium ved 42°C (herved forsterkes transferrin-opptaket) og tilsatt til de DNA-transferrinholdige ansatsene. Etter 6 timer, 18 timer og 68 timer (for behandling av cellene se nedenfor) ble uttatt prøver, som beskrevet, fra supernatanten og cellesedimentet separert, opptatt i PK-SDS-buffer og DNA ble analysert. In the case of vector DNA (10 fig), correspondingly more (100 fig) of the transferrin preparations were used. The DNA-transferrin-DNA mixtures were all added to 1 ml of transferrin-free differentiation medium (Zenke et al., 1988). The test cells (per batch 3 x 10<6>) were incubated for 60 min before the experiment. in transferrin-free differentiation medium at 42°C (thus enhancing the transferrin uptake) and added to the DNA-transferrin-containing preparations. After 6 hours, 18 hours and 68 hours (for treatment of the cells see below) samples were taken, as described, from the supernatant and the cell sediment separated, taken up in PK-SDS buffer and the DNA analyzed.

Etter avsluttet inkubasjon (6 timer) ble cellene sentrifugert fra og inkubert i ytterligere 72 timer i transferrinholdig differensieringsmedium med erytropoietin og insulin (Kowens et al., 1986, Zenke et al., 1988), 2 ml pr. ansats og ved 37°C, dvs. ved nærvær av et aktivt v-erb B-protein. After the end of incubation (6 hours), the cells were centrifuged and incubated for a further 72 hours in transferrin-containing differentiation medium with erythropoietin and insulin (Kowens et al., 1986, Zenke et al., 1988), 2 ml per approach and at 37°C, i.e. in the presence of an active v-erb B protein.

Følgende resultater ble oppnådd: The following results were obtained:

1. Som i forforsøk 4 kunne iakttas et forsterket opptak av 1. As in preliminary experiment 4, an enhanced uptake of

DNA i størrelsen av erbsnitt DNA'er i de celleprøvene som var behandlet med transferrinpolylysin (omlag 5-dobbelt). DNA in the size of hereditary DNAs in the cell samples that had been treated with transferrin polylysine (approximately 5-fold).

2. Ved transfeksjon av hønsefibroblaster med erbsnitt DNA 2. By transfection of chicken fibroblasts with genetic DNA

kunne vises at erbsnitt ribozym-tDNA blir uttrykt i hønseceller (se eks. 5). 3. Tabell C viser at i alle tilfeller hvori erbsnitt-ribozym-tDNA ble innført i erb-B-transformerte erytroblaster ved hjelp av polylysin-transferrinkonstruksjon, var prosentsatsen av benzidinpositive celler blitt signifikant forhøyet (til ca. det dobbelte) (som referanse tjente de prøvene som ble behandlet med vektor-DNA og hvori anvendelsen av polylysin-transferrinkonjugater ifølge forventningene ikke førte til en forhøyelse av antallet benzidinpositive celler). it could be shown that hereditary ribozyme tDNA is expressed in chicken cells (see ex. 5). 3. Table C shows that in all cases in which erb-cut ribozyme tDNA was introduced into erb-B-transformed erythroblasts using the polylysine-transferrin construct, the percentage of benzidine-positive cells was significantly increased (to about twofold) (as reference served those samples that were treated with vector DNA and in which the use of polylysine-transferrin conjugates did not, as expected, lead to an increase in the number of benzidine-positive cells).

Eksempel 7 Example 7

Forlengelse av antikodonstammeregionen forhøyer utbyttet av rib-tRNA. Extending the anticodon stem region increases the yield of rib-tRNA.

Det humane met-tRNA-genet (klonet som BamHI/Rsal fragment, fullført ved EcoRI linker, i EcoRI kuttestedet i bluescript vektoren) ble spaltet i sine enkelte Apal-kuttesteder i antikodonstammeregionen. De enkelttrådede overhengene ble fjernet ved T4-DNA-polymerasebehandling, og oligonukleotider, inneholdende ribozymsekvensene innsatt. Det i de foregående eksemplene anvendte ribozyminnskuddet resulterte i et rib-tRNA-molekyl som inneholdt en 3-base-stamme (fig. 11 viser villtype tRNAmet og tRNArib med den forkortede antikodonstammen). Ved den andre konstruksjonen ble anvendt et oligonukleotid som adskilte seg fra det første ved den til villtypesekvensen komplementære sekvensen GGTTAT i 5'-enden. Derved ble villtype-stammen fremstilt igjen og forlenget med 4 ytterligere basepar (fig. 12 viser konstruksjonen av tRNArib med den forsterkede antikodonstammen. Ribozymsekvensen er fremstilt i fig. 13; i den venstre (5') enden erkarakterisertforskjellene i nukleotidsekvensen mellom den regionen som koder for den forkortede stammen og den forsterkede stammen. I fig.13 er dessuten gjengitt sekvensen for met-tRNA-genet). Begge ligerings-produktene ble transformert til E. coli HB 101 ifølge standardmetoden beskrevet i Maniatis, egnede kloner ble utvalgt, plasmid DNA isolert og sekvensert for bestemmelse av den riktige strukturen. Begge de resulterende rib-tRNA-genene ble undersøkt i nærvær av<32>P-GTP på rib-tRNA molekylenes transkripsjonsaktivitet og akkumulering ved mikroinjeksjon av den klonede DNA i Xenopus-oocytter, gjennomført som beskrevet i eks. 2 resp. 3. Vi 11type-tRNA-genet ble koinjisert ved 10-ganger lavere konsentrasjon. The human met-tRNA gene (cloned as a BamHI/Rsal fragment, completed by EcoRI linker, in the EcoRI cut site of the bluescript vector) was cleaved at its individual ApaI cut sites in the anticodon stem region. The single-stranded overhangs were removed by T4 DNA polymerase treatment, and oligonucleotides containing the ribozyme sequences inserted. The ribozyme insertion used in the previous examples resulted in a rib-tRNA molecule containing a 3-base stem (Fig. 11 shows wild-type tRNAmet and tRNArib with the shortened anticodon stem). In the second construction, an oligonucleotide was used which differed from the first by the sequence GGTTAT complementary to the wild-type sequence at the 5' end. Thereby, the wild-type strain was produced again and extended by 4 additional base pairs (Fig. 12 shows the construction of tRNArib with the amplified anticodon strain. The ribozyme sequence is produced in Fig. 13; at the left (5') end the differences in the nucleotide sequence between the region that codes for the shortened strain and the amplified strain (Fig. 13 also shows the sequence for the met-tRNA gene). Both ligation products were transformed into E. coli HB 101 according to the standard method described in Maniatis, suitable clones were selected, plasmid DNA isolated and sequenced to determine the correct structure. Both of the resulting rib-tRNA genes were examined in the presence of<32>P-GTP on the rib-tRNA molecules' transcriptional activity and accumulation by microinjection of the cloned DNA into Xenopus oocytes, carried out as described in ex. 2 or 3. The Vi 11type tRNA gene was co-injected at a 10-fold lower concentration.

De injiserte oocytttene ble inkubert i 7 timer ved 20°C, den resulterende RNA ble høstet (sml. eks. 2) og elektroforetisk separert (10 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel) og RNA-molekylene gjort synlige (fig. 14) ved autoradiografi (eksponert 2 døgn ved -70°C). Det forkortede rib-tRNA-genet leverer ca. 1/10 av den RNA-mengden som blir transkribert fra villtype genet; sammenlignet dermed leverer det genet som koder for rib-tRNA molekylet med den forlengede stammen, den 6-dobbelte mengden av RNA. The injected oocytes were incubated for 7 h at 20°C, the resulting RNA was harvested (cf. Ex. 2) and electrophoretically separated (10% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel) and the RNA molecules visualized ( fig. 14) by autoradiography (exposed for 2 days at -70°C). The shortened rib-tRNA gene delivers approx. 1/10 of the amount of RNA that is transcribed from the wild-type gene; compared thus, the gene that codes for the rib-tRNA molecule with the extended stem delivers the 6-fold amount of RNA.

Eksempel 8 Example 8

Ekpresjon av ribozymgener som bestanddel av introns. Expression of ribozyme genes as part of introns.

Som utgangsgen ble valgt et Xenopus laevis tRNA<tyr>C-gen (oocyt-type), som inneholder et intron omfattende 13 nukleotider. Den naturlig intronsekvensen ble modifisert som følger: Først ble innsatt et egnet restriksjonskuttested (Apal; GGGCCC), for å muliggjøre en etterfølgende kloning av oligonukleotider, deretter komplementære nukleotider til antikodontripletten for å disponere over et ytterligere stabiliserende strukturkjennetegn ved forlengelse av intronsekvensen. Størrelsen av intronet i det modifiserte genet er forhøyet fra 13 nukleotider til 15 nukleotider (fig. 15). A Xenopus laevis tRNA<tyr>C gene (oocyte type) was chosen as the starting gene, which contains an intron comprising 13 nucleotides. The natural intron sequence was modified as follows: First, a suitable restriction site (Apal; GGGCCC) was inserted, to enable a subsequent cloning of oligonucleotides, then complementary nucleotides to the anticodon triplet to dispose of a further stabilizing structural feature when extending the intron sequence. The size of the intron in the modified gene is increased from 13 nucleotides to 15 nucleotides (Fig. 15).

Modifiseringen av intronsekvensen ble gjennomført ved hjelp av polymerasekjedereaksjonen (PCR; Ho et al., 1989). Derfor ble syntetisert 4 primere, hvorav to inneholdt den forandrede intronsekvensen (komplementære til hverandre), og to var rettet mot genets 5'- resp. 3'-ende for å innføre et EcoRI resp. Sali restriksjonskuttestedet. Villtypegenet forelå som Hhal-fragment (258 bp), klonet i pBR327 (Stutz et al., 1989). Det resulterende PCR-produktet ble renset over agarosegel, kuttet med de nevnte restriksjons-enzymene og ligert med vektoren pAALM (=pSP64+ T7 promotor; Vieira og Messing, 1982) . Konstruktet ble transformert til E.coli HB 101, og kloner som inneholdt det ønskede innskuddet, identifisert ved sekvensanalyse. The modification of the intron sequence was carried out by means of the polymerase chain reaction (PCR; Ho et al., 1989). Therefore, 4 primers were synthesized, two of which contained the changed intron sequence (complementary to each other), and two were directed to the gene's 5'- or 3'-end to introduce an EcoRI resp. Sali the restriction cut site. The wild-type gene was present as Hhal fragment (258 bp), cloned in pBR327 (Stutz et al., 1989). The resulting PCR product was purified over agarose gel, cut with the aforementioned restriction enzymes and ligated with the vector pAALM (=pSP64+ T7 promoter; Vieira and Messing, 1982). The construct was transformed into E.coli HB 101, and clones containing the desired insert identified by sequence analysis.

Aktiviteten til det modifiserte genet (tRNA<tyr>M) ble sammenlignet med aktiviteten til villtypegenet med mikroinjisering i Xenopus oocytter, hvorved som intern standard ble koinjisert et 5S-RNA-gen (50 ganger lavere konsentrasjon) som forelå på plasmidet pUC-10-5S (Carroll og Brown, 1976) i nærvær av<32>P-GTP. De injiserte oocyttene ble inkubert 2 0 timer ved 2 0°C, RNA ble separert på en 8 % akrylamid/8,3 M urea/TBE-gel og autoradio-grafert (fig. 16) . Det primære tRNA<tyr->transkriptet ble synlig ved 100 (102) nt ved siden av 5S-RNA ved 120 nt, den 5'- og 3'-prosesserte prekursorformen ved 90 (92) nt, samt det ferdig prosesserte tyrosin tRNA ved 76 nt. Spleisingen av prekursorformen på 90 nt synes å være den begrensende faktor, slik at storparten av det dannede transkriptet (ca. 80 %) foreligger i denne form. Som ventet ble den biologiske aktiviteten ikke forminsket ved modifikasjonen sammenlignet med villtypegenet. The activity of the modified gene (tRNA<tyr>M) was compared with the activity of the wild-type gene by microinjection into Xenopus oocytes, whereby as an internal standard a 5S-RNA gene (50-fold lower concentration) present on the plasmid pUC-10- 5S (Carroll and Brown, 1976) in the presence of<32>P-GTP. The injected oocytes were incubated for 20 hours at 20°C, RNA was separated on an 8% acrylamide/8.3 M urea/TBE gel and autoradiographed (Fig. 16). The primary tRNA<tyr->transcript became visible at 100 (102) nt next to the 5S-RNA at 120 nt, the 5'- and 3'-processed precursor form at 90 (92) nt, as well as the fully processed tyrosine tRNA at 76 nt. The splicing of the precursor form of 90 nt seems to be the limiting factor, so that the majority of the formed transcript (approx. 80%) exists in this form. As expected, the biological activity was not reduced by the modification compared to the wild-type gene.

I et ytterligere eksperiment ble systemets ytelsesevne testet. Det ble syntetisert to ribozymsekvenser inneholdende oligodeoksyribonukleotider, som allerede inneholder Apal-ender og derved kunne klones direkte inn i intronsekvensen i det modifiserte tRNAtyr - genet. Ved et oligonukleotid ble innsatt 12 nt i begge endene for å danne stabile "hårnåler" i ribintrons og derved motvirke eksonuklease-nedbrytning. Den samlede størrelsen av det derav resulterende intron var 89 nt (ribozym HP) sammenlignet med 65 nt i tilfelle den ubeskyttede ribozymsekvensen (ribozym C). Ribozymenes sekvenser samt kloningsskjerna er fremstilt i fig. 17. In a further experiment, the performance capability of the system was tested. Two ribozyme sequences containing oligodeoxyribonucleotides were synthesized, which already contain Apal ends and could thereby be cloned directly into the intron sequence in the modified tRNAtyr gene. In the case of an oligonucleotide, 12 nt were inserted at both ends to form stable "hairpins" in ribintrons and thereby counteract exonuclease degradation. The overall size of the resulting intron was 89 nt (ribozyme HP) compared to 65 nt in the case of the unprotected ribozyme sequence (ribozyme C). The sequences of the ribozymes and the cloning core are shown in fig. 17.

For de analogt med de ovenfor beskrevne mikroinjeksjonene i Xeno<p>us oocytter ble ved siden av begge de beskrevne konstruksjonene anvendt et tredje, som inneholder ribozymet HP i dimer form og således forhøyer intronstørrelsen til 163 nt (ribozym D). Konsentrasjonen av den koinjiserte 5S-standarden var 1 : 20 ved konstruksjon HP og D, 1 : 1 ved konstruksjon C (fig. 18). Eksperimentet viser at konstruksjonene HP og C til tross for vesentlig forstørrede introns transkriberer svært aktivt og blir prosessert med samme effektivitet som villtype tRNAtyr - genet. For the microinjections in Xeno<p>us oocytes described above, a third, which contains the ribozyme HP in dimeric form and thus increases the intron size to 163 nt (ribozyme D), was used alongside both the described constructions. The concentration of the coinjected 5S standard was 1 : 20 in construction HP and D, 1 : 1 in construction C (Fig. 18). The experiment shows that the constructions HP and C, despite significantly enlarged introns, transcribe very actively and are processed with the same efficiency as the wild-type tRNAtyr gene.

I tilfelle konstruksjon D er bare en minimal mengde transkript påvisbar, fordi den nødvendige sekundærstrukturen for dannelse av et Pol-III-transkripsjonskompleks åpenbart ble ødelagt av den intronsekvensen. In the case of construct D, only a minimal amount of transcript is detectable, because the necessary secondary structure for the formation of a Pol-III transcription complex was obviously destroyed by that intronic sequence.

Det kunne vises at ekspresjonen av ribozymer som introns av tRNA ikke fører til noen vesentlig skade på tRNA-sekundær-strukturen, hvorigjennom det oppstående transkriptet kan akkumuleres i høy konsentrasjon og prosesseres korrekt. It could be shown that the expression of ribozymes as introns of tRNA does not lead to any significant damage to the tRNA secondary structure, through which the resulting transcript can be accumulated in high concentration and processed correctly.

Litteratur: Literature:

Altmann et al. (1988), Structure and Function of Major Altmann et al. (1988), Structure and Function of Major

and Minor Small Nuclear Ribonucleoprotein Particles, and Minor Small Nuclear Ribonucleoprotein Particles,

Utgiver Birnstiel, Springer Verlag, Berlin, 183-195 Beug et al. (1982a), J. Cell Physiol. Suppl.l, 195-207 Publisher Birnstiel, Springer Verlag, Berlin, 183-195 Beug et al. (1982a), J. Cell Physiol. Suppl.l, 195-207

Beug et al. (1982b), Cell 28, 907-919 Beug et al. (1982b), Cell 28, 907-919

Beug et al. (1984), Cell 36, 963-972 Beug et al. (1984), Cell 36, 963-972

Caroll and Brown, (1976), Cell 7, 477-486 Carroll and Brown, (1976), Cell 7, 477-486

Ciliberto et al. (1982), Proe.Nati.Acad.Sei. 79, 1921-1925 Clarkson, Eukaryotic Genes, Their Structure, Activity and Regulation, utgiver: McLean et al., Butterworth (1983), Ciliberto et al. (1982), Proe.Nati.Acad.Sei. 79, 1921-1925 Clarkson, Eukaryotic Genes, Their Structure, Activity and Regulation, Publisher: McLean et al., Butterworth (1983),

239-261 239-261

Cotten et al. (1988), EMBO J., 7, 801-808 Cotten et al. (1988), EMBO J., 7, 801-808

Felgner et al. (1987), Proe.Nati.Acad.Sei. 84, 7413-7417 Folk et al. (1983), Cell 33, 585-593 Felgner et al. (1987), Proe.Nati.Acad.Sei. 84, 7413-7417 People et al. (1983), Cell 33, 585-593

Fromm et al. (1987) Methods in Enzymol. 153, 351-366 Geiduschek et al. (1988), Ann.Rev.Biochem. 57, 873-914 Fromm et al. (1987) Methods in Enzymol. 153, 351-366 Geiduschek et al. (1988), Ann.Rev.Biochem. 57, 873-914

Graf et al. (1978) Nature 275, 496-501 Graf et al. (1978) Nature 275, 496-501

Graham et al (1973), Virology 52, 456-467 Graham et al (1973), Virology 52, 456-467

Hampel u.Tritz (1989), Biochemistry 28, 4929-4933 Hampel and Tritz (1989), Biochemistry 28, 4929-4933

Haseloff et al. (1988), Nature 334, 585-591 Haseloff et al. (1988), Nature 334, 585-591

Ho et al. (1989), Gene 77, 51-59 Ho et al. (1989), Gene 77, 51-59

Hofstetter et al (1981), Cell 24, 573-585 Hofstetter et al (1981), Cell 24, 573-585

Jennings et al. (1987), EMBO J. Vol.6, 10, 3043-3047 Jennings et al. (1987), EMBO J. Vol. 6, 10, 3043-3047

Jung et al. (1981), Biochem.Res.Commun.101, 599 Jung et al. (1981), Biochem. Res. Commun. 101, 599

Kahazaie et al. (1988) EMBO J. 10, 3061-3071 Kahazaie et al. (1988) EMBO J. 10, 3061-3071

Kowenz et al (1986), Mod.Trends i Human Leukemia VII, Kowenz et al (1986), Mod.Trends in Human Leukemia VII,

Springer Verlag, 199-209 Springer Verlag, 199-209

Kressmann et al. (1978), Proe.Nati.Acad.Sei. 75, 1176-1180 Kuo et al. (1988), J. Virol. 62, 4439-4444 Kressmann et al. (1978), Proe.Nati.Acad.Sei. 75, 1176-1180 Kuo et al. (1988), J. Virol. 62, 4439-4444

Langridge et al. (1987), Methods Enzymol. 153, 336-351 Langridge et al. (1987), Methods Enzymol. 153, 336-351

Leutz et al. (1984), EMBO J. 3, 3191-3197 Leutz et al. (1984), EMBO J. 3, 3191-3197

Maniatis et al. (1982), Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Melton et al. (1984), Nucleic Acids Res. 12, 7035-7056 Maniatis et al. (1982), Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Melton et al. (1984), Nucleic Acids Res. 12, 7035-7056

Mowry et al (1987), Science 238, 1682-1687 Mowry et al (1987), Science 238, 1682-1687

Orkin et al. (1975), Proe.Nati.Acad.Sei. 72, 98-102 Orkin et al. (1975), Proe.Nati.Acad.Sei. 72, 98-102

Pepperkok et al. (1988), Proe.Nati.Acad.Sei.85, 6748-6752 Schmidt et al (1986), Cell 46, 41-51 Pepperkok et al. (1988), Proe.Nati.Acad.Sei.85, 6748-6752 Schmidt et al (1986), Cell 46, 41-51

Sharmeen et al. (1988), J.Virol.62, 2674-2679 Sharmeen et al. (1988), J. Virol. 62, 2674-2679

Soldati et al. (1988), Mol.Cell.Biol.8, 1518-1524 Soldati et al. (1988), Mol. Cell. Biol. 8, 1518-1524

Stewart et al. (1987), EMBO J.6, 383-388 Stewart et al. (1987), EMBO J. 6, 383-388

Stutz et al. (1989), Genes & Development Vol. 3, 8, 1190-1198 Tellford et al. (1979), Proe.Acad.Sei. 76, 2590-2594 Uhlenbeck et al. (1987), Nature 328, 596-600 Stutz et al. (1989), Genes & Development Vol. 3, 8, 1190-1198 Tellford et al. (1979), Proe.Acad.Sei. 76, 2590-2594 Uhlenbeck et al. (1987), Nature 328, 596-600

Vennstrom et al. (1980), J.Virol. 36, 575-585 Vennstrom et al. (1980), J. Virol. 36, 575-585

Vieira und Messing, (1982), Gene 19, 259-268 Vieira and Messing, (1982), Gene 19, 259-268

Wu et al. (1989), Proe.Nati.Acad.Sei. 86, 1831-1835 Wu et al. (1989), Proe.Nati.Acad.Sei. 86, 1831-1835

Zasloff et al. (1982), Nature 300, 81-84 Zasloff et al. (1982), Nature 300, 81-84

Zasloff et al. (1983), Proe.Acad.Sei. 80, 6426-6440 Zasloff et al. (1983), Proe.Acad.Sei. 80, 6426-6440

Zenke et al. (1988), Cell 52, 107-119. Zenke et al. (1988), Cell 52, 107-119.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl, eventuelt foreliggende i multikopi, inneholdende deler av et gen som j transkriberes av polymerase III og en DNA-sekvens som koder for et inhiberende RNA-molekyl,karakterisert vedat det inneholder de nødvendige transkripsjonsenheter til et tRNA-gen for transkripsjon av polymerase III inkludert sekvensene som bestemmer sekundærstrukturen til tRNA'et, og at DNA-sekvensen som koder for et inhiberende RNA-molekyl valgt fra gruppen ribozym eller antisense-RNA er slik anordnet innenfor DNA-molekylet, at det inhiberende RNA-molekyl er del av transkriptet.1. Method for producing a DNA molecule, possibly present in multiple copies, containing parts of a gene that is transcribed by polymerase III and a DNA sequence that codes for an inhibitory RNA molecule, characterized in that it contains the necessary transcription units for a tRNA gene for transcription of polymerase III including the sequences that determine the secondary structure of the tRNA, and that the DNA sequence that codes for an inhibitory RNA molecule selected from the group of ribozyme or antisense RNA is arranged within the DNA molecule in such a way that the inhibitory RNA -molecule is part of the transcript. 2. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 1,karakterisert vedat det nevte ribozymet er av "hammerhead" typen.2. Method for producing a DNA molecule according to claim 1, characterized in that said ribozyme is of the "hammerhead" type. 3. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 1,karakterisert vedat det inneholder transkripsjonsenhetene til et initierings-Met-tDNA.3. Method for producing a DNA molecule according to claim 1, characterized in that it contains the transcription units of an initiation Met-tDNA. 4. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 1,karakterisert vedat det inneholder transkripsjonsenhetene til et tyr-tDNA.4. Method for producing a DNA molecule according to claim 1, characterized in that it contains the transcription units of a bull tDNA. 5. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av kravene 1-4,karakterisert vedat det inneholder DNA-sekvensen som koder for det inhiberende RNA-molekyl som innskudd mellom A-blokken og B-blokken til tRNA-genet.5. Method for producing a DNA molecule according to one of claims 1-4, characterized in that it contains the DNA sequence that codes for the inhibitory RNA molecule as an insert between the A block and the B block of the tRNA gene. 6. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 3 eller 5,karakterisert vedat det inneholder DNA-sekvensen som koder for det inhiberende RNA-molekyl som innskudd i det naturlige Apal-restriksjonskuttingssetet mellom A-og B-blokken.6. Method for producing a DNA molecule according to claim 3 or 5, characterized in that it contains the DNA sequence that codes for the inhibitory RNA molecule as an insert in the natural ApaI restriction cutting site between the A and B block. 7. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 4,karakterisertve'd at det inneholder DNA-sekvensen som koder for det inhiberende RNA-molekyl som innskudd av intronet.7. Method for producing a DNA molecule according to claim 4, characterized in that it contains the DNA sequence that codes for the inhibitory RNA molecule as an insertion of the intron. 8. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat det inneholder en oligonukleotidsekvens slik at antikodon-stamregionen til tRNA-transkriptet er forlenget i forhold til villtype-tRNA-transkriptets.8. Method for producing a DNA molecule according to one of the preceding claims, characterized in that it contains an oligonucleotide sequence such that the anticodon stem region of the tRNA transcript is extended in relation to that of the wild-type tRNA transcript. 9. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat det inneholder DNA-sekvensen som koder for det inhiberende RNA-molekyl som innskudd i et kunstig innført restriksjonskuttingssete.9. Method for producing a DNA molecule according to claim 7 or 8, characterized in that it contains the DNA sequence that codes for the inhibitory RNA molecule as an insert in an artificially introduced restriction site. 10. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av kravene 7 til 9,karakterisert vedat intronet er slik modifisert at sekundærstrukturen til utgangs-tRNA'et stabiliseres, hvorunder de nødvendige strukturer for spleisingen er opprettholdt.10. Method for producing a DNA molecule according to one of claims 7 to 9, characterized in that the intron is modified in such a way that the secondary structure of the output tRNA is stabilized, during which the necessary structures for splicing are maintained. 11. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av kravene 1-10,karakterisert vedat det inhiberende RNA-molekyl er rettet mot viral RNA.11. Method for producing a DNA molecule according to one of claims 1-10, characterized in that the inhibitory RNA molecule is directed against viral RNA. 12. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av kravene 1-10,karakterisert vedat det inhiberende RNA-molekyl er rettet mot onkogener eller andre nøkkelgener som kontrollerer veksten og/eller differensieringen til celler.12. Method for producing a DNA molecule according to one of claims 1-10, characterized in that the inhibitory RNA molecule is directed against oncogenes or other key genes that control the growth and/or differentiation of cells. 13. Fremgangsmåte for fremstilling av DNA-molekyl ifølge et av kravene 1-12,karakterisert vedat det foreligger som multikopi, hvorunder like eller forskjellige sub-enheter som inneholder DNA-sekvenser kodende for et inhiberende RNA-molekyl, foreligger som fullstendige transkripsjonsenheter.13. Method for producing a DNA molecule according to one of claims 1-12, characterized in that it is present as multicopy, whereby identical or different sub-units containing DNA sequences coding for an inhibitory RNA molecule are present as complete transcription units. 14. Fremgangsmåte for innføring av DNA-molekyler ifølge et av kravene 1-13 i høyere eukaryotiske celler in vitro,karakterisert vedat DNA-molekylene modifiseres slik at deres opptak i cellen gjennom reseptor-formidlet endocytose finner sted, og at man bringer cellene i kontakt med DNA-molekylene.14. Method for introducing DNA molecules according to one of claims 1-13 into higher eukaryotic cells in vitro, characterized in that the DNA molecules are modified so that their uptake into the cell through receptor-mediated endocytosis takes place, and that the cells are brought into contact with the DNA molecules. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat man komplekserer DNA-molekylene med et transferrin-polykation-konjugat og bringer cellene i kontakt med dette kompleks.15. Method according to claim 14, characterized by complexing the DNA molecules with a transferrin-polycation conjugate and bringing the cells into contact with this complex.
NO901213A 1989-03-16 1990-03-15 Method of Preparation of DNA Molecule Containing Parts of a Gene Transcribed by Polymerase III and a DNA Sequence Encoding an Inhibitory RNA Molecule NO306623B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT60989 1989-03-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO901213D0 NO901213D0 (en) 1990-03-15
NO901213L NO901213L (en) 1990-09-17
NO306623B1 true NO306623B1 (en) 1999-11-29

Family

ID=3495118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO901213A NO306623B1 (en) 1989-03-16 1990-03-15 Method of Preparation of DNA Molecule Containing Parts of a Gene Transcribed by Polymerase III and a DNA Sequence Encoding an Inhibitory RNA Molecule

Country Status (20)

Country Link
EP (1) EP0387775B1 (en)
JP (1) JP3330930B2 (en)
KR (1) KR900014591A (en)
AT (1) ATE140961T1 (en)
AU (1) AU637354B2 (en)
CA (1) CA2012312C (en)
DD (1) DD297838A5 (en)
DE (1) DE59010432D1 (en)
DK (1) DK0387775T3 (en)
ES (1) ES2090049T3 (en)
FI (1) FI105103B (en)
GR (1) GR3020935T3 (en)
HU (2) HU215187B (en)
IE (1) IE74850B1 (en)
IL (1) IL93754A (en)
NO (1) NO306623B1 (en)
NZ (1) NZ232917A (en)
PT (1) PT93440B (en)
RU (1) RU2136751C1 (en)
ZA (1) ZA901973B (en)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2055435A1 (en) * 1989-05-10 1990-11-11 Eli Gilboa Stably transformed eucaryotic cells comprising a foreign transcribable dna under the control of a pol iii promoter
DE4091533T (en) * 1989-08-31 1992-01-30
JP2507895B2 (en) * 1989-12-19 1996-06-19 工業技術院長 New synthesis system of ribozyme
US6008343A (en) * 1990-06-19 1999-12-28 Gene Shears Pty. Ltd. Nucleotide based endonucleases
DE69125374T2 (en) * 1990-06-19 1997-10-23 Gene Shears Pty Ltd ENDONUCLEASES
PL169576B1 (en) * 1990-10-12 1996-08-30 Max Planck Gesellschaft Method of obtaining rna molecule of catalytic activity
DE4104186A1 (en) * 1991-02-12 1992-08-13 Genentech Inc NEW COMPLEXES INCLUDING ENDOCYTOSIS IN HIGHER EUKARYOTIC CELLS, NUCLEIC ACID
FR2687411A1 (en) * 1992-02-13 1993-08-20 Nice Sophia Antipolis Universi Vector comprising a viral gene transcribed by RNA polymerase III, and process for the intercellular production of RNA
WO1993022433A2 (en) * 1992-04-28 1993-11-11 Frank Andreas Harald Meyer Medicament for the gene-therapeutic treatment of human beings, animals and plants, especially to block virus multiplication and carcinogenes and process for producing the medicament
US5610052A (en) * 1992-08-26 1997-03-11 Ribozyme Pharmaceuticals Inc. Enzymatic RNA with activity to ras
EP0641212A4 (en) * 1992-05-14 1997-05-21 Ribozyme Pharm Inc Method and reagent for inhibiting cancer development.
US5989906A (en) * 1992-05-14 1999-11-23 Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. Method and reagent for inhibiting P-glycoprotein (mdr-1-gene)
US5827935A (en) * 1992-05-27 1998-10-27 City Of Hope Chimeric tRNAlys -ribozyme molecules
EP0596901B1 (en) * 1992-05-27 2000-08-09 City Of Hope CHIMERIC tRNA LYS -RIBOZYME MOLECULES
ES2255703T3 (en) * 1992-06-29 2006-07-01 Gene Shears Pty Limited NUCLEIC ACIDS AND PROCEDURES FOR THE USE OF THE SAME FOR THE CONTROL OF VIRIC PATHOGENS.
WO1994013798A1 (en) * 1992-12-16 1994-06-23 Bergmann Johanna E Agents for the prevention and treatment of human alzheimer's disease
DE69333216T2 (en) * 1993-07-06 2004-06-24 Université de Nice-Sophia Antipolis Vector, contains a virus gene transcribed in ARN polymerase III
US5837503A (en) * 1993-07-07 1998-11-17 Universite De Nice-Sophia-Antipolis Vector containing viral gene transcribed by RNA polymerase III and methods for use
US5817635A (en) * 1993-08-09 1998-10-06 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. Modified ribozymes
EP0707493A4 (en) * 1994-01-24 1999-03-31 Hope City Inhibitors and target molecule co-localization
DE4424761C1 (en) * 1994-07-04 1995-06-08 Max Planck Gesellschaft Expression cassette for continuous, stable prodn. of ribozyme
JPH11506914A (en) 1995-06-07 1999-06-22 コモンウェルス・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ・オーガニゼーション Optimized minizymes and miniribozymes and uses thereof
FR2755976B1 (en) * 1996-11-15 1999-01-15 Idm Immuno Designed Molecules NOVEL COMPLEXES OF NUCLEIC ACIDS AND POLYMER SUBSTITUTED BY RESIDUES CAUSING THE DESTABILIZATION OF CELL MEMBRANES
US6057156A (en) 1997-01-31 2000-05-02 Robozyme Pharmaceuticals, Inc. Enzymatic nucleic acid treatment of diseases or conditions related to levels of epidermal growth factor receptors
AU1187099A (en) * 1997-10-21 1999-05-10 Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. Peptide bond formation using nucleic acid catalysts
US6506559B1 (en) 1997-12-23 2003-01-14 Carnegie Institute Of Washington Genetic inhibition by double-stranded RNA
ES2374290T3 (en) 1998-03-20 2012-02-15 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation SYNTHETIC GENES AND GENETIC CONSTRUCTS THAT INCLUDE THE SAME.
AUPP249298A0 (en) 1998-03-20 1998-04-23 Ag-Gene Australia Limited Synthetic genes and genetic constructs comprising same I
WO2000044914A1 (en) 1999-01-28 2000-08-03 Medical College Of Georgia Research Institute, Inc. Composition and method for in vivo and in vitro attenuation of gene expression using double stranded rna
US6423885B1 (en) 1999-08-13 2002-07-23 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization (Csiro) Methods for obtaining modified phenotypes in plant cells
CA2369944A1 (en) 2001-01-31 2002-07-31 Nucleonics Inc. Use of post-transcriptional gene silencing for identifying nucleic acid sequences that modulate the function of a cell
AUPR621501A0 (en) 2001-07-06 2001-08-02 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Delivery of ds rna

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4987071A (en) * 1986-12-03 1991-01-22 University Patents, Inc. RNA ribozyme polymerases, dephosphorylases, restriction endoribonucleases and methods

Also Published As

Publication number Publication date
FI901296A0 (en) 1990-03-15
ZA901973B (en) 1991-11-27
KR900014591A (en) 1990-10-24
IL93754A0 (en) 1990-12-23
PT93440B (en) 2001-07-31
RU2136751C1 (en) 1999-09-10
NO901213L (en) 1990-09-17
DK0387775T3 (en) 1996-11-04
AU5130190A (en) 1990-11-01
AU637354B2 (en) 1993-05-27
IE74850B1 (en) 1997-08-13
JPH03130080A (en) 1991-06-03
EP0387775B1 (en) 1996-07-31
DD297838A5 (en) 1992-01-23
PT93440A (en) 1990-11-07
ATE140961T1 (en) 1996-08-15
HU901584D0 (en) 1990-06-28
CA2012312C (en) 2001-08-14
NZ232917A (en) 1997-07-27
HU215187B (en) 1998-10-28
HUT54206A (en) 1991-01-28
EP0387775A1 (en) 1990-09-19
IE900931L (en) 1990-09-16
GR3020935T3 (en) 1996-12-31
FI105103B (en) 2000-06-15
ES2090049T3 (en) 1996-10-16
IL93754A (en) 1995-12-31
NO901213D0 (en) 1990-03-15
JP3330930B2 (en) 2002-10-07
HU211868A9 (en) 1995-12-28
CA2012312A1 (en) 1990-09-16
DE59010432D1 (en) 1996-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO306623B1 (en) Method of Preparation of DNA Molecule Containing Parts of a Gene Transcribed by Polymerase III and a DNA Sequence Encoding an Inhibitory RNA Molecule
CA2125974C (en) Senescent cell derived inhibitors of dna synthesis
US6458559B1 (en) Multivalent RNA aptamers and their expression in multicellular organisms
US6083744A (en) DNA-armed ribozymes and minizymes
KR100234840B1 (en) Cell ablation using trans-splicing ribozymes
US5874414A (en) Trans-splicing ribozymes
JP4321877B2 (en) Therapeutic molecules produced by trans-splicing
US6852535B1 (en) Polymerase III-based expression of therapeutic RNAS
AU687001B2 (en) Method and reagent for inhibiting cancer development
Köhler et al. Trans-splicing ribozymes for targeted gene delivery
US20050142578A1 (en) RNA interference mediated target discovery and target validation using short interfering nucleic acid (siNA)
JPH10500309A (en) Methods and compositions for treating restenosis and cancer using ribozymes
Liu et al. Suppression of ischemia‐induced fos expression and AP‐1 activity by an antisense oligodeoxynucleotide to c‐fos mRNA
US6183959B1 (en) Method for target site selection and discovery
JPH10507067A (en) RNA component of telomerase
Ho et al. Antisense oligonucleotides selectively regulate aspartyl β-hydroxylase and its truncated protein isoform in vitro but distribute poorly into A549 tumors in vivo
US6830923B1 (en) Genetics units for inhibiting the function of RNA

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired