WO2000000603A2 - Modularly constructed rna molecules having two sequence region types - Google Patents

Modularly constructed rna molecules having two sequence region types Download PDF

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WO2000000603A2
WO2000000603A2 PCT/DE1999/001867 DE9901867W WO0000603A2 WO 2000000603 A2 WO2000000603 A2 WO 2000000603A2 DE 9901867 W DE9901867 W DE 9901867W WO 0000603 A2 WO0000603 A2 WO 0000603A2
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rna
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rna molecule
nintrox
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Annemarie Poustka
Johannes Coy
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Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts
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    • 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
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    • C12N2799/02Uses of viruses as vector
    • C12N2799/021Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid

Definitions

  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect
  • RNA polymerases proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to
  • RNAs that specifically bind to mRNAs or through the use of catalytically active RNA molecules, so-called ribozymes, which not only specifically bind to the target RNA, but these also split and thus inactivate.
  • ribozymes which not only specifically bind to the target RNA, but these also split and thus inactivate.
  • the possible uses for these antisense RNAs or ribozymes are limited, especially with regard to the ligand to be bound and inactivated, which in principle can only be RNA.
  • the invention is therefore essentially based on the technical problem of providing those compounds which are useful, inter alia, for the prevention or therapy (and also diagnosis) of such diseases.
  • RNA molecule that has the desired properties described above.
  • This RNA molecule is encoded by the gene "NINTROX” (No INTROns X-chromosome), which has no introns, on which the X-chromosome is located and which does not encode any protein.
  • This RNA molecule is part of certain (longer) transcripts of the MeCP2 gene.
  • the MeCp2 gene methyl CpG binding protein 2) in Xq28 has a transcript of approximately 1.8 kb which codes for the MeCP2 protein.
  • the RNA described above is part of longer MeCP2 transcripts that also encode the MeCP2 protein but have a different 3'-untranslated region. This 3'-untranslated region is of crucial importance for the MeCP2 gene and its function.
  • NINTROX is synonymous with the longer transcripts of the MeCP2 gene mentioned.
  • FIG. 1 The genomic sequence of the human NINTROX gene is shown in FIG. 1 and the genomic sequence of the murine NINTROX gene in FIG. 2.
  • FIG. 3 a sequence comparison between human and murine sequence was carried out. From this it can be seen that there are some very sequence-conserved areas which are characterized by high energy according to an energy analysis carried out by computer (cf. FIG. 4).
  • NINTROX the principle of action of such a gene, which is described in more detail below, could be determined for the first time by analyzing the NINTROX gene.
  • the NINTROX gene contributes significantly to the maintenance of the functions of the CNS, especially the hippocampus. Defects in this gene lead to restrictions on the CNS functions, which range up to mental retardation.
  • the NINTROX gene has an important function in the control of cell proliferation. Changes in this gene can lead to errors in the control of cell growth, such as cancer. Changes in this gene can lead to increased or reduced DNA methylation.
  • Increased DNA methylation can, among other things, restrict or prevent the activity of growth-controlling genes (tumor suppressor genes) and thus lead to a generally increased cancer rate.
  • Reduced DNA methylation can lead, among other things, to overexpression of genes and the associated developmental disorders of the cell or the whole organism. Further investigations showed that the expression pattern of the NINTROX gene is tissue and development specific. The Northem analysis showed an expression in all examined fetal and adult tissues. No sequence homologies with already known sequences could be found.
  • the strategy that led to the identification of this nucleic acid molecule is described below.
  • various expressed sequences could be detected and isolated.
  • some previously unknown genes could be identified and characterized according to standard methods, including the NINTROX gene on which the present application is based.
  • the NINTROX RNA molecules according to the invention have a modular structure, ie they are characterized by the presence of two different sequence region types. While one sequence area allows the three-dimensional structure to be maintained and, as can be seen by comparing the sequences from different species (human, hamster, kangaroo, macaque, orangutan, chimpanzee and rat; see FIG.
  • the second sequence region which is responsible for the specific binding to the target molecule, is sequence conserved. Due to this modular construction of the NINTROX-RNA it is possible to modify it in such a way that its effect is not only limited to the control of the gene expression described above, but can be used for a multitude of possibilities. In addition to controlling the gene expression, the structure (for example chromatin structure, nuclear scaffold) of chromosomal regions can also be changed with the aid of such modular RNA molecules. This results in the previously unknown possibility of being able to influence the expression of larger genomic regions in a targeted manner.
  • sequence regions of the two modules of the NINTROX gene can be replaced by other sequences or even artificial sequences, whereby (a) the interaction of this RNA with other binding partners (RNA, DNA, other macromolecules and low-molecular compounds) or their biochemical implementation (e.g. increase or lowering the turnover rate) can be changed in a targeted manner, so that the RNA molecule can be specifically adapted to new tasks, and / or (b) the three-dimensional structure of the NINTROX-RNA can be specifically adapted to specific requirements.
  • a partially or completely new function of the N1NTROX-RNA molecule according to the invention can thereby be achieved.
  • one embodiment of the present invention relates to an RNA molecule that can bind to a ligand and comprises the following sequence regions: (a) a sequence region that maintains the three-dimensional structure of the RNA molecule, and (b) a sequence region for the specific binding of the ligand.
  • RNA molecules having the following content. Three-dimensional RNA structures are created by base pairing different bases within of the RNA molecule. Structures such as “stars” or “loops” are formed. Many of these structures thus form the overall structure of the RNA molecule.
  • a sequence change within the RNA molecule can have no consequences for the spatial structure if the sequence change does not change the base pairings or if the sequence change is compensated for by a second sequence change. If, for example, the base pair AT is destroyed by mutating the A to the G, this mutation can be compensated for by the further mutation of the T to the C. This changes the sequence, but the spatial structure remains the same.
  • RNA structure can be formed by an extremely large number of different RNA sequences.
  • the analysis of the energy contained therein provides clues to certain RNA structures. This analysis can be carried out using commercially available computer programs (for example "FOLD”; Michael Zuker and P. Stiegler: Optimal Computer Folding of Large RNA Sequences using Thermodynamics and Auxiliary Information, Nucleic Acids Research (81), 9 (1), p. 133) become.
  • the lower the energy content of a certain sequence the more stable the three-dimensional RNA structures.
  • Analysis of the NINTROX gene showed a conserved distribution of these low-energy structures (see FIG. 4). The base sequence of these RNA regions are very different in different species, but the energy content is extremely conserved.
  • Fig. 3 these are the sequence areas that are not identified by a black bar on the edge. This means that the sequence region which maintains the three-dimensional structure of the RNA molecule is not sequence-conserved but energy-conserved. So modifications of this sequence area do not depend on the base sequence, but on the preservation of the determined energy content.
  • sequence region for the specific binding of the ligand refers to a sequence region which is designed in such a way that it can specifically bind the desired ligand. These sequence areas are very sequence conserved. In Fig. 3, these areas are identified by a black bar on the edge and have a high energy content (see. Fig. 4). This coincides with the observation that these sequence regions are not “packaged” but are directed outwards and are responsible for the binding of the ligand, enzymatic reactions or the binding to other RNA or DNA sequences.
  • the ligand to be bound is an RNA molecule or a DNA If this is a molecule, this sequence region will have complementarity with a corresponding, sufficiently long section of the RNA molecule or DNA molecule. If the ligand to be bound is a protein, the sequence region (b) can be replaced or supplemented in whole or in part by a DNA sequence which is known to specifically bind the desired protein.
  • sequences described above occur several times within the NINTROX RNA.
  • the exchange or modification of individual such modules enables the targeted modification of the NINTROX-RNA.
  • attention must be paid to the energy content determined so that it maintains a minimum value.
  • the modification of the other sequence area although this is currently considered to be sequence conserved, is subject to only minor restrictions. This area can be omitted in whole or in part or can contain insertions.
  • sequences can also be integrated into the NINTROX RNA molecule that have known biochemical properties or bind certain DNA, RNA molecules or proteins.
  • random sequences of different lengths can be inserted at different locations in the NINTROX gene and then selected for specific properties such as biochemical conversion, specific binding, etc.
  • the sequence region (a) comprises the sequence regions not marked at the edge in FIG. 3 or sequences related thereto, which likewise allow the three-dimensional structure of the RNA molecule to be maintained and from the sequence region (a) in FIG 3 deviates.
  • These deviations relate to the addition, deletion and / or insertion of bases, the energy content determined for the sequence of FIG. 3 being retained at least 80%, preferably at least 85% and more preferably at least 90%. With these changes introduced, the original three-dimensional structure is preferably retained.
  • sequence region (b) of the RNA molecule according to the invention comprises the sequences shown in FIG Border with black bars.
  • the ligand to be bound is a DNA molecule or a protein or enzyme, for example DNA polymerase I.
  • the RNA molecule according to the invention preferably contains a poly (A) sequence on 3 ' end, which can contribute to stability in a desired host cell.
  • the RNA molecule according to the invention is used to control gene expression.
  • the sequence region (b) is modified in such a way that it binds a protein responsible for gene expression, or to a specific DNA region of the target gene, as a result of which, for example, the attachment of proteins which have an inhibiting or promoting effect on gene expression is hindered or prevented is, or directly to the mRNA of the target gene, whereby, for example, translation is hindered or prevented.
  • the person skilled in the art can readily modify the RNA molecule according to the invention by appropriate modifications of the sequence region (b) and possibly also of the sequence region (a) in such a way that it binds the desired ligand and thus controls the gene expression to the desired extent.
  • the present invention also relates to a DNA sequence encoding the RNA molecule according to the invention and a gene with the following features: It contains a promoter which allows transcription in a desired host cell and a DNA which is functionally linked and encodes the RNA molecule according to the invention - sequence.
  • the gene preferably additionally contains a termination signal and a polyadenylation site.
  • the gene according to the invention comprises the sequence shown in FIG. 1 or 2.
  • the DNA sequences or genes encoding the RNA molecule according to the invention can also be inserted into a vector.
  • the present invention also includes vectors containing these DNA sequences or genes.
  • vector refers to a plasmid (eg pJC18, pBR322, pBlueScript) Virus or other suitable vehicle.
  • the sequence coding the DNA molecule according to the invention is functionally linked in the vector to regulatory elements which allow its expression in prokaryotic or eukaryotic host cells.
  • regulatory elements for example a promoter
  • such vectors typically contain an origin of replication and specific genes which allow the phenotypic selection of a transformed host cell.
  • the regulatory elements for expression in prokaryotes for example E.
  • coli include the lac, trp promoter or T7 promoter, and for expression in eukaryotes the AOX1 or GAL1 promoter in yeast, and the CMV, SV40 , RVS-40 promoter, CMV or SV40 enhancer for expression in animal cells.
  • suitable promoters are the metallothionein I and the polyhedrin promoter.
  • Suitable vectors include, for example, T7-based expression vectors for expression in bacteria (Rosenberg et al., Gene 56 (1987), 125), pMSXND for expression in mammalian cells (Lee and Nathans, J. Biol. Chem. 263 (1988) , 3521) and baculovirus-derived vectors for expression in insect cells.
  • the vector containing the sequences encoding the RNA molecules according to the invention is a viral vector, for example a vaccinia virus or adenovirus, which is useful in gene therapy.
  • RNA viruses especially retroviruses, are particularly preferred.
  • retroviruses are MoMuLV, HaMuSV, MuMTV, RSV or GaLV.
  • the RNA molecules according to the invention can also be transported to the target cells in the form of colloidal dispersions. These include, for example, liposomes or lipoplexes (Mannino et al., Biotechniques 6 (1988), 682).
  • the present invention also relates to the vectors described above containing host cell.
  • host cells include bacteria, yeast, insect and animal cells, preferably mammalian cells.
  • Preferred mammalian cells are CHO, VERO, BHK, HeLa, COS, MDCK, 293 and WI38 cells. Methods for transforming these host cells, for phenotypically selecting transformants and for expressing the nucleic acid molecules according to the invention using the vectors described above are known in the art.
  • the present invention also relates to antibodies which specifically recognize the RNA molecule according to the invention.
  • the antibodies can be monoclonal, polyclonal or synthetic antibodies or fragments thereof, for example Fab, Fv or scFv fragments. It is preferably a monoclonal antibody.
  • the antibodies according to the invention can be produced according to standard methods, the RNA molecule according to the invention or a fragment thereof serving as an immunogen.
  • Monoclonal antibodies can be produced, for example, by the method described by Köhler and Milstein (Nature 256 (1975), 495) and Galfre (Meth. E ⁇ zymol.73 (1981), 3), mouse myeloma cells being fused with spleen cells derived from immunized mammals .
  • antibodies can be used, for example, to inhibit the activity of the RNA molecules according to the invention, for example to influence gene expression.
  • the antibodies can also be used in diagnostic assays, for example, in order to be able to demonstrate whether there is a dysregulation of gene expression, for example due to a loss or deficiency of the responsible NINTROX RNA.
  • the antibodies can be present in liquid phase in immunoassays or can be bound to a solid support.
  • the antibodies can be labeled in different ways. Suitable markers and labeling methods are known in the art. Examples of immunoassays are ELISA and RIA.
  • the invention further relates to antisense RNAs which bind specifically to an RNA molecule according to the invention and which can be used in vitro or in vivo to reduce the expression of genes which are under the direct control of RNA, for example NINTROX-RNA.
  • the administration of the antisense RNA according to the invention to a target cell leads to a reduced gene expression and is particularly useful for the treatment of diseases which are characterized by a too high gene expression of the gene under direct RNA control are (for example, cancer).
  • the antisense RNAs can be administered directly or inserted as DNA encoding them, preferably in a suitable vector. Suitable vectors include all of the vectors already described above in connection with the RNA molecules according to the invention.
  • the antisense RNAs according to the invention comprise an antisense sequence with at least 7 to 10 or more nucleotides which hybridize specifically with a sequence of the RNA molecule according to the invention, for example NINTROX RNA.
  • the antisense RNA according to the invention preferably has a length of about 10 to about 50 nucleotides or of about 14 to about 35 nucleotides.
  • the antisense RNAs according to the invention are RNAs that are shorter than approximately 100 nucleotides or shorter than approximately 200 nucleotides.
  • the antisense RNAs should be long enough to form a stable double helix, but short enough (depending on the type of delivery) to be administered in vivo if desired.
  • the antisense sequence to ensure specific hybridization is essentially complementary to the target sequence.
  • the antisense sequence is exactly complementary to the target sequence.
  • the antisense RNAs can also contain nucleotide substitutions, additions, deletions, transitions, transpositions or modifications, as long as the specific binding to the relevant target sequence is retained as a functional property of the antisense RNA.
  • the antisense RNAs can also contain additional sequences in addition to the antisense sequences.
  • the antisense RNAs (and also the RNA molecules according to the invention) can be produced using any method suitable for producing nucleic acids, for example by chemical synthesis de novo or by cloning.
  • An antisense RNA can also be produced, for example, by inserting a sequence of the target RNA or a fragment thereof in the reverse orientation, functionally linked to a promoter, into a vector (for example a plasmid).
  • a vector for example a plasmid.
  • the promoter and preferably termination and polyadenylation signals are correctly positioned, the strand of the inserted sequence corresponding to the non-coding strand is transcribed and this acts as an antisense RNA.
  • the present invention also relates to ribozymes which specifically cleave the RNA molecules according to the invention and are therefore also useful for inhibiting gene expression.
  • Useful ribozymes can include 5 'and 3' terminal sequences that are complementary to the target RNA, and these can be constructed by one of ordinary skill in the art (see, for example, PCT publication WO 93/23572).
  • the ribozymes according to the invention include, for example, ribozymes with the features of the group I intron ribozymes (Cech, Biotechnoiogy 13 (1995), 323) and "hammerhead" ribozymes (Edgington, Biotechnoiogy 10 (1992), 256).
  • the ribozymes according to the invention are used per se as medicaments.
  • gene therapy methods are used to express ribozymes in a target cell ex vivo or in vivo.
  • the methods for administering the ribozymes or for expressing the ribozymes in vivo correspond to the methods described above in connection with the RNA molecules according to the invention.
  • the isolation and characterization of the human NINTROX gene and in particular the mouse homolog of the NINTROX gene allows the establishment of an animal model that allows the provision of therapies and drugs for the diseases discussed above.
  • diagnosis post- or prenatal
  • the therapeutic or diagnostic application is not only limited to diseases which are associated with a malregulation of the expression of a gene which is under the control of the NINTROX-RNA, but the RNA molecules modified according to the possibilities described above also offer the possibility of completely new ones Therapeutics.
  • the present invention thus further relates to medicaments which contain the above-described RNA molecules, vectors, antibodies, antisense RNAs or ribozymes.
  • These drugs may also contain a pharmaceutically acceptable carrier.
  • Suitable carriers and the formulation of such medicaments are known to the person skilled in the art. Suitable carriers include Wise phosphate-buffered saline solutions, water, emulsions, for example oil / water emulsions, wetting agents, sterile solutions etc.
  • the drugs can be administered orally or parenterally.
  • Methods for parenteral administration include topical, intra-arterial (e.g., directly to a tumor), intramuscular, subcutaneous, intramedullary, intrathecal, intraventricular, intravenous, intraperitoneal, or intranasal administration.
  • the appropriate dosage is determined by the attending physician and depends on various factors, for example the age, gender, weight of the patient, the stage of a tumor, the type of administration, etc.
  • the medicament according to the invention is preferably used for the prevention or treatment of diseases which are related to a disturbance in the control of the gene expression.
  • the medicament according to the invention is particularly preferably used for the treatment of tumor diseases or diseases of the CNS.
  • the medicinal product can be used in therapy, the methods or vectors described above being used to introduce the nucleic acids according to the invention.
  • the RNA molecule according to the invention can be administered directly, so as to restore normal expression of the gene in cells which no longer have functional copies of the RNA molecule.
  • the present invention further relates to a diagnostic composition which contains the RNA molecule according to the invention, the DNA sequence encoding it or a fragment thereof, the antibody according to the invention or a fragment thereof, or the antisense RNA according to the invention or a fragment thereof or combinations thereof, if necessary together with a suitable means of detection.
  • This diagnostic composition can be used to determine whether the RNA which directly controls gene expression, for example NINTROX-RNA, is present or is present in too high or low concentration or with a different length compared to a control.
  • the antibody or a fragment thereof is preferably used in the assays described above or the antisense RNA or a fragment thereof as a probe in hybridization experiments.
  • the probe preferably has a length of at least 10, particularly preferably at least 15 bases.
  • Suitable on hybridization based detection methods are known to the person skilled in the art.
  • Suitable labels for the probe are also known to the person skilled in the art and include, for example, labeling with radioisotopes, bioluminescence, chemiluminescence, fluorescence labels, metal chelates, enzymes etc.
  • the diagnosis of diseases as described above in connection with the medicaments according to the invention is preferably carried out.
  • the nucleic acid molecules described above are used to examine the intactness of the gene encoding the RNA directly involved in the regulation of gene expression, for example NINTROX-RNA (for example with regard to presence, length or mutations).
  • NINTROX-RNA for example with regard to presence, length or mutations.
  • the above detection can also be carried out using PCR.
  • Primers are used to flank the coding sequence. Diagnostically important are amplification products of DNA from the tissue in question, which differ, for example in terms of their length or sequence, from the amplification products of DNA from healthy tissue.
  • the present invention further relates to a non-human mammal whose NINTROX gene is modified, e.g. by inserting a heterologous sequence, in particular a selection marker sequence.
  • NINTROX gene that is altered means that the NINTROX gene naturally occurring in the non-human mammal is deleted by approximately 1-2 kb by standard methods. If desired, a heterologous sequence, e.g. a construct for mediating antibiotic resistance (e.g. a "neo-cassette”) is inserted. This method is generally described in Schwartzberg et al., Proc. Natl. Acad. Be. USA, Vol. 87, pp. 3210-3214, 1990, to which reference is made here.
  • Another object of the present invention are cells obtained from the above non-human mammal. These cells can be in any form, e.g. in a primary or long-term culture.
  • a non-human mammal according to the invention can be provided by conventional methods.
  • a method is favorable which comprises the following steps:
  • step (c) transforming the embryonic stem cells from step (b) with the DNA fragment from step (a), the NINTROX gene in the embryonic stem cells being changed by homologous recombination with the DNA fragment from (a),
  • step (d) culturing the cells of step (c),
  • step (f) Generation of chimeric non-human mammals from the cells of step (e) by injection of these cells into mammalian blastocysts (preferably mouse blastocysts), transferring the blastocysts into pseudo-pregnant female mammals (preferably mouse) and analysis of the offspring obtained on a change in the NINTROX gene.
  • mammalian blastocysts preferably mouse blastocysts
  • pseudo-pregnant female mammals preferably mouse
  • step (c) the mechanism of homologous recombination (cf. R.M. Torres, R. Kühn, Laboratory Protocols for Conditional Gene Targeting, Oxford University Press, 1997) is used to transform embryonic stem cells.
  • the homologous recombination between the DNA sequences present in a chromosome and new, added cloned DNA sequences enables the insertion of a cloned gene into the genome of a living cell instead of the original gene.
  • embryonic germ cells can be used to obtain via chimeras animals that are homozygous for the desired gene or the desired gene part or the desired mutation.
  • embryonic stem cell refers to any embryonic stem cells from a non-human mammal that are suitable for mutating the NINTROX gene.
  • the embryonic stem cells are preferably from the mouse, in particular the cells E14 / 1 or 129 / SV.
  • vector encompasses any vector which, by recombination with the DNA of embryonic stem cells, enables the NINTROX gene to be changed.
  • the vector preferably has a marker which can be used to select for existing stem cells in which the desired recombination has taken place.
  • a marker is e.g. the loxP / tkneo cassette, which can be removed from the genome again using the Cre / loxP system.
  • the present invention provides a non-human mammal whose NINTROX gene is altered. This change can be a switching off of the gene expression regulating function. With such a mammal or cells from it, the gene expression-controlling function of NINTROX can be investigated selectively. It is also possible to find substances, drugs and therapeutic approaches that can be used to selectively influence the controversial function of NINTROX.
  • the present invention therefore provides a basis for acting on a wide variety of diseases. Such diseases are, for example, restrictions on the CNS functions, which extend to mental retardation, or the induction of cancer due to errors in the control of cell proliferation. It should also be possible to investigate and characterize the role of the hippocampus in more detail.
  • DSM 12153 E.coli JFC-484, partial sequence of the human NINTROX cDNA DSM 12154: E.coli JFC-622, partial sequence of the murine NINTROX cDNA DSM 12155: E.coli JFC-8D3, sequence of the human genomic NINTROX-
  • DNA DSM 12156 E. coli JFC-P1-165, sequence of the murine genomic NIN-
  • FIG. 1 Murine sequence of the NINTROX gene
  • FIG. 3 sequence comparison of human (top) and murine (bottom) sequence of solid bars: sequence-conserved areas (b)
  • FIG. 4 energy diagram of the sequences from FIG. 3
  • Figure 5 Homology comparison of NINTROX from different species
  • Fig. 5a Partial sequence from the hamster
  • Fig. 5b Partial sequence from the kangaroo
  • Fig. 5c Partial sequence from the macaque
  • Fig. 5d Partial sequence from the orangutan
  • Fig. 5e Partial sequence from the rat
  • Fig. 5f Partial sequence from the chimpanzee
  • the cosmid clones which had positive hybridization signals with the complex cDNA samples, were then isolated, digested with EcoRI, separated by gel electrophoresis and transferred to nylon membranes.
  • the restriction fragments which then had a positive hybridization with the complex, radioactively labeled cDNA samples, were then isolated and radioactively labeled and used to search a fetal human cDNA library.
  • positive cDNA clones could be isolated, which represented the transcript of the NINTROX gene.

Abstract

The invention relates to modularly constructed RNA molecules which can bind to a ligand and which are characterized by two sequence regions. Said first sequence region contributes to the maintenance of the three-dimensional structure of the RNA molecule, and a second sequence region is responsible for the specific bond of the ligand. These RNA molecules, e.g. the NINTROX-RNA, can be used for directly influencing the gene expression. The invention also relates to vectors containing the inventive RNA molecules, to medicaments and diagnostic compositions which contain said RNA molecules or vectors, to an antibody which specifically recognizes these RNA molecules or antisense RNA which specifically binds to these RNA molecules, or to ribozymes which split these RNA molecules. In addition, the invention relates to non-human mammals whose NINTROX gene is modified by inserting a heterologous sequence and to the cells obtained therefrom.

Description

Modular aufgebaute RNA-Moleküle mit zwei Sequenzbereichstypen Modular RNA molecules with two sequence region types
Die vorliegende Erfindung betrifft RNA-Moleküle, die durch zwei Sequenzbereichstypen gekennzeichnet sind, einen ersten Sequenzbereichstyp, der zur Aufrechterhaltung der dreidimensionalen Struktur des RNA-Moieküls beiträgt, und einen zweiten Sequenzbereichstyp, der für die spezifische Bindung eines Liganden .verantwortlich ist. Vorzugsweise sind diese RNA-Moleküle zur direkten Kontrolle der Genexpression von Nutzen. Die vorliegende Erfindung stellt ferner die für die erfindungsgemäßen RNA-Moleküle abgeleitete DNA-Sequenz und diese enthaltende Vektoren bereit. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Arzneimittel und diagnostische Zusammensetzungen, die die vorstehenden RNA-Moleküle bzw. Vektoren enthalten, einen diese RNA-Moleküle spezifisch erkennenden Antikörper bzw. spezifisch an diese RNA-Moleküle bindende Antisense-RNA oder diese RNA-Moleküle spaltende Ribozyme. Außerdem betrifft die Erfindung nicht-menschliche transgene Säuger und daraus erhaltene Zellen.The present invention relates to RNA molecules which are characterized by two sequence region types, a first sequence region type which contributes to the maintenance of the three-dimensional structure of the RNA molecule and a second sequence region type which is responsible for the specific binding of a ligand. These RNA molecules are preferably useful for direct control of gene expression. The present invention further provides the DNA sequence derived for the RNA molecules according to the invention and vectors containing them. Furthermore, the present invention relates to medicaments and diagnostic compositions which contain the above RNA molecules or vectors, an antibody which specifically recognizes these RNA molecules or antisense RNA which specifically binds to these RNA molecules, or ribozymes which split these RNA molecules. The invention also relates to non-human transgenic mammals and cells obtained therefrom.
Die Regulation der Genexpression bei Eukaryonten erfolgt in der Regel über Proteine, die üblicherweise an bestimmte regulatorische Sequenzen stromaufwärts des zu exprimierenden Gens spezifisch binden und eine charakteristische Wirkung zeigen (RNA-Polymerasen, Transkriptionsfaktoren, Hormon-aktivierbare Rezeptoren etc.). Bisher sind nur wenige Beispiele für die Kontrolle der Genexpression direkt über RNA-Moleküle bekannt. Dazu zählen die für die inaktivierung des gesamten X-Chromosoms verantwortliche RNA "XI ST" ("X-Chromosome inactivation specific tran- script"), eine mit IPW bezeichnete RNA ("imprinted in Prader-Willi syndrome") und die RNA H19, die einen Tumorsuppressor darstellt und an der Steuerung bestimmter Entwicklungsvorgänge beteiligt ist. Die artifizielle Kontrolle der Genexpression wird inzwischen durch die Verwendung von spezifisch an mRNAs bindende Antisense- RNAs bewirkt bzw. durch die Verwendung katalytisch aktiver RNA-Moleküle, sogenannter Ribozyme, die an die Ziel-RNA nicht nur spezifisch binden, sondern diese auch spalten und somit inaktivieren. Allerdings sind die Einsatzmöglichkeiten für diese Antisense-RNAs bzw. Ribozyme begrenzt, vor allem hinsichtlich des zu bindenden und inaktivierenden Liganden, bei dem es sich grundsätzlich nur um RNA handeln kann.The regulation of gene expression in eukaryotes is usually carried out via proteins that usually bind specifically to certain regulatory sequences upstream of the gene to be expressed and have a characteristic effect (RNA polymerases, transcription factors, hormone-activatable receptors etc.). So far, only a few examples of the control of gene expression directly via RNA molecules are known. These include the RNA "XI ST"("X-Chromosome inactivation specific transcript") responsible for inactivating the entire X chromosome, an RNA labeled "IPprinted"("imprinted in Prader-Willi syndrome") and the RNA H19, which is a tumor suppressor and is involved in the control of certain development processes. The artificial control of gene expression is meanwhile achieved through the use of antisense RNAs that specifically bind to mRNAs or through the use of catalytically active RNA molecules, so-called ribozymes, which not only specifically bind to the target RNA, but these also split and thus inactivate. However, the possible uses for these antisense RNAs or ribozymes are limited, especially with regard to the ligand to be bound and inactivated, which in principle can only be RNA.
Somit besteht ein Bedarf nach der Bereitstellung von Verbindungen, die universell unterschiedlichste Zielmoleküle, beispielsweise DNA, RNA, Proteine oder niedermolekulare Substanzen, erkennen bzw. inaktivieren können und beispielsweise für die Kontrolle der Genexpression und damit natürlich auch die Prävention und Behandlung von Krankheiten, die mit einer Störung der Genexpression einhergehen, geeignet sind.There is therefore a need for the provision of compounds which can recognize or deactivate universally different target molecules, for example DNA, RNA, proteins or low molecular weight substances, and for example for the control of gene expression and thus of course also the prevention and treatment of diseases associated with associated with a gene expression disorder are suitable.
Somit liegt der Erfindung im wesentlichen das technische Problem zugrunde, solche Verbindungen bereitzustellen, die unter anderem für die Prävention oder Therapie (und auch Diagnose) von solchen Erkrankungen von Nutzen sind.The invention is therefore essentially based on the technical problem of providing those compounds which are useful, inter alia, for the prevention or therapy (and also diagnosis) of such diseases.
Die Lösung dieses technischen Problems wurde durch die Bereitstellung der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen erreicht.This technical problem has been solved by providing the embodiments characterized in the patent claims.
Von den Erfindern konnte ein RNA-Molekül identifiziert werden, das die vorstehend beschriebenen, erwünschten Eigenschaften aufweist. Dieses RNA-Molekül wird durch das Gen "NINTROX" (No INTROns X-chromosome) kodiert, das keine Introns besitzt, auf dem X-Chromosom lokalisiert ist und für kein Protein kodiert. Dieses RNA-Molekül ist Teil von bestimmten (längeren) Transkripten des MeCP2-Gens. Das MeCp2-Gen (Methyl-CpG-Bindeprotein 2) in Xq28 weist ein Transkript von ca. 1 ,8 kb auf, das für das MeCP2-Protein kodiert. Die oben beschriebene RNA ist Teil von längeren MeCP2-Transkripten, die auch das MeCP2-Protein kodieren, aber einen unterschiedlichen 3'-nicht-translatierten Bereich aufweisen. Dieser 3'-nicht translatierte Bereich hat entscheidende Bedeutung für das MeCP2-Gen und dessen Funktion, im nachfolgenden ist der Begriff "NINTROX" mit den erwähnten längeren Transkripten des MeCP2- Gens gleichbedeutend.The inventors have identified an RNA molecule that has the desired properties described above. This RNA molecule is encoded by the gene "NINTROX" (No INTROns X-chromosome), which has no introns, on which the X-chromosome is located and which does not encode any protein. This RNA molecule is part of certain (longer) transcripts of the MeCP2 gene. The MeCp2 gene (methyl CpG binding protein 2) in Xq28 has a transcript of approximately 1.8 kb which codes for the MeCP2 protein. The RNA described above is part of longer MeCP2 transcripts that also encode the MeCP2 protein but have a different 3'-untranslated region. This 3'-untranslated region is of crucial importance for the MeCP2 gene and its function. In the following, the term "NINTROX" is synonymous with the longer transcripts of the MeCP2 gene mentioned.
Die genomische Sequenz des menschlichen NINTROX-Gens ist in Figur 1 gezeigt und die genomische Sequenz des mürinen NINTROX-Gens in Figur 2. In Figur 3 wurde ein Sequenzvergleich zwischen humaner und muriner Sequenz durchgeführt. Daraus sieht man, daß es einige sehr sequenzkonservierte Bereiche gibt, die sich gemäß einer per Computer durchgeführten Energieanalyse durch eine hohe Energie auszeichnen (vgl. Fig. 4).The genomic sequence of the human NINTROX gene is shown in FIG. 1 and the genomic sequence of the murine NINTROX gene in FIG. 2. In FIG. 3 a sequence comparison between human and murine sequence was carried out. From this it can be seen that there are some very sequence-conserved areas which are characterized by high energy according to an energy analysis carried out by computer (cf. FIG. 4).
Während der Wirkungsmechanismus der vorstehend diskutierten, auf RNA-Ebene wirksamen Gene vollkommen unklar war, konnte durch die Analyse des NINTROX- Gens zum ersten Mal das Wirkprinzip eines solchen Gens, das nachstehend genauer beschrieben wird, ermittelt werden. Das NINTROX-Gen trägt wesentlich zur Aufrechterhaltung der Funktionen des ZNS insbesondere des Hippocampus bei. Defekte in diesem Gen führen zu Einschränkungen der ZNS-Funktionen, die bis zu mentalen Retardierungen reichen. Desweiteren übt das NINTROX-Gen eine wichtige Funktion bei der Kontrolle der Zeilproliferation aus. Dabei können Veränderungen in diesem Gen zu Fehlern in der Kontrolle des Zellwachstums, beispielsweise zu Krebs, führen. Veränderungen in diesem Gen können zu einer verstärkten oder verringerten DNA- Methylierung führen. Eine verstärkte DNA-Methylierung kann unter anderem die Aktivität von wachstumskontrollierenden Genen (Tumorsuppressorgene) einschränken oder unterbinden und somit zu einer generell erhöhten Krebsrate führen. Eine verringerte DNA-Methylierung kann unter anderem zu einer Überexpression von Genen und damit einhergehend zu Entwicklungsstörungen der Zelle oder des Gesamtorganismus führen. Die weiteren Untersuchungen ergaben, daß das Expressionsmuster des NINTROX-Gens gewebe- und entwicklungsspezifisch erfolgt. Die Northem-Anaiysen zeigten eine Expression in allen untersuchten fötalen und adulten Geweben. Es konnten keine Sequenzhomologien mit bereits bekannten Sequenzen festgestellt werden.While the mechanism of action of the genes which were active at the RNA level and which were discussed above was completely unclear, the principle of action of such a gene, which is described in more detail below, could be determined for the first time by analyzing the NINTROX gene. The NINTROX gene contributes significantly to the maintenance of the functions of the CNS, especially the hippocampus. Defects in this gene lead to restrictions on the CNS functions, which range up to mental retardation. Furthermore, the NINTROX gene has an important function in the control of cell proliferation. Changes in this gene can lead to errors in the control of cell growth, such as cancer. Changes in this gene can lead to increased or reduced DNA methylation. Increased DNA methylation can, among other things, restrict or prevent the activity of growth-controlling genes (tumor suppressor genes) and thus lead to a generally increased cancer rate. Reduced DNA methylation can lead, among other things, to overexpression of genes and the associated developmental disorders of the cell or the whole organism. Further investigations showed that the expression pattern of the NINTROX gene is tissue and development specific. The Northem analysis showed an expression in all examined fetal and adult tissues. No sequence homologies with already known sequences could be found.
Die Strategie, die zur Identifizierung dieses Nucleinsäuremoleküls führte, wird nachstehend beschrieben. Im Rahmen der systematischen Analyse der q28-Region des menschlichen X-Chromosoms konnten verschiedene exprimierte Sequenzen nachgewiesen und isoliert werden. Mit Hilfe dieser exprimierten Sequenzen konnten einige bisher noch nicht bekannte Gene gemäß Standardmethoden identifiziert und charakterisiert werden, u.a. das der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegende NINTROX- Gen. Interessanterweise zeigen die erfindungsgemäßen NINTROX-RNA-Moleküle einen modularen Aufbau, d.h., sie sind durch das Vorhandensein von zwei verschiedenen Sequenzbereichstypen gekennzeichnet. Während der eine Sequenzbereich die Aufrechterhaltung der dreidimensionalen Struktur erlaubt und, wie sich durch Vergleich der Sequenzen aus verschiedenen Spezies (Mensch, Hamster, Känguruh, Makaken, Orang-Utan, Schimpansen und Ratte; vgl. Fig. 5) ergibt, nur bedingt konserviert ist, ist der zweite Sequenzbereich, der für die spezifische Bindung an das Zielmolekül verantwortlich ist, sequenzkonserviert. Aufgrund dieser modularen Bauweise der NINTROX-RNA ist es möglich, diese so zu modifizieren, daß ihre Wirkung nicht nur auf die vorstehend beschriebene Kontrolle der Genexpression beschränkt ist, sondern für eine Vielzahl von Möglichkeiten eingesetzt werden kann. Neben der Kontrolle der Geπexpression kann mit Hilfe solcher modular aufgebauter RNA-Moleküle auch die Struktur (z.B. Chromatinstruktur, Nuclear-Scaffold) von chromosomalen Bereichen verändert werden. Hierdurch ergibt sich die bisher nicht gekannte Möglichkeit, die Expression von größeren genomischen Bereichen gezielt beeinflussen zu können. So können bestimmte Sequenzbereiche der beiden Module des NINTROX-Gens durch andere Sequenzen oder sogar artifizielle Sequenzen ersetzt werden, wodurch (a) die Wechselwirkung dieser RNA mit anderen Bindungspartnern (RNA, DNA, andere Makromoleküle und niedermolekulare Verbindungen) oder deren biochemische Umsetzung (z.B. Erhöhung oder Erniedrigung der Umsatzrate) gezielt verändert werden, wodurch das RNA-Molekül gezielt neuen Aufgaben angepaßt werden kann, und/oder (b) die dreidimensionale Struktur der NINTROX-RNA gezielt spezifischen Anforderungen angepaßt werden kann. Dadurch kann eine teilweise oder völlig neuartige Funktion des erfindungsgemäßen N1NTROX- RNA-Moleküls erzielt werden.The strategy that led to the identification of this nucleic acid molecule is described below. As part of the systematic analysis of the q28 region of the human X chromosome, various expressed sequences could be detected and isolated. With the help of these expressed sequences, some previously unknown genes could be identified and characterized according to standard methods, including the NINTROX gene on which the present application is based. Interestingly, the NINTROX RNA molecules according to the invention have a modular structure, ie they are characterized by the presence of two different sequence region types. While one sequence area allows the three-dimensional structure to be maintained and, as can be seen by comparing the sequences from different species (human, hamster, kangaroo, macaque, orangutan, chimpanzee and rat; see FIG. 5), it is only partially preserved , the second sequence region, which is responsible for the specific binding to the target molecule, is sequence conserved. Due to this modular construction of the NINTROX-RNA it is possible to modify it in such a way that its effect is not only limited to the control of the gene expression described above, but can be used for a multitude of possibilities. In addition to controlling the gene expression, the structure (for example chromatin structure, nuclear scaffold) of chromosomal regions can also be changed with the aid of such modular RNA molecules. This results in the previously unknown possibility of being able to influence the expression of larger genomic regions in a targeted manner. For example, certain sequence regions of the two modules of the NINTROX gene can be replaced by other sequences or even artificial sequences, whereby (a) the interaction of this RNA with other binding partners (RNA, DNA, other macromolecules and low-molecular compounds) or their biochemical implementation (e.g. increase or lowering the turnover rate) can be changed in a targeted manner, so that the RNA molecule can be specifically adapted to new tasks, and / or (b) the three-dimensional structure of the NINTROX-RNA can be specifically adapted to specific requirements. A partially or completely new function of the N1NTROX-RNA molecule according to the invention can thereby be achieved.
Somit betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein RNA-Molekül, das an einen Liganden binden kann und folgende Sequenzbereiche umfaßt: (a) einen die dreidimensionale Struktur des RNA-Moieküls aufrechterhaltenden Sequenzbereich, und (b) einen Sequenzbereich für die spezifische Bindung des Liganden.Thus, one embodiment of the present invention relates to an RNA molecule that can bind to a ligand and comprises the following sequence regions: (a) a sequence region that maintains the three-dimensional structure of the RNA molecule, and (b) a sequence region for the specific binding of the ligand.
Der hier verwendete Ausdruck "einen die dreidimensionale Struktur des RNA-Moieküls aufrechterhaltenden Sequenzbereich" besitzt folgenden Begriffinhalt. Dreidimensionale RNA-Strukturen werden durch Basenpaarung verschiedener Basen innerhalb des RNA-Moieküls ermöglicht. Hierbei werden Strukturen wie "Sterns" oder "Loops" gebildet. Viele dieser Strukturen ergeben so die Gesamtstruktur des RNA-Moieküls. Eine Sequenzänderung innerhalb des RNA-Moieküls kann ohne Folgen für die räumliche Struktur bleiben, wenn die Sequenzveränderung die Basenpaarungen nicht verändert oder wenn die Sequenzänderung durch eine zweite Sequenzänderung ausgeglichen wird. Wird beispielsweise die Basenpaarung A-T zerstört, indem das A zum G mutiert, so kann diese Mutation durch die weitere Mutation des T zum C ausgeglichen werden. Dadurch ändert sich zwar die Sequenz, aber die räumliche Struktur bleibt gleich. Dies hat zur Folge, daß die diesselbe RNA-Struktur durch extrem viele unterschiedliche RNA-Sequenzen gebildet werden kann. Hinweise auf bestimmte RNA-Strukturen ergibt die Analyse der darin enthaltenen Energie. Diese Analyse kann mittels kommerziell erhältlicher Computerprogramme (z.B. "FOLD"; Michael Zuker und P. Stiegler: Optimal Computer Folding of Large RNA Sequences using Thermodynamics and Auxiliary Information, Nucleic Acids Research (81), 9(1), S. 133) durchgeführt werden. Je geringer der Energieinhalt einer bestimmten Sequenz ist, desto stabiler sind die dreidimensionalen RNA-Strukturen. Die Analyse des NINTROX-Gens zeigte eine konservierte Verteilung dieser energiearmen Strukturen (vgl. Fig. 4). Die Basensequenz dieser RNA-Bereiche sind bei verschiedenen Spezies sehr unterschiedlich, der Energieinhalt ist aber äußerst konserviert. In Fig. 3 sind dies die Sequenzbereiche, die nicht durch einen schwarzen Balken am Rand gekennzeichnet sind. Dies bedeutet, daß der die dreidimensionale Struktur des RNA-Moieküls aufrechterhaltenden Sequenzbereich nicht sequenz-, aber energiekonserviert ist. So richten sich Modifikationen dieses Sequenzbereichs auch nicht nach der Basensequenz, sondern nach der Erhaltung des ermittelten Energieinhalts.The expression "a sequence region maintaining the three-dimensional structure of the RNA molecule" used here has the following content. Three-dimensional RNA structures are created by base pairing different bases within of the RNA molecule. Structures such as "stars" or "loops" are formed. Many of these structures thus form the overall structure of the RNA molecule. A sequence change within the RNA molecule can have no consequences for the spatial structure if the sequence change does not change the base pairings or if the sequence change is compensated for by a second sequence change. If, for example, the base pair AT is destroyed by mutating the A to the G, this mutation can be compensated for by the further mutation of the T to the C. This changes the sequence, but the spatial structure remains the same. As a result, the same RNA structure can be formed by an extremely large number of different RNA sequences. The analysis of the energy contained therein provides clues to certain RNA structures. This analysis can be carried out using commercially available computer programs (for example "FOLD"; Michael Zuker and P. Stiegler: Optimal Computer Folding of Large RNA Sequences using Thermodynamics and Auxiliary Information, Nucleic Acids Research (81), 9 (1), p. 133) become. The lower the energy content of a certain sequence, the more stable the three-dimensional RNA structures. Analysis of the NINTROX gene showed a conserved distribution of these low-energy structures (see FIG. 4). The base sequence of these RNA regions are very different in different species, but the energy content is extremely conserved. In Fig. 3 these are the sequence areas that are not identified by a black bar on the edge. This means that the sequence region which maintains the three-dimensional structure of the RNA molecule is not sequence-conserved but energy-conserved. So modifications of this sequence area do not depend on the base sequence, but on the preservation of the determined energy content.
Der hier verwendete Ausdruck "ein Sequenzbereich für die spezifische Bindung des Liganden" betrifft einen Sequenzbereich, der so beschaffen ist, daß er den gewünschten Liganden spezifisch binden kann. Diese Sequenzbereiche sind sehr sequenzkonserviert. In Fig. 3 sind diese Bereiche durch einen schwarzen Balken am Rand gekennzeichnet und haben einen hohen Energieinhalt (vgl. Fig. 4). Dies deckt sich mit der Beobachtung, daß diese Sequenzbereiche nicht "verpackt" sind, sondern nach außen gerichtet sind und für die Bindung des Liganden, enzymatische Reaktionen oder die Bindung an andere RNA- oder DNA-Sequenzen verantwortlich sind. Falls es sich bei dem zu bindenden Liganden um ein RNA-Molekül oder ein DNA- Molekül handelt, wird dieser Sequenzbereich zu einem entsprechenden, ausreichend langen Abschnitt des RNA-Moieküls oder DNA-Moleküls Komplemeπtarität aufweisen. Falls es sich bei dem zu bindenden Liganden um ein Protein handelt, kann der Sequenzbereich (b) ganz oder teilweise durch eine DNA-Sequenz ausgetauscht oder ergänzt werden, von der bekannt ist, daß sie das gewünschte Protein spezifisch bindet.The term "a sequence region for the specific binding of the ligand" as used herein refers to a sequence region which is designed in such a way that it can specifically bind the desired ligand. These sequence areas are very sequence conserved. In Fig. 3, these areas are identified by a black bar on the edge and have a high energy content (see. Fig. 4). This coincides with the observation that these sequence regions are not "packaged" but are directed outwards and are responsible for the binding of the ligand, enzymatic reactions or the binding to other RNA or DNA sequences. If the ligand to be bound is an RNA molecule or a DNA If this is a molecule, this sequence region will have complementarity with a corresponding, sufficiently long section of the RNA molecule or DNA molecule. If the ligand to be bound is a protein, the sequence region (b) can be replaced or supplemented in whole or in part by a DNA sequence which is known to specifically bind the desired protein.
Die beiden oben beschriebenen Sequenztypen kommen mehrere Male innerhalb der NINTROX-RNA vor. Der Austausch oder die Veränderung einzelner solcher Module ermöglicht die gezielte Veränderung der NINTROX-RNA. So ist bei einer Modifikation des die dreidimensionale Struktur aufrechterhaltenden Moduls auf den ermittelten Energieinhalt zu achten, sodaß dieser einen minimalen Wert beibehält. Die Modifikation des anderen Sequenzbereichs, obwohl dieser gerade als sequenzkonserviert gilt, unterliegt nur geringen Beschränkungen. So kann dieser Bereich ganz oder teilweise weggelassen werden oder kann Insertionen enthalten. Beispielsweise können auch Sequenzen in das NINTROX-RNA-Molekül integriert werden, die bekannte biochemische Eigenschaften aufweisen oder bestimmte DNA-, RNA-Moleküle oder Proteine binden. Darüber hinaus können Zufallssequenzen unterschiedlicher Länge an verschiedenen Stellen des NINTROX-Gens eingebaut werden und danach kann auf spezifische Eigenschaften wie biochemische Umsetzung, spezifische Bindung usw. selektioniert werden.The two sequence types described above occur several times within the NINTROX RNA. The exchange or modification of individual such modules enables the targeted modification of the NINTROX-RNA. When modifying the module that maintains the three-dimensional structure, attention must be paid to the energy content determined so that it maintains a minimum value. The modification of the other sequence area, although this is currently considered to be sequence conserved, is subject to only minor restrictions. This area can be omitted in whole or in part or can contain insertions. For example, sequences can also be integrated into the NINTROX RNA molecule that have known biochemical properties or bind certain DNA, RNA molecules or proteins. In addition, random sequences of different lengths can be inserted at different locations in the NINTROX gene and then selected for specific properties such as biochemical conversion, specific binding, etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen RNA-Moieküls umfaßt der Sequenzbereich (a) die in Figur 3 nicht am Rand gekennzeichneten Sequenzbereiche oder dazu verwandte Sequenzen, die ebenfalls die Aufrechterhaltung der dreidimensionalen Struktur des RNA-Moieküls erlauben und von dem Sequenzbereich (a) in Figur 3 abweicht. Diese Abweichungen betreffen die Addition, Deletion und/oder Insertion von Basen, wobei der für die Sequenz von Figur (3) ermittelte Energieinhalt zu mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 85 % und mehr bevorzugt zu mindestens 90 % erhalten bleibt. Vorzugsweise bleibt bei diesen eingeführten Änderungen die ursprüngliche dreidimensionale Struktur erhalten.In a preferred embodiment of the RNA molecule according to the invention, the sequence region (a) comprises the sequence regions not marked at the edge in FIG. 3 or sequences related thereto, which likewise allow the three-dimensional structure of the RNA molecule to be maintained and from the sequence region (a) in FIG 3 deviates. These deviations relate to the addition, deletion and / or insertion of bases, the energy content determined for the sequence of FIG. 3 being retained at least 80%, preferably at least 85% and more preferably at least 90%. With these changes introduced, the original three-dimensional structure is preferably retained.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Sequenzbereich (b) des erfindungsgemäßen RNA-Moieküls die in Figur 3 dargestellten Sequenzen, die am Rand mit schwarzen Balken versehen sind.In a particularly preferred embodiment, the sequence region (b) of the RNA molecule according to the invention comprises the sequences shown in FIG Border with black bars.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen RNA-Moieküls handelt es sich bei dem zu bindenden Liganden um ein DNA-Molekül oder ein Protein oder Enzym, z.B. DNA-Polymerase I. Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße RNA-Molekül eine Poly(A)-Sequenz am 3 '-Ende, was zur Stabilität in einer gewünschten Wirtszelle beitragen kann.In a further preferred embodiment of the RNA molecule according to the invention, the ligand to be bound is a DNA molecule or a protein or enzyme, for example DNA polymerase I. The RNA molecule according to the invention preferably contains a poly (A) sequence on 3 ' end, which can contribute to stability in a desired host cell.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße RNA- Molekül zur Kontrolle der Genexpression verwendet. Dazu wird der Sequenzbereich (b) so modifiziert, daß er ein für die Genexpression verantwortliches Protein bindet, oder an einen bestimmten DNA-Bereich des Zielgens, wodurch beispielsweise die Anlagerung von Proteinen, die einen die Genexpression hemmenden oder fördernden Einfluß haben, behindert oder unterbunden wird, oder auch direkt an die mRNA des Zielgens, wodurch beispielsweise die Translation behindert oder unterbunden wird. Der Fachmann kann ohne weiteres durch entsprechende Modifikationen des Sequenzbereichs (b) und evtl. auch des Sequenzbereichs (a) das erfindungsgemäße RNA-Molekül so modifizieren, daß es den gewünschten Liganden bindet und so die Genexpression in dem gewünschten Maß kontrolliert.In a further preferred embodiment, the RNA molecule according to the invention is used to control gene expression. For this purpose, the sequence region (b) is modified in such a way that it binds a protein responsible for gene expression, or to a specific DNA region of the target gene, as a result of which, for example, the attachment of proteins which have an inhibiting or promoting effect on gene expression is hindered or prevented is, or directly to the mRNA of the target gene, whereby, for example, translation is hindered or prevented. The person skilled in the art can readily modify the RNA molecule according to the invention by appropriate modifications of the sequence region (b) and possibly also of the sequence region (a) in such a way that it binds the desired ligand and thus controls the gene expression to the desired extent.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine, das erfindungsgemäße RNA-Molekül kodierende DNA-Sequenz, sowie ein Gen mit folgenden Merkmalen: Es enthält einen Promotor, der die Transkription in einer gewünschten Wirtszelle erlaubt sowie eine damit funktioneil verknüpfte, das erfindungsgemäße RNA-Molekül kodierende DNA- Sequenz. Vorzugsweise enthält das Gen zusätzlich ein Terminationssignal und eine Polyadenylierungsstelle.The present invention also relates to a DNA sequence encoding the RNA molecule according to the invention and a gene with the following features: It contains a promoter which allows transcription in a desired host cell and a DNA which is functionally linked and encodes the RNA molecule according to the invention - sequence. The gene preferably additionally contains a termination signal and a polyadenylation site.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Gen die in Figur 1 oder 2 dargestellte Sequenz.In a preferred embodiment, the gene according to the invention comprises the sequence shown in FIG. 1 or 2.
Die das erfindungsgemäße RNA-Molekül kodierenden DNA-Sequenzen oder Gene können auch in einen Vektor inseriert werden. Somit umfaßt die vorliegende Erfindung auch diese DNA-Sequenzen oder Gene enthaltende Vektoren. Die Bezeichnung "Vektor" bezieht sich auf ein Plasmid (z.B. pJC18, pBR322, pBlueScript), auf ein Virus oder ein anderes geeignetes Vehikel. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die das erfindungsgemäße DNA-Molekül kodierende Sequenz im Vektor mit regulatorischen Elementen funktionell verknüpft, die dessen Expression in prokaryotischen oder eukaryotischen Wirtszellen erlauben. Solche Vektoren enthalten neben den regulatorischen Elementen, beispielsweise einem Promotor, typischerweise einen Replikationsursprung und spezifische Gene, die die phänotypische Selektion einer transformierten Wirtszelle erlauben. Zu den regulatorischen Elementen für die Expression in Prokaryonten, beispielsweise E.coli, zählen der lac-,trp-Promotor oder T7- Promotor, und für die Expression in Eukaryonten der AOX1- oder GAL1 -Promotor in Hefe, und der CMV-,SV40-,RVS-40-Promotor, CMV- oder SV40-Enhancer für die Expression in tierischen Zellen. Weitere Beispiele für geeignete Promotoren sind der Metallothionein I- und der Polyhedrin-Promotor. Zu geeigneten Vektoren zählen beispielsweise auf T7 basierende Expressionsvektoren für die Expression in Bakterien (Rosenberg et al., Gene 56(1987), 125), pMSXND für die Expression in Säugerzellen (Lee und Nathans, J.Biol.Chem. 263(1988), 3521) und von Baculovirus abgeleitete Vektoren für die Expression in Insektenzellen.The DNA sequences or genes encoding the RNA molecule according to the invention can also be inserted into a vector. Thus, the present invention also includes vectors containing these DNA sequences or genes. The term "vector" refers to a plasmid (eg pJC18, pBR322, pBlueScript) Virus or other suitable vehicle. In a preferred embodiment, the sequence coding the DNA molecule according to the invention is functionally linked in the vector to regulatory elements which allow its expression in prokaryotic or eukaryotic host cells. In addition to the regulatory elements, for example a promoter, such vectors typically contain an origin of replication and specific genes which allow the phenotypic selection of a transformed host cell. The regulatory elements for expression in prokaryotes, for example E. coli, include the lac, trp promoter or T7 promoter, and for expression in eukaryotes the AOX1 or GAL1 promoter in yeast, and the CMV, SV40 , RVS-40 promoter, CMV or SV40 enhancer for expression in animal cells. Further examples of suitable promoters are the metallothionein I and the polyhedrin promoter. Suitable vectors include, for example, T7-based expression vectors for expression in bacteria (Rosenberg et al., Gene 56 (1987), 125), pMSXND for expression in mammalian cells (Lee and Nathans, J. Biol. Chem. 263 (1988) , 3521) and baculovirus-derived vectors for expression in insect cells.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der die erfindungsgemäßen RNA-Moleküle kodierenden Sequenzen enthaltende Vektor ein viraler Vektor, beispielsweise ein Vaccinia-Virus oder Adenovirus, der bei einer Gentherapie von Nutzen ist. Besonders bevorzugt sind RNA-Viren, vor allem Retroviren. Beispiele für geeignete Retroviren sind MoMuLV, HaMuSV, MuMTV, RSV oder GaLV. Für Zwecke der Gentherapie können die erfindungsgemäßen RNA-Moleküle auch in Form von kolloidalen Dispersionen zu den Zielzellen transportiert werden. Dazu zählen beispielsweise Liposomen oder Lipoplexe (Mannino et al., Biotechniques 6 (1988), 682).In a preferred embodiment, the vector containing the sequences encoding the RNA molecules according to the invention is a viral vector, for example a vaccinia virus or adenovirus, which is useful in gene therapy. RNA viruses, especially retroviruses, are particularly preferred. Examples of suitable retroviruses are MoMuLV, HaMuSV, MuMTV, RSV or GaLV. For the purposes of gene therapy, the RNA molecules according to the invention can also be transported to the target cells in the form of colloidal dispersions. These include, for example, liposomes or lipoplexes (Mannino et al., Biotechniques 6 (1988), 682).
Allgemeine, auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren können zur Konstruktion von Expressionsvektoren, die die erfindungsgemäßen RNA-Moleküle kodierenden Sequenzen und geeignete Kontrollsequenzen enthalten, verwendet werden. Zu diesen Verfahren zählen beispielsweise in vitro-Rekombinationstechniken, synthetische Verfahren, sowie in vivo-Rekombinationsverfahren, wie sie beispielsweise in Sam- brook et al., beschrieben sind.General methods known in the art can be used to construct expression vectors containing the sequences encoding the RNA molecules of the invention and suitable control sequences. These methods include, for example, in vitro recombination techniques, synthetic methods and in vivo recombination methods, as are described, for example, in Sambrook et al.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die vorstehend beschriebenen Vektoren enthaltende Wirtszelien. Zu diesen Wirtszellen zählen Bakterien, Hefe, Insekten- und Tierzellen, vorzugsweise Säugerzellen. Bevorzugte Säugerzellen sind CHO-, VERO-, BHK-, HeLa-, COS-, MDCK, 293- und WI38-Zellen. Verfahren zur Transformation dieser Wirtszellen, zur phänotypischen Selektion von Transformanten und zur Expression der erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vektoren sind auf dem Fachgebiet bekannt.The present invention also relates to the vectors described above containing host cell. These host cells include bacteria, yeast, insect and animal cells, preferably mammalian cells. Preferred mammalian cells are CHO, VERO, BHK, HeLa, COS, MDCK, 293 and WI38 cells. Methods for transforming these host cells, for phenotypically selecting transformants and for expressing the nucleic acid molecules according to the invention using the vectors described above are known in the art.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Antikörper, die das erfindungsgemäße RNA- Molekül spezifisch erkennen. Die Antikörper können monoclonale, polyclonale oder synthetische Antikörper sein oder Fragmente davon, beispielsweise Fab-, Fv-oder scFv-Fragmente. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen monoclonalen Antikörper. Die erfindungsgemäßen Antikörper können gemäß Standardverfahren hergestellt werden, wobei das erfindungsgemäße RNA-Molekül oder ein Fragment davon als Immunogen dienen. Monoclonale Antikörper können beispielsweise durch das von Köhler und Milstein (Nature 256 (1975), 495) und Galfre (Meth. Eπzymol.73 (1981), 3) beschriebene Verfahren hergestellt werden, wobei Maus-Myelomzellen mit von immunisierten Säugern stammenden Milzzellen fusioniert werden. Diese Antikörper können beispielsweise zur Hemmung der Aktivität der erfindungsgemäßen RNA- Moleküle, beispielsweise zur Beeinflussung der Genexpression, verwendet werden. Die Antikörper können beispielsweise auch in diagnostischen Assays verwendet werden, um nachweisen zu können, ob eine Dysregulation der Genepression, beispielsweise durch einen Verlust oder Mangel der verantwortlichen NINTROX-RNA einhergeht. Die Antikörper können in Immunassays in Flüssigphase vorliegen oder an einen festen Träger gebunden werden. Dabei können die Antikörper auf verschiedene Art und Weise markiert sein. Geeignete Marker und Markierungsverfahren sind auf dem Fachgebiet bekannt. Beispiele für Immunassays sind ELISA und RIA.The present invention also relates to antibodies which specifically recognize the RNA molecule according to the invention. The antibodies can be monoclonal, polyclonal or synthetic antibodies or fragments thereof, for example Fab, Fv or scFv fragments. It is preferably a monoclonal antibody. The antibodies according to the invention can be produced according to standard methods, the RNA molecule according to the invention or a fragment thereof serving as an immunogen. Monoclonal antibodies can be produced, for example, by the method described by Köhler and Milstein (Nature 256 (1975), 495) and Galfre (Meth. Eπzymol.73 (1981), 3), mouse myeloma cells being fused with spleen cells derived from immunized mammals . These antibodies can be used, for example, to inhibit the activity of the RNA molecules according to the invention, for example to influence gene expression. The antibodies can also be used in diagnostic assays, for example, in order to be able to demonstrate whether there is a dysregulation of gene expression, for example due to a loss or deficiency of the responsible NINTROX RNA. The antibodies can be present in liquid phase in immunoassays or can be bound to a solid support. The antibodies can be labeled in different ways. Suitable markers and labeling methods are known in the art. Examples of immunoassays are ELISA and RIA.
Die Erfindung betrifft ferner Antisense-RNAs, die an ein erfindungsgemäßes RNA- Molekül spezifisch binden und zur Herabsetzung der Expression von Genen, die unter direkter Kontrolle von RNA, beispielsweise NINTROX-RNA, stehen, in vitro oder in vivo verwendet werden können. Die Verabreichung der erfindungsgemäßen Antisense-RNA an eine Zielzelle führt zu einer herabgesetzten Genexpression und ist für die Behandlung von Erkrankungen besonders nützlich, die durch eine zu hohe Genexpression des unter direkter RNA-Kontrolle stehenden Gens gekennzeichnet sind (z.B. bei Krebserkrankungen). Dabei können die Antisense-RNAs direkt verabreicht werden oder als diese kodierende DNA, vorzugsweise in einen geeigneten Vektor inseriert. Zu den geeigneten Vektoren zählen alle bereits vorstehend in Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen RNA-Molekülen beschriebenen Vektoren.The invention further relates to antisense RNAs which bind specifically to an RNA molecule according to the invention and which can be used in vitro or in vivo to reduce the expression of genes which are under the direct control of RNA, for example NINTROX-RNA. The administration of the antisense RNA according to the invention to a target cell leads to a reduced gene expression and is particularly useful for the treatment of diseases which are characterized by a too high gene expression of the gene under direct RNA control are (for example, cancer). The antisense RNAs can be administered directly or inserted as DNA encoding them, preferably in a suitable vector. Suitable vectors include all of the vectors already described above in connection with the RNA molecules according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Antisense-RNAs umfassen eine Antisense-Sequenz mit mindestens 7 bis 10 oder mehr Nucleotiden, die mit einer Sequenz des erfindungsgemäßen RNA-Moieküls, beispielsweise NINTROX-RNA, spezifisch hybridisieren. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Antisense-RNA eine Länge von etwa 10 bis etwa 50 Nucleotiden oder von etwa 14 bis etwa 35 Nucleotiden auf. In weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Antisense-RNAs um RNAs, die kürzer als etwa 100 Nucleotide oder kürzer als etwa 200 Nucleotide sind. Im allgemeinen sollten die Antisense-RNAs lang genug sein, um eine stabile Doppel- helix zu bilden, jedoch kurz genug (in Abhängigkeit von der Art der Zuführung) um, falls erwünscht, in vivo verabreicht werden zu können. Im aligemeinen ist die Antisense-Sequenz zur Gewährleistung einer spezifischen Hybridisierung zu der Ziel-Sequenz im wesentlichen komplementär. In bestimmten Ausführungsformen ist die Antisense-Sequenz genau komplementär zu der Zielsequenz. Die Antisense-RNAs können jedoch auch Nucleotid-Substitutionen, Additionen, Deletionen, Transitionen, Transpositionen oder Modifikationen enthalten, solange die spezifische Bindung an die relevante Zielsequenz als eine funktioneile Eigenschaft der Antiseπse-RNA beibehalten wird. Die Antisense-RNAs können auch zusätzlich zu den Aπtisense- Sequenzen weitere Sequenzen enthalten. Die Antisense-RNAs (sowie die erfiπdungs- gemäßen RNA-Moleküle) können unter Verwendung jedes zur Herstellung von Nucleinsäuren geeigneten Verfahrens hergestellt werden, beispielsweise durch chemische Synthese de novo oder durch Clonierung. Eine Antisense-RNA kann beispielsweise auch dadurch hergestellt werden, daß eine Sequenz der Ziel-RNA oder eines Fragments davon in umgekehrter Orientierung funktionell mit einem Promotor verknüpft in einen Vektor (z.B. ein Plasmid) inseriert wird. Unter der Voraussetzung, daß der Promotor und vorzugsweise Terminations- und Polyadenylierungs- signale korrekt positioniert sind, wird der Strang der inserierten Sequenz, der dem nicht-codierenden Strang entspricht, transkribiert, und dieser wirkt als eine Antisense- RNA. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Ribozyme, die die erfindungsgemäßen RNA- Moleküle spezifisch spalten und somit auch zur Hemmung der Genexpression von Nutzen sind. Nützliche Ribozyme können 5'- und 3'-terminale Sequenzen umfassen, die zu der Ziel-RNA komplementär sind, und diese können vom Fachmann nach Standardverfahren konstruiert werden (siehe beispielsweise PCT-Veröffentlichung WO 93/23572). Zu den erfindungsgemäßen Ribozymen gehören beispielsweise Ribozyme mit den Merkmalen der Gruppe I-Intron-Ribozyme (Cech, Biotechnoiogy 13 (1995), 323) und "hammerhead"-Ribozyme (Edgington, Biotechnoiogy 10 (1992), 256).The antisense RNAs according to the invention comprise an antisense sequence with at least 7 to 10 or more nucleotides which hybridize specifically with a sequence of the RNA molecule according to the invention, for example NINTROX RNA. The antisense RNA according to the invention preferably has a length of about 10 to about 50 nucleotides or of about 14 to about 35 nucleotides. In further embodiments, the antisense RNAs according to the invention are RNAs that are shorter than approximately 100 nucleotides or shorter than approximately 200 nucleotides. In general, the antisense RNAs should be long enough to form a stable double helix, but short enough (depending on the type of delivery) to be administered in vivo if desired. In general, the antisense sequence to ensure specific hybridization is essentially complementary to the target sequence. In certain embodiments, the antisense sequence is exactly complementary to the target sequence. However, the antisense RNAs can also contain nucleotide substitutions, additions, deletions, transitions, transpositions or modifications, as long as the specific binding to the relevant target sequence is retained as a functional property of the antisense RNA. The antisense RNAs can also contain additional sequences in addition to the antisense sequences. The antisense RNAs (and also the RNA molecules according to the invention) can be produced using any method suitable for producing nucleic acids, for example by chemical synthesis de novo or by cloning. An antisense RNA can also be produced, for example, by inserting a sequence of the target RNA or a fragment thereof in the reverse orientation, functionally linked to a promoter, into a vector (for example a plasmid). Provided that the promoter and preferably termination and polyadenylation signals are correctly positioned, the strand of the inserted sequence corresponding to the non-coding strand is transcribed and this acts as an antisense RNA. The present invention also relates to ribozymes which specifically cleave the RNA molecules according to the invention and are therefore also useful for inhibiting gene expression. Useful ribozymes can include 5 'and 3' terminal sequences that are complementary to the target RNA, and these can be constructed by one of ordinary skill in the art (see, for example, PCT publication WO 93/23572). The ribozymes according to the invention include, for example, ribozymes with the features of the group I intron ribozymes (Cech, Biotechnoiogy 13 (1995), 323) and "hammerhead" ribozymes (Edgington, Biotechnoiogy 10 (1992), 256).
In einer Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Ribozyme per se als Arzneimittel verwendet. In einer anderen Ausführungsform werden Gentherapieverfahren zur Expression von Ribozymen in einer Zielzelle ex vivo oder in vivo angewandt. Die Verfahren zur Verabreichung der Ribozyme bzw. zur Expression der Ribozyme in vivo entsprechen den vorstehend in Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen RNA-Molekülen beschriebenen Verfahren.In one embodiment, the ribozymes according to the invention are used per se as medicaments. In another embodiment, gene therapy methods are used to express ribozymes in a target cell ex vivo or in vivo. The methods for administering the ribozymes or for expressing the ribozymes in vivo correspond to the methods described above in connection with the RNA molecules according to the invention.
Die Isolierung und Charakterisierung des menschlichen NINTROX-Gens und insbesondere des Maushomologs des NINTROX-Gens erlaubt die Etablierung eines Tiermodells, das die Bereitstellung von Therapien und Arzneimitteln für die vorstehend diskutierten Krankheiten erlaubt. Durch die Bereitstellung der Sequenz des NINTROX-Gens ist sowohl eine Diagnose (post- oder pränatal) als auch eine Therapie von Erkrankungen möglich, bei denen die Genexpression durch das Fehlen von NINTROX-RNA oder einen Überschuß von NINTROX-RNA gekennzeichnet ist. Die therapeutische oder diagnostische Anwendung ist jedoch nicht nur auf Krankheiten beschränkt, die mit einer Fehlregulation der Expression eines Gens einhergehen, das unter Kontrolle der NINTROX-RNA steht, sondern die entsprechend den vorstehend beschriebenen Möglichkeiten veränderten RNA-Moleküle bieten darüber hinaus die Möglichkeit völlig neuer Therapeutika.The isolation and characterization of the human NINTROX gene and in particular the mouse homolog of the NINTROX gene allows the establishment of an animal model that allows the provision of therapies and drugs for the diseases discussed above. By providing the sequence of the NINTROX gene, both diagnosis (post- or prenatal) and therapy of diseases in which gene expression is characterized by the lack of NINTROX-RNA or an excess of NINTROX-RNA is possible. However, the therapeutic or diagnostic application is not only limited to diseases which are associated with a malregulation of the expression of a gene which is under the control of the NINTROX-RNA, but the RNA molecules modified according to the possibilities described above also offer the possibility of completely new ones Therapeutics.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ferner Arzneimittel, die die vorstehend beschriebenen RNA-Moleküle, Vektoren, Antikörper, Antisense-RNAs oder Ribozyme enthalten. Diese Arzneimittel enthalten gegebenenfalls zusätzlich einen pharmazeutisch verträglichen Träger. Geeignete Träger und die Formulierung derartiger Arzneimittel sind dem Fachmann bekannt. Zu geeigneten Trägern zählen beispiels- weise Phosphat-gepufferte Kochsalzlösungen, Wasser, Emulsionen, beispielsweise Öl/Wasser-Emulsionen, Netzmittel, sterile Lösungen etc. Die Verabreichung der Arzneimittel kann oral oder parenteral erfolgen. Zu den Verfahren für die parenterale Verabreichung gehören die topische, intra-arterielle (z.B. direkt zu einem Tumor), intramuskuläre, subkutane, intramedulläre, intrathekale, intraventrikuläre, intravenöse, intraperitoneale oder intranasale Verabreichung. Die geeignete Dosierung wird von dem behandelnden Arzt bestimmt und hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise von dem Alter, dem Geschlecht, dem Gewicht des Patienten, dem Stadium eines Tumors, der Art der Verabreichung etc..The present invention thus further relates to medicaments which contain the above-described RNA molecules, vectors, antibodies, antisense RNAs or ribozymes. These drugs may also contain a pharmaceutically acceptable carrier. Suitable carriers and the formulation of such medicaments are known to the person skilled in the art. Suitable carriers include Wise phosphate-buffered saline solutions, water, emulsions, for example oil / water emulsions, wetting agents, sterile solutions etc. The drugs can be administered orally or parenterally. Methods for parenteral administration include topical, intra-arterial (e.g., directly to a tumor), intramuscular, subcutaneous, intramedullary, intrathecal, intraventricular, intravenous, intraperitoneal, or intranasal administration. The appropriate dosage is determined by the attending physician and depends on various factors, for example the age, gender, weight of the patient, the stage of a tumor, the type of administration, etc.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Arzneimittel zur Prävention oder Behandlung von Erkrankungen verwendet, die mit einer Störung der Kontrolle der Genexpressioπ in Zusammenhang stehen. Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Arzneimittel zur Behandlung von Tumorerkrankungen oder Erkrankungen des ZNS verwendet. Dabei kann das Arzneimittel in der Geπtherapie Verwendung finden, wobei die vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. Vektoren zur Einschleusung der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren Anwendung finden können. Andererseits kann das erfindungsgemäße RNA-Molekül direkt verabreicht werden, um so in Zellen, die keine funktionalen Kopien des RNA-Moieküls mehr besitzen, normale Expression des Gens wiederherzustellen.The medicament according to the invention is preferably used for the prevention or treatment of diseases which are related to a disturbance in the control of the gene expression. The medicament according to the invention is particularly preferably used for the treatment of tumor diseases or diseases of the CNS. The medicinal product can be used in therapy, the methods or vectors described above being used to introduce the nucleic acids according to the invention. On the other hand, the RNA molecule according to the invention can be administered directly, so as to restore normal expression of the gene in cells which no longer have functional copies of the RNA molecule.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine diagnostische Zusammensetzung, die das erfindungsgemäße RNA-Molekül, die dieses kodierende DNA-Sequenz oder ein Fragment davon, den erfindungsgemäßen Antikörper oder ein Fragment davon, oder die erfindungsgemäße Antisense-RNA oder ein Fragment davon enthält oder Kombinationen davon, gegebenenfalls zusammen mit einem geeigneten Nachweismittel. Mittels dieser diagnostischen Zusammensetzung kann der Nachweis darüber erfolgen, ob die direkt die Genexpression steuernde RNA, beispielsweise NINTROX-RNA vorhanden ist oder im Vergleich zu einer Kontrolle in zu hoher oder niedriger Konzentration oder mit einer abweichenden Länge vorliegt. Dabei wird vorzugsweise der Antikörper oder ein Fragment davon in den vorstehend beschriebenen Assays oder die Antisense-RNA oder ein Fragment davon als Sonde in Hybridisierungsexperimen- ten verwendet. Vorzugsweise weist dazu die Sonde eine Länge von mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 15 Basen auf. Geeignete, auf Hybridisierung basierende Nachweisverfahren sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Markierungen für die Sonde sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und dazu zählen beispielsweise Markierung mit Radioisotopen, Biolumineszenz-, Chemilumineszenz-, Fluo- reszenzmarkem, Metallcheiaten, Enzymen etc. Bei diesem Verfahren können dem Fachmann bekannte Methoden bezüglich der Präparation von Gesamt-RNA bzw. poly(A)+RNA aus biologischen Proben, der Auftrennung der RNAs auf nach Größe auftrennenden Gelen, beispielsweise denaturierenden Agarosegelen, der Herstellung und Markierung der Sonde und des Nachweises der Hybride, beispielsweise über "Northem-Blot"; angewandt werden. Vorzugsweise erfolgt dabei die Diagnose von Erkrankungen, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Arzneimitteln beschrieben wurden.The present invention further relates to a diagnostic composition which contains the RNA molecule according to the invention, the DNA sequence encoding it or a fragment thereof, the antibody according to the invention or a fragment thereof, or the antisense RNA according to the invention or a fragment thereof or combinations thereof, if necessary together with a suitable means of detection. This diagnostic composition can be used to determine whether the RNA which directly controls gene expression, for example NINTROX-RNA, is present or is present in too high or low concentration or with a different length compared to a control. The antibody or a fragment thereof is preferably used in the assays described above or the antisense RNA or a fragment thereof as a probe in hybridization experiments. For this purpose, the probe preferably has a length of at least 10, particularly preferably at least 15 bases. Suitable on hybridization based detection methods are known to the person skilled in the art. Suitable labels for the probe are also known to the person skilled in the art and include, for example, labeling with radioisotopes, bioluminescence, chemiluminescence, fluorescence labels, metal chelates, enzymes etc. In this method, methods known to the person skilled in the art regarding the preparation of total RNA or poly (A) + RNA from biological samples, the separation of the RNAs on size-separating gels, for example denaturing agarose gels, the production and labeling of the probe and the detection of the hybrids, for example via "Northem blot"; be applied. The diagnosis of diseases as described above in connection with the medicaments according to the invention is preferably carried out.
Eine Diagnose kann auch auf DNA-Ebene erfolgen. Dabei wird mit den vorstehend beschriebenen Nucleinsäuremolekülen die Intaktheit des Gens, das die an der Regulation der Genexpression direkt beteiligte RNA, beispielsweise NINTROX-RNA, kodiert untersucht (beispielsweise hinsichtlich Vorhandensein, Länge oder Mutationen). Bei diesem Verfahren können dem Fachmann bekannte Methoden bezüglich der Präparation von DNA aus biologischen Proben, des Restriktionsverdaus der DNA, der Auftrennung der Restriktionsfragmente auf nach Größe auftrennenden Gelen, beispielsweise Agarosegelen, der Herstellung und Markierung der Sonde und des Nachweises der Hybridisierung, beispielsweise über "Southern-Blot"; angewandt werden. Der vorstehende Nachweis kann auch über PCR durchgeführt werden. Dabei werden Primer verwendet, die die kodierende Sequenz flankieren. Diagnostisch von Bedeutung sind dabei Amplifikationsprodukte von DNA aus dem fraglichen Gewebe, die sich, beispielsweise hinsichtlich ihrer Länge oder Sequenz, von den Amplifika- tionsprodukteπ von DNA aus gesundem Gewebe unterscheiden.A diagnosis can also be made at the DNA level. The nucleic acid molecules described above are used to examine the intactness of the gene encoding the RNA directly involved in the regulation of gene expression, for example NINTROX-RNA (for example with regard to presence, length or mutations). In this method, methods known to the person skilled in the art regarding the preparation of DNA from biological samples, the restriction digestion of the DNA, the separation of the restriction fragments on size-separating gels, for example agarose gels, the preparation and labeling of the probe and the detection of the hybridization, for example via " Southern blot "; be applied. The above detection can also be carried out using PCR. Primers are used to flank the coding sequence. Diagnostically important are amplification products of DNA from the tissue in question, which differ, for example in terms of their length or sequence, from the amplification products of DNA from healthy tissue.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein nicht-menschliches Säugetier, dessen NINTROX-Gen verändert ist, z.B. durch Insertion einer heterologen Sequenz, insbesondere einer Selektionsmarkersequenz.The present invention further relates to a non-human mammal whose NINTROX gene is modified, e.g. by inserting a heterologous sequence, in particular a selection marker sequence.
Der Ausdruck "nicht-menschliches Säugetier" umfaßt jegliches Säugetier, dessen NINTROX-Gen verändert sein kann. Beispiele solcher Säugetiere sind Maus, Ratte, Kaninchen, Pferd, Rind, Schaf, Ziege, Affe, Schwein, Hund und Katze, wobei Maus Kaninchen, Pferd, Rind, Schaf, Ziege, Affe, Schwein, Hund und Katze, wobei Maus bevorzugt ist.The term "non-human mammal" includes any mammal whose NINTROX gene may be altered. Examples of such mammals are mouse, rat, rabbit, horse, cattle, sheep, goat, monkey, pig, dog and cat, with mouse Rabbit, horse, cattle, sheep, goat, monkey, pig, dog and cat, with mouse being preferred.
Der Ausdruck "NINTROX-Gen, das verändert ist" bedeutet, daß in dem im nichtmenschlichen Säugetier natürlich vorkommenden NINTROX-Gen durch Standardmethoden eine Deletion von ca. 1-2 kb durchgeführt. In diese Deletion kann, falls gewünscht, eine heterologe Sequenz, z.B. ein Konstrukt zur Vermittlung von Antibiotika-Resistenz (z.B. eine "neo-Kassette") eingefügt wird. Diese Methode ist allgemein in Schwartzberg et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA, Vol. 87, S. 3210-3214, 1990 beschrieben, worauf hier Bezug genommen wird.The expression "NINTROX gene that is altered" means that the NINTROX gene naturally occurring in the non-human mammal is deleted by approximately 1-2 kb by standard methods. If desired, a heterologous sequence, e.g. a construct for mediating antibiotic resistance (e.g. a "neo-cassette") is inserted. This method is generally described in Schwartzberg et al., Proc. Natl. Acad. Be. USA, Vol. 87, pp. 3210-3214, 1990, to which reference is made here.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Zellen, die aus dem vorstehenden nicht-menschlichen Säugetier erhalten werden. Diese Zellen können in jeglicher Form vorliegen, z.B. in einer Primär- oder Langzeit-Kultur.Another object of the present invention are cells obtained from the above non-human mammal. These cells can be in any form, e.g. in a primary or long-term culture.
Ein erfindungsgemäßes nicht-menschliches Säugetier kann durch übliche Verfahren bereitgestellt werden. Günstig ist ein Verfahren, das folgende Schritte umfaßt:A non-human mammal according to the invention can be provided by conventional methods. A method is favorable which comprises the following steps:
(a) Herstellung eines DNA-Fragments, insbesondere eines Vektors, enthaltend ein verändertes NINTROX-Gen, wobei das NINTROX-Gen durch Deletion einer homologen Sequenz und/oder Insertion einer heterologen Sequenz, insbesondere eines selektierbaren Markers, verändert worden ist;(a) production of a DNA fragment, in particular a vector, containing an altered NINTROX gene, the NINTROX gene being altered by deleting a homologous sequence and / or inserting a heterologous sequence, in particular a selectable marker;
(b) Präparation embryonaler Stammzellen aus einem nicht-menschlichen Säuger (bevorzugt Maus);(b) preparation of embryonic stem cells from a non-human mammal (preferably mouse);
(c) Transformation der embryonalen Stammzellen von Schritt (b) mit dem DNA- Fragment von Schritt (a), wobei das NINTROX-Gen in den embryonalen Stammzellen durch homologe Rekombination mit dem DNA-Fragment von (a) verändert wird,(c) transforming the embryonic stem cells from step (b) with the DNA fragment from step (a), the NINTROX gene in the embryonic stem cells being changed by homologous recombination with the DNA fragment from (a),
(d) Kultivieren der Zellen von Schritt (c),(d) culturing the cells of step (c),
(e) Selektion der kultivierten Zellen von Schritt (d) auf das Fehlen der homologen I(e) Selection of the cultured cells from step (d) for the lack of homologous I
Sequenz bzw. Vorhandensein der heterologen Sequenz, insbesondere des selektierbaren Markers,Sequence or presence of the heterologous sequence, in particular the selectable marker,
(f) Erzeugen chimerer nicht-menschlicher Säuger aus den Zellen von Schritt (e) durch Injektion dieser Zellen in Säuger-Blastocysten (bevorzugt Maus-Blasto- zyten), Übertragen der Blastozysten in pseudo-schwangere weibliche Säuger (bevorzugt Maus) und Analyse der erhaltenen Nachkommen auf eine Veränderung des NINTROX-Gens.(f) Generation of chimeric non-human mammals from the cells of step (e) by injection of these cells into mammalian blastocysts (preferably mouse blastocysts), transferring the blastocysts into pseudo-pregnant female mammals (preferably mouse) and analysis of the offspring obtained on a change in the NINTROX gene.
In Schritt (c) wird der Mechanismus der homologen Rekombination (vgl. R.M. Torres, R. Kühn, Laboratory Protocols for Conditional Gene Targeting, Oxford University Press, 1997) ausgenutzt, um embryonale Stammzellen zu traπsfizieren. Die homologe Rekombination zwischen den in einem Chromosom vorhandenen DNA-Sequenzen und neuen, hinzugefügten clonierten DNA-Sequenzen ermöglicht das Einfügen eines klonierten Gens in das Genom einer lebenden Zelle anstelle des ursprünglichen Gens. Mit dieser Methode können bei Verwendung embryonaler Keimzellen via Chimären Tiere erhalten werden, die für das gewünschte Gen oder den gewünschten Genteil oder die gewünschte Mutation homozygot sind.In step (c), the mechanism of homologous recombination (cf. R.M. Torres, R. Kühn, Laboratory Protocols for Conditional Gene Targeting, Oxford University Press, 1997) is used to transform embryonic stem cells. The homologous recombination between the DNA sequences present in a chromosome and new, added cloned DNA sequences enables the insertion of a cloned gene into the genome of a living cell instead of the original gene. With this method, embryonic germ cells can be used to obtain via chimeras animals that are homozygous for the desired gene or the desired gene part or the desired mutation.
Der Ausdruck "embryonale Stammzelleπ" betrifft jegliche embryonalen Stammzellen eines nicht-menschlichen Säugetiers, die sich zur Mutierung des NINTROX-Gens eignen. Vorzugsweise sind die embryonalen Stammzellen von der Maus, insbesondere die Zellen E14/1 oder 129/SV.The term "embryonic stem cell" refers to any embryonic stem cells from a non-human mammal that are suitable for mutating the NINTROX gene. The embryonic stem cells are preferably from the mouse, in particular the cells E14 / 1 or 129 / SV.
Der Ausdruck "Vektor" umfaßt jeglichen Vektor, der durch Rekombination mit der DNA von embryonalen Stammzellen eine Veränderung des NINTROX-Gens ermöglicht. Vorzugsweise weist der Vektor einen Marker auf, mit dem auf vorhandene Stammzellen selektioniert werden kann, in denen die gewünschte Rekombination erfolgt ist. Ein solcher Marker ist z.B. die loxP/tkneo-Cassette, die mit Hilfe des Cre/loxP-Systems wieder aus dem Genom entfernt werden kann.The term "vector" encompasses any vector which, by recombination with the DNA of embryonic stem cells, enables the NINTROX gene to be changed. The vector preferably has a marker which can be used to select for existing stem cells in which the desired recombination has taken place. Such a marker is e.g. the loxP / tkneo cassette, which can be removed from the genome again using the Cre / loxP system.
Desweiteren kennt der Fachmann Bedingungen und Materialien, um die Schritte (a)- (f) durchzuführen. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-menschliches Säugetier bereitgestellt, dessen NINTROX-Gen verändert ist. Diese Veränderung kann ein Ausschalten der Genexpression-regulierenden Funktion sein. Mit einem solchen Säugetier bzw. Zellen daraus kann selektiv die Genexpression-kontrollierde Funktion von NINTROX untersucht werden. Ferner ist es hiermit möglich, Substanzen, Arzneimittel und Therapieansätze zu finden, mit denen selektiv auf die kontroilierde Funktion von NINTROX eingewirkt werden kann. Daher liefert die vorliegende Erfindung eine Basis, um auf die verschiedensten Erkrankungen einzuwirken. Solche Erkrankungen sind z.B. Einschränkungen der ZNS-Funktionen, die bis zu mentalen Retardierungen reichen oder die Induktion von Krebs durch Fehler bei der Kontolle der Zeilproliferation. Ferner sollte es möglich sein, die Rolle des Hippocampus näher zu untersuchen und zu charakterisieren.Furthermore, the person skilled in the art knows conditions and materials in order to carry out steps (a) - (f). The present invention provides a non-human mammal whose NINTROX gene is altered. This change can be a switching off of the gene expression regulating function. With such a mammal or cells from it, the gene expression-controlling function of NINTROX can be investigated selectively. It is also possible to find substances, drugs and therapeutic approaches that can be used to selectively influence the controversial function of NINTROX. The present invention therefore provides a basis for acting on a wide variety of diseases. Such diseases are, for example, restrictions on the CNS functions, which extend to mental retardation, or the induction of cancer due to errors in the control of cell proliferation. It should also be possible to investigate and characterize the role of the hippocampus in more detail.
Die folgenden Klone wurden am 4. Mai 1998 bei der DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Mascheroder Weg 1 b, D-38124 Braunschweig, hinterlegt:The following clones were deposited on May 4, 1998 with the DSMZ, German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH, Mascheroder Weg 1 b, D-38124 Braunschweig:
DSM 12153: E.coli JFC-484, Teilsequenz der humanen NINTROX-cDNA DSM 12154: E.coli JFC-622, Teilsequenz der murinen NINTROX-cDNA DSM 12155: E.coli JFC-8D3, Sequenz der humanen genomischen NINTROX-DSM 12153: E.coli JFC-484, partial sequence of the human NINTROX cDNA DSM 12154: E.coli JFC-622, partial sequence of the murine NINTROX cDNA DSM 12155: E.coli JFC-8D3, sequence of the human genomic NINTROX-
DNA DSM 12156: E.coli JFC-P1-165, Sequenz der murinen genomischen NIN-DNA DSM 12156: E. coli JFC-P1-165, sequence of the murine genomic NIN-
TROX-DNATROX DNA
Die Figuren zeigen:The figures show:
Figur 1 : Humane Sequenz des NINTROX-GensFigure 1: Human sequence of the NINTROX gene
Figur 2: Murine Sequenz des NINTROX-GensFigure 2: Murine sequence of the NINTROX gene
Figur 3: Sequenzvergleich humane (oben) und murine (unten) Sequenz durchgezogener Balken: Sequenzkonservierte Bereiche (b)FIG. 3: sequence comparison of human (top) and murine (bottom) sequence of solid bars: sequence-conserved areas (b)
Figur 4: Energiediagramm der Sequenzen aus Fig. 3 Figur 5: Homologievergleich von NINTROX aus verschiedenen SpeziesFIG. 4: energy diagram of the sequences from FIG. 3 Figure 5: Homology comparison of NINTROX from different species
Fig. 5a: Teilsequenz aus dem Hamster Fig. 5b: Teilsequenz aus dem Känguruh Fig. 5c: Teiisequenz aus dem Makaken Fig. 5d: Teilsequenz aus dem Orang-Utan Fig. 5e: Teilsequenz aus der Ratte Fig. 5f: Teilsequenz aus dem SchimpanzenFig. 5a: Partial sequence from the hamster Fig. 5b: Partial sequence from the kangaroo Fig. 5c: Partial sequence from the macaque Fig. 5d: Partial sequence from the orangutan Fig. 5e: Partial sequence from the rat Fig. 5f: Partial sequence from the chimpanzee
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:The following example explains the invention:
Beispiel 1: Identifizierung und Charakterisierung des NINTROX-GensExample 1: Identification and characterization of the NINTROX gene
Zur Identifikation von transkribierten Sequenzen aus der Region Xq2- 7.3 bis Xqter wurde zunächst aus verschiedenen Geweben des Schweins (Niere, Herz, Milz, Leber, Gehirn usw.) Gesamt-RNA isoliert und mit Hilfe von Oligo-dT in Erststrang-cDNA überschrieben. Diese komplexen cDNA-Proben, die alle in dem jeweiligen Gewebe transkribierten Gene repräsentieren, wurden dann radioaktiv markiert und mit der Xq27.3-Xqter spezifischen Cosmid-Bibliothek hybridisiert. Die Cosmid-Bibliothek wurde dabei in Form von systematisch auf Nylonmembranen angeordneten Cosmid-Klonen analysiert. Anschließend wurde von den Cosmid-Klonen, die mit den komplexen cDNA-Proben positive Hybridisierungssignale aufwiesen, die Cosmid-DNA isoliert, mit EcoRI verdaut, durch Gelelektrophorese getrennt und auf Nylonmembranen transferiert. Die Restriktionsfragmente, die dann eine positive Hybridisierung mit den komplexen, radioaktiv markierten cDNA- Proben aufwiesen, wurden dann isoliert und radioaktiv markiert und zum Durchsuchen einer fötalen humanen cDNA-Bank verwendet. Hierdurch konnten positive cDNA-Klone isoliert werden, die das Transkript des NINTROX-Gens repräsentierten. To identify transcribed sequences from the region Xq2-7.3 to Xqter, total RNA was first isolated from various pig tissues (kidney, heart, spleen, liver, brain, etc.) and overwritten with the help of oligo-dT in first-strand cDNA. These complex cDNA samples, which represent all genes transcribed in the respective tissue, were then radioactively labeled and hybridized with the Xq27.3-Xqter-specific cosmid library. The cosmid library was analyzed in the form of cosmid clones systematically arranged on nylon membranes. The cosmid clones, which had positive hybridization signals with the complex cDNA samples, were then isolated, digested with EcoRI, separated by gel electrophoresis and transferred to nylon membranes. The restriction fragments, which then had a positive hybridization with the complex, radioactively labeled cDNA samples, were then isolated and radioactively labeled and used to search a fetal human cDNA library. As a result, positive cDNA clones could be isolated, which represented the transcript of the NINTROX gene.

Claims

1 oPatentansprüche 1 patent claims
1. RNA-Molekül, das an einen Liganden binden kann und folgende Sequenzbereiche umfaßt:1. RNA molecule which can bind to a ligand and comprises the following sequence regions:
(a) einen die dreidimensionale Struktur des RNA-Moieküls aufrechterhaltenden Sequenzbereich; und(a) a sequence region maintaining the three-dimensional structure of the RNA molecule; and
(b) einen Sequenzbereich für die spezifische Bindung des Liganden.(b) a sequence region for the specific binding of the ligand.
2. RNA-Molekül nach Anspruch 1 , wobei der Sequenzbereich (a) die in Figur 3 ohne Balken am Rand dargestellte abgeleitete DNA-Sequenz umfaßt oder eine dazu verwandte Sequenz, die ebenfalls die Aufrechterhaltung der dreidimensionalen Struktur des RNA-Moieküls erlaubt.2. RNA molecule according to claim 1, wherein the sequence region (a) comprises the derived DNA sequence shown in Figure 3 without a bar at the edge or a sequence related thereto, which also allows the three-dimensional structure of the RNA molecule to be maintained.
3. RNA-Molekül nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sequenzbereich (b) die in Figur 3 mit Balken am Rand dargestellte abgeleitete DNA-Sequenz umfaßt.3. RNA molecule according to claim 1 or 2, wherein the sequence region (b) comprises the derived DNA sequence shown in Figure 3 with bars on the edge.
4. RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ligand ein DNA-Molekül oder ein Protein ist.4. RNA molecule according to one of claims 1 to 3, wherein the ligand is a DNA molecule or a protein.
5. RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das zusätzlich eine Po- ly(A)-Sequenz am 3 '-Ende enthält.5. RNA molecule according to one of claims 1 to 4, which additionally contains a poly (A) sequence at the 3 ' end.
6. RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Kontrolle der Genexpression.6. RNA molecule according to one of claims 1 to 5 for controlling gene expression.
7. DNA-Sequenz, die ein RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 6 kodiert.7. DNA sequence encoding an RNA molecule according to any one of claims 1 to 6.
8. Gen, das die in Figur 1 oder 2 dargestellte Sequenz umfaßt.8. gene comprising the sequence shown in Figure 1 or 2.
9. Vektor, der die DNA-Sequenz nach Anspruch 7 oder das Gen nach Anspruch 8 enthaltend. i y9. Vector containing the DNA sequence according to claim 7 or the gene according to claim 8. iy
10. Vektor nach Anspruch 9, wobei der Vektor ein Plasmid ist.10. The vector of claim 9, wherein the vector is a plasmid.
11. Vektor nach Anspruch 10, wobei der Vektor ein viraler Vektor ist.11. The vector of claim 10, wherein the vector is a viral vector.
12. Vektor nach Anspruch 11 , der ein RNA-Virus ist.12. The vector of claim 11 which is an RNA virus.
13. Vektor nach Anspruch 12, der ein Retrovirus ist.13. The vector of claim 12 which is a retrovirus.
14. Wirtszelle, den Vektor nach einem der Ansprüche 9 bis 13 enthaltend.14. Host cell containing the vector according to any one of claims 9 to 13.
15. Wirtszelle nach Anspruch 14, wobei die Wirtszelle eine Säugerzelle ist.15. The host cell of claim 14, wherein the host cell is a mammalian cell.
16. Antikörper oder ein Fragment davon, die ein RNA-Molekül nach einem der Anspüche 1 bis 6 spezifisch binden.16. Antibodies or a fragment thereof which specifically bind an RNA molecule according to one of claims 1 to 6.
17. Antikörper nach Anspruch 16, wobei der Antikörper ein monoklonaler Antikörper ist.17. The antibody of claim 16, wherein the antibody is a monoclonal antibody.
18. Antisense-RNA, die an ein RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 6 spezifisch bindet.18. Antisense RNA which specifically binds to an RNA molecule according to one of claims 1 to 6.
19. Ribozym, das ein RNA-Molekül nach einem der Ansprüche 1 bis 6 spezifisch spaltet.19. Ribozyme that specifically cleaves an RNA molecule according to one of claims 1 to 6.
20. Verwendung des RNA-Moieküls nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des Vektors nach einem der Ansprüche 9 bis 13, des Antikörpers oder des Fragments davon nach Anspruch 16 oder 17, der Antisense-RNA nach Anspruch 18 oder des Ribozyms nach Anspruch 19 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention oder Behandlung von Krankheiten, die mit einer Störung der Kontrolle der Genexpression in Zusammenhang stehen.20. Use of the RNA molecule according to one of claims 1 to 6, the vector according to one of claims 9 to 13, the antibody or the fragment thereof according to claim 16 or 17, the antisense RNA according to claim 18 or the ribozyme according to claim 19 for the manufacture of a medicament for the prevention or treatment of diseases related to a disorder in the control of gene expression.
21. Verwendung des RNA-Moieküls nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der DNA-Sequenz nach Anspruch 7 oder eines Fragments davon, des Antikörpers oder des Fragments davon nach Anspruch 16 oder 17, oder der Anti- sense-RNA nach Anspruch 18 oder eines Fragments davon zur Diagnose von Krankheiten, die mit einer Störung der Kontrolle der Genexpression in Zusammenhang stehen.21. Use of the RNA molecule according to one of claims 1 to 6, the DNA sequence according to claim 7 or a fragment thereof, the antibody or the fragment thereof according to claim 16 or 17, or the anti sense-RNA according to claim 18 or a fragment thereof for the diagnosis of diseases which are associated with a disturbance in the control of gene expression.
22. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21 , wobei es sich bei der Krankheit um eine Tumorerkrankung oder einer Erkrankung des Zentralnervensystems handelt.22. Use according to claim 20 or 21, wherein the disease is a tumor disease or a disease of the central nervous system.
23. Nicht-menschliches Säugetier, dessen NINTROX-Gen durch Deletion einer homologen Sequenz und/oder Insertion einer heterologen Sequenz verändert ist.23. Non-human mammal whose NINTROX gene is altered by deleting a homologous sequence and / or inserting a heterologous sequence.
24. Nicht-menschliches Säugetier nach Anspruch 23, wobei die heterologe Sequenz eine Selektionsmarkersequenz ist.24. The non-human mammal of claim 23, wherein the heterologous sequence is a selection marker sequence.
25. Nicht-menschliches Säugetier nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Selektionsmarkersequenz Resistenz gegen Neomycin vermittelt.25. The non-human mammal of claim 23 or 24, wherein the selection marker sequence mediates resistance to neomycin.
26. Verfahren zur Herstellung eines nicht-menschlichen Säugetiers nach einem der Ansprüche 23-25 gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:26. A method for producing a non-human mammal according to any one of claims 23-25, characterized by the following steps:
(a) Herstellung eines DNA-Fragments, insbesondere eines Vektors, enthaltend ein verändertes NINTROX-Gen, wobei das NINTROX-Gen durch Deletion einer homologen Sequenz und/oder Insertion einer heterologen Sequenz, insbesondere eines selektierbaren Markers, verändert worden ist;(a) production of a DNA fragment, in particular a vector, containing an altered NINTROX gene, the NINTROX gene being altered by deleting a homologous sequence and / or inserting a heterologous sequence, in particular a selectable marker;
(b) Präparation embryonaler Stammzeilen aus einem nicht-menschlichen Säuger (bevorzugt Maus);(b) preparation of embryonic stem lines from a non-human mammal (preferably mouse);
(c) Transformation der embryonalen Stammzellen von Schritt (b) mit dem DNA-Fragment von Schritt (a), wobei das NINTROX-Gen in den embryonalen Stammzellen durch homologe Rekombination mit dem DNA-Fragment von (a) verändert wird, (d) Kultivieren der Zellen von Schritt (c),(c) transforming the embryonic stem cells from step (b) with the DNA fragment from step (a), the NINTROX gene in the embryonic stem cells being changed by homologous recombination with the DNA fragment from (a), (d) culturing the cells of step (c),
(e) Selektion der kultivierten Zellen von Schritt (d) auf das Fehlen der homologen Sequenz und/oder Vorhandensein der heterologen Sequenz, insbesondere des selektierbaren Markers,(e) selection of the cultured cells from step (d) for the absence of the homologous sequence and / or the presence of the heterologous sequence, in particular the selectable marker,
(f) Erzeugen chimerer nicht-menschlicher Säuger aus den Zellen von Schritt (e) durch Injektion dieser Zellen in Säuger-Blastocysten (bevorzugt Maus-Blastozyten), Übertragen der Blastozysten in pseudoschwangere weibliche Säuger (bevorzugt Maus) und Analyse der erhaltenen Nachkommen auf eine Veränderung des NINTROX-Gens. (f) Generating chimeric non-human mammals from the cells of step (e) by injecting these cells into mammalian blastocysts (preferably mouse blastocytes), transferring the blastocysts into pseudopregnant female mammals (preferably mouse) and analyzing the progeny obtained for one Change in the NINTROX gene.
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