WO2006000464A2 - Verfahren zum auffinden schmerzrelevanter substanzen unter verwendung schmerzrelevanter proteine - Google Patents

Verfahren zum auffinden schmerzrelevanter substanzen unter verwendung schmerzrelevanter proteine Download PDF

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Clemens Gillen
Matthias Dreger
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Martin-K.H. SCHÄFER
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Definitions

  • the invention relates to a method for finding schtnerzrelevanter substances using the proteins KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LElMl, PID12832121 / FLJ20420 and PGKL and the use of the identified by the inventive method compounds in pharmaceuticals and diagnostics and in the pain therapy.
  • the invention further relates to the novel nucleic acid and amino acid total sequence of the mouse BAB31214 protein as well as the nucleic acid and amino acid partial sequences of the human KIAA0378 protein and the rat PID12832121 protein.
  • Pain research in recent years has provided the basic insight that the development of particularly chronic pain conditions is based on plastic changes in the nervous system, in particular in the nociceptive neurons of the dorsal root ganglia and the neurons in the region of the dorsal horns of the spinal cord (for an overview see: Coderre et al., 1993; Zimmermann & Herdegen, 1996).
  • the neuronal plasticity involves changes in the expression of certain genes and leads to a long-lasting change in the phenotype of the affected neurons.
  • the concept of neural plastic So far, it has mainly been applied to development, learning and regeneration processes. However, recent findings from pain research show that this concept also works in pathophysiological processes (Tolle, 1997).
  • the downstream neurons in the dorsal horn of the spinal cord also play a special role in the copying of pain.
  • a chronification of the pain occurs due to the increase in excitability of the downstream neurons in the spinal cord. This increase in excitability is also referred to as "central sensitization.”
  • the transmission of signals (electrical impulses) from the nociceptors to the downstream neurons is also modulated by inhibitory or excitatory interneurons Failure conventional analgesics zuge ⁇ wrote.
  • the dorsal spinal cord thus represents one of the most important switching points of nociceptive neurotransmission.
  • nociceptive signals are both processed and modulated.
  • the subcellular compartment of the participating neurons which plays the most important role in the above-mentioned pain-associated processes, represents the pre- and postsynaptic membrane.
  • the transmitter shedule is pre-synaptically regulated and the neurotransmitters are detected postsynaptically, resulting in activation or inhibition of the corresponding neuron leads.
  • These functions are primarily exercised by the synaptic membrane proteins of the dorsal spinal cord neurons.
  • chronic pain conditions often fail to provide a lasting benefit to the patient. Among other things, this causes the permanent changes in participating nerve cells.
  • proteins in particular the mentioned synaptic membrane proteins of the dorsal spinal cord involved, whose identification and characterization in the prior art has been insufficient.
  • Such proteins play an important role as molecular targets for the development of new analgesics and, in particular, for corresponding screening methods, ie for methods with which substances can be found / identified which can be used as analgesics.
  • a first aspect of the present invention is a method for finding pain regulating substances comprising the steps of: (a) incubating a substance to be tested under suitable conditions with a cell and / or a preparation of such a cell expressing at least one protein ⁇ selects from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and / or at least one protein comprising an amino acid sequence according to one of FIGS.
  • nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of FIGS. 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 encoded, and / or a protein which is encoded by a nucleic acid under stable conditions with a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence gemä ß one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 or their antisense nucleic acid hybridized or a functional fragment or a (b) measuring the binding of the test substance to the at least one protein synthesized by the cell or functional fragment or functional derivative thereof or measuring at least one of the binding of the test substance to the protein or functional - Ie fragment or functional derivative thereof altered functional parameter.
  • the method according to the invention is based on the fact that the potential pain-regulating effectiveness of a substance is identified by the interaction of this substance with a pain-regulated protein or a protein with a pain-relevant distribution in the central nervous system (CNS) as described in the invention can.
  • CNS central nervous system
  • “Pain-regulating” is a substance within the meaning of this invention when it has a potentially regulating influence on the physiological pain occurrence .In particular, this regulating influence represents an analgesic effect.
  • a “substance” is understood as meaning a chemical compound. which may potentially have an effect in the body, especially any compound suitable as a drug. These include, for example, low molecular weight drugs, nucleic acids, fats, sugars, peptides (polypeptides) or proteins, antibodies.
  • “low molecular weight” is a molecule having a molecular weight ⁇ 2 kDa.
  • An active ingredient in the sense of the invention is a compound which causes an alteration, in particular a curative effect, in an organism to which it has been administered preferably molecules synthesized by organic chemistry, in particular molecules which bind to the procedural proteins and polypeptides (in the present case the name for a protein or polypeptide which can be used in the method according to the invention).
  • a "substance to be tested” or “test substance” according to the invention is a substance as defined above, for which a potential pain-regulating effect is assumed.
  • Such a test substance is incubated with a cell according to the invention or a preparation from such a cell under suitable conditions, i.
  • the test substance and cell are reacted in an aqueous medium for a certain period of time (incubation time).
  • the incubation time depends on the type of substance and the associated interaction with a process protein. It can be a few seconds to several hours, preferably between 1 minute and 60 minutes.
  • the aqueous medium may preferably be heated to between 4.degree. C. and 40.degree. C., preferably the temperature is at room temperature or at 37.degree. C.
  • Such tempering of the aqueous medium may be effected, for example, in an incubator or waterbath.
  • the aqueous medium preferably contains suitable salts and / or buffer systems which maintain the aqueous medium at a desired pH, which is preferably between pH 6 and pH 8, preferably pH 7.0 and pH 7.5.
  • Other substances, such as Coenzymes and nutrients can be added to the aqueous medium.
  • suitable incubation conditions and their potential for variation. In general, these are physiological conditions (for example 37 ° C., pH 7.2) or conditions which enable optimum measurement according to the method of the invention.
  • a "cell” according to the invention is a cell which synthesizes a process protein or a protein according to the invention, as defined below, or a functional fragment or a functional variant of such a protein.
  • Cells can be cells expressing a process protein or protein according to the invention endogenously or expressing cells which have been genetically engineered and in this way expressing a process protein or protein according to the invention.
  • Cells according to the invention can be derived either from immortalized cell lines or from native tissue.
  • the cell can be cultured separately or form part of a tissue, in particular of an organ, in which the cell is isolated or still present in the cell structure. Preferably, however, such a cell is isolated from the tissue and the Zellver ⁇ band dissolved.
  • a “preparation" of a cell according to the invention is a preparation prepared by chemical, biological, mechanical or physical treatment, such a treatment altering the cell structure Cell, isolated cytosol, tissue-derived homogenate or a suspension of isolated cell organelles.
  • a “protein” which can be used in the method according to the invention is a protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL
  • the aforementioned proteins are proteins which have been identified as being pain-regulated or pain-relevant distributed
  • a proteomic map of the dorsal spinal cord of an animal, in particular of a rat was separated by separation subcellular fractions, such as myelin, synaptic membranes, light membranes, etc., followed by the identification of membrane proteins, of which a total of 55 identified proteins were analyzed in detail for the above-mentioned relevant proteins
  • Expression de Proteins in an animal in which pain was triggered were compared with a control animal which had not been subjected to pain-inducing measures.
  • proteins KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL are referred to below as "proteins which can be used in the method according to the invention” or “proteins which can be used in the method according to the invention” or else as "inventive method For the method according to the invention, it is irrelevant from which species the process proteins originate, but it is preferred to use the human, mouse or rat variant.
  • KIAA0378 This is the human protein KIAA0378, which is registered in the database as sp: O15083 or embl: AB002376. This protein is uncharacterized in the database and registered with an incomplete sequence. According to the invention, it has been possible to identify the missing N-terminal amino acid sequence and the associated nucleic acid sequence. The completed amino acid sequence now contains 149 additional amino acid residues at the N-terminus (see Figure 11). The corresponding nucleic acid sequence is shown in FIG.
  • KIAA0378 consists mainly of an extended coiled-coil region, which presumably plays a role in the oligomerization of the protein. Only the first 140 amino acid residues are not present in a coiled-coil structure. The protein has neither a signal nor a transmembrane sequence (see FIGS. 11 and 12).
  • KIAA0378 a specific expression pattern of KIAA0378 primary-neurons, but not in the spinal cord could be detected for the first time (see FIG. 13). It shows that the KIAA0378 protein isolated from synaptic fractions of the flint horn originates, at least to a large extent, if not exclusively, from primarily sensory neurons ending in the posterior horn of the spinal cord. This selective expression of KIAA0378 clearly indicates that KIAA0378 in synaptic spinal cord endings is relevant for sensory signal transduction in the posterior dorsal horn.
  • KIAA0378 has an important presynaptic Functioning in neurotransmission of primary neurons to neurons in the dorsal horn of the spinal cord Since almost all DRGs express neurons KIAA0378, it can be assumed that nociceptive neurons of the C- and A-delta fiber class KIAA0378 also express the pain-relevant role of KIAA0378 in nociceptive neurons. For example, administration of KIAA0378 inhibitors close to the spinal cord could interrupt a "circulus vitiosus" of the spinal pain memory.
  • BAB31214 / O9BU64 BAB31214 is the murine orthologue to the human protein Q9BU64 (accession numbers for protein and cDNA entry are tr: Q9BU64 and embl: BC 002870).
  • the murine orthologue to this human protein 8430427C 03RIK or Q9BU64 is registered as protein Q9CXA4 (accession no. Tr: Q9CXA4).
  • the investigations undertaken in the context of the invention have shown that the human sequence differs markedly from the murine sequence; it deviates strongly from the mouse sequence at the C-terminus of the protein and leads to a significantly longer ORF.
  • BAB31214 contains a coiled-coil region at the N-terminus, positions 1 to 110. It can be assumed that this region plays a role in the oligomerization of the protein and serves for interaction with other coiled-coil proteins.
  • the examinations of the expression pattern in various tissues revealed an accumulation of the mRNA only in particular in the brain and next to it in the spleen (see FIG. 22). It can therefore be assumed that a selective expression of BAB31214 in the nervous tissue, so that BAB31214 suitable for the development of low-side-effects analgesics. This is accomplished by cellular localization of the BAB31214 transcript in the gray matter of the spinal cord in motor neurons and in the brain.
  • OPA-I / KIAA0567 This is the human protein OPA-I / KIAA0567, which is designated in the database as O_060313: The orthologous proteins from rat and mouse are registered in the database with NP_598513 and NP_598269, respectively.
  • OPA-I / KIAA0567 is used for both the human protein and the mouse and rat proteins, unless a specific species is listed.
  • OPA-I / KIAA0567 has a GTPase domain, a central dynamin domain, and a highly basic N-terminal region responsible for mitochondrial localization (Delettre et al., 2000). It has been described by Olichon et al.
  • OPA-I / KIAA0567 as a component of mitochron- trial networks, is an important organizer of the inner mitochondrial membrane, which is responsible for the integrity of the so-called cristae. It has been found in the prior art that a mutation in the OPA-I / KIAAO567 gene causes an autosomal dominant hereditary atrophy of the optic nerves (so-called optic atrophy type 1) (Alexander et al., 2000) Blindness leads. It was therefore assumed that mutations in the OPA-I / KIAA0567 gene disrupt the mitochondrial integrity and thus lead to reduced energy production in the nerve cells of the optic nerve. It is known that nerve cells are extremely sensitive to mitochondrial disorders because of their high energy requirement.
  • OPA-I / KIAA0567 has now been isolated as a protein of synaptic membranes of the dorsal horn, whose expression could be detected mainly in the brain and for which ubiquitous expression, as is typical for mitochondrial proteins, could not be detected.
  • OPA-I / KIAA0567 belongs to the mitochondrial proteins which are coded in the nuclear genome and thus can also occur in other organisms in contrast to the proteins encoded in the mitochondrial genome, prove that it is OPA-I / KIAA0567 is not a pure mitochondrial protein.
  • the investigations of the expression pattern in various tissues underlying the present invention showed the highest accumulation of the OPA-I / KIAA0567 transcript in the brain (see FIG. 33), followed by the placenta and the uterus. In the other examined tissues (heart, lung, liver, kidney, spleen, stomach, small intestine, thyroid, testes, skeletal muscle) no transcript was detected.
  • OPA-I / KIAA0567 A cellular localization of OPA-I / KIAA0567 in pain-relevant tissue could be detected in the DRGs and in the gray matter of the spinal cord, in the motor neurons and in the brain (see Figures 34 to 38). Based on the proven relatively selective expression of OPA-1 / KIAA0567 in the nervous system, it can be assumed that OPA-I / KIAA0567 is suitable for the development of low-side-effects analgesics.
  • CPG2 / KIAA1756 This protein is cortical plasticity-related protein 2 (CPG2), registered under accession number NP_062228. It is the rat orthologue to the human protein KIAAI 756 (Accession Number BAB21847) and the murine protein NP_700448. In the present case, the term "CPG2 / KIAA 1756" is used synonymously for the human as well as mouse and rat proteins, unless a special species is listed.
  • the rat CPG2 protein was isolated as a protein of synaptic membranes of the dorsal horn and has a length of 491 amino acids, contains nine Spektrin domains with about 100 amino acids in length and is thus similar to the Duchenne muscular dystrophy protein dystrophin with a total of 25 Spektrin domains. Furthermore, the GPG2 contains an amino acid portion of 14 amino acids, of which 11 amino acids are identical to a similar length of the dystrophin Poteins (Nedivi et al., 1996). A cellular localization of dystrophin in the brain as a component of postsynaptic density (PSD) could be detected (Lidov et al., 1990). PSD plays an important role in synaptic plasticity.
  • PSD postsynaptic density
  • CPG2 has also been associated with synaptic plasticity in the hippocampus and cortex. Both PSD and the synaptic plasticity of the dorsal horn neurons are involved in the chronification of pain.
  • CPG2 structurally related protein dystrophin in the CNS is part of the PSD, it was confirmed by the findings according to the invention that CPG2 is expressed both in the dorsal horn of the spinal cord and in the PSD. It is localized at a central point of pain transmission and is therefore suitable for the development of low-side-effects analgesics.
  • LETMl This is the human leucine zipper / EF-hand containing transmembrane protein 1 (LETM1) protein, which is designated NP_036450 in the database: The orthologous proteins from rat and mouse are available in the database with NP_062668 resp XP_223541 registered.
  • LTM1 transmembrane protein 1
  • the human LETM1 gene could be localized by FISH analysis on chromosome 4pl6.3.
  • This disease is characterized by severe psychomotor retardation, often accompanied by hypotonia and cerebral seizures of human LETMl is responsible in particular for the cerebral seizures of WHS patients (Zollino et al., 2003)
  • LETM1 is used as protein sy nattic membranes of the dorsal horn has been isolated in connection with the fact that human LETM1 plays a role in intracellular calcium homeostasis, whose intracellular modulation in turn represents an attractive target for spinal analgesia, proving that human LETM1 and LETM1 in general molecular target protein for the development of side effect analgesics is.
  • PID12832121 / FLT20420 was isolated as a protein of synaptic membranes of the dorsal horn. It is the rat orthologue of mouse protein 0610041L09RIK, which is in the database with tir: Q9CRB9 and for the cDNA with NMJ325336: The orthologous human protein is registered in the database with accession numbers for protein and cDNA tr: Q9NX63 and embl: BC011596. The rat orthologue is not registered in the database, but according to the invention a new partial sequence of the cDNA could be obtained by the composition of EST sequences.
  • the term "PID12832121 / FLJ02420” is used synonymously for the human protein and the mouse and rat proteins, unless a specific species is listed.
  • the mouse protein and its closely related relatives contain a (as yet unpublished) homology domain Mito-C4, which originates from the MEMOREC pedigree collection (ME00694). In the amino acid sequence of the mouse, this domain is in the range of amino acids 180 to 220.
  • the Mito C4 domain is so far associated with no special function. It is a short homology domain of about 40 amino acids with four invariant cysteine residues found in many small proteins.
  • proteins that contain the mito C4 domain are located in the mitochondrion, although they each lack a mitochondrial targeting sequence.
  • the domain consists of a 'helical hairpin' unit that is stablilized by two disulfide bridges. This explains, inter alia, the four conserved Cys residues.
  • PID12832121 / FLJ20420 protein contains no other homology domains.
  • the region of amino acid 50 to 180 contains a putative coiled-coil region which, as mentioned above, is a structural motif that often serves to interact with other coiled-coil proteins, particularly in the formation of homo-dimers.
  • PGRL This is the prostaglandin regulatory-like protein PGRL.
  • the orthologous PGRL proteins from rat, mouse and human are listed in the database for protein and cDNA with the following accession numbers: rat: XP_222900 (protein) and XM_222900 (cDNA), mouse: XP_110315 (protein) and XM_110315 (cDNA), human: NP_443100 (protein) and NM_052868 (cDNA).
  • PGRL is used synonymously for the human protein as well as the mouse and rat proteins, provided no specific species is listed.
  • PGRL has a length of 613 amino acids and belongs to the Ig superfamily.
  • PGRL has an N-terminal signal sequence, four immunoglobin domains, three N-linked glycosylation sites, a transmembrane domain and a short cytoplasmic region.
  • Immunoprecipitation and mutation analyzes indicated that PGRL interacts with the tetraspanin protein CD81 (Clark et al., 2001).
  • the finding according to the invention that PGRL transcripts were to be detected most strongly in the brain (followed by testis, heart and kidney and in each case decreasing in the liver, spleen, lung and skeletal muscle) proves that PGRL is involved in pain regulation and thus suitable for the development of low-side-effects analgesics.
  • a protein is also included and can be used in the method of the invention (process protein) which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid sequence of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39 , 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 or their antisense nucleic acid hybridizes.
  • “Hybridization” in the sense of the invention means a formation of a double-stranded nucleic acid molecule from two separate single strands by base pairing.
  • “Stringent conditions” in this context mean that there are prerequisites in which only exactly base-paired nucleic acid strands are formed to stay stable.
  • an “antisense” nucleic acid is to be understood as meaning a natural or modified nucleic acid whose base sequence is complementary to the base sequence of at least one subregion of a naturally occurring RNA.
  • an “antisense nucleic acid” is to be understood as meaning the non-coding (antisense) strand of a nucleic acid which has the complementary sequence of bases to the coding (sense) strand of the nucleic acid.
  • the functional fragments and functional variants of the proteins are also included.
  • the terms “protein” and “polypeptide” are used interchangeably.
  • functional fragments and functional variants of the process protein or the proteins of the invention defined below. “Functional” in the sense of the invention means that the proteins, fragments, variants play a role in pain conditions in the organism in which they occur, in particular in the regulation of pain, for example an antinociceptive, antihyperalgesic or antiallodynic effect.
  • a fragment according to the invention relates both to proteins and to polypeptides and nucleic acids of the present invention. These may be N-terminal, C-terminal or intrasequi- nately truncated amino acid or nucleic acid sequences.
  • the preparation of such fragments according to the invention is well known in the art and can be carried out by a person skilled in the art using standard methods (see, for example, Sambrook et al., 2001).
  • fragments are accomplished by modifying the nucleic acid sequence encoding the native protein or polypeptide, followed by transformation of that nucleic acid sequence into a suitable host and expression of that modified nucleic acid sequence, provided that the modification of the nucleic acid is functional Do not destroy activities of the protein or polypeptide.
  • Fragments of nucleic acids according to the invention can be prepared, for example, by treatment with suitable restriction enzymes.
  • the identification of fragments according to the invention can be carried out either by checking their functionality by measuring their biological activity or else by sequencing the fragments and subsequently comparing the sequence obtained with the naive sequence. Methods for measuring biological activity as well as sequencing methods are numerous and well known in the art.
  • Variants of the invention also relate both to the proteins and to the polypeptides and the nucleic acids according to the present invention.
  • Variants of proteins, polypeptides or nucleic acids or fragments thereof are those proteins, polypeptides, nucleic acids or fragments thereof which have sequence differences to the corresponding native sequences. These sequence deviations may be one or more insertions, deletion (s) and / or substitutions) of amino acids. in which a sequence homology of at least 60%, preferably 70%, more preferably 80%, also more preferably 85%, even more preferably 90% and most preferably 97%, is present.
  • the sequences can be adjusted to subsequently determine the matches or deviations in the sequence. For this purpose, for. For example, gaps in the sequence of the first amino acid or nucleic acid sequence are introduced and the amino acids or nucleotides are compared at the speaking position of the second amino acid or nucleic acid sequence. If one position in the first amino acid sequence is occupied by the same amino acid or nucleotide, as is the case at another position in the second sequence, then both sequences are identical at that position.
  • the percent identity between two sequences is a function of the number of identical positions shared by the sequences. The determination of the percentage identity of two sequences can be carried out using a mathematical algorithm.
  • a preferred but not limiting example of a mathematical algorithm that can be used to compare two sequences is the algorithm of Karlin et al. (1993), PNAS USA, 90: 5873-5877. Such an algorithm is integrated into the NBLAST program which can identify sequences having a desired identity to the sequences of the present invention. In order to obtain a gapped alignment as described above, the gapped BLAST program can be used as described in Altschul et al, 1997, Nucleic Acids Res, 25: 3389-3402.
  • variants also includes in particular those amino acid and nucleic acid sequences which have conservative substitutions with respect to the physiological sequences.
  • Conservative substitution refers to those substitutions in which amino acids derived from the same class are interchanged.
  • amino acids with aliphatic side chains, positively or negatively charged side chains, aromatic groups in the side chain or amino acids whose side chains can undergo hydrogen bonding for example side chains which have a hydroxy function.
  • an amino acid having a polar side chain is replaced by a another amino acid is replaced with a likewise polar side chain or, for example, an amino acid characterized by a hydrophobic side chain is substituted by another amino acid with likewise hydrophobic side chain, for example serine (threonine), by threonine (serine) or leucine (isoleucine) Isoleucine (Leucine).
  • Insertions and substitutions are possible in particular at those sequence positions which do not bring about a change in the three-dimensional structure by insertion (s) or deletion (s), which can be easily checked, for example, with the aid of CD spectra (circular dichroism spectra).
  • variants which have substitutions with respect to the native sequences are described, for example, in US Pat. Nos. 4,737,462, 4,588,585 and 5,017,691.
  • the preparation of variants in general is also described in particular by Sambrook et al., 2001. In this case, codons can be left out, supplemented or exchanged.
  • Variants may, in particular, also be those proteins, polypeptides or nucleic acids which are stabilized in order to counteract physiological degradation, for example by stabilization of the protein backbone by substitution of the amide-like bond, for example also by the use of .beta.-amino acids.
  • Variants according to the invention can also be prepared in which changes are introduced into the nucleic acids which code the variants, such as, for example, insertions, separations and / or substitutions of one or more nucleotides.
  • Numerous methods for such alterations of nucleic acid sequences are known in the art.
  • One of the most commonly used techniques is oligonucleotide-directed site-directed mutagenesis. In this technique, an oligonucleotide is synthesized whose sequence has a particular mutation. This oligonucleotide is then hybridized to a template that the Wüdtyp Nukleinklaresec-j contains uence. Preferably, a single-stranded template is used in this technique.
  • a DNA-dependent DNA polymerase is used to synthesize the second strand of the oligonucleotide that is complementary to the template DNA strand.
  • a heteroduplex molecule containing a mismatch resulting from the above-mentioned mutation in the oligonucleotide is obtained.
  • the oligonucleotide DNA is introduced into a suitable plasmid, this is introduced into a (host) cell, in this (host) cell the oligonucleotide DNA is replicated.
  • This technique contains nucleic acid sequences with specific changes (mutations) which can be used for the preparation of variants according to the invention.
  • step (b) of the method according to the invention it is determined in step (b) of the method according to the invention whether the test substance used in the method is a pain-regulating substance.
  • This can either be achieved by binding the test substance to the protein, for example by displacing a known ligand, or by determining the amount of bound substance, or by determining the change in a functional parameter as a result of the interaction between the test substance and Protein take place.
  • the measurement of the binding of a test substance to a process protein takes place via the displacement of a known labeled protein of the protein (or the functional fragment or the functional variant thereof) and / or via the activity of one bound thereto labeled test substance.
  • binding the test substance to the protein is to be understood an interaction between protein and test substance which leads to a fixation Such an interaction can be used, for example, in the regulation, inhibition and / or activation of receptors, ion channels
  • displacement of a known labeled ligand is meant a complete or partial removal of this ligand from its binding site.
  • the ligand can be labeled, for example, radioactively, fluorescently or luminescently.
  • the ligand is able to obtain corresponding detection reactions (for example the radioactivity, fluorescence or luminescence).
  • a ligand is any substance that binds highly specifically to a molecule that is in the organism, especially on the surface of a cell. An example of this is a receptor. This ligand is displaced from its binding site by the test substance which likewise binds to such a molecule.
  • the measurement of a parameter changed by the binding of the test substance to a process protein takes place.
  • “Functional parameters” are to be understood as meaning the measured variables of an experiment which are related to the function of the protein. nexpression, ionic milieu, pH, membrane potential, enzyme activity or concentration of the 2 nd messengers.
  • the measurement of at least one functional parameter changed by the test substance preferably takes place via a measurement of the regulation, inhibition and / or activation of receptors, ion channels and / or enzymes, in particular via a measurement of the change in gene expression, of the ion milieu, of the pH
  • the measurement of the test substance can thus take place directly via its influence on receptors, ion channels and / or enzymes, but it can also take place indirectly, in which states such as gene expression, ion milieu, pH, membrane potential, enzyme activity or concentration of the 2 ⁇ d messengers.
  • 2 nd messenger is understood to mean a small molecule that is either formed in the cytosol or transported into the cytosol as a result of an extracellular signal Way to forward information to the cell interior (eg cAMP, IP 3 ).
  • 2 nd messenger mediators of intra ⁇ cellular pathway are reducing cyclic AMP (cAMP), Inositolüdphosphat (IP3) or Diacylgly- CEROL (DAG).
  • a test substance is to be characterized as having pain-regulating properties based on the results of the measurements described above if it brings about a behavioral change through its penetration into a living organism which the person skilled in the art designates pain-relieving (anti-nociceptive, anti-hyperalgesic or anti-allodynic).
  • a substance can be termed pain-regulating if a stronger binding or the triggering of a change of a functional parameter takes place to a greater extent (for example 100%) than occurs in comparison with the average of the substances tested ,
  • the cell which synthesizes a process protein is preferably genetically engineered before step (a) of the process of the present invention.
  • This is understood to mean a change of cells, tissues or organisms in which genetic material is introduced into the cell.
  • this genetic material is one or more nucleic acids.
  • the genetic manipulation permits the measurement of at least one functional parameter modified by a test substance. In this case can By genetic manipulation, a change in a functional parameter can be measured at most or even improved.
  • the cell expresses a non-endogenously expressed form of a G protein (GTP-binding protein) by genetic manipulation or that a reporter gene is inserted into the cell.
  • GTP-binding protein a non-endogenously expressed form of a G protein
  • a G protein is introduced into the cell, which either is not present endogenously, or is not expressed physiologically.
  • This may be, for example, a chimeric G protein, by which a change in the signaling pathway can be effected, or a promiscuous G protein, which represents a very binding protein.
  • G-protein represents the internationally customary abbreviation for a guanosine triphosphate (GTP) -binding protein. It is activated as a signal protein by G-protein-coupled receptors
  • reporter gene is used for genes whose Products can be easily detected by simple biochemical or histochemical methods.
  • luciferase gene examples include the alkaline phosphatase or the Green Fluorescent Protein (GFP).
  • GFP Green Fluorescent Protein
  • the genetically manipulated cell is cultured before step (a) of the process under conditions which allow expression, preferably under selection pressure.
  • “Culturing” a cell means keeping the cell under conditions that ensure survival of that cell as well as of the subsequent generation (s), ie, in particular, under conditions that allow expression.
  • Conditions that allow for expression are Such conditions relate, for example, to the temperature, the pH, the medium used, in which a cell is cultivated, the addition of inducing substances, nutrients and cofactors, Incubation time and oxygen content Cultivation under "selection pressure" means that only selected cells will continue to be cultured. This makes it possible to check whether the genetic manipulation has been successful.
  • a cell according to the present invention is preferably an amphibian cell, bacterial cell, yeast cell, insect cell or an imortalized or native mammalian cell.
  • amphibian cells are Xenupus oocytes, for bacterial cells E. coli, Baellus, Pseudomonas, Streptomjces, and Samonella, for yeast cells Saccharomyces ceremsiae, Pi ⁇ ia P ' astoris, for insect cells SfP cells, for immortalized mammalian cells Heia cells and for mammalian cells native to CHO. cells. and COS cells. This list is by no means exhaustive. The choice of a cell to be used in the method according to the invention depends on several factors, for example in the introduction of a vector into the cell, in particular of the vector used.
  • the cell is genetically engineered to contain at least one nucleic acid according to any one of Figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 or a functional fragment or a functional variant thereof.
  • the nucleic acid is contained in a recombinant DNA construct, preferably a vector, particularly preferably an expression vector.
  • a recombinant DNA construct is understood as meaning an in vitro produced DNA molecule.
  • a vector is generally understood to mean a nucleic acid molecule which contains foreign genes (foreign nucleic acid).
  • All of the vectors mentioned in the present invention can be an expression vector, ie a vector which has the ability to express and / or amplify the nucleic acids contained in a prokaryotic and / or eukaryotic cell.
  • the present invention relates to plasmid vectors, for example pBABEpuro, phages or retroviral vectors, in particular also all vector systems which can be used gene therapy, for example also adenoviral and adenoviral associated vector systems.
  • Vectors according to the invention preferably have control sequences which enable or enhance expression of the nucleic acid according to the invention and regulate transcription.
  • control sequences include, for example, polyadenylation signals, promoters, eg natural or synthetic promoters, enhancers for effecting transcription, operator sequences for regulating transcription, silencing agents for tissue-specific transcription, sequences encoding suitable ribosome binding sites on the mRNA, sequences encoding the sequences Stabilize mRNA and sequences that regulate the termination of transcription and / or translation.
  • promoters eg natural or synthetic promoters
  • enhancers for effecting transcription operator sequences for regulating transcription
  • silencing agents for tissue-specific transcription sequences encoding suitable ribosome binding sites on the mRNA
  • sequences encoding the sequences Stabilize mRNA and sequences that regulate the termination of transcription and / or translation Stabilize mRNA and sequences that regulate the termination of transcription and / or translation.
  • a preferred promoter for vectors used in bath subtilis is the AprE promoter
  • a preferred vector used in E. coli is the T7 / Lac promoter
  • a preferred promoter used in Saccharomyces cere ⁇ ae is PGKl
  • a preferred promoter used in Aspergillus niger is glaA
  • a preferred promoter used in Tri ⁇ odema reesei (reesei) is cbhl.
  • Promoters suitable for use in prokaryotic (host) cells include, for example, beta-lactamase (vector pGX2907 [ATCC39344], containing the replicon and the beta-lactamase gene), lactose promoter systems (Chang et al (1978), Nature (London, 275: 615), Goeddel et al (1979), Nature (London), 281: 544), alkaline phosphatase, the tryptophan (trp) promoter system (vector pATHI [ATCC37695] ) and hybrid promoters such as the tac promoter (isolable from plasmid pDR540 [ATCC37282]).
  • beta-lactamase vector pGX2907 [ATCC39344]
  • lactose promoter systems Chang et al (1978), Nature (London, 275: 615), Goeddel et al (1979), Nature (London), 281: 544
  • promoters used in bacterial systems also contain a Shine-Dalgarno sequence that is operably linked to the nucleic acid.
  • Suitable expression vectors may, for example, consist of segments of chromosomal, non-chromosomal and synthetic DNA. For this purpose, numerous derivatives of SV40 and bacterial plasmids are known.
  • Examples are plasmids from E, coli, such as col E1, pBK, pCR1, pBR322, pMb9, pUC19 and their derivatives, plasmids useful for a broad host range, such as RP4, and phage DNAs, such as numerous phage lambda derivatives , eg, NM989, as well as other DNA phages, eg, M13, as well as single-stranded DNA structural phages, yeast plasmids, vectors suitable for use in eukaryotic cells, and vectors consisting of a combination of plasmid and phage DNA.
  • Numerous expression techniques for the use of expression vectors according to the invention are known in the prior art. Such techniques are generally described, for example, in Sambrook et al., 2001.
  • Another object of the invention relates to a protein (referred to herein as "erfindungsgemä ⁇ ßes protein”), which comprises an amino acid sequence according to any of Figures 11, 20 or 54 or a functional fragment or a functional variant thereof or consists of exigt said amino acid sequences.
  • the amino acid sequence according to Figure 11 coding for human KIAA0378, was completed by 149 amino acids compared to the amino acid sequence present in the database at the N-terminus
  • the amino acid sequence according to Figure 20, coding for the murine BAB31214, and the amino acid sequence according to Figure 54, coding for the protein PID12832121 / FLJ20420 from the rat were also obtained according to the invention, in which respect reference is made to the above statements.
  • a further subject of the invention is a protein (in the present case referred to as "protein according to the invention") which is encoded by a nucleic acid according to one of the figures 12, 21 or 55.
  • a further subject matter of the invention is a protein which is encoded by a nucleic acid which hybridizes under stringent conditions with a nucleic acid according to any one of Figures 12, 21 or 55 or their antisense nucleic acid.
  • the nucleic acid sequences of Figures 12, 21 and 55 encode human KIAA0378, murine BAB31214 and rat PID12832121 / FLJ20420, respectively.
  • the invention also encompasses both the above-described proteins according to the invention (human KIAA0378, murine BAB31214 and rats PID12832121 / FLJ20420) and also the process proteins which have modifications.
  • the proteins may be modified post-translationally (after translation), they may be glycosylated, phosphorylated, amidated, methylated, acetylated, ADP-ribosylated, hydroxylated, membrane-anchored, cleaved or shortened.
  • Post-translational modifications are for example, in Voet / Voet, Biochemistry, 1 "Edition, 1990, pp. 935-938.
  • process proteins and proteins according to the invention can be carried out by standard methods which are well known to the person skilled in the art.
  • a method typically comprises the steps of: (a) cultivating a cell under suitable conditions, (b) expressing the protein-encoding nucleic acid or nucleic acid constant under appropriate conditions, and (c) isolating the protein from the cells and / or the culture supernatant.
  • polypeptide can typically be carried out in the art in suitable expression systems, preferably as a secreted product of stable transfectants, eg CHO cells or other animal cells, such as Cos7 or SF9 (insect cells), or other eukaryotic cell systems, for example Pichia pastoris.
  • suitable expression systems eg CHO cells or other animal cells, such as Cos7 or SF9 (insect cells), or other eukaryotic cell systems, for example Pichia pastoris.
  • the expressed proteins according to the invention have respective leader sequences suitable for secretion in the cell system. Therefore, vectors used for expression according to the invention will contain coding sections which code for a functional leader sequence, for example as described in Brocks et al.
  • Isolation of the protein according to the invention from the cell may be carried out by standard methods, such as chromatography methods, precipitation methods, etc., which are suitable for the purification of polypeptides and proteins (see also Sambrook et al., 2001).
  • a broad subject of the method is a nucleic acid encoding a protein selected from the group consisting of human KIAA0378, murine BAB31214 and rat PID12832121 / FLJ20420, or a functional fragment or a functional variant of such a protein.
  • a nucleic acid is referred to herein as "nucleic acid according to the invention”.
  • nucleic acid which consists of a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 21 or 55, or comprises such a nucleic acid sequence or a functional fragment or a functional variant of such a nucleic acid.
  • nucleic acid according to the invention Such a nucleic acid is referred to herein as "nucleic acid according to the invention”.
  • nucleic acids designated in the present invention may be DNA, genomic DNA, synthetic DNA, in particular cDNA, as well as RNA, in particular mRNA.
  • the nucleic acid molecules may be double or single stranded. Single-stranded RNA or DNA can be either the coding (sense) or non-coding (antisense) strand.
  • nucleic acids which occur as nucleic acid constructs, ie contain a sequence segment coding for one of the proteins according to the invention and one or more further sequence segments.
  • Such further sequence segments may, for example, be sequences which code for a lead peptide which acts as a signal for the secretion of the protein according to the invention in eukaryotic cells.
  • Other sequences which may be included in the nucleic acids of the invention are also noncoding sequences, such as 3 'and 5' non-coding sequences including e.g. regulatory sequences.
  • nucleic acid sequences of the present invention may also be fused to nucleic acid sequences encoding, for example, a marker sequence or coding for a sequence encoding a polypeptide which facilitates, for example, the isolation or purification of the polypeptide of the invention.
  • Representative sequences include, for example, those that encode a glutathione-S-transferase (GST) fusion protein, a polyhistidine (eg HIS 6) hemagglutinin or HSV tag.
  • GST glutathione-S-transferase
  • HIS 6 polyhistidine
  • the nucleic acids according to the invention may preferably be isolated. This means that the nucleic acid molecule or nucleic acid sequence is not flanked by nucleic acid sequences which normally flank the gene or nucleic acid sequence (as in genomic sequences) and / or which have been completely or partially purified (such as in a DNA or nucleic acid sequence) RNA bibli ⁇ thek).
  • an isolated nucleic acid of the invention may be isolated relative to the cellular environment in which it naturally occurs.
  • nucleic acids or nucleic acid constructs according to the invention are also included according to the invention, to which the above statements apply correspondingly to the terms functional, fragment and variant.
  • nucleic acids, nucleic acid constructs, or functional fragments or functional variants thereof according to the invention can be carried out by standard methods known to the person skilled in the art (see, for example, Sambrook et al., 2001). In particular application in this context finds the PCR technique. A review of the sequence of nucleic acids produced according to the invention can be carried out by means of sequencing or hybridization methods, which are likewise familiar to the person skilled in the art.
  • gene products of the nucleic acids according to the invention are also encompassed by the invention.
  • the gene product preferably encodes a protein or polypeptide of the type shown in FIGS. 12, 21 or 55 shown amino sequences.
  • a gene product of the present invention not only meets the transcript (mRNA) but also polypeptides or proteins, preferably in purified form. Also included are alleles, functional fragments or functional variants of such gene products. For functional fragments or functional variants of the gene products, the above definitions of these terms apply accordingly.
  • Another object of the invention is a vector containing at least one nucleic acid coding for a protein selected from the group consisting of human KIAA0378, murine BAB31214 and rats PID12832121 / FLJ20420, or a functional fragment or a functional variant of such a protein and or contains a nucleic acid which consists of a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 21 or 55, or comprises such a nucleic acid sequence or contains a functional fragment or a functional variant of such a nucleic acid and / or an antisense nucleic acid or a PNA, which contains a Nucleic acid sequence, which is able to specifically bind to a nucleic acid which encodes one of the proteins human KIAA0378, murine BAB31214 and rats PID12832121 / FLJ20420 or specifically binds to a nucleic acid according to the figures 12, 21 or 55.
  • Such a vector according to the invention is preferably one of the vectors described above.
  • a further subject of the invention is a cell which contains at least one protein which comprises an amino acid sequence according to one of the figures 11, 20 or 54 or a functional fragment or a functional variant thereof or consists of one of said amino acid sequences and / or a protein which is encoded by a nucleic acid according to one of FIGS. 12, 21 or 55 and / or contains a protein which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid according to one of FIGS.
  • nucleic acid and / or - contains a nucleic acid coding for a protein selected from the group consisting of human KIAA0378, murine BAB31214 and rats PID 12832121 / FLJ20420, or a functional fragment or a functional variant of such a protein and / or a nucleic acid contains, which consists of a nucleic acid sequence according to one of the Figure n 12, 21 or 55, or comprises such a nucleic acid sequence or a functional fragment or a functional variant of such a nucleic acid and / or contains an ⁇ -antisense nucleic acid or a PNA which has a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid which encodes one of the proteins human KIAA0378, murine BAB31214 and rat PID12832121 / FLJ20420 or specifically to a nucleic acid according to of Figures 12, 21 or 55 binds and / or
  • Such a cell according to the invention is preferably an amphibian cell, bacterial cell, yeast cell, insect cell or an immortalized or native mammalian cell. Examples of such cells have already been described above.
  • the preparation of cells according to the invention can be carried out by methods which are well known in the art (for example described in Sambrook, 2001). Such a method may comprise the following steps: (a) preparation of a nucleic acid or vector according to the invention as described above, (b) introduction of the nucleic acid and / or the vector according to step (a) into a cell.
  • the preparation of a nucleic acid according to the invention or of the vector according to the invention described above can be carried out using standard methods well known to those skilled in the art and following the standard methods already described above.
  • the introduction of the nucleic acid or the vector according to the invention into the cell can be carried out using any suitable standard method. These include, for example, transformation, electroporation, transfection using e.g. Calcium chloride, lipofection, infection, transduction, etc.
  • Various standard methods are described, for example, in Sambrook et al., 2001.
  • Another object of the invention is an antibody against one of the proteins according to the invention - human K1AA0378, murine BAB31214 and rats PID12832121 / FLJ20420.
  • the term antibody is understood by those skilled in the art to be soluble or cell-membrane bound molecules that are characterized by their specific interaction with a complementary cell surface molecule ("antigen.") These are generally proteins called immunoglobulins which have a specific binding site for antigens. Preferably, it is a monoclonal or polyclonal antibody. Monoclonal antibodies are selectively antibodies directed against a single antigenic determinant of an antigen, whereas polyclonal antibodies are an antibody. represent antibodies which are directed against several determinants of an antigen tet.
  • a further subject of the invention is an antisense nucleic acid which comprises a nucleic acid sequence or consists of a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid according to the invention or a functional fragment or a functional variant of a nucleic acid according to the invention.
  • An antisense nucleic acid is to be understood as meaning a nucleic acid which is complementary to a coding (sense) nucleic acid.
  • An antisense nucleic acid may be present as DNA or RNA.
  • An antisense nucleic acid can be used, for example, for so-called antisense strategies by which the mRNA or protein concentration can be influenced, in particular reduced.
  • constructs can be made, e.g. Antisense oligonucleotides (DNA or RNA) which have increased stability towards nucleases, for example, using modified nucleotide building blocks (e.g., O-allyl ribose).
  • modified antisense oligonucleotides can then, for example, bind to a complementary mRNA and thus prevent or hinder their translation.
  • antisense constructs using non-traditional bases such as inosine, quinine or wybutosine, as well as acetyl, methyl, thio and similarly modified forms of adenine, cytidine, guanosine, thymidine and uridine can not be degraded or degraded to a lesser extent by endogenous nucleases.
  • An antisense nucleic acid of the present invention preferably has a length of 15 to 100 nucleotides, more preferably 15 to 50 nucleotides, more preferably 15 to 30 nucleotides, most preferably 18 to 25 nucleotides.
  • a further subject of the invention is a PNA which comprises a nucleic acid sequence or consists of a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid according to the invention or a functional fragment or a functional variant of a nucleic acid according to the invention.
  • PNA represents the internationally customary abbreviation for Peptidic Nucleic Acid ("peptidic nucleic acid").
  • peptidic nucleic acid By the way, pepidically linked amino acids form a chain, whereby the amino acids as side chain are one for the Hybridization with a base suitable for DNA or RNA.
  • PNAs can be made by replacing the phosphate backbone with nucleic acid sequences.
  • a PNA according to the present invention preferably has a length of 15 to 100 nucleotides, more preferably 15 to 50 nucleotides, most preferably 15 to 30 nucleotides.
  • Another object of the invention is a ribozyme which comprises a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid according to the invention or a functional new fragment or a functional variant of a nucleic acid according to the invention.
  • a nucleic acid according to the invention may be part of a ribozyme or another DNA enzyme or a catalytic RNA or DNA.
  • a ribozyme is to be understood as meaning a catalytically active ribonucleic acid which catalyzes a specific cleavage of the RNA as an enzymatically active RNA molecule. These include self-splicing RNAs.
  • ribozymes are, for example, self-splicing introns, ribonuclease P (from E. coli), the hammerhead ribozyme, the hairpin ribozyme or tRNA phe .
  • Soche ribozymes may contain nucleic acid segments which bind to complementary nucleic acids (nucleic acid segments) and cleave them.
  • the function of self-splicing RNA is to remove introns from pre-rRNAs and pre-tRNAs, leading to mature rRNAs or tRNAs. The splicing reaction is initiated by the contact of a G nucleotide with the intron of the RNA.
  • RNA is cleaved, the new 3 'end of the RNA generated by this cleavage, in turn cleaves the other end of the intron.
  • a ribozyme according to the present invention preferably has a length of from 20 to 100 nucleotides, more preferably from 40 to 90 nucleotides, most preferably from 50 to 70 nucleotides.
  • siRNA which comprises a nucleic acid sequence or consists of a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid according to the invention or a functional fragment or a functional variant of a nucleic acid according to the invention.
  • siRNA stands for "short interference RNA.” It is an intermediate of the "RNA interference” (RNAi) signaling pathway.
  • RNAi RNA interference
  • a double-stranded RNA molecule is transformed into small interferences by the Dicer ribonuclease. disrupting RNAs (siRNAs).
  • siRNAs disrupting RNAs
  • One of the strands of siRNA the strand complementary to a target mRNA, binds to this mRNA, which is then degraded by the RDE-I nuclease.
  • siRNA according to the present invention preferably has a length of from 10 to 50 nucleotides, more preferably from 15 to 40 nucleotides, more preferably from 20 to 25 nucleotides. And most preferably 21 to 23 nucleotides.
  • sh (small hairpin) RNAs represent a further subject of the invention within the scope of the present invention. These are preferably RNA sequences of twice the length, as described above for siRNA, which can likewise bind to a nucleic acid according to the invention .
  • Such shRNAs are preferably provided by transcription from a plasmid, whereby the final RNA transcript can fold back to form a double-stranded RNA with a hairpin loop.
  • a shRNA a special form of the siRNA
  • a shRNA preferably has a sequence complementary to one of the nucleic acid strands of the nucleic acid according to the invention, which as such can form a double strand with a hairpin loop.
  • Such shRNA have a slowed dissociation kinetics.
  • siRNAs according to the invention have the general structure 5 '- (. N 19 25) -3', more 5 '- (Ni 9 _ 24) -3', even more preferably 5 '- (N 2U2 ⁇ ) - 3', where N is any base.
  • at least 90%, preferably 99% and in particular 100% of the nucleotides of a dsRNA according to the invention can be complementary to a section of the (m) RNA sequence of a sequence according to the invention.
  • 90% complementary means that, for example, given a length of 20 nucleotides of an siRNA according to the invention, this is not complementary to the corresponding segment on the (m) RNA for at most 2 nucleotides.
  • the sequence of the double-stranded RNA according to the invention, with its general structure, is preferably completely complementary to a section of the (m) RNA of a sequence according to the invention.
  • siRNA according to the invention which have the following sequence motifs: AAN 19 TT, NAN 19 NN, NARN 17 YNN and / or NANN 17 YNN, where N is an arbitrary nucleotide, A is adenosine, T is thymidine, R is purines (A or G) and Y is pyrimidine bases (C or T).
  • a dsRNA according to the invention can be complementary to any desired segment on the mRNA or the primary transcript of a sequence according to the invention.
  • RNA molecule In a eukaryotic cell, for the production of an mRNA, the gene in its entire length, both introns and exons, is transcribed into a long RNA molecule, the primary transcript. Stability of the mRNA is accomplished by processing the primary transcript at the 5 'end with addition of an atypical nucleotide with a methylated guanine and polyadenylation at the 3' end. Before the RNA leaves the cell nucleus, the intron sequences are removed by RNA splicing and the exons are joined together, in particular with respect to the splice form, ie the mature mRNA, a siRNA according to the invention is complementary.
  • a particularly preferred embodiment is a sh / siRNA having a GC content of at least 30%, in a more preferred embodiment of up to 30% to 70% and in a more preferred embodiment of 40% to 60% or even more preferably between 45 and 55%.
  • a further particularly preferred embodiment of an si (sh) RNA according to the invention is a target sequence which contains the same frequency of all nucleotides on the antisense strand.
  • 2'-deoxythymidine for the 2-nt 3 'overhang occurs in an siRNA according to the invention, since this is thereby protected from exonuclease activity.
  • the target sequence of a si / shRNA according to the invention occurs only once in the target genes or is also singular for the respective genome of the treated cells.
  • the ends of the double-stranded RNA can be modified to counteract degradation in the cell or dissociation into the single strands, in particular to avoid premature degradation by nucleases.
  • a fate undesirable dissociation of the individual strands of si / shRNA occurs in particular when using low concentrations or short chain lengths.
  • the cohesion of the double-stranded structure of siRNA according to the invention caused by the nucleotide pairs can be increased by at least one, preferably more chemical linkage (s).
  • An inventive siRNA whose dissociation is reduced, has a higher stability against enzymatic and chemical degradation in the cell or in the organism or ex-vivo.
  • the chemical linking of the single strands of an siRNA according to the invention is expediently formed by a covalent or ionic bond, hydrogen bonding, hydrophobic interaction, preferably van der Waals or stacking interactions, or by metal ion coordination. It can be produced according to a particularly advantageous design feature on at least one, preferably both, end (s). It has also proven to be advantageous that the chemical linkage is formed by means of one or more linking groups, wherein the linking groups preferably poly (oxyphosphinicooxy-l, 3-propan-diol) - and / or polyethylene glycol chains are.
  • the chemical linkage can also be formed by purine analogs used in the double-stranded structure instead of purines. It is also advantageous that the chemical linkage is formed by azobenzene units introduced in the double-stranded structure. It may also be formed by branched nucleotide analogues used in the double-stranded structure instead of nucleotides.
  • the chemical linkage can be formed by attached to the ends of the double-stranded region thiophosphoryl groups.
  • the chemical linkage at the ends of the double-stranded region is prepared by triple helix bonds.
  • the chemical linkage can be conveniently induced by ultraviolet light.
  • RNA-dependent protein kinase PLR
  • PKR RNA-dependent protein kinase
  • at least one 2'-hydroxy group of the nucleotides of the siRNA in the double-stranded structure is replaced by a chemical group, preferably a 2'-amino or a 2'-methyl group.
  • At least one nucleotide in at least one strand of the double-stranded structure may also be a so-called "locked nucleotide" with a chemically modified sugar ring, preferably through a 2'-O, 4'-C-methylene bridge ".
  • Modifications of the nucleotides of si / shRNA according to the invention relate above all to the dissociation of the nucleotides by amplification of the hydrogen bond.
  • the roduct of the nucleotides is increased and protected against attack by RNAses.
  • dsRNA modified phosphorothioate, 2'-O-methyl RNA, LNA, LNA / DNA gapmer
  • dsRNA modified phosphorothioate, 2'-O-methyl RNA, LNA, LNA / DNA gapmer
  • si / shRNA is prepared by methods known to the person skilled in the art, nucleotides, in particular also oligonucleotides, for example of the Merryfield synthesis type, are used on an insoluble carrier (HG Gassen, Chemical and Enzymatic Synthesis of Gene Fragments (Verlag Chemie, Weinheim 1982)). or otherwise synthesized (Beyer / Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie, 20th Edition, (S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984), p. 816 ff.). The recovery of VGLUT mRNA can be achieved by hybridization using genomic and cDNA databases.
  • si / shRNA molecules according to the invention can be prepared synthetically via various suppliers, for example IBA GmbH (Gottingen, Germany).
  • Double-stranded RNA according to the invention can be included in micellar structures which influence the separation of substance groups in vitro and in vivo.
  • the si / shRNA is preferably present in liposomes.
  • the liposomes are artificial, spherically self-contained membranes, of phospholipids, in which both hydrophilic substances are encapsulated in the aqueous interior, and also lipophilic substances in the interior. NEN range of Lipidtnembtan can be incorporated.
  • the prerequisite for the use of liposomes for experimental or therapeutic purposes is their compatibility with cells and tissues.
  • the siKNA which is preferably present in the liposomes, may be modified with a peptide sequence, preferably with a lysine and atginin-rich sequence, for example a sequence from the vital TAT protein (for example containing AS 49-57) as a transporter peptide to overcome the cell membrane easier.
  • a peptide sequence preferably with a lysine and atginin-rich sequence, for example a sequence from the vital TAT protein (for example containing AS 49-57) as a transporter peptide to overcome the cell membrane easier.
  • Another object of the invention is an aptamer which comprises a nucleic acid sequence or consists of a nucleic acid sequence which is capable of binding specifically to a nucleic acid according to the invention or a functional fragment or a functional variant of a nucleic acid according to the invention.
  • An aptamer is to be understood as meaning nucleic acids or nucleic acid fragments having protein-binding properties. These also include so-called mirror cucumbers, which are mirror-image derived and therefore stable oligonucleotides which can bind a target molecule in a highly affine and highly specific manner (Klußmann et al., 1996).
  • An aptamer according to the present invention preferably has a length of from 20 to 100 nucleotides, more preferably from 18 to 80 nucleotides, most preferably from 60 to 80 nucleotides.
  • a further subject of the invention is a transgenic non-human mammal which contains at least one protein which comprises an amino acid sequence according to one of FIGS. 11, 20 or 54 or a functional fragment or a functional variant thereof or consists of one of said amino acid sequences and / or or contains a protein which is encoded by a nucleic acid according to one of the FIGS. 12, 21 or 55 and / or contains a protein which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid according to one of FIGS.
  • germinal and somatic cells of the transgenic non-human mammal contain one of the above-described nucleic acids by chromosomal introduction into the genome of the animal or into the genome of one of the ancestors of said animal.
  • Methods for introducing nucleic acids into the genome of an animal are well known to those skilled in the art.
  • germinal and somatic cells of the transgenic non-human mammal contain one of the above-described nucleic acids by chromosomal manipulation of the genome of the animal or genome of one of the ancestors of said animal in no longer expressible form.
  • chromosomal manipulation which prevents the genetic information (nucleic acid) from being transcribed even though it is present in the genome, can be effected, for example, by regulatory sequences contained in addition to the coding region of the nucleic acid.
  • coding portions of the nucleic acid can be removed, preferably by cutting the nucleic acid by means of suitable restriction enzymes.
  • Suitable restriction enzymes for this purpose can easily be determined by the person skilled in the art on the basis of the restriction sites of these enzymes in conjunction with the nucleic acid sequence. It is particularly preferred that the transgenic non-human mammal is a rodent, particularly a rat or a mouse.
  • Another object of the invention is a compound which can be identified by the method according to the invention.
  • the compound is identifiable as a pain-regulating substance.
  • This is particularly preferably a substance or a pain-regulating substance, as has already been described above.
  • identity means that the result of the measurement of the binding in step (b) of the method according to the invention has a significantly stronger, preferably twice as strong, binding of the compound to the protein than the average of the substances to be tested, or that the result of the change of a functional parameter in the nature of the functional parameter or in the extent of the change deviates significantly from the average of the substances to be tested.
  • proteins or polypeptides if appropriate also nucleic acids, nucleic acid constructs, vectors or cells of the invention (hereinafter referred to as "molecules according to the invention") are used as medicaments or for the preparation of a medicament for the treatment of Diseases or as a diag- nostic agent.
  • the invention therefore also provides a medicament which comprises (a) at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL and / or at least one protein comprising an amino acid sequence according to one of the figures 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 and / or at least one protein for which a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 encodes, and or at least one protein which is encoded by a nucleic acid which, under stringent conditions, comprises a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of FIGS.
  • a nucleic acid
  • nucleic acid comprising or consisting of a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 and / or at least one nucleic acid, in particular an antisense nucleic acid or a PNA, which has a sequence
  • a combination of molecules according to the invention with pharmaceutically suitable excipients, auxiliaries and / or additives is also disclosed.
  • Corresponding preparation routes are disclosed in "Remington's Pharmaceutical Sciences” (Mack Pub, Co., Easton, PA, 1980), which is part of the disclosure of the present invention
  • For the parenteral administration of the medicaments and combinations according to the invention as carriers for example sterile saline solutions, polyalkylene glycols, hydrogenated naphthalene, and especially biocompatible lactide polymers, tid / glycolide copolymer or polyoxyethylene / polyoxypropylene copolyne in Bettacht.
  • medicaments according to the invention can be fillers or substances such as lactose, mannitol, substances for covalent attachment of polymers such as polyethylene glycol to inhibitors of the invention, complexation with metal ions or inclusion of materials in or on special preparations of polymer compound such as polylactate , Polyglycolic acid, hydrogel or on liposomes, microemulsion, micelles, unilamelar or multilametric vesicles, erythrocyte fragments or spheroplasts. Also included may be solvents, diluents, dyes and / or binders.
  • the respective embodiments of the medicaments are to be selected as a function of the physical behavior, for example with regard to solubility, stability, bioavailability or degradability.
  • Controlled or constant release of the active ingredient component according to the invention in the composition includes formulations based on lipophilic depots (eg fatty acids, waxes or oils).
  • lipophilic depots eg fatty acids, waxes or oils.
  • coatings of molecules or pharmaceutical compositions according to the invention which comprise molecules according to the invention are also disclosed, in particular coatings with polymers, eg poloxamers or poloxamines.
  • molecules according to the invention or medicaments according to the invention may have protective coatings, for example protease inhibitors or peptidyl enhancers.
  • a pharmaceutical composition according to the invention can be administered as liquid dosage forms in the form of injection solutions, drops or juices, as semi-solid dosage forms in the form of granules, tablets, pellets, patches, capsules, patches or aerosols (eg spray).
  • routes of administration known in the art are disclosed for the purposes of the present invention, for example parenteral, oral, peroral, intravenous, intraperitoneal, intradermal, intramuscular, intranasal, buccal rectal or local, for example for infections on the skin , the mucous membranes and the eyes.
  • the administration of a medicament according to the invention is parenteral, ie for example subcutaneous, intramuscular or intravenous, or oral or intranasal.
  • parenteral topical or inhalative administration
  • solutions, suspensions, readily reconstitutable dry preparations and sprays are suitable.
  • oral application Preparations in the form of tablets, dragees, capsules, granules, drops, pressuref ⁇ th and syrups.
  • the molecules according to the invention are present in a depot in dissolved form or in a plaster, optionally with the addition of skin penetration promoting agents. By oral or percutaneous administration, the release of the molecules of the invention may be delayed.
  • the dose to be administered to the patient depends on several factors, for example the weight of the patient, the mode of administration, the indication and the degree of the disease. Usually 2 to 500 mg / kg of at least one molecule of the invention are administered. If the drug is to be used for gene therapy, for example, physiological saline, stabilizers, proteinase and / or DNAse inhibitors are suitable auxiliaries and / or additives.
  • Another object of the invention is a diagnostic agent comprising (a) at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL and / or at least one protein Send an amino acid sequence according to one of FIGS.
  • nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 coded, and / or at least one protein which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions comprises a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of FIGS.
  • nucleic acid or a functional fragment or a functional variant of any of the aforementioned Proteins (b) at least one nucleic acid coding for at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL or a functional fragment or a functional variant thereof and or at least one nucleic acid comprising or consisting of a nucleic acid sequence according to one of the FIGS.
  • nucleic acid in particular an antisense nucleic acid or a PNA which has a sequence which is capable of specific to one (b) at least one vector containing a nucleic acid according to (b), (d) at least one antibody against one of the proteins or a functional fragment or a functional variant thereof according to (a), (e) at least one cell containing at least one protein or a functional fragment or a functional variant thereof according to (a), at least one nucleic acid according to (b), at least one vector according to item (c) or min At least one antibody according to (d) (f) at least one compound according to one of claims 25 or 26 and / or (g) at least one active substance which binds to at least one protein or a fu n mecaniclichem fragment or a functional variant thereof according to (a) binds, and optionally suitable additives.
  • a “diagnostic agent” within the meaning of the invention represents an aid to the diagnosis, for example of a disease occurrence, which is preferably a diagnostic agent which contains a nucleic acid which is an antisense nucleic acid or a PNA also to be used in "? #" diagnostics.
  • Another object of the invention is the use of (a) at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LElMl, PID12832121 / FLJ20420 and / or at least one protein umfas ⁇ send an amino acid sequence according to one of the figures 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 and / or at least one protein for which a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the FIGS.
  • nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid comprising a nucleic acid A linseed sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 or their antisense nucleic acid hybridizes or ei ⁇ nes functional Fragment or a functional variant of one of the aforementioned proteins, (b) at least one nucleic acid coding for at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL or a functional fragment or a functional variant thereof and / or
  • recombinantly produced protein is administered to the patient to be treated.
  • cells to be transfected are taken from the patient, transfected with cultured (expression) vectors according to the invention in vitro, cultured and then transferred into the patient as a retransplant.
  • the transfection is preferably carried out by nucleic acids, nucleic acid constructs or (expression) vectors which couple the expression to a regulatable promoter.
  • the transfected self-transplant can be locally injected, for example, depending on the specific disease and the specific target cells.
  • Another object of the invention relates to the use ⁇ (a) at least one nucleic acid encoding at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETMl, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL or a f ⁇ nkti - onelles fragment or a functional variant thereof and / or at least one nucleic acid comprising or consisting of a (r) nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47 , 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 and / or at least one nucleic acid, in particular an antisense nucleic acid or a PNA, which has a sequence which is capable of binding specifically to one of the abovementioned nucleic acids and / or a functional fragment or a functional variant of the at least one nu
  • this may be in vivo or in vittv gene therapy.
  • gene therapy is meant a form of therapy in which an effector gene is expressed by the introduction of nucleic acids into cells.
  • a defective gene can be replaced or an additional gene can be introduced.
  • this may be in vivo or in vitro gene therapy.
  • in vitro gene therapy cells are removed from the organism, transfected with vectors ex vivo, and subsequently to be brought back into the same or into another organism.
  • vectors for example for controlling tumors, are administered systemically (for example via the bloodstream) or directly into the target tissue (for example into a tumor).
  • Preferred for use in gene therapy is the use of a nucleic acid which is an antisense nucleic acid or a PNA or which is part of a ribozyme, other DNA enzyme or catalytic RNA or DNA.
  • Another object of the invention relates to the use of (a) at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPA1 / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL and / or at least one protein comprising an amino acid sequence according to one of the figures 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 and / or at least one protein for which a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 coded, and / or at least one protein which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39
  • Another object of the invention relates to the use of (a) at least one protein selected from the group consisting of KIAA0378, BAB31214 / Q9BU64, OPAI / KIAA0567, CPG2 / KIAA1756, LETM1, PID12832121 / FLJ20420 and PGRL and / or at least one protein comprising an amino acid sequence according to one of the figures 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 and / or at least one protein for which a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 coded, and / or at least one protein which is encoded by a nucleic acid which under stringent conditions with a nucleic acid comprising a nucleic acid sequence according to one of the figures 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39
  • FIG. 1 shows the Coomassie-stained BAC / SDS-PAGE gel of the separation of the Triton X-100-resistant protein pellet from synaptic membranes of the dorsal backbone marrow.
  • the arrows indicate the various protein spots ("spot").
  • spot The separation of the proteins described in example 3 led to the identification of the proteins KIAA0378 (see Spot21) and PID12832121 / FLJ20420 (see spot 76).
  • Figure 2 shows the peptide mass fingerprint of KLAA0378. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe). It became the NCBI non-redundant protein database (last updated: November 2002). The gene product was identified as positive according to the significance criteria of the program. The positively associated peptide masses are shown.
  • Measured Mass (M): measured peptide mass Computed Mass: calculated mass Error (ppm): deviation of the measured from the calculated mass in parts per mülion. Avg / Mono: averaged or monoisotopic peptide mass; for the database search, only monoisotopic peptide masses were determined (indicated in the evaluation by M).
  • Residues Start-To Position of amino acid residues in the protein sequence belonging to the peptide corresponding to a measured peptide mass within the set fault tolerance. Missed Cut: cleavage sites read by the protease Peptide Sequence: Sequence of the peptide whose mass matches a measured mass. (1) + O @ M: The measured mass agrees with the proposed peptide when the methionine residue is oxidized. Sequence coverage: Percentage of the total sequence of the candidate protein covered with the appropriate measured peptide masses.
  • FIG. 3 shows the peptide mass fingerprint of PID12832121 / FLJ20420 putative protein. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe). The NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched. The gene product was identified as positive according to the program's significance criteria. The positively assigned Peptid ⁇ masses are shown.
  • FIG. 4 shows the Coomassie-stained BAC / SDS-PAGE gel of the separation of the chottopore-resistant protein pellet from synaptic membranes of the dorsal backbone marrow. The arrows indicate the different protein spots. The separation of the proteins described in Example 3 led to the identification of the proteins LETM1 (see Spotl9), OPA-1 / KIAA0567 (see S ⁇ ot22) and PGRL (see Spot23).
  • Figure 5 shows the peptide mass fingerprint of the transmembrane protein LETM1. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe). The NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched. The gene product was identified as positive according to the program's significance criteria. The positively assigned peptide masses are shown.
  • Figure 6 shows the peptide mass fingerprint of OPA-1 / KIAA0567. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bWWebProFoundexe). The NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched. The gene product was identified as positive according to the significance criteria of the program. The positively associated peptide masses are shown.
  • FIG. 7 shows the peptide mass fingerprint of the immunoglobulin superfamily receptor PGRL. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe). The NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched. The gene product was identified as positive according to the significance criteria of the program. The positively associated peptide masses are shown.
  • FIG. 8 shows the Coomassie-stained BAC / SDS-PAGE gel of the separation of the chotropic-resistant protein pellet from synaptic membranes of the rat / formalin mouse dorsal backbone. The arrows indicate the different protein spots. The separation of the proteins described in Example 3 led to the identification of the proteins CPG2 (see Spot29) and BAB31214 / Q9BU64 (see Spot94).
  • Figure 9 shows the peptide mass fingerprint of CPG2 / KIAA1756 (script: CPG2).
  • Darge ⁇ represents the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFourid (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe).
  • the NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched.
  • the gene product was identified as positive according to the significance criteria of the program.
  • the positively associated peptide masses are shown.
  • FIG. 10 shows the peptide mass fingerprint of the putative protein BAB31214. Shown is the evaluation of the peptide mass fingerprints using the program ProFound (http://129.85.19.192/profound bin / WebProFound.exe). The NCBI non-redundant protein database (last updated November 2002) was searched. The gene product was identified as positive according to the program's significance criteria. The positively associated peptide masses are shown.
  • FIGS. 11 to 17 relate to the protein KIAA0378:
  • FIG. 11 shows the amino acid sequence of the human protein KIAA0378.
  • FIG. 12 shows the nucleic acid sequence of the human KIAA0378 mRNA
  • FIG. 13 shows the result of the Northern blot analysis for the expression of the KIAA0378 mRNA in the adult rat.
  • an expression of the mRNA could only be observed in the brain.
  • the kidney was a transcript lesser size detected, this could be an alternative transcript or a closely related gene.
  • no expression was observed in all other examined tissues (heart, lung, liver, kidney, spleen, stomach, small intestine, thymus, skeletal muscle, testes, uterus, placenta) no expression was observed.
  • FIG. 14 shows the cellular localization of the KIAA0378 mRNA transcript in adult rat spinal ganglia by means of in situ hybridization. A strong signal of the KIAA0378 mRNA can be recognized in the DRGs. A detailed assignment to individual cell populations was not possible.
  • FIG. 15 shows the cellular localization of the KIAA0378 mRNA transcript in the adult rat backbone by means of in situ hybridization. It can be seen that the KIAA0378 mRNA was not detected in the spinal cord.
  • FIGS. 16 and 17 show the cellular localization of the KIAA0378 mRNA transcript in the brain (hippocampus) (FIG. 16) and in the total brain (FIG. 17) of the adult rat by means of in situ hybridization.
  • the KIAA0378 mRNA could be detected in the following brain regions: olfactory nucleus, cortex, hippocampus (CA3, Denate gyrus), substantia nigra, brain nuclei (pontine nuclei), plexus chorioideus.
  • FIGS. 18 to 26 relate to the protein BAB31214 / Q9BU64:
  • Figure 19 shows the amino acid sequence of the human protein Q9BU64
  • Figure 19 shows the nucleotide sequence of the human Q9BU64 gene (Accession No. BC 002870)
  • Figure 20 shows the amino acid sequence of mouse orthologue BAB31214 to human protein Q9BU64
  • FIG. 21 shows the nucleotide sequence of the mouse orthologue BAB31214 gene for the human Q9BU64 gene.
  • FIG. 22 shows the Northern blot analysis for the expression of the BAB31214 / Q9BU64 mRNA in the adult rat (probe BAB 21974), which links the rat orthologue to the human Q9BU64 and BAB31214, respectively.
  • FIG. 23 shows the cellular localization of the BAB31214 / Q9BU64 mRNA transcript in adult rat dorsal root ganglia by means of in situ hybridization. It is to be known that the BAB31214 / Q9BU64 mRNA had a very strong signal in the DRGs. A detailed assignment to individual cell populations was not possible in the present analysis.
  • Figure 24 shows the cellular localization of the BAB31214 / Q9BU64 mRNA transcript in the adult rat spinal cord by in situ hybridization.
  • the BAB31214 / Q9BU64 mRNA in the spinal cord showed a very strong signal in the gray matter, both in the deep dorsal horn and in the anterior horn. Motor neurons show very strong expression.
  • Figures 25 and 26 show the cellular localization of the BAB31214 / Q9BU64 mRNA transcript in the brain ( Figure 25) and whole brain ( Figure 26) of the adult rat by means of in situ hybridization.
  • the BAB31214 / Q9BU64 mRNA could be detected in the following regions: olfactory nucleus, cortex (cingulate cortex), hippocampus (CA1-3, DG dentate gyrus), caudate nucleus and uterus (striatum), ventral palidum, thalamus (nucl mediodorsal, central medial and centrolateralis, dorsal cortex of the colliculi of the tectum), hypothalamus (arcuate hypothal Nucl., dorsomedial hypothal Nucl.) Substantia nigra, zona incerta, brainstem nuclei (pontine nuclei, 7 facial nuclei, reticular nuclei), choroid plexus, cerebellum.
  • Figures 27 to 37 relate to the protein OPA-1 / KIAA0567:
  • Figure 28 shows the amino acid sequence of human OPA-I / KIAA0567 protein
  • Figure 28 shows the nucleotide sequence of human OPA-I / KIAA0567 mRNA
  • Figure 29 shows the amino acid sequence of mouse OPA-I / KIAA0567 protein
  • Figure 30 shows the nucleotide sequence of mouse OPA-I / Figure 31 shows the amino acid sequence of rat OPA-I / KIAA0567 protein
  • Figure 32 shows the nucleotide sequence of rat OPA-I / KIAA0567 mRNA
  • FIG. 33 shows the Northern blot analysis for the expression of the OPA-I / KIAA0567 mRNA in the adult rat (probe BB617042). It can be seen that the strongest expression in the brain was present, followed by the placenta and the uterus. In all other tissues examined (heart, lung, liver, kidney, spleen, stomach, small intestine, thymus, testes, skeletal muscle), no expression was observed. These findings suggest a relatively selective expression of OPA-I / KIAA0567 in the nervous system.
  • FIG. 34 shows the cellular localization of the OPA-I / KIAA0567 mRNA transcript in adult rat dorsal root ganglia by means of in situ hybridization (probe BB617042).
  • the OPA-1KIAA0567 mRNA had a relatively weak signal in the DRGs. A detailed assignment to individual cell populations was not possible in the present analysis.
  • FIG. 35 shows the cellular localization of the OPA-I / KIAA0567 mRNA transcript in the spinal cord of the adult rat by means of in situ hybridization (probe BB617042).
  • the OPA-I / KIAA0567 mRNA showed a relatively weak signal in the spinal cord in the gray matter with the strongest signal in the superficial backbone (DH) in the laminae I / II. In addition, signals were shown in the motor neurons.
  • DH superficial backbone
  • Figures 36 and 37 show the cellular localization of the OPA-I / KIAA0567 mRNA transcript brain ( Figure 37) and in the whole brain ( Figure 38) of the adult rat by in situ hybridization.
  • the OPA-I / KIAA0567 mRNA could be detected in the following brain regions: Olfactory nu, cortex, dorsal cortex colliculus, hippocampus (CA1-3, DG dentate gyms), caudate nucleus + putamen (sttatum), hypothalamus, amygdala, cerebellum.
  • FIGS. 38 to 43 relate to the protein CPG2 / KIAA1756:
  • Figure 38 shows the amino acid sequence of the human KIAAI 756 protein
  • Figure 39 shows the nucleotide sequence of the human KIAAI 756 mRNA
  • Figure 40 shows the amino acid sequence of the mouse CPG2 protein
  • Figure 41 shows the nucleotide sequence of the mouse CPG2 mRNA
  • Figure 42 shows the amino acid sequence of the CPG2 rat protein
  • Figure 43 shows the nucleotide sequence of the CPG2 rat mRNA
  • Figures 44 to 49 relate to the protein LETMl:
  • Figure 44 shows the amino acid sequence of the human LETM1 protein
  • Figure 45 shows the nucleotide sequence of the human LETM1 mRNA
  • Figure 46 shows the amino acid sequence of the mouse LETM1 protein
  • Figure 47 shows the nucleotide sequence of the mouse LETM1 mRNA
  • Figure 48 shows the amino acid sequence of the rat LETM1 protein
  • Figure 49 shows the nucleotide sequence of the rat LETM1 mRNA
  • Figures 50 to 55 relate to protein PID12832121 / FLJ20420:
  • Figure 51 shows the amino acid sequence of human FLJ20420 protein
  • Figure 51 shows the nucleotide sequence of human FLJ20420 mRNA
  • Figure 52 shows mouse amino acid sequence FLJ20420 protein
  • Figure 53 shows mouse nucleotide sequence FLJ20420 mRNA
  • Figure 54 shows rat amino acid sequence PID12832121 protein
  • Figure 55 shows the nucleotide sequence the rat PID12832121 mRNA
  • Figures 56 to 61 relate to the protein PGRL:
  • Figure 56 shows the amino acid sequence of the human PGRL protein
  • Figure 57 shows the nucleotide sequence of the human PGRL mRNA
  • Figure 58 shows the amino acid sequence of the mouse PGRL protein
  • Figure 59 shows the nucleotide sequence of the mouse PGRL mRNA
  • 60 shows the amino acid sequence of the rat PGRL protein
  • Figure 61 shows the nucleotide sequence of the rat PGRL mRNA
  • tissue was first taken up in preparation buffer I (0.32 M sucrose, 5 mM HEPES / NaOH pH 7.4, protease inhibitors) at 10 ml per gram wet weight to tissue and homogenized in a glass / Teflon homogenizer (12 puffs, 900 rpm ). The homogenate was centrifuged for 10 min at 1000 xg. The supernatant was repealed for reuse, the pellet resuspended in buffer I. The homogenization procedure was repeated, after centrifugation, the supernatant with the first supernatant combined (supernatants Sl). The S1 fraction was centrifuged at 12,000 xg for 15 min.
  • preparation buffer I (0.32 M sucrose, 5 mM HEPES / NaOH pH 7.4, protease inhibitors
  • the pellet was taken up in buffer I for further processing. A further homogenization (6 puffs, 900 rpm) and a centrifugation at 12,000 ⁇ g for 20 min. The pellet was added to 1.5 ml per gram wet weight of starting tissue in buffer II (0.32 M sucrose, 5 mM Tris / HCl , pH 8.1, protease inhibitors) and loaded onto a discontinuous sucrose gradient with the layering (from bottom to top): 1.2 M sucrose, 1 M sucrose, 0.8 M sucrose. There was a density gradient centrifugation for 2 h at 85,000 x g. The synaptosomal fraction was harvested at the phase boundary of 1.2M sucrose / IM sucrose.
  • the synaptosomes were exposed to osmotic shock (five volumes of 1 mM Tris / HCl, pH 8.1 with stirring at 0 ° C for 30 min).
  • the synaptosomal membranes were pelleted by centrifugation at 33,000 xg for 30 min.
  • the proteins were collected in sample buffers for l ⁇ -benzyldimetyl-hexadecylammonium chloride (16-BAC) gel electrophoresis and resolved on 4-10% acrylamide gradient gels. In a second separation, the proteins were then separated in an SDS-PAGE.
  • the protein gels were stained with Coomassie G-250. All distinguishable protein spots were cut out manually.
  • the proteins were in the gel by the method of Shevchenko et al. (1996) split.
  • the peptide mixtures were measured by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-MS).
  • the proteins were database-authenticated using the programs ProFound and Mascot. In some cases, individual peptides have been selected to accommodate fragment ion spectrum for obtaining partial sequence information.
  • Example 4 Northern blot analyzes for the production of an mRNA expression profile in various tissues of the adult rat
  • Hybridization of the filters 33 denature labeled DNA fragment for 3 min at 100 ° C quenching on ice to prehybridization add (nominal: 1-2 x 10 6 cpm / ml hybridization solution) overnight at 42 0 C hybridize (about 12-18 Hours.)
  • the sections were rinsed briefly with distilled water and washed with 0.1M triethanolamine solution pH 8.0 followed by a washing step with 0.1M triethanolamine pH 8.0 with 0.25% (vol / vol) acetic anhydride for 10 min at room temperature. After incubation in a 2X SSC buffer, the sections were dehydrated in an ascending alcohol series (50%, 70%) and air-dried.
  • the radioactive samples were in the hybridization solution (3 x SSC, 5OmM NaPO 4 , 1OmM dithiothreitol, 1 x Denhardt's solution, 0.25 g / l yeast tRNA, 10% dextran sulfate and 50% formamide) to a final Kon ⁇ concentration of 5 x 10th 4 dpm / ⁇ l diluted. 30-50 ⁇ l of this solution were applied to each tissue section, covered with a cover slip and incubated at 60 ° C. for 14 hours.
  • Example 6 mRNA regulation in dorsal root ganglia of rats from chronic pain models
  • PIQOR TM cDNA Arrays A collection of cDNA fragments (human, mouse, rat species) specifically designed to produce PIQOR TM cDNA arrays.
  • cDNA fragments were prepared according to the following criteria: no repetitive elements (eg Alu, Bl, MIRs, microsatellites), sequence homology to all other known cDNAs (public databases) ⁇ 85%, the fragment length: 200 to 400 base pairs (bp), selected fragment covers each alternative. Splicing and polyadenylation variants.
  • PIQOR TM arrays were produced with a total of 1241 cDNAs. 636 cDNAs are PIQOR TM fragments (species rat, including 64 mouse fragments), 583 cDNAs were isolated by subtractive hybridization (GT clones) and 16 cDNAs were from other sources. As positive controls, six housekeeping genes and four DNA fragments from E. coli (CR: control RAM) were applied to the arrays. The latter were added to the rat RNA in the form of in vitro transcribed RNA to control the labeling and hybridization process. Salmon sperm DNA and buffer were applied as negative controls.
  • amplification of the insert was carried out with vector primers, the amplicons were separated in the agarose gel and the length of the inserts was controlled.
  • the amplified cDNAs were subsequently purified and adjusted to a uniform concentration of about 100 ng / ⁇ l.
  • Equal amounts of the PCR amplicons of the cloned cDNA fragments were spotted onto the surface of derivatized slides using a dispenser. For quality control, the DNA of the batch produced was stained with a fluorescent dye. Each cDNA was applied four times, giving a total of 4964 spots per array.
  • RNA amplified RNA
  • Figure 2 Summary of the other five hybridizations on the PIQOR TM cDNA arrays Results of the cDNA Array Analyzes For the cDNA fragment of the protein KIAA0378, expression was observed in the Chung model 7 days after surgery, but with a quotient of 1.01, no regulation was detectable. In all other models studied (see Tables 1 and 2) no expression could be detected.
  • the QIAquick spin column was placed in a clean 1.5 ml tube To elute the ds cDNA, 30 ⁇ l of RNase-free H 2 O was added to the middle of the QIAquick membrane. The mixture was incubated for 1 min at room temperature, then centrifuged at a maximum speed for 1 min and finally concentrated to 8 ⁇ l.
  • Ptä Hybridization PIQOR TM pre-hybridization solution was heated at 98 ° C for 2 min., Quickly turned and cooled to 42 0 C.
  • the PIQR TM chip was placed on the "Pat ⁇ tern Slide”. 20 ⁇ l of the PIQOR TM pre-hybridization solution was applied to the given rectangle of the PIQOR TM chip.
  • the coverslip was placed on the PIQOR TM chip and the chip was inserted into the moistened hybridization cassette (eg PIQOR TM - HybChamb), the hybridization cassette was sealed and incubated at 62 ° C for at least 30 min.
  • the moistened hybridization cassette eg PIQOR TM - HybChamb
  • hybridization cassette was cooled to 25 ° C.
  • the PIQOR TM chip was placed on the "Pattern Slide". The coverslip was carefully removed from the PIQOR TM chip. 20 .mu.l of the labeled sample were applied to the pre-given rectangle of the PIQOR TM chip. The coverslip was placed on the PIQOR TM chip (the cover slip of the pre-hybridization should not be reused) and placed in the moistened hybridization cassette and incubated at 62 ° C for at least 6 hours.
  • dystroglycan-alpha a dystrophin-associated glycoprotein, is afunctional agrin receptor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden schmerzrelevanter Substanzen unter Verwendung der Proteine KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1 /KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETM1, PID 12832121 /FLJ20420 und PGRL sowie die Verwendung der durch das erfindungsgemäße Verfahren identifizierter Verbindungen in Arzneimitteln und Diagnostika sowie in der Schmerztherapie. Die Erfindung betrifft ferner die neue Nuklein­säure- und Aminosäure-Gesamtsequenzen, des Maus BAB31214 Proteins sowie die Nuklein­säure- und Aminosäure-Teilsequenzen des humanen KIAA0378 Proteins und des Ratten PID12832121 Proteins.

Description

Anmelder: Grünenthal GmbH
Verfahren zum Auffinden schmerzrelevanter Substanzen unter Verwendung schmerz¬ relevanter Proteine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden schtnerzrelevanter Substanzen unter Verwendung der Proteine KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LElMl, PID12832121/FLJ20420 und PGKL sowie die Verwendung der durch das erfindungsgemäße Verfahren identifizierter Verbindungen in Arzneimitteln und Diagnostika sowie in der Schmerztherapie. Die Erfindung betrifft ferner die neue Nuklein- säure- und Aminosäure Gesamtsequenz, des Maus BAB31214 Proteins sowie die Nukleinsäu¬ re- und Aminosäureteilsequenzen des humanen KIAA0378 Proteins und des Ratten PID12832121 Proteins.
Im Stand der Technik stehen zur Therapie von Schmerzen unterschiedliche Arzneimittel, wie z.B. Acetylsalicylsäure, Paracetamol, Dipyrone, Tramadol, Morphin und Fentanyl, zur Verfü¬ gung. Daneben kommen auch Substanzen, wie Amitryptüin und Ketamin, zur Behandlung von Schmerzpatienten zum Einsatz. Die Therapie von Schmerzen gewinnt zunehmend an Bedeutung, sodass die Therapieschemata von Schmerzzuständen, insbesondere chronischen Schmerzzuständen, kontinuierlich verfeinert werden.
So brachte die Schmerzforschung der letzten Jahre die grundlegende Erkenntnis, dass der Entwicklung insbesondere chronischer Schmerzzustände plastische Veränderungen des Ner¬ vensystems, insbesondere in den nozizeptiven Neuronen der Hinterwurzelganglien und der Neurone im Bereich der Dorsalhörner des Rückenmarks, zugrunde liegen (als Überblick sie- he: Coderre et al. 1993; Zimmermann & Herdegen, 1996). Die neuronale Plastizität geht ein¬ her mit Veränderungen in der Expression bestimmter Gene und führt zur lang anhaltenden Veränderung des Phänotyps der betroffenen Neuronen. Das Konzept der neuronalen Plasti- zität wurde bisher vor allem auf Entwicklungs-, Lern- und Regenerationsprozesse angewandt. Neuere Befunde aus der Schmerzforschung zeigen allerdings, dass dieses Konzept auch bei pathophysiologischen Vorgängen greift (Tolle, 1997).
Die Chronifizierung des Schmerzes ist tierexperimentell auf phänomenologischer Ebene be¬ reits relativ gut charakterisiert. Die Induktion chronischer Schmerzzustände fuhrt insbesonde¬ re zu folgenden Veränderungen:
erhöhte Empfindlichkeit und verringerte Reizschwelle peripherer Nozizeptoren, Aktivierung so genannter stiller Nozizeptoren, - Reorganisation rezeptiver Felder, Erregbarkeitszunahme im Rückenmark.
In der Schmerzwahmehmung kommt neben den Nozizeptoren, als primäre sensorische Affe- renzen, auch den nachgeschalteten Neuronen im Dorsalhorn des Rückenmarks eine besonde- re Bedeutung zu. Eine Chronifizierung des Schmerzes erfolgt durch die Erregbarkeitszunah¬ me der nachgeschaltenen Neurone im Rückenmark. Diese Erregbarkeitszunahme wird auch als „zentrale Sensitivierung" bezeichnet. Ebenfalls wird die Übertragung von Signalen (elektri¬ schen Impulsen) von den Nozizeptoren auf die nachgeschaltete Neurone durch inhibitόrische oder exzitatorische Interneurone moduliert. Dieser veränderten Signalübertragung wird auch einen Anteil an der Chronifizierung bzw. dem Versagen herkömmlicher Analgetika zuge¬ schrieben.
Das dorsale Rückenmark stellt somit eine der wichtigsten Schaltstellen der nozizeptiven Neu- rotransmission dar. Hier werden nozizeptive Signale sowohl verarbeitet als auch moduliert. Das subzelluläre Kompartiment der beteiligten Neurone, das bei den oben aufgeführten Schmerz-assozierten Vorgängen die wichtigste Rolle spielt, stellt die prä- und postsynaptische Membran dar. Hier wird präsynaptisch die Transmitterauschüttung reguliert und es werden postsynaptisch die Neurotransmitter detektiert, was zu einer Aktivierung oder Inhibition des entsprechenden Neurons führt. Diese Funktionen werden in erster Linie von den synapti- sehen Membranproteinen der dorsalen Rückenmarksneuronen ausgeübt. Trotz zunehmend weiterentwickelter Therapien kann bei chronischen Schmerzzuständen jedoch oft keine dauerhafte Verbesserung für den Patienten erzielt werden. Unter anderem sind hierfür die dauerhaften Veränderungen beteiligter Nervenzellen ursächlich. In derartige dauerhafte Veränderungen von Nervenzellen sind Proteine, insbesondere die erwähnten sy- naptischen Membranproteine des dorsalen Rückenmarks, involviert, deren Identifizierung und Charakterisierung im Stand der Technik bislang unzureichend erfolgt ist. Solche Proteine spielen eine wichtige Rolle als molekulare Targets für die Entwicklung neuer Analgetika und insbesondere für entsprechende Screeningverfahren, d.h. für Verfahren, mit denen Substan¬ zen aufgefunden/identifiziert werden, die als Analgetika verwendet werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zum einen Proteine zu identi¬ fizieren, die eine Rolle bei chronischen Schmerzzuständen spielen, sowie zum anderen ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem unter Verwendung dieser identifizierten Proteine po¬ tenziell schmerzregulierende Substanzen aufzufinden sind.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wurde daher zunächst unter Anwendung opti¬ mierter proteinchemischer Methoden eine selektive Analyse der in dem dorsalen Rücken¬ marksgewebe, genauer in den dorsalen Rückenmarksneuronen, lokalisierten synaptischen Membranproteine vorgenommen. Anhand nachfolgender Untersuchungen wurden diese als Proteine charakterisiert, die in die Schmerzregulierung involviert sind und somit neue An¬ griffspunkte zur Behandlung von Schmerzen, insbesondere chronischer Schmerzen, darstel¬ len. Im Detail wurde die Auftrennung subzellulärer Fraktionen (Myelin, synaptische Membranen, leichte Membranen etc.) mittels zweidimensionaler 16-BAC/SDS-PAGE als einem für integrale Membranproteine kompatiblen Trennsystem vorgenommen und anhand der Ergebnisse eine Proteomkarte des dorsalen Rückenmarks erstellt. Ausgehend von synaptischen Membranen konnten nach genannter Auftrennung im zweidimensionalen 16- BAC-SDS-PAGE insgesamt 55 Proteine identifiziert werden. Hiervon wurden insbesondere erfindungsgemäß relevante Proteine weitergehend charakterisiert.
Erfindungsgemäß können die derart identifizierten Proteine in einem Verfahren eingesetzt werden, mit dem schmerzregulierende Substanzen aufgefunden werden können, die in der Therapie von insbesondere chronischen Schmerzen appliziert werden können. Somit ist ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Auffinden schmerzregulierender Substanzen, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Inkubation einer zu testenden Substanz unter geeigneten Bedingungen mit einer Zelle und/odet einer Präparation aus einer solchen Zelle, die mindestens ein Protein ausge¬ wählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder min- destens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz ge¬ mäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/ oder ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter sttin- genten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines der vorgenannten Protein synthetisiert hat, (b) Messung der Bindung der Testsubstanz an das mindestens eine von der Zelle synthetisier¬ te Protein oder funktionelle Fragment oder funktionelle Derivat hiervon oder Messung mindestens eines der durch die Bindung der Testsubstanz an das Protein oder funktionel- Ie Fragment oder funktionelle Derivat hiervon veränderten funktionellen Parameters.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Tatsache, dass die potentielle schmerzregu¬ lierende Wirksamkeit einer Substanz über die Wechselwirkung dieser Substanz mit einem Schmerz-regulierten Protein oder einem Protein mit einer schmerzrelevanten Verteilung im zentralen Nervensystem (ZNS), wie sie erfindungsgemäß beschrieben werden, identifiziert werden kann.
„Schmerzregulierend" ist eine Substanz im Sinne dieser Erfindung dann, wenn sie einen po¬ tentiell regulierenden Einfluss auf das physiologische Schmerzgeschehen nimmt. Insbesonde- re stellt dieser regulierende Einfluss eine analgetische Wirkung dar. Unter einer „Substanz" wird erfindungsgemäß eine chemische Verbindung verstanden, die potentiell eine Wirkung im Körper entfalten kann, insbesondere jede als Arzneimittelwirkstoff geeignete Verbindung. Hierzu gehören beispielsweise niedermolekulare Wirkstoffe, Nukleinsäuren, Fette, Zucker, Peptide (Polypeptide) oder Proteine, Antikörper. „Niedermolekular" ist erfindungsgemäß ein Molekül mit einem Molekulargewicht < 2 kDa. Ein „Wirkstoff im Sinne der Erfindung ist eine Verbindung, die in einem Organismus, an den sie verabreicht wurde, eine Veränderung, insbesondere eine heilende Wirkung, hervorruft. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um organisch-chemisch synthetisierte Moleküle, insbesondere um Moleküle, die an die Verfah¬ rens-Proteine und -Polypeptide (vorliegend die Bezeichnung für ein Protein bzw. Polypeptid, das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann) binden.
Eine „zu testende Substanz" bzw. „Testsubstanz" gemäß der Erfindung ist eine wie vorste¬ hend definierte Substanz, für die eine potentielle schmerzregulierende Wirkung angenommen wird. Eine solche Testsubstanz wird mit einer erfindungsgemäßen Zelle bzw. einer Präparati¬ on aus solch einer Zelle unter geeigneten Bedingungen inkubiert, d.h. Testsubstanz und Zelle werden in einem wässrigen Medium für einen bestimmten Zeitraum (Inkubationszeit) zur Reaktion gebracht. Die Inkubationszeit ist abhängig von der Art der Substanz und der damit verbundenen Wechselwirkung mit einem Verfahrens-Protein. Sie kann wenige Sekunden bis mehrere Stunden betragen, bevorzugt beträgt sie zwischen 1 Minute und 60 Minuten. Das wässrige Medium kann vorzugsweise zwischen 4° C und 40° C temperiert werden, vorzugs¬ weise liegt die Temperatur bei Raumtemperatur oder bei 37° C. Eine solche Temperierung des wässrigen Mediums kann beispielsweise in einem Brutschrank oder Wasserbad erfolgen. Bevorzugt enthält das wässrige Medium geeignete Salze und/oder Puffersysteme, die das wässrige Medium bei einem gewünschten pH-Wert halten, welcher vorzugsweise zwischen pH 6 und pH 8, bevorzugt pH 7,0 und pH 7,5 liegt. Weitere Substanzen, wie z.B. Coenzyme und Nährstoffe, können dem wässrigen Medium zugefügt werden. Dem Fachmann sind sol- che geeigneten Inkubationsbedingungen und deren Variationsmöglichkeiten gut bekannt. Im allgemeinen handelt es sich hierbei um physiologische Bedingungen (beispielsweise 37° C, pH 7,2) oder um Bedingungen, die eine optimale Messung gemäß des erfindungsgemäßen Ver¬ fahren ermöglichen.
Unter einer erfindungsgemäßen „Zelle" wird eine Zelle verstanden, die ein Verfahrens- Protein oder ein erfindungsgemäßes Protein, wie es nachfolgend definiert wird, oder ein funk¬ tionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines solchen Proteins synthetisiert. Hier- bei kann es sich tun Zellen handeln, die ein Verfahrens-Protein oder erfindungsgemäßes Pro¬ tein endogen exprimieren oder aber um Zellen, die gentechnisch manipuliert wurden, und auf diese Weise ein Verfahrens-Protein oder erfindungsgemäßes Protein exprimieren. Erfin¬ dungsgemäße Zellen können sowohl aus immortalisierten Zelllinien oder aus nativem Gewe- be stammen. Die Zelle kann separat kultiviert werden oder einen Teil eines Gewebes, insbe¬ sondere eines Organs, darstellen, in dem die Zelle vereinzelt oder noch im Zellverband vor¬ liegt. Vorzugsweise wird eine solche Zelle jedoch aus dem Gewebe isoliert und der Zellver¬ band aufgelöst.
Eine „Präparation" aus einer erfindungsgemäßen Zelle stellt ein durch chemische, biologi¬ sche, mechanische oder physikalische Behandlung hergestelltes Präparat dar, wobei eine sol¬ che Behandlung die Zellstruktur verändert. Bei solchen Präparationen handelt es sich bei¬ spielsweise um Membranfragtnente, isolierte Kompartimente der Zelle, isoliertes Cytosol, aus Gewebe gewonnenes Homogenat oder eine Suspension isolierter Zellorganellen.
Bei einem in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren „Protein" handelt es sich um ein Protein, aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL aus¬ gewählt ist. Diese Proteine werden durch die aufgeführten Aminosäuren bzw. Nukleinsäuren codiert. Bei den vorgenannten Proteinen handelt es sich um Proteine, die als schmerzreguliert oder schmerzrelevant verteilt identifiziert wurden. Wie bereits erwähnt, wurde hierzu eine Proteomkarte des dorsalen Rückenmarks eines Tieres, insbesondere einer Ratte, durch die Auftrennung subzellulärer Fraktionen, wie Myelin, synaptische Membranen, leichte Membra¬ nen usw., gefolgt von der Identifizierung von Membranproteinen erstellt. Von insgesamt 55 identifizierten Proteinen wurden insbesondere die vorgenannten erfindungsgemäß relevanten Proteine näher analysiert. Hierzu wurde zunächst eine Veränderung der Expressionsmuster untersucht, indem die Expression der Proteine in einem Tier, in dem Schmerz ausgelöst wur¬ de, mit einem Kontroll-Tier, das keinen schmerzauslösenden Maßnahmen unterzogen wurde, verglichen wurde. Des weiteren wurden in in situ — Hybridisierungsexperimenten die zelluläre Lokalisation der mRNA-Transkripte der vorgenannten erfindungsgemäß relevanten Proteine untersucht. Aufgrund der vorgenommenen Untersuchungen wurde eine veränderte Expressi¬ on bzw. eine schmerzrelevante Verteilung der vorgenannten erfindungsgemäß relevanten Proteine iα schmerzinduzierten Tieren festgestellt. Die vorgenannten Proteine KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL werden nachfolgend als „in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare Proteine" oder „in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Proteine" oder auch als „erfindungsgemäße Verfahrens-Proteine" bezeichnet. Für das erfin¬ dungsgemäße Verfahren ist es irrelevant, aus welcher Spezies die Verfahrens-Proteine stam¬ men, es ist jedoch bevorzugt, die humane, Maus- oder Ratten-Variante einzusetzen.
Nachfolgend werden die erfindungsgemäßen Verfahrens-Proteine näher beschrieben:
KIAA0378 Hierbei handelt es sich um das humane Protein KIAA0378, welches in der Datenbank als sp:O15083 bzw. embl:AB002376 registriert ist. Dieses Protein ist in der Datenbank uncharak- terisiert und mit einer unvollständigen Sequenz registriert. Erfindungsgemäß ist es gelungen, die fehlende N-terminale Aminosäuresequenz sowie die dazugehörige Nukleinsäuresequenz zu identifizieren. Die komplettierte Aminosäuresequenz enthält nunmehr 149 zusätzliche Aminosäurereste am N-Terminus (siehe Figur 11). Die entsprechende Nukleinsäuresequenz ist in Figur 12 dargestellt.
KIAA0378 besteht hauptsächlich aus einem ausgedehnten coiled-coil Bereich, der vermutlich eine Rolle bei der Oligomerisierung des Proteins spielt. Lediglich die ersten 140 Aminosäure¬ reste liegen nicht in einer coiled-coil Struktur vor. Das Protein weist weder eine Signal- noch eine Transmembran-Sequenz auf (siehe Fig. 11 und 12).
Erfindungsgemäß konnte ein spezifisches Expressionsmuster von KIAA0378 primärafferen- ten Neuronen, nicht aber im Rückenmark erstmals nachgewiesen werden (siehe Fig. 13). Es zeigt, dass das aus synaptischen Fraktionen des Flinterhorns isolierte KIAA0378 Protein zu¬ mindest zu einem grossen Teil, wenn nicht ausschliesslich, von primär sensorischen Neuro¬ nen stammt, die im Hinterhorn des Rückenmarks enden. Diese selektive Expression von KIAA0378 deutet eindeutig darauf hin, dass KIAA0378 in synaptischen Endigungen des Rückenmarks relevant für die sensorische Signalübertragung im dorsalen Hinterhorn ist. Es kann demnach davon ausgegangen werden, dass KIAA0378 eine wichtige präsynaptische Funktion bei der Neurotransmission von primärafferenten Neuronen auf Neurone im Hin- terhorn des Rückenmarks hat Da praktisch alle DRGs Neurone KIAA0378 exprimieren, ist weiterhin davon auszugehen, dass auch nozizeptive Neurone der C- und A-Delta Faser- Klasse KIAA0378 exprimieren, woraus die schmerzrelevante Rolle von KIAA0378 in nozi- zeptiven Neuronen abgeleitet werden kann. So könnte beispielsweise eine rückenmarksnahe Verabreichung von KIAA0378 Inhibitoren einen „circulus vitiosus" des spinalen Schmerzge¬ dächtnisses unterbrechen.
BAB31214/O9BU64 BAB31214 ist das murine Ortholog zu dem humanen Protein Q9BU64 (Accession Nummern für Protein- und cDNA-Eintrag lauten tr:Q9BU64 und embl:BC 002870). In der Datenbank ist das murine Ortholog zu diesem humanen Protein 8430427C 03RIK bzw. Q9BU64 als Protein Q9CXA4 (Accession Nr. tr:Q9CXA4) registriert. Die im Rahmen der Erfindung vor¬ genommenen Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass sich die humane Sequenz deutlich von der murinen Sequenz unterscheidet; sie weicht am C-Terminus des Proteins stark von der Maus-Sequenz ab und führt zu einem deutlich längeren ORF. In der humanen Genomse¬ quenz (Accession-Nummern embLAC 013459 und embl:AC 012073) wurde kein Gegenstück zu der kürzeren Maus-spezifischen Sequenz gefunden. Anhand der Zusammensetzung von Maus EST-Sequenzen ist es erfindungsgemäß gelungen, eine Maus cDNA erhalten, die zwar von der in der Datenbank gespeicherten Sequenz abweicht, jedoch der humanen Sequenz deutlich eher entspricht. Daher ist die in der Datenbank unter der Accession-Nr. tr:Q9CXA4 gespeicherte Sequenz nicht korrekt. Die erfindungsgemäß erhaltene Aminosäure- bzw. Nuk- leinsäure-Sequenz ist in den Figuren 20 und 21 dargestellt. Vorliegend wird die Bezeichnung "BAB31214/Q9BU64" sowohl für das humane Protein als auch für das Maus-Protein ver- wendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird.
BAB31214 enthält einen coiled-coil-Bereich am N-Terminus, Position 1 bis 110. Es ist anzu¬ nehmen, dass dieser Bereich eine Rolle bei der Oligomerisierung des Proteins spielt und zur Interaktion mit anderen coiled-coil-Proteinen dient. Die Untersuchungen des Expressions- musters in verschiedenen Geweben ergab eine Akkumulation der mRNA nur insbesondere im Gehirn und daneben in der Milz (siehe Figur 22). Es kann demnach von einer selektiven Expression von BAB31214 im Nervengewebe ausgegangen werden, so dass sich BAB31214 zur Entwicklung nebenswirkungsarmer Analgetika eignet. Bewältigt wird dies durch zelluläre Lokalisation des BAB31214 Transkriptes in der grauen Substanz des Rückenmarks in den Motoneuronen und im Gehirn.
OPA-I /KIAA0567 Hierbei handelt es sich um das humane Protein OPA-I /KIAA0567, das in der Datenbank mit O_060313 bezeichnet ist: Die orthologen Proteine aus der Ratte und der Maus sind in der Datenbank mit NP_598513 bzw. NP_598269 registriert. Vorliegend wird die Bezeichnung "OPA-I /KIAA0567" sowohl für das humane Protein als auch für die Maus- und Ratten- Proteine verwendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird. OPA-I /KIAA0567 weist eine GTPase Domäne, eine zentrale Dynamin— Domäne und eine hoch-basische N-terminale Region, die für die mitochondriale Lokalisation verantwortlich ist (Delettre et al., 2000), auf. Es wurde von Olichon et al. (2003) angenommen, dass OPA-I /KIAA0567 als Bestandteil der mitochrontrialen Netzwerke ein wichtiger Organisator der inneren Mitochondrienmemb- ran ist, der für die Integrität der sog. Cristae verantwordich ist. Es wurde im Stand der Tech¬ nik festgestellt, dass eine Mutation im OPA-I /KIAAO567-Gen eine autosomal dominat ver¬ erbte Atrophie der Sehnerven (sog. Optic atrophy type 1) verursacht (Alexander et al., 2000), die zur Erblindung führt. Vermutet wurde daher, dass Mutationen im OPA-I /KIAA0567- Gen die mitochondriale Integrität stören und somit zu einer verringerten Energiegewinnung in den Nervenzellen des optischen Nervs führen. Es ist nämlich bekannt,, dass Nervenzellen aufgrund ihres hohen Energiebedarfs extrem empfindlich auf mitochondriale Störungen rea¬ gieren. Es gibt daneben jedoch auch Ansätze im Stand der Technik, die aufgrund einer nach¬ gewiesenen Expression des murinen Orthologs von OPA-I /KIAA0567 im Gehirn eine rein mitochondriale Lokalisation in Frage stellen (Misaka et al. 2002). Erfindungsgemäß wurde OPA-I /KIAA0567 nunmehr als Protein synaptischer Membranen des Dorsalhorns isoliert, dessen Expression hauptsächlich im Gehirn nachgewiesen werden konnte und für das eine ubiquitäre Expression, wie sie für mitochondriale Proteine typisch ist, nicht zu detektieren war. Diese erfindungsgemäßen Erkenntnisse und die Tatsache, dass OPA-I /KIAA0567 zu den mitochondrialen Proteinen gehört, die im nuklearen Genom codiert werden und somit im Gegensatz zu den im mitochondrialen Genom codierten Proteinen auch in anderen Orga¬ nellen vorkommen können, belegen, dass es sich bei OPA-I /KIAA0567 nicht um ein rein mitochondriales Protein handelt. Die der votliegenden Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen des Expressionsmusters in verschiedenen Geweben ergaben die stärkste Akkumulation des OPA-I /KIAA0567 Transkriptes im Gehirn (siehe Figur 33), gefolgt von der Plazenta und dem Uterus. In den weiteren untersuchten Geweben (Herz, Lunge, Leber, Niere, Milz, Magen, Dünndarm, Thy¬ mus, Hoden, Skelettmuskel) wurde kein Transkript detektiert. Eine zelluläre Lokalisation von OPA-I /KIAA0567 in schmerzrelevantem Gewebe konnte in den DRGs und in der grauen Substanz des Rückenmarks, in den Motoneuronen und im Gehirn festgestellt werden (s. Fi¬ guren 34 bis 38). Aufgrund der nachgewiesenen relativ selektiven Expression von OPA- 1/KIAA0567 im Nervensystem ist davon auszugehen, dass sich OPA-I /KIAA0567 zur Entwicklung nebenswirkungsarmer Analgetika eignet.
CPG2/KIAA1756 Bei diesem Protein handelt es sich um das Cortical plasticity related protein 2 (CPG2), regist- riert unter der Accession-Nummer NP_062228. Es ist das Ratten-Orthologe zu dem huma¬ nen Protein KIAAl 756 (Accession-Nummer BAB21847) und dem murinen Protein NP_700448. Vorliegend wird die Bezeichnung "CPG2/KIAA 1756" synonym für das huma¬ ne sowie Maus- und Ratten-Proteine verwendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird. Das Ratten-CPG2-Protein wurde als Protein synaptischer Membranen des Dorsalhorns isoliert und hat eine Länge von 491 Aminosäuren, enthält neun Spektrin-Domänen mit ca. 100 Aminosäuren Länge und ist damit ähnlich zu dem Duchenne Muskeldystrophie Protein Dystrophin mit insgesamt 25 Spektrin-Domänen. Weiterhin enthält das GPG2 einen Amino¬ säurenabschnitt von 14 Aminosäuren, von denen 11 Aminosäuren identisch zu einem ähnlich langen Abschnitt des Dystrophin-Poteins sind (Nedivi et al., 1996). Es konnte eine zelluläre Lokalisation von Dystrophin im Gehirn und zwar als Bestandteil der postsynaptischen Dichte (PSD) festgestellt werden (Lidov et al., 1990). PSD spielt eine wichtige Rolle bei der synapti¬ schen Plastizität. Auch CPG2 wurde im Hippocampus und im Kortex mit synaptischer Plas¬ tizität in Verbindung gebracht. Sowohl PSD als auch die synaptische Plastizität der Dorsal- horn-Neurone ist an der Chronifizierung des Schmerzgeschehens beteiligt. Neben der im Stand der Technik bekannten Tatsache, dass das mit CPG2 strukturell verwandte Protein Dystrophin im ZNS Bestandteil der PSD ist, wurde durch die erfindungsgemäßen Erkennt¬ nisse belegt, dass CPG2 sowohl im Dorsalhorn des Rückenmarks als auch in der PSD expri- miert wird und es damit an einet zentralen Stelle der Schmerzweiterleitung lokalisiert ist und zur Entwicklung nebenswirkungsarmer Analgetika geeignet ist.
LETMl Hierbei handelt es sich um das humane Leucin zipper/EF-hand containing transmembrane protein 1 (LETMl) Protein, das in der Datenbank mit NP_036450 bezeichnet ist: Die ortho- logen Proteine aus der Ratte und der Maus sind in der Datenbank mit NP_062668 bzw. XP_223541 registriert. Vorliegend wird die Bezeichnung "LETMl" synonym für das humane Protein sowie für die Proteine aus Maus und Ratte verwendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird. Das humane LETMl Gen konnte durch FISH-Analyse auf Chromosom 4pl6.3 lokalisiert werden. Es handelt sich um ein 739 Aminosäuren langes Protein, enthält zwei Calcium-bindende „EF-Hand" Domänen, ein DNA-bindendes Leucin-Zipper-Motif, eine Transmembrandomäne und mehrere coiled-coil Domänen, die Protein-Protein- Interaktionen bewirken (Endele et al., 1999). Es wurde im Stand der Technik weiterhin fest¬ gestellt, dass das humane LETMl Gen bei fast allen Patienten mit Wolf-Hirschhorn Syndrom (WHS) (Endele et al., 1999), einer Erbkrankheit, die sich vor allem durch kraniofaziale Dys- tnorphien auszeichnet, aufgrund einer chromosomalen Deletion am Ende des kurzen Arms von Chromosom 4 fehlt. Bei dieser Krankheit liegt eine schwere psychomotorische Retatdie- rung vor, häufig begleitet von einer Muskelhypotonie und cerebralen Krampfanfällen. Es wird angenommen, dass das Fehlen von humanem LETMl insbesondere für die cerebralen Krampfanfälle der WHS-Patienten verantwortlich ist (Zollino et al., 2003). Aufgrund der er¬ findungsgemäßen Erkenntnis, dass LETMl als Protein synaptischer Membranen des Dorsal- horns isoliert wurde im Zusammenhang mit der Tatsache, dass humanes LETMl eine Rolle bei der intrazellulären Calcium-Homöostase spielt, deren intrazelluläre Modulation wiederum einen interessanten Angriffspunkt für die spinale Analgesie darstellt, belegt, dass humanes LETMl sowie LETMl im allgemeinen ein molekulares Zielprotein zur Entwicklung nebens¬ wirkungsarmer Analgetika ist.
PID12832121 /FLT20420 PID12832121/FLJ20420 wurde als Protein synaptischer Membranen des Dorsalhorns iso¬ liert. Es ist das Ratten-Orthologe des Maus-Proteins 0610041L09RIK, das in der Datenbank mit tir:Q9CRB9 und für die cDNA mit NMJ325336 verzeichnet ist: Das orthologe humane Protein ist in der Datenbank mit den Accession-Nummern für Protein und cDNA tr:Q9NX63 und embl:BC011596 registriert. Das Ratten-Orthologe ist in der Datenbank nicht registriert, es konnte jedoch erfindungsgemäß eine neue Teilsequenz der cDNA durch Zu- sammensetzung von EST Sequenzen erhalten werden. Vorliegend wird der Begriff "PID12832121/FLJ02420" synonym für das humane Protein und die Proteine aus Maus und Ratte verwendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird. Das Maus-Protein sowie die hierzu engen Verwandten enthalten eine (bislang unpublizierte) Homologiedomäne Mito-C4, die aus der MEMOREC Profüsammlung stammt (ME00694). In der Aminosäuresequenz der Maus liegt diese Domäne im Bereich der Aminosäuren 180 bis 220. Die Mito-C4 Domäne ist bislang mit keiner speziellen Funktion assoziiert. Es handelt sich um eine kurze Homologie¬ domäne von etwa 40 Aminosäuren mit vier invarianten Cystein-Resten, die in vielen kleinen Proteinen vorkommt. Die meisten, wenn nicht alle Proteine, welche die Mito-C4 Domäne enthalten, sind im Mitochondrium lokalisiert, obwohl ihnen jeweils eine mitochondriale Tar- geting-Sequenz fehlt. Die Domäne besteht aus einer 'helical hairpin' Einheit, die durch zwei Disulfidbrücken stablilisiert ist. Dies erklärt u.a. die vier konservierten Cys-Reste. Außer die¬ ser Mito-C4 Domäne findet man im PID12832121/FLJ20420 Protein keine weiteren Homo¬ logiedomänen. Die Region von Aminosäure 50 bis 180 enthält einen putativen coiled-coil Bereich, der wie oben erwähnt ein strukturelles Motiv darstellt, das häufig der Interaktion mit anderen coiled-coil Proteinen dient, insbesondere in der Bildung von homo-Dimeren. Dieser coiled-coil Bereich ist nur gering konserviert zwischen PID12832121/FLJ20420 und seinen engeren Verwandten. Die N-terminale Region ist dagegen stärker konserviert, es wurde je¬ doch keine Ähnlichkeit zu Proteinen außerhalb dieser Subfamilie gefunden. Weiterhin liegen keine Signal- oder Transmembran-Sequenzen vor. Aufgrund der erfindungsgemäßen Er- kenntnis, dass PID 12832121/FLJ20420 als Protein postsynaptischer Membranen des Dorsal- horns isoliert wurde ergibt sich, dass PIDl 2832121 /FLJ20420 zur Entwicklung nebenswir- kungsarmer Analgetika geeignet ist.
PGRL Hierbei handelt es sich um das Prostaglandin regulatory like protein PGRL. Die orthologen PGRL Proteine aus Ratte, Maus und Mensch sind in der Datenbank für Protein und cDNA mit folgenden Accession-Nummern verzeichnet: Ratte: XP_222900 (Protein) und XM_222900 (cDNA), Maus: XP_110315 (Protein) und XM_110315 (cDNA), Mensch: NP_443100 (Protein) und NM_052868 (cDNA). Vorliegend wird der Begriff "PGRL" syn¬ onym für das humane Protein sowie die Proteine aus Maus und Ratte verwendet, sofern keine spezielle Spezies aufgeführt wird. PGRL besitzt eine Länge von 613 Aminosäuren und gehört zu der Ig Superfamilie. Es weist eine N-terminale Signalsequenz, vier Immunglobin- Domänen, drei N-verknüpfte Glykosylierungsstellen, eine Transmembrandomäne und einen kurzen cytoplasmatischen Bereich auf. Immunpräzipitations- und Mutations-Analysen zeig¬ ten, dass PGRL mit dem Tetraspaninprotein CD81 interagiert (Clark et al., 2001). Die erfin¬ dungsgemäße Erkenntnis, dass PGRL-Transkripte am stärksten im Gehirn (gefolgt von Testis, Herz und Niere und jeweils weiter abnehmend in Leber, Milz, Lunge und Skelettmus¬ kel) nachzuweisen waren, belegt, dass PGRL in die Schmerzregulierung involviert ist und sich somit zur Entwicklung nebenwirkungsarmer Analgetika eignet.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls ein Protein umfasst und kann in dem Verfahren der Erfindung eingesetzt werden (Verfahrens-Protein), das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäuresequenz der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert. „Hybridisierung" im Sinne der Erfindung bedeutet eine durch Basenpaarung erfolgte Ausbil¬ dung eines doppelsträngigen Nukleinsäuremoleküls aus zwei getrennten Einzelsträngen. „Stringente Bedingungen" bedeuten in diesem Zusammenhang, dass Voraussetzungen vor¬ liegen, bei denen lediglich genau basengepaarte Nukleinsäure-Stränge gebildet werden, die stabil bleiben. Unter einer "Antisense" Nukleinsäure ist eine natürliche oder modifizierte Nukleinsäure zu verstehen, deren Basenabfolge komplementär zur der Basenabfolge mindes¬ tens eines Teilbereichs einer in der Natur vorkommenden RNA ist. Anders ausgedrückt ist unter einer „Antisense Nukleinsäure" der nicht-codierende (antisense) Strang einer Nuklein¬ säure zu verstehen, der die komplementäre Basenabfolge zu dem codierenden (sense) Strang der Nukleinsäure aufweist.
Sofern in der vorliegenden Beschreibung Bezug auf die Verfahrens-Proteine genommen wird, sind ebenfalls die funktionellen Fragmente und funktionellen Varianten der Proteine mitum- fasst. Weiterhin werden erfindungsgemäß die Begriffe „Protein" und „Polypeptid" synonym verwendet. Ebenfalls von der Erfindung erfasst sind funktionelle Fragmente und funktionelle Varianten der Verfahrens-Protein bzw. der nachfolgend definierten erfindungsgemäßen Proteine. „Funktionell" im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Proteine, Fragmente, Varianten eine Rolle bei Schmerzzuständen in dem Organismus, in dem sie vorkommen, spielen, insbeson¬ dere bei der Schmerzregulierung. Dies kann z.B. eine antinozizeptive, antihyperalgetische oder antiallodynische Wirkung sein.
Ein erfindungsgemäßes Fragment bezieht sich sowohl auf Proteine als auch auf Polypeptide und Nukleinsäuren der vorliegenden Erfindung. Es kann sich hierbei um N-terminal, C- terminal oder intrasequenziell verkürzte Aminosäure- bzw. Nukleinsäuresquenzen handeln. Die Herstellung solcher erfindungsgemäßer Fragmente ist im Stand der Technik gut bekannt und kann von einem Fachmann unter Anwendung von Standardverfahren durchgeführt wer¬ den (s. z.B. Sambrook et al. 2001). Im allgemeinen erfolgt die Herstellung solcher Fragmente durch Modifizieren der Nukleinsäuresequenz, die das native Protein bzw. Polypeptid codiert, gefolgt von einer Transformation dieser Nukleinsäuresequenz in einen geeigneten Wirt und Expression dieser modifizierten Nukleinsäuresequenz, unter der Voraussetzung, dass die Mo¬ difikation der Nukleinsäure die funktionelle Aktivitäten des Proteins bzw. Polypeptids nicht zerstören. Fragmente von Nukleinsäuren im Sinne der Erfindung können beispielsweise durch Behandlung mit geeigneten Restriktionsenzymen hergestellt werden. Die Identifizie¬ rung erfindungsgemäßer Fragmente kann entweder über die Überprüfung ihrer Funktionalität durch die Messung ihrer biologischen Aktivität erfolgen oder auch anhand einer Sequenzie¬ rung der Fragmente und einem nachfolgenden Vergleich der erhaltenen Sequenz mit der na- tiven Sequenz. Verfahren zur Messung der biologischen Aktivität sowie Sequenzierungsver- fahren sind im Stand der Technik zahlreich und gut bekannt.
Varianten der Erfindung beziehen sich ebenfalls sowohl auf die Proteine als auf die Polypep¬ tide und die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung. Als Varianten von Proteinen, Polypeptiden bzw. Nukleinsäuren oder Fragmenten hiervon, werden solche Proteine, PoIy- peptide, Nukleinsäuren oder Fragmente hiervon bezeichnet, die Sequenzunterschiede zu den entsprechenden nativen Sequenzen aufweisen. Bei diesen Sequenzabweichungen kann es sich um eine oder mehrere Insertionen), Deletion(en) und/oder Substitutionen) von Aminosäu- ren handeln, wobei eine Sequenzhomologie von mindestens 60 %, bevorzugt 70 %, stärket bevorzugt 80 %, ebenfalls stärker bevorzugt 85 %, noch stärker bevorzugt 90 % und am meisten bevorzugt 97 % vorliegt.
Um die prozentuale Identität zweier Nukleinsäure- bzw. Aminosäuresequenzen zu bestim¬ men, können die Sequenzen abgeglichen werden, um nachfolgend die Übereinstimmungen bzw. Abweichungen in der Sequenz zu bestimmen. Hierfür können z. B. Lücken in die Se¬ quenz der ersten Aminosäure- bzw. Nukleinsäuresequenz eingeführt werden und die Amino¬ säuren bzw. Nukleotide an der sprechenden Position der zweiten Aminosäure- bzw. Nuklein- säuresequenz verglichen werden. Wenn eine Position in der ersten Aminosäuresequenz mit der gleichen Aminosäure bzw. dem gleichen Nukleotid besetzt ist, wie es an einer anderen Position in der zweiten Sequenz der Fall ist, dann sind beide Sequenzen an dieser Position identisch. Die prozentuale Identität zwischen zwei Sequenzen ist eine Funktion der Anzahl identischer Positionen geteilt durch die Sequenzen. Die Bestimmung der prozentualen Identi- tat zweier Sequenzen kann anhand eines mathematischen Algorithmus durchgeführt werden. Ein bevorzugtes, jedoch nicht beschränkendes Beispiel eines mathematischen Algorithmus, der für den Vergleich zweier Sequenzen herangezogen werden kann, ist der Algorithmus von Karlin et al. (1993), PNAS USA, 90:5873-5877. Ein solcher Algorithmus ist in dem NBLAST- Programm integriert, mit dem Sequenzen identifiziert werden können, die eine gewünschte Identität zu den Sequenzen der vorliegenden Erfindung besitzen. Um einen Lückeή-Abgleich (auch „gapped allignment") wie oben beschrieben, zu erhalten, kann das „Gapped BLAST"-' Programm verwendet werden, wie in Altschul et al, 1997, Nucleic Acids Res, 25:3389-3402 beschrieben.
Unter den Begriff Varianten fallen insbesondere auch solche Aminosäure- und Nukleinsäure- sequenzen, die gegenüber den physiologischen Sequenzen konservative Substitutionen auf¬ weisen. Als konservative Substitution werden solche Substitutionen bezeichnet, bei denen Aminosäuren gegeneinander ausgetauscht werden, die aus der gleichen Klasse stammen. Ins¬ besondere gibt es Aminosäuren mit aliphatischen Seitenketten, positiv oder negativ geladenen Seitenketten, aromatischen Gruppen in der Seitenkette oder Aminosäuren, deren Seitenketten Wasserstoffbrücken eingehen können, z.B. Seitenketten, die eine Hydroxyfunktion besitzen. Das bedeutet, dass beispielsweise eine Aminosäure mit einer polaren Seitenkette durch eine andere Aminosäure mit einet gleichfalls polaren Seitenkette ersetzt wird oder beispielsweise eine durch, eine hydrophobe Seitenkette gekennzeichnete Aminosäure durch eine andere A- minosäure mit gleichfalls hydrophober Seitenkette substituiert wird, z.B. Serin (Threonin), durch Threonin (Serin) bzw. Leuzin (Isoleuzin) durch Isoleuzin (Leuzin). Insertionen und Substitutionen sind insbesondere an solchen Sequenzpositionen möglich, die keine Verände¬ rung der dreidimensionalen Struktur durch Insertion(en) oder Deletion(en) herbeiführen, was beispielsweise mit Hilfe von CD-Spektren (Zirkulardichroismus-Spektren) leicht überprüfbar ist.
Geeignete Verfahren zur Herstellung von Varianten, die gegenüber den nativen Sequenzen Substitutionen aufweisen, werden beispielsweise in den Druckschriften US 4,737,462, US 4,588,585 und US 5,017,691 beschrieben. Die Herstellung von Varianten im allgemeinen wird insbesondere auch von Sambrook et al., 2001, beschrieben. Es können hierbei Codons weg¬ gelassen, ergänzt oder ausgetauscht werden. Varianten können insbesondere auch solche Pro- teine, Polypeptide oder Nukleinsäuren sein, die stabilisiert sind, um der physiologischen De¬ gradation zu entgegen, z.B. durch Stabilisierung des Proteinrückrats durch Substitution der amidartigen Bindung, z.B. auch durch den Einsatz von ß-Aminosäuren. Varianten im Sinne der Erfindung können ebenfalls hergestellt werden, in dem in die Nukleinsäuren, welche die Varianten codieren, Veränderungen eingeführt werden, wie beispielsweise Insertionen, DeIe- tionen und/oder Substitutionen einer oder mehrerer Nukleotide. Im Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren für derartige Veränderungen von Nukleinsäuresequenzen bekannt. Eine der meist verwendeten Techniken ist die Oligonukleotid-gerichtete ortsspezifische Mutagene- se. Bei dieser Technik wird ein Oligonukleotid synthetisiert, dessen Sequenz eine bestimmte Mutation aufweist. Dieses Oligonukleotid wird dann mit einem Template hybridisiert, dass die Wüdtyp-Nukleinsäuresecjuenz enthält. Bevorzugt wird bei dieser Technik ein einzelsträn- giges Template verwendet. Nach dem Annealing von Oligonukleotid und Template, wird eine DNA-abhängige DNA-Polymerase eingesetzt, um den zweiten Strang des Oligonukleotids, der komplementär zu dem Template-DNA-Strang ist, zu synthetisieren. Als Ergebnis wird ein Heteroduplex-Molekül erhalten, welches eine Fehlpaarung enthält, die durch die oben er- wähnte Mutation in dem Oligonukleotid entsteht. Die Oligonukleotid-DNA wird in geeigne¬ tes Plasmid eingeführt, dieses wird in eine (Wirts)-Zelle eingeführt, in dieser (Wirts)-Zelle wird die Oligonukleotid-DNA repliziert. Mit dieser Technik enthält man Nukleinsäurese- quenzen mit gezielten Veränderungen (Mutationen), welche für die Herstellung von Varian¬ ten gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Erfindungsgemäß wird in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt, ob es sich bei der in dem Verfahren eingesetzten Testsubstanz um eine schmerzregulierende Substanz handelt. Dies kann entweder über die erfolgte Bindung der Testsubstanz an das Protein, bei¬ spielsweise durch die Verdrängung eines bekannten Iiganden, oder durch die Bestimmung der Menge gebundener Substanz, oder durch die Bestimmung der Veränderung eines funkti¬ onellen Parameters als Folge der Wechselwirkung zwischen Testsubstanz und Protein erfol- gen.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform erfolgt daher die Messung der Bindung einer Test¬ substanz an ein Verfahrens-Protein über die Verdrängung eines bekannten markierten Iigan¬ den des Proteins (oder des funktionellen Fragments oder der funktionellen Variante hiervon) und/oder über die daran gebundene Aktivität einer markierten Testsubstanz. Unter „Bin¬ dung" der Testsubstanz an das Protein ist eine Wechselwirkung zwischen Protein und Test¬ substanz zu verstehen, die zu einer Fixierung führt. Eine solche Wechselwirkung kann bei¬ spielsweise in der Regulation, Hemmung und/ oder Aktivierung von Rezeptoren, Ionenkanä¬ len und/oder Enzymen erfolgen. Unter „Verdrängung" eines bekannten markierten Iiganden ist ein vollständiges oder teilweises Entfernen dieses Iiganden von seiner Bindungsstelle zu verstehen. Der Iigand kann beispielsweise radioaktiv, fluoreszierend oder lumineszierend markiert werden. Durch eine solche Markierung ist der Iigand entsprechenden Nachweisre¬ aktionen (z.B. der Radioaktivität, Fluoreszenz oder Lumineszenz) zugänglich. Unter einem Iiganden ist jede Substanz zu verstehen, die hochspezifisch an ein Molekül bindet, das sich im Organismus, insbesondere auf der Oberfläche einer Zelle, befindet. Ein Beispiel hierfür ist ein Rezeptor. Dieser Iigand wird durch die ebenfalls an ein solches Molekül bindende Test¬ substanz aus seiner Bindungsstelle verdrängt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Messung eines durch die Bindung der Testsubstanz an ein Verfahrens-Protein veränderten Parameters. Unter „funktionellen Parametern" sind die Messgrößen eines Experiments zu verstehen, die mit der Funktion des Proteins in Zusammenhang stehen. Funktionelle Parameter können beispielsweise die Ge- nexpression, das Ionenmillieu, der pH-Wert, das Membranenpotential, die Enzymaktivität oder die Konzentration der 2nd messenger sein. Vorzugsweise erfolgt die Messung mindestens eines durch die Testsubstanz veränderten funktionellen Parameter über eine Messung der Regulation, Hemmung und/oder Aktivierung von Rezeptoren, Ionenkanälen und/oder En- zymen, insbesondere über eine Messung der Veränderung der Genexpression, des Ionenmil- lieus, des pH, des Membranpotentials, der Enzymaktivität oder der Konzentration der 2" messenger. Erfindungsgemäß kann somit die Messung der Testsubstanz über ihren Einfluss auf Rezeptoren, Ionenkanäle und/oder Enzyme direkt erfolgen, sie kann jedoch auch indirekt erfolgen, in dem Zustände wie Genexpression, Ionmillieu, pH, Membranpotential, Enzymak- tivität oder Konzentration der 2πd messenger gemessen werden. Unter „2nd messenger" ist ein kleines Molekül zu verstehen, das als Folge eines extrazellulären Signals entweder im Cytosol gebildet wird oder in das Cytosol transportiert wird, um auf diese Weise Informationen an das Zellinnere weiterzuleiten (z.B. cAMP, IP3). Beispiele für 2nd messenger Botenstoffe des intra¬ zellulären Signalwegs sind cyklisches AMP (cAMP), Inositolüdphosphat (IP3) oder Diacylgly- cerol (DAG).
Eine Testsubstanz ist anhand der Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Messungen als schmerzregulierend zu charakterisieren, wenn sie durch ihr Eindringen in einen lebenden Organismus eine Verhaltensänderung bewirkt, die der Fachmann als schmerzhemmend (anti- nozizeptiv, antihyperalgetisch oder antiallodynisch) bezeichnet. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Substanz beispielsweise als schmerzregulierend bezeichnet werden, wenn eine stärkere Bindung oder die Auslösung einer Änderung eines funktionellen Parameters in einem stärkeren Ausmaß, (beispielsweise 100 %) erfolgt, als es im Vergleich mit dem Durch¬ schnitt der getesteten Substanzen erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Zelle, die ein Verfahrens- Protein synthetisiert, vorzugsweise vor dem Schritt (a) des Verfahrens der vorliegenden Er¬ findung gentechnisch manipuliert. Hierunter wird eine Veränderung von Zellen, Geweben oder Organismen verstanden, in dem genetisches Material in die Zelle eingebracht wird. Ins- besondere handelt es sich bei diesem genetischen Material um eine oder mehrere Nukleinsäu¬ ren. Es ist bevorzugt, dass die gentechnische Manipulation die Messung mindestens eines durch eine Testsubstanz veränderten funktionellen Parameters erlaubt. In diesem Fall kann durch die genetische Manipulation eine Veränderung eines funktionellen Parameters über¬ haupt oder auch verbessert gemessen werden. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass durch die genetische Manipulation die Zelle eine nichtendogen exprimierte Form eines G-Proteins (GTP-bindendes Protein) exprimiert oder dass in die Zelle ein Reportergen eingefügt wird. Bevorzugt wird daher ein G-Protein in die Zelle eingeführt, das entweder endogen nicht vor¬ handen ist, oder physiologisch nicht exprimiert wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein chimäres G-Protein handeln, durch das eine Veränderung des Signalweges bewirkt wer¬ den kann, oder ein promiskuitives G-Protein, welches ein sehr bindungsfreudiges Protein darstellt. Der Begriff „G-Protein" stellt die international übliche Abkürzung für ein Guano- sintriphosphat (GTP)-bindendes Protein dar. Es wird als Signalprotein durch G-Protein ge¬ koppelte Rezeptoren aktiviert. Der Begriff „Reportergen" wird für Gene verwendet, deren Produkte sich anhand einfacher biochemischer oder histochemischer Methoden einfach nachweisen lassen. Beispiele hierfür sind das Luziferase-Gen, die alkalische Phosphatase oder das Green Fluorescent Protein (GFP). „Endogen exprimiert" bedeutet, dass eine Zelle oder Zelllinie unter geeigneten Kulturbedingungen ein Protein exprimiert, ohne dass eine Expres¬ sion dieses Proteins (durch gentechnische Manipulation) induziert wurde. Die Einführung eines Reportergens in eine erfindungsgemäße Zelle erlaubt die Messung einer induzierten Expression des Genproduktes.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird die gentechnisch mani¬ pulierte Zelle vor dem Schritt (a) des Verfahrens unter Bedingungen kultiviert, die eine Ex¬ pression erlauben, vorzugsweise unter Selektionsdruck. „Kultivieren" einer Zelle bedeutet, die Zelle unter Bedingungen zu halten, die ein Überleben dieser Zelle sowie der Nachfolgegene- ration(en) gewährleisten, d.h. insbesondere, unter Bedingungen, die eine Expression erlauben. Bedingungen, die eine Expression erlauben, sind von dem Protein abhängig, das es zu expre- mieren gilt. Solche Bedingungen beziehen sich beispielsweise auf die Temperatur, den pH- Wert, das verwendete Medium, in welchem eine Zelle kultiviert wird, den Zusatz von induzie¬ renden Substanzen, Nährstoffen und Co-Faktoren, Inkubationszeit und Sauerstoffgehalt. Eine Kultivierung unter „Selektionsdruck" bedeutet, dass nur ausgewählte Zellen weiter kul- tiviert werden. Hierdurch kann überprüft werden, ob die gentechnische Manipulation erfolg¬ reich verlaufen ist. Es wird hierzu vorzugsweise in Zellen, die gentechnisch manipuliert wer¬ den, ein bestimmtes Gen eingeführt, dessen Genprodukt, einem sog. Selektionsmarker, nur den Zellen ein Überleben untet den gewählten Kulturbedingungen ermöglicht, die dieses Gen enthalten. Ein Beispiel hierfür ist die Einfuhrung eines Antibiotikaresistenz-Gens.
Bei einer Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich vorzugsweise um eine Am- phibienzelle, Bakterienzelle, Hefezelle, Insektenzelle oder eine imortalisierte oder native Säu¬ getierzelle. Beispiele für Amphibienzellen sind Xenupus Oocyten, für Bakterienzellen E. coli, Baällus, Pseudomonas, Streptomjces, und Samonella, für Hefezellen Saccharomyces ceremsiae, Piώia P ' astoris, für Insektenzellen SfP-Zellen, für immortalisierte Säugetierzellen Heia-Zellen und für native Säugetierzellen CHO-Zellen. und COS-Zellen. Diese Aufzählung ist allerdings keines- falls abschließend. Die Wahl einer in dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Zel¬ le ist von mehreren Faktoren abhängig, z.B. bei der Einführung eines Vektors in die Zelle insbesondere von dem verwendeten Vektor.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zelle gentechnisch so manipuliert, dass sie mindestens eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon enthält. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Verfahrens-Protein synthetisiert wird, dass in einer erfindungsgemäßen Zelle nicht endogen exprimiert wird. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Nukleinsäure in einem rekombinanten DNA-Konstrukt, vorzugsweise einem Vektor, besonders bevorzugt einem Expressionsvektor, enthalten ist. Unter einem rekombinanten DNA-Konstrukt versteht man ein in vitro hergestelltes DNA-Molekül. Unter einem Vektor versteht man allgemein ein Nukleinsäuremolekül, das Fremd-Gene (Fremd- Nukleinsäure) enthält.
Bei sämtlichen in der vorliegenden Erfindung genannten Vektoren kann es sich um einen Expressionsvektor handeln, d.h. um einen Vektor, der die Fähigkeit zur Expression und/oder Amplifikation der enthaltenen Nukleinsäuren in einer prokaryontischen und/oder eukaryonti- schen Zelle besitzt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Plasmidvektoren, z.B. pBABEpuro, Phagen oder retrovirale Vektoren, insbesondere auch alle Vektorsysteme, die gentherapeutisch zur Anwendung kommen können, z.B. auch adenovirale und adenoviral- assoziierte Vektorsysteme. Erfindungsgemäße Vektoten weisen bevorzugt Konürollsequenzen auf, die eine Expression der erfindungsgemäßen Nukleinsäure ermöglichen bzw. verstärken und die Transkription regulieren. Solche Kontrollsequenzen schließen bspw. Polyadenylierungssignale, Promotoren, z.B. natürliche oder synthetische Promotoren, Enhancer zur Bewirkung der Transkription, Operatorsequenzen zur Regulierung der Transkription, Silencer zur gewebsspezifischen Transkription, Sequenzen, die geeignete Ribosomen-Bindungsstellen auf der mRNA codie¬ ren, Sequenzen, welche die mRNA stabilisieren und Sequenzen, welche die Termination der Transkription und/oder Translation regulieren. Dies stellt lediglich eine beispielhafte Aufzäh¬ lung von möglichen Kontrollsequenzen dar. Weitere mögliche Konttollsequenzen sind im Stand der Technik gut bekannt und sind bspw. beschrieben von Goeddel, 1990. Die Kon¬ trollsequenzen können modifiziert werden, z.B. durch Deletion, Addition oder Substitution einer oder mehrerer Nukleinsäuren, um ihre Kontrollfunktion zu verstärken.
Es sind insbesondere zahlreiche verschiedene Promotoren für verschiedene Organismen be- kannt. Zum Beispiel ist ein bevorzugter Promoter für Vektoren, die in Bad/lus subtilis verwen¬ det werden, der AprE-Promoter, ein bevorzugter Vektor, verwendet in E. coli, ist der T7/Lac- Promotor, ein bevorzugter Promoter, verwendet in Sacώaromyces cereύάae ist PGKl, ein be¬ vorzugter Promotor, verwendet in Aspergillus niger ist glaA, ein bevorzugter Promotor, ver¬ wendet in Triώodema reesei (reesei) ist cbhl. Promotoren, die für die Verwendung in prokaryon- tischen (Wirts)-Zellen geeignet sind, schließen z.B. beta-Lactamase (Vektor pGX2907 [ATCC39344], enthält das Replicon und das beta-Lactamase Gen), Lactose-Promotor- Systeme (Chang et al. (1978), Nature (London, 275: 615); Goeddel et al. (1979), Nature (Lon¬ don), 281: 544), Alkalische Phosphatase, das Tryptophan (trp)-Promotorsystem (Vektor pATHl [ATCC37695]) und Hybridpromotoren, wie den tac-Promotor (isolierbar aus dem Plasmid pDR540 [ATCC37282]), ein. Jedoch auch andere bakterielle Promotoren, deren Nukleinsäuresequenzen allgemein bekannt sind, versetzen einen Fachmann in die Lage, die¬ sen mit einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu ligieren, wobei auch Linker oder Adapter verwendet werden können, um gewünschte Restriktionsstellen zu erzeugen. Bevorzugt ent¬ halten Promotoren, die in bakteriellen Systemen verwendet werden, ebenfalls eine Shine- Dalgarno-Sequenz, die funktionsfähig mit der Nukleinsäure verbunden ist. Geeignete Expressionsvektoren können bspw. aus Segmenten von chromosomaler, nicht¬ chromosomaler und synthetischer DNA bestehen. Hierfür sind zahlreiche Derivate von SV40 und Bakterienplasmiden bekannt. Beispiele sind Plasmide aus E, coli, wie col El, pBK, pCRl, pBR322, pMb9, pUC19 sowie deren Derivate, Plasmide, die für einen weiten Wirtsbereich verwendbar sind, wie RP4, und Phagen-DNAs, wie zahlreiche Derivate des Phagen-Lambda, z.B. NM989, sowie andere DNA-Phagen, z.B. M13, sowie fϊlamentöse einzelsträngige DNA- Phagen, Hefeplasmide, Vektoren, die für die Verwendung in eukaryontischen Zellen geeignet sind, sowie Vektoren, die aus einer Kombination von Plasmid- und Phagen-DNA bestehen. Im Stand der Technik sind zahlreiche Expressionstechniken zur Verwendung erfindungsge- mäßer Expressionsvektoren bekannt. Solche Techniken werden bspw. allgemein beschrieben in Sambrook et al., 2001.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Protein (vorliegend als „erfindungsgemä¬ ßes Protein" bezeichnet), welches eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 20 oder 54 oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon umfasst oder aus einet der genannten Aminosäuresequenzen besteht. Wie bereits oben beschrieben, wurde die Aminosäuresequenz gemäß Figur 11, codierend für humanes KIAA0378, gegenüber der in der Datenbank vorhandenen Aminosäuresequenz am N-Terminus um 149 Aminosäuren vervollständigt. Die Aminosäuresequenz gemäß der Figur 20, codierend für das murine BAB31214, sowie die Aminosäuresequenz gemäß Figur 54, codierend für das Protein PID12832121/FLJ20420 aus der Ratte wurden ebenfalls erfindungsgemäß erhalten. Auch diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Protein (vorliegend als „erfindungsgemäßes Protein" bezeichnet), welches durch eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 codiert wird. Ein ebenfalls weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter striαgenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert. Die Nukleinsäuresequenzen der Figuren 12, 21 und 55 codieren das humane KIAA0378, das mu- rine BAB31214 bzw. Ratten PID12832121/FLJ20420. Von der Erfindung umfasst sind weiterhin sowohl die vorstehend beschriebenen erfindungs¬ gemäßen Proteine (humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420) als auch die Verfahrens-Proteine, die Modifikationen aufweisen. Hierbei können die Proteine beispielsweise posttranslational (nach der Translation) modifi- ziert sein, sie können z.B. glykosiliert, phosphoryliert, amidiert, methyliert, acetyliert, ADP- ribosyliert, hydroxyliert, mit einem Membrananker versehen, gespalten oder verkürzt vorlie¬ gen. Posttranslationale Modifikationen sind beispielsweise in Voet/Voet, Biochemistry, 1" Edition, 1990, S. 935-938 beschrieben.
Die Herstellung von Verfahrens-Proteinen und erfindungsgemäßen Proteinen kann anhand Standardverfahren erfolgen, die dem Fachmann gut bekannt sind. Beispielsweise kann ein solches Verfahren typischerweise die folgenden Schritte umfasst: (a) Kultivieren einer Zelle unter geeigneten Bedingungen, (b) Expression der/des Protein kodierenden Nukleinsäure bzw. Nukleinsäurekonstcukts unter geeigneten Bedingungen, und (c) Isolieren des Proteins aus den Zellen und/oder dem Kulturüberstand.
Geeignete Bedingungen zum Kultivieren einer Zelle wurden bereits oben beschrieben. Die Expression des Polypeptids kann typischerweise nach dem Stand der Technik in geeigneten Expressionssystemen erfolgen, vorzugsweise als sezerniertes Produkt stabiler Transfektanten, z.B. CHO-Zellen oder anderer tierischer Zellen, wie Cos7 oder SF9 (Insektenzellen), oder weiterer eukaryontischer Zellsysteme, beispielsweise Pichia pastoris. Vorzugsweise weisen die exprimierten erfindungsgemäßen Proteine jeweilige zur Sekretion in dem Zellsystem geeigne¬ te Leadersequenzen auf. Daher werden zur Expression eingesetzte erfindungsgemäße Vekto¬ ren codierende Abschnitte enthalten, die für eine funktionelle Leadersequenz codieren, z.B. wie in Brocks et al. (Immunotechnology 3:173-184, 1997) für Säuger und Insektenzellen be¬ schrieben oder unter Verwendung von beispielsweise pPICZalpha-Vektoren (Invitrogen, Karlsruhe, Deutschland) zur Expression und Sekretion in der Hefe Pichia pastoris. Das Isolie¬ ren des erfindungsgemäßen Proteins aus der (Wϊrts-)Zelle kann durch Standardverfahren, wie Chromatographie- Verfahren, Präzipitationsverfahren usw., die zur Aufreinigung von PoIy- peptiden und Proteinen geeignet sind, erfolgen (s.a. Sambrook et al., 2001). Ein weitetet Gegenstand des Verfahrens ist eine Nukleinsäure, die für ein Protein, das aus der Gruppe bestehend aus humanem KIAA0378, murinem BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420 ausgewählt ist, oder ein funktionelles Fragment oder eine funktio¬ nelle Variante eines solchen Proteins, codiert. Eine solche Nukleinsäure wird vorliegend als „erfindungsgemäße Nukleinsäure" bezeichnet.
Ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Nukleinsäure, die aus einer Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 besteht, oder eine solche Nuk- leinsäuresequenz umfasst oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante einer solchen Nukleinsäure. Eine solche Nukleinsäure wird vorliegend als „erfiridungsgemäße Nukleinsäure" bezeichnet.
Bei allen in der vorliegenden Erfindung bezeichneten Nukleinsäuren kann es sich sowohl um DNA, genotnische DNA, synthetische DNA, insbesondere cDNA, als auch um RNA, insbe- sondere mRNA, handeln. Die Nukleinsäuremoleküle können doppel- oder einzelstängig vor¬ liegen. Einzelsträngige RNA oder DNA kann entweder der codierende (sense) oder der nicht- codierende (antisense) Strang sein.
Ebenfalls umfasst sind Nukleinsäuren, die als Nukleinsäurekonstrukte auftreten, also einen für eines der erfindungsgemäßen Proteine codierenden Sequenzabschnitt sowie einen oder mehrere weitere Sequenzabschnitt(e) enthalten. Solche weiteren Sequenzabschnitte können beispielsweise Sequenzen sein, die für ein Leitpeptid codieren, das als Signal für die Sekretion des Proteins gemäß der Erfindungen in eukaryontischen Zellen gibt. Weitere Sequenzen, die von den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren umfasst sein können, sind ebenfalls nicht- codierende Sequenzen, wie nicht-codierende 3'- und 5'-Sequenzen einschließlich z.B. regula¬ torische Sequenzen.
Die Nukleinsäuresequenzen der vorliegenden Erfindung können ebenfalls mit Nukleinsäure- sequenzen fusioniert sein, die bspw. für eine Markersequenz codieren oder für eine Sequenz codieren, die ein Polypeptid codiert, welches bspw. die Isolierung oder Aufreinigung des Po¬ lypeptids der Erfindung erleichtert. Repräsentative Sequenzen schließen bspw. solche ein, die ein Glutation-S-Transferase (GST) Fusionsprotein, ein Polyhistidin (z.B. HIS 6) Hämaggluti- nin oder HSV-Tag codieren. Diese Aufzählung ist jedoch keinesfalls beschränkend.
Die Nukleinsäuren gemäß der Erfindung können bevorzugt isoliert vorliegen. Dies bedeutet, dass das Nukleinsäuremolekül oder die Nukleinsäuresequenz nicht von Nukleinsäuresequen- zen flankiert wird, die normalerweise das Gen oder die Nukleinsäuresequenz flankieren (wie in genomischen Sequenzen) und/oder die vollständig oder teilweise aufgereinigt worden sind (wie bspw. in einer DNA- oder RNA-Bibliσthek). Bspw. kann eine isolierte Nukleinsäure der Erfindung in Bezug auf das zelluläre Milieu, in welchem es natürlicherweise vorkommt, iso- liert sein.
Erfindungsgemäß sind auch funktionelle Fragmente oder funktionelle Varianten der erfin¬ dungsgemäßen Nukleinsäuren bzw. Nukleinsäurekonsttukte umfasst, auf die obigen Ausfüh¬ rungen zu den Begriffen funktionell, Fragment und Variante entsprechende Anwendung fin- den.
Die Herstellung erfindungsgemäßer Nukleinsäuren, Nukleinsäurekonstrukten oder funktio¬ nellen Fragmenten oder funktionellen Varianten hiervon kann mittels Standardverfahren durchgeführt werden, die dem Fachmann bekannt sind (siehe z.B. Sambrook et al. 2001). Insbesondere Anwendung in diesem Zusammenhang findet die PCR-Technik. Eine Überprü¬ fung der Sequenz hergestellter Nukleinsäuren gemäß der Erfindung kann anhand Sequezie- rungs- oder Hybridisierungs- Verfahren erfolgen, welche dem Fachmann ebenfalls geläufig sind.
Ebenfalls von der Erfindung umfasst sind Genprodukte der erfindungsgemäßen Nukleinsäu¬ ren. Bevorzugt codiert das Genprodukt ein Protein bzw. Polypeptid der in den Figutefl. 12, 21 oder 55 dargestellten Aminosequenzen. Ein Genprodukt der vorliegenden Erfindung be¬ trifft nicht lediglich das Transkript (mRNA) sondern auch Polypeptide oder Proteine, bevor¬ zugt in aufgereinigter Form. Ebenfalls umfasst sind Allele, funktionelle Fragmente oder funk- tionelle Varianten solcher Genprodukte. Für funktionelle Fragmente oder funktionelle Vari¬ anten der Genprodukte gelten die obigen Definitionen dieser Begriffe entsprechend. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Vektor, der mindestens eine Nukleinsäure enthält, die für ein Protein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420, oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines solchen Proteins codiert und/oder eine Nukleinsäure enthält, die aus einer Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 besteht, oder eine solche Nukleinsäuresequenz umfasst oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante einer solchen Nukleinsäure und/oder eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA enthält, die eine Nukleinsäuresequenz auf- weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure zu binden, die eines der Proteine humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420 codiert bzw. spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß der Figuren 12, 21 oder 55 bindet. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Vektor handelt es sich vorzugsweise um einen der oben beschriebenen Vektoren.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Zelle, die mindestens ein Protein enthält, das eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 20 oder 54 oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon umfasst oder aus einer der genannten Aminosäuresequenzen besteht und/oder - ein Protein enthält, das durch eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 codiert wird und/oder ein Protein enthält, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert und/oder - eine Nukleinsäure enthält, die für ein Protein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID 12832121 /FLJ20420, oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines solchen Proteins codiert und/oder eine Nukleinsäure enthält, die aus einer Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 besteht, oder eine solche Nukleinsäuresequenz umfasst oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante einer solchen Nukleinsäure und/oder eine Aαtisense Nukleinsäure oder eine PNA enthält, die eine Nukleinsäuresequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure zu binden, die eines der Proteine humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420 codiert bzw. spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß der Figuren 12, 21 oder 55 bindet und/oder - einen Vektor enthält, der eine der vorgenannten Nukleinsäuren enthält.
Vorzugsweise handelt es sich bei einer solchen erfindungsgemäßen Zelle um eine Amphi¬ bienzelle, Bakterienzelle, Hefezelle, Insektenzelle oder eine immortalisierte oder native Säuge¬ tierzelle. Beispiele für solche Zellen sind bereits oben beschrieben worden.
Die Herstellung erfindungsgemäßer Zellen kann anhand von Verfahren, die im Stand. der Technik gut bekannt sind (beispielsweise beschrieben bei Sambrook, 2001), erfolgen. Ein solches Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen: (a) Herstellung einer/eines vorste¬ hend beschriebenen erfindungsgemäßen Nukleinsäure oder erfindungsgemäßen Vektors, (b) Einbringen der Nukleinsäure und/oder des Vektors gemäß Schritt (a) in eine Zelle. Das Her¬ stellen einer/eines vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Nukleinsäure bzw. erfin¬ dungsgemäßen Vektors kann anhand dem Fachmann gut bekannter und nach den bereits oben beschriebenen Standardverfahren erfolgen. Das Einbringen der erfindungsgemäßen Nukleinsäure bzw. des erfindungsgemäßen Vektors in die Zelle kann unter Verwendung jeder geeigneter Standardverfahren erfolgen. Hierzu gehören bspw. Transformation, Elektroporati- on, Transfektion unter Verwendung von z.B. Kalziumchlorid, Iipofektion, Infektion, Trans¬ duktion etc. Diverse Standardverfahren sind bspw. in Sambrook et al., 2001, beschrieben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Antikörper gegen eines der erfindungsgemä- ßen Proteine - humanes K1AA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420. Unter Antikörper versteht der Fachmann lösliche oder an Zell¬ membranen gebundene Moleküle, die durch ihre spezifische Wechselwirkung mit einem komplementären Zelloberflächenmolekül („Antigen") charakterisiert sind. Es handelt sich im allgemeinen um als Immunglobuline bezeichnete Proteine, die eine spezifische Bindungsstelle für Antigene aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich um einen monoklonalen oder polyklo- nalen Antikörper. Monoklonale Antikörper sind selektiv gegen eine einzige antigene Deter¬ minante eines Antigens gerichtete Antikörper, während polyklonale Antikörper eine Mi- schtmg aus Antikörpern darstellen, die gegen mehrere Determinanten eines Antigens gerich¬ tet sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Antisense-Nukleinsäure, die eine Nukleinsäu- resequenz umfasst oder aus einer Nukleinsäuresequenz besteht, die in der Lage ist, spezifisch an eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionel¬ le Variante einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu binden.
Unter einer Antisense-Nukleinsäure ist eine Nukleinsäure zu verstehen, die komplementär zu einer codierenden (Sense-) Nukleinsäure ist. Eine Antisense-Nukleinsäure kann als DNA oder RNA vorliegen. Eine Antisense-Nukleinsäure kann beispielsweise für sog. Antisense- Strategien eingesetzt werden, durch welche die mRNA- oder Protein-Konzentration beein- flusst, insbesondere herabgesetzt, werden kann. Beispielsweise können, abgeleitet von der Nukleinsäuresequenz der vollständigen cDNA oder von Teilbereichen hiervon Konstrukte erstellt werden, z.B. Antisense-Oligonukleotide (DNA oder RNA), die beispielsweise unter Verwendung modifizierter Nukleotidbausteine (z.B. O-Allyl-Ribose) eine erhöhte Stabilität gegenüber Nukleasen aufweisen. Diese modifizierten Antisense-Oligonukleotide können dann beispielsweise an eine komplementäre mRNA binden und so deren Translation verhin¬ dern bzw. erschweren. Weiterhin sind hierzu Antisense-Konstrukte sinnvoll, die unter Ver- wendung nichttraditioneller Basen wie Inosine, Queosine oder Wybutosine sowohl wie Ace- tyl-, Methyl-, Thio- und ähnlich modifizierte Formen von Adenin, Cytidin, Guanosin u, Thy- midin und Uridin nicht oder in geringerem Masse durch endogene Nukleasen abgebaut wer¬ den können. Eine Antisense Nukleinsäure der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Länge von 15 bis 100 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 15 bis 50 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 15 bis 30 Nukleotiden auf, am stärksten bevorzugt 18 bis 25 Nukleotide.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine PNA, die eine Nukleinsäuresequenz umfasst oder aus einer Nukleinsäuresequenz besteht, die in der Lage ist, spezifisch an eine erfindungs¬ gemäße Nukleinsäure oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu binden. PNA stellt hierbei die international übliche Ab¬ kürzung für Peptidic Nucleic Acid („peptidische Nukleinsäure") dar. Flierbei bilden pepdi- tisch verknüpfte Aminosäuren eine Kette, wobei die Aminosäuren als Seitenkette eine für die Hybridisierung mit einer DNA oder RNA geeignete Base aufweisen. PNAs können durch Austausch des Phosphatrückgrats in Nukleinsäuresequenzen hergestellt werden. Eine PNA gemäß der voriiegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Länge von 15 bis 100 Nukleoti¬ den, stärker bevorzugt von 15 bis 50 Nukleotiden, am stärksten bevorzugt von 15 bis 30 Nukleotiden auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Ribozym, das eine Nukleinsäuresequenz um- fasst, die in der Lage ist, spezifisch an eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder ein funktio- neues Fragment oder ein funktionelle Variante einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu binden. Ebenfalls kann eine erfindungsgemäße Nukleinsäure Teil eines Ribozyms oder eines sonstigen DNA-Enzyms oder einer katalytischen RNA oder DNA sein. Unter einem Ribo¬ zym ist eine katalytisch aktive Ribonukleinsäure zu verstehen, die als enzymatisch aktive RNA-Molekül eine spezifische Spaltung der RNA katalysiert. Hierzu gehören auch selbst- spleißende RNAs. Beispiele für Ribozyme sind z.B. selbst-spleißende Introns, Ribonuklease P (aus E. coli), das Hammerkopf-Ribozym, das Haarnadel-Ribozym oder tRNAphe. Soche Ribo¬ zyme können Nukleinsäureabschnitte enthalten, die an komplemtäre Nukleinsäuren (Nuk¬ leinsäureabschnitte) binden und diese spalten. Die Funktion von selbstspleißender RNA ist beispielsweise, aus prä-rRNAs und prä-tRNAs Introns zu entfernen, um diese zu reifen rRNAs bzw. tRNAs zu führen. Die Spleißreaktion wird durch den Kontakt eines G- Nukleotids mit dem Intron der RNA initiiert. Die RNA wird gespalten, das durch diese Spal¬ tung erzeugte neue 3'-Ende der RNA, spaltet wierderum das andere Ende des Introns. Ein Ribozym gemäß der vorliegenden Erfindung weist weist vorzugsweise eine Länge von 20 bis 100 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 40 bis 90 Nukleotiden, am stärksten bevorzugt von 50 bis 70 Nukleotiden auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine siRNA, die eine Nukleinsäuresequenz um- fasst oder aus einer Nukleinsäuresequenz besteht, die in der Lage ist, spezifisch an eine erfin¬ dungsgemäße Nukleinsäure oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu binden. siRNA steht für „short interference RNA". Sie stellt ein Zwischenprodukt des „RNA interference" (RNAi) Signalwegs dar. Hier¬ bei wird ein doppelsträngiges RNA-Molekül durch die Dicer Ribonuklease in kleine interfe- riefende RNAs (siRNAs) aufgebrochen. Einer der Stränge der siRNA, und zwar der zu einer Ziel-mRNA komplementäre Strang, bindet an diese mRNA, welche sodann durch die RDE-I Nuklease degradiert wird. Eine siRNA gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Länge von 10 bis 50 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 15 bis 40 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 20 bis 25 Nukleotiden auf. Und am stärksten bevorzugt 21 bis 23 Nukleotide. Darüber hinaus stellen sogenannte sh (small hairpin) RNAs einen weiteren Erfindungsge¬ genstand im Rahmen der vorliegenden Erfindung dar. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um RNA-Sequenzen, von doppelter Länge, wie oben für siRNA beschrieben, die gleichfalls an eine erfindungsgemäße Nukleinsäure binden kann. Derartige shRNAs werden vorzugswei- se durch Transkription aus einem Plasmid bereitgestellt, wobei das fertige RNA-Transkript durch Rückfaltung eine doppelsträngige RNA mit einer hairpin-Loop bilden kann. Vorzugs¬ weise also weist eine derartige shRNA (eine besondere Form der siRNA) eine zu einem der Nukleinsäurestränge der erfindungsgemäßen Nukleinsäure komplementäre Sequenz auf, die als solche einen Doppelstrang mit einem hairpin-Loop bilden kann.
Derartige shRNA haben eine verlangsamte Dissoziationskinetik.
Vorzugsweise weisen erfindungsgemäße siRNAs die allgemeine Struktur 5'-(N19.25)-3', stärker 5'-(Ni9_24)-3', noch stärker bevorzugt 5'-(N2U2^)-3' auf, wobei N irgendeine Base ist. Hierbei können zumindest 90%, vorzugsweise 99% und insbesondere 100% der Nukleotide einer erfindungsgemäßen dsRNA komplementär zu einem Abschnitt der (m)RNA-Sequenz einer erfindungsgemäßen Sequenz sein. 90% komplementär bedeutet hierbei, dass bei einer bspw. gegebenen Länge von 20 Nukleotiden einer erfindungsgemäßen siRNA diese nur für höchs¬ tens 2 Nukleotide nicht mit dem entsprechenden Abschnitt auf der (m)RNA komplementär ist. Die Sequenz der erfindungsgemäßen doppelsträngigen RNA ist mit ihrer allgemeinen Struktur vorzugsweise vollständig komplementär zu einem Abschnitt der (m)RNA einer er- findungsgemäßen Sequenz.
Weiterhin bevorzugt sind erfindungsgemäße siRNA, die die folgenden Sequenzmotive auf- weisen: AAN19TT, NAN19NN, NARN17YNN und/oder NANN17YNN, wobei N für ein beliebiges Nukleotid, A für Adenosin, T für Thymidin, R für Purine (A oder G) und Y für Pyrimidinbasen (C oder T) steht. Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäße dsRNA zu jedem beliebigen Abschnitt auf der mRNA oder dem Primärtranskript eine erfindungsgemäße Sequenz komplementär sein.
In einer eukaryontischen Zelle wird für die Herstellung einer mRNA das Gen in seiner ge¬ samten Länge, sowohl Introns als auch Exons, in ein langes RNA-Molekül transkribiert, das Primärtranskript. Die Stabilität der mRNA erfolgt durch Prozessierung des Primärtranskripts am 5'-Ende mit einer Addition eines untypischen Nukleotids mit einem methylierten Guanin und einer Polyadenylierung am 3'-Ende. Bevor die RNA den Zellkern verlässt, werden durch RNA-Spleißen die Intronsequenzen entfernt und die Exons miteinander verbunden, insbe¬ sondere gegenüber der Spleißform, also der gereiften mRNA, ist eine erfindungsgemäße siR- NA komplementär.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist eine sh/siRNA, die einen GC-Gehalt von mindestens 30%, in einer stärker bevorzugten Ausführungsform von bis 30% bis 70% und in einer stärker bevorzugten Ausführungsart von 40% bis 60% oder noch stärker bevorzugt zwischen 45 und 55 % aufweist .
Eine weitere besonders bevorzugte Ausfuhrungsform für eine erfindungsgemäße si(sh)RNA ist eine Zielsequenz, die die gleiche Häufigkeit aller Nukleotide auf dem Antisense Strang enthält. Schließlich ist es besonders bevorzugt, wenn 2'-Deoxythymidin für den 2-nt 3'- Überhang bei einer erfindungsgemäßen siRNA auftritt, da diese hierdurch vor Exonuklease- Aktivität geschützt wird. Weiterhin bevorzugt ist es, wenn die Zielsequenz einer erfindungs¬ gemäßen si/shRNA nur einmal in den Targetgenen auftritt bzw. auch singulär für das jeweili- ge Genom der behandelten Zellen ist.
Vorzugsweise können die Enden der doppelsträngigen RNA (siRNA o. shRNA) modifiziert werden, um einem Abbau in der Zelle oder einer Dissoziation in die Einzelstränge entgegen- zuwirken, insbesondere um einen vorzeitigen Abbau durch Nukleasen zu umgehen. Eine fegelmäßig nicht gewünschte Dissoziation der Einzelstränge von si/shRNA tritt insbe¬ sondere bei Verwendung niedriger Konzentrationen oder kurzer Kettenlängen auf. Zur be¬ sonders wirksamen Hemmung der Dissoziation kann der durch die Nukleotidpaare bewirkte Zusammenhalt der doppelsträngigen Struktur von erfϊndungsgemäßer siRNA durch mindes- tens eine, vorzugsweise mehr chemische Verknüpfung/en erhöht werden. Eine erfindungs¬ gemäße siRNA, deren Dissoziation vermindert ist, weist eine höhere Stabilität gegen enzyma- tischen und chemischen Abbau in der Zelle bzw. im Organismus oder ex-vivo auf.
Die chemische Verknüpfung der Einzelstränge einer erfindungsgemäßen siRNA wird zweckmäßigerweise durch eine kovalente oder ionische Bindung, Wasserstoffbrückenbin¬ dung, hydrophobe Wechselwirkung, vorzugsweise van-der-Waals oder Stapelungswechselwir¬ kungen, oder durch Metall-ionenkoordination gebildet. Sie kann nach einem besonders vor¬ teilhaften Ausgestaltungsmerkmal an mindestens einem, vorzugsweise an beiden, Ende/n hergestellt werden. Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, dass die chemische Verknüp- fung mittels einer oder mehrerer Verbindungsgruppen gebildet wird, wobei die Verbindungs¬ gruppen vorzugsweise Poly-(oxyphosphinicooxy-l,3-propan-diol)- und/oder Polyethylengly- col-Ketten sind. Die chemische Verknüpfung kann auch durch in der doppelsträngigen Struk¬ tur anstelle von Purinen benutzte Purinanaloga gebildet werden. Vpn Vorteil ist es ferner, dass die chemische Verknüpfung durch in der doppelsträngigen Struktur eingeführte Azaben- zoleinheiten gebildet wird. Sie kann außerdem durch in der doppelsträngigen Struktur anstelle von Nukleotiden benutzte verzweigte Nukleotidanaloga gebildet werden.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass zur Herstellung der chemischen Verknüpfung mindestens eine der folgenden Gruppen benutzt wird: Methylblau; bifunktionelle Gruppen, vorzugsweise Bis-(2-chlorethyl)-amin; N-acetyl-N'-(p-glyoxybenzoyl)-cystamin; 4-Thiouracil; Psoralen. Ferner kann die chemische Verknüpfung durch an den Enden des doppelsträngigen Bereichs angebrachte Thiophosphoryl-Gruppen gebildet werden. Vorzugsweise wird die chemische Verknüpfung an den Enden des doppelsträngigen Bereichs durch Tripelhelrx- Bindungen hergestellt. Die chemische Verknüpfung kann zweckmäßigerweise durch ultravio- lettes Licht induziert werden.
Die Modifizierung der Nukleotide der dsRNA führt zu einer Deaktivierung einer an dop¬ pelsträngigen RNA abhängigen Proteinkinase (PKR), in der Zelle. Die PKR induziert Apop- tose. Vorteilhafterweise ist mindestens eine 2'-Hydroxygruppe der Nukleotide der siRNA in der doppelsttängigen Struktur durch eine chemische Gruppe, vorzugsweise eine 2'-Amino- oder eine 2'-Methylgruppe, ersetzt. Mindestens ein Nukleotid in mindestens einem Strang der doppelsträngigen Struktur kann auch ein sogenanntes „locked nucleotide" mit einem, vor- zugsweise durch eine 2'-O, 4'-C-Methylenbrücke, chemisch modifizierten Zuckerring sein. Vorteilshafterweise sind mehrere Nukleotide „locked nucleotides".
Modifizierungen der Nukleotide von erfindungsgemäßer si/shRNA betrifft vor allem die Dissoziation der Nukleotide durch Verstärkung der Wasserstoffbrückenbindung. Die Stabüi- tat der Nukleotide wird erhöht und gegen einen Angriff von RNAsen geschützt.
Darüber hinaus kann durch Modifizierung des Rückgrates von der erfindungsgemäßen si/shRNA ein vorzeitiger Abbau verhindert werden. Insbesondere bevorzugt ist dsRNA, die (Phosphorthioat, 2'-O-Methyl-RNA, LNA, LNA/DNA-Gapmeren) modifiziert ist und daher eine längere Halbwertszeit in-vivo aufweist.
Die si/shRNA wird nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt, dabei werden Nukleotide, insbesondere auch Oligonukleotide, beispielsweise nach Art der Merryfield- Synthese, an einem unlöslichen Träger (H.G. Gassen, Chemical and Enzymatic Synthesis of Genfragments (Verlag Chemie, Weinheim 1982)) oder auf andere Art synthetisiert (Bey¬ er/Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie, 20. Auflage, (S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1984), S. 816 ff.). Die Gewinnung der VGLUT-mRNA kann durch Hybridisierung mittels Genom- und cDNA-Datenbanken erreicht werden. Erfindungsgemäße si/shRNA-Moleküle können bspw. synthetisch hergestellt werden über verschiedenen Anbietern, bspw. IBA GmbH (Göt¬ tingen, Deutschland), bezogen werden.
Erfindungsgemäße doppelsträngige RNA, insbesondere si/shRNA, kann in micellare Struktu¬ ren eingeschlossen sein, die die Separation von Substanzgruppen in-vitro und ϊn-vivo beeinflus- sen. Hierbei liegt die si/shRNA vorzugsweise in Liposomen vor. Die Liposomen sind künst¬ liche, kugelig in sich geschlossene Membranen, aus Phospholipiden, in die sowohl hydrophile Substanzen in den wässrigen Innenraum verkapselt, als auch lipophile Substanzen in den In- nenbereich der Lipidtnembtan inkorporiert werden können. Die Voraussetzung für die Ver¬ wendung von Liposomen für experimentelle oder therapeutische Zwecke ist deren Verträg¬ lichkeit mit Zellen und Geweben. Die siKNA, die vorzugsweise in den Liposomen vorliegt, kann mit einer Peptidsequenz, vorzugsweise mit einer Lysin- und Atginin-reichen Sequenz, bspw. einer Sequenz aus dem vitalen TAT-Protein (bspw. enthaltend AS 49-57) modifiziert sein, um dann als Transporterpeptid die Zellmembran leichter zu überwinden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Aptamer, das eine Nukleinsäuresequenz um- fasst oder aus einer Nukleinsäuresequenz besteht, die in der Lage ist, spezifisch an eine erfin- dungsgemäße Nukleinsäure oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zu binden. Unter einem Aptamer sind Nukleinsäuren oder Nukleinsäufragmente mit Protein-bindenden Eigenschaften zu verstehen. Dazu gehören auch sog. Spiegeknere, die durch Spiegelevolution gewonnene spiegelbildliche und damit sta¬ bile Oligonukleotide darstellen, die hochaffin und hochspezifisch ein Zielmolekül binden können (Klußmann et al., 1996). Ein Aptamer gemäß der vorliegenden Erfindung weist weist vorzugsweise eine Länge von 20 bis 100 Nukleotiden, stärker bevorzugt von 18 bis 80 Nukleotiden, am stärksten bevorzugt von 60 bis 80 Nukleotiden auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein transgenes nichthumanes Säugetier, das min- destens ein Protein enthält, das eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 20 oder 54 oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon umfasst oder aus einer der genannten Aminosäuresequenzen besteht und/oder ein Protein enthält, das durch eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 codiert wird und/ oder ein Protein enthält, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert und/oder eine Nukleinsäure enthält, die für ein Protein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID 12832121 /FLJ20420, oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines solchen Proteins codiert und/oder eine Nukleinsäure enthält, die aus einer Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 besteht, oder eine solche Nukleinsäuresequenz utnfasst oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante einer solchen Nukleinsäure und/oder eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA enthält, die eine Nukleinsäuresequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure zu binden, die eines der Proteine humanes KIAA0378, murines BAB31214 und Ratten PID12832121/FLJ20420 codiert bzw. spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß der Figuren 12, 21 oder 55 bindet und/oder - einen Vektor enthält, der eine der vorgenannten Nukleinsäuren enthält und/oder eine Zelle enthält, die eines/eine der vorgenannten Proteine, Nukleinsäuren und/ oder den vorgenannten Vektor enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten Keim- und somatische Zellen des transge- nen nichthumanen Säugetiers eine der vorstehend beschriebenen Nukleinsäuren durch chro¬ mosomale Einbringung in das Genom des Tieres oder in das Genom eines der Vorfahren des genannten Tieres. Verfahren zum Einbringen von Nukleinsäuren in das Genom eines Tieres sind dem Fachmann gut bekannt.
In einer weiteten bevorzugten Ausführungsform enthalten Keim- und somatische Zellen des transgenen nichthumanen Säugetiers eine der vorstehend beschriebenen Nukleinsäuren durch chromosomale Manipulation des Genoms des Tieres oder des Genoms eines der Vorfahren des genannten Tieres in nicht mehr exprimierbarer Form enthalten. Eine solche chromoso¬ male Manipulation, die verhindert, dass die genetische Information (Nukleinsäure) nicht transkribiert wird, obwohl sie im Genom vorhanden ist, kann beispielsweise durch regulatori¬ sche Sequenzen, die zusätzlich zu dem codierenden Bereich der Nukleinsäure enthalten sind, bewirkt werden. Ebenfalls können codierende Abschnitte der Nukleinsäure entfernt werden, vorzugsweise durch Schneiden der Nukleinsäure mittels geeigneter Restriktionsenzyme. Hier¬ für geeignete Restriktionsenzyme können von dem Fachmann anhand der Restriktions- Schnittstellen dieser Enzyme in Verbindung mit der Nukleinsäuresequenz leicht bestimmt werden. Es ist besonders bevorzugt, dass es sich bei dem tcansgenen nichthumanen Säugetier um ein Nagetier, insbesondere eine Ratte oder eine Maus, handelt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verbindung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren identifizierbar ist. Bevorzugt ist die Verbindung als schmerzregulierende Substanz identifizierbar. Besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Substanz bzw. eine schmerzregulierende Substanz, wie sie bereits oben beschrieben worden ist. „Identifizierbar" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Ergebnis der Messung der Bindung in Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine deutlich stärkere, vorzugsweise doppelt so starke, Bindung der Verbindung an das Protein aufweist als der Durchschnitt der zu testenden Sub¬ stanzen, oder dass das Ergebnis der Änderung eines funktionellen Parameters in der Art des funktionellen Parameters oder im Ausmaß der Veränderung deutlich vom Durchschnitt der zu testenden Substanzen abweicht.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung kommen die Proteine bzw. Polypeptide, ggf. aber auch Nukleinsäuren, Nukleinsäurekonstrukte, Vektoren oder Zellen der Erfindung (hiernach unter dem Begriff „erfindungsgemäße Moleküle" zusatnmengefasst) als Arzneimit-. tel oder zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Erkrankungen oder als Di- agnostikum in Betracht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Arzneimittel, das (a) mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfas- send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stritαgenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nuklein¬ säuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle "Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/ oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe- sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/ oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens einen Vektor enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens einen Antikörper gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens eine Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindes- tens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens einen Wirkstoff, der an mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, sowie gegebenenfalls geeignete Hilfs- und/oder Zusatzstoffe.
Erfindungsgemäß wird auch eine Kombination erfindungsgemäßer Moleküle mit pharmazeu¬ tisch geeigneten Träger-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen offenbart. Entsprechende Herstel¬ lungswege sind bei „Remington's Pharmaceutical Sciences" (Mack Pub. Co., Easton, PA, 1980) offenbart, das Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung ist. Für die parenterale Verabreichung der erfindungsgemäßen Arzneimittel und Kombinationen kom¬ men als Trägerstoffe bspw. steriles Wasser, sterile Kochsalzlösungen, Polyalkylenglykole, hyd- rogenierte Naphthalen und insbesondere biokompatible Lactidpolymere, Lac- tid/Glycolidcopolymer oder Polyoxyethylen-/Polyoxypropylencopolytneie in Bettacht. Dar¬ über hinaus können erfindungsgemäße Arzneimittel Füllsubstanzen oder Substanzen, wie Lactose, Mannitol, Substanzen zur kovalenten Anknüpfung von Polymeren, wie z.B. PoIy- ethylenglykol an erfindungsgemäße Inhibitoren, Komplexierung mit Metallionen oder Einschluß von Materialien in oder auf besondere Präparationen von Polymerverbindung, wie z.B. Polylaktat, Polyglykolsäure, Hydrogel oder auf Liposomen, Mikroemulsion, Micellen, unilamelare oder multilamekre Vesikel, Erythrozyten-Fragmente oder Sphäroplasten, enthal¬ ten. Ebenfalls enthalten sein können Lösungsmittel, Verdünnungsmittel, Farbstoffe und/oder Bindemittel. Die jeweiligen Ausführungsformen der Arzneimittel sind in Abhängigkeit des physikalischen Verhaltens, beispielsweise in Hinblick auf die Löslichkeit, der Stabilität, Biö- verfügbarkeit oder Abbaubarkeit, zu wählen. Kontrollierte oder konstante Freisetzung der erfindungsgemäßen Wirkstoffkomponente in der Zusammensetzung schließt Formulierungen auf der Basis lipophiler Depots ein (z.B. Fettsäuren, Wachse oder Öle). Im Rahmen der vor¬ liegenden Erfindung werden auch Beschichtungen erfindungsgemäßer Moleküle oder Arz- neimittel, die erfindungsgemäße Moleküle enthalten, offenbart, insbesondere Beschichtungen mit Polymeren, z.B. Poloxamere oder Poloxamine. Weiterhin können erfindungsgemäße Mo¬ leküle oder erfindungsgemäßer Arzneimittel protektive Beschichtungen, z.B. Proteaseinhibi- toren oder Peαneabilitätsverstärker, aufweisen.
Die Wahl geeigneter Träger-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen sowie die Bestimmung der zu verabreichenden Dosis hängt davon von dem Verabreichungsweg des Arzneimittels ab. Ein erfindungsgemäßes Arzneimittel kann als flüssige Arzneiformen in Form von Injektionslö¬ sungen, Tropfen oder Säfte, als halbfeste Arzneiformen in Form von Granulaten, Tabletten, Pellets, Patches, Kapseln, Pflaster oder Aerosolen (z.B. Spray) verabreicht werden. Grund- sätzHch werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung für erfindungsgemäße Arzneimittel alle im Stand der Technik bekannten Verabreichungswege offenbart, z.B. parenteral, oral, peroral, intravenös, intraperitoneal, intradermal, intramuskulär, intranasal, buccaL rectal oder örtlich, zum Beispiel auf Infektionen an der Haut, der Schleimhäute und an den Augen. Be¬ vorzugt erfolgt die Verabreichung eines erfindungsgemäßen Arzneimittels parenteral, d.h. beispielsweise subkutan, intramuskulär oder intravenös, oder oral oder intranasal. Für eine parenterale, topische oder inhalative Verabreichung eignen sich Lösungen, Suspensionen, leicht rekonstituierbare Trockenzubereitungen sowie Sprays. Für eine orale Applikation eig- nen sich Zubereitungen in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Granulaten, Tropfen, Säf¬ ten und Sirupen. Für eine perkutane Verabreichungen liegen die erfindungsgemäßen Molekü¬ le in einem Depot in gelöster Form oder in einem Pflaster, gegebenenfalls unter Zusatz von die Hautpenetration fördernden Mitteln, vor. Durch orale oder perkutane Verabreichung kann die Freisetzung der erfindungsgemäßen Moleküle verzögern werden. Die an den Patien¬ ten zu verabreichende Dosis ist von mehreren Faktoren abhängig, beispielsweise vom Ge¬ wicht des Patienten, von der Applikationsart, der Indikation und dem Grad der Erkrankung. Üblichweise werden 2 bis 500 mg/kg wenigstens eines erfindungsgemäßen Moleküls verab¬ reicht. Wenn das Arzneimittel zur Gentherapie verwendet werden soll, sind beispielsweise physiologische Kochsalzlösung, Stabilisatoren, Proteinase- und/oder DNAse-Inhibitoren geeignete Hilfs- und/oder Zusatzstoffe.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Diagnostikum, das (a) mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfas¬ send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nuklein¬ säuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens einen Vektor enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens einen Antikörper gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens eine Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindes¬ tens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens einen Wirkstoff, der an mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, sowie gegebenenfalls geeignete Zusatzstoffe.
Ein „Diagnostikum" im Sinne der Erfindung stellt ein Hilfsmittel zur Diagnose, beispielswei¬ se eines Krankheitsgeschehens, dar. Bevorzugt ist ein Diagnostikum, das eine Nukleinsäure enthält, bei der es sich um eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA handelt. Erfindungs¬ gemäße Moleküle können ebenfalls zur in «?#»-Diagnose verwendet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LElMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfas¬ send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Fi- guren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nuk- leinsäutesequenz gemäß einet det Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ei¬ nes funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorge¬ nannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel- les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (e) (f) mindestens einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26
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(g) mindestens eines Wirkstoffs, der an mindestens ein Protein oder ein funktio¬ nelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet zur Behandlung von Schmerz und als weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung der vorgenannten Moleküle (a) bis (g) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Schmerz. Bevorzugt handelt es sich um chronischen, insbesondere neuropathischen oder entzündungsbedingten Schmerz. Bei der Verwendung erfindungsgemäßer Molekülen als Arzneimittel zur Behandlung von Schmerz wird dem zu behandelnden Patienten vorzugsweise rekombinant hergestelltes Pro¬ tein verabreicht. Alternativ werden dem Patienten zu transfizierende Zellen entnommen, die¬ se in vitro mit erfindungsgemäßen (Expressions-) Vektoren transfiziert, kultiviert und dann als Retransplantat in den Patienten überfuhrt. Die Transfektion wird vorzugsweise durch Nuk¬ leinsäuren, Nukleinsäurekonstrukte oder (Expressions-) Vektoren vorgenommen, die die Ex¬ pression an einen regulierbaren Promotor koppeln. Das transfizierte Eigentransplantat kann lokal bspw. injiziert werden — abhängig von der spezifischen Erkrankung und den spezifi¬ schen Zielzellen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung ι (a) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein fαnkti- onelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens ei¬ ne Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/ oder mindestens eine Nukleinsäure, insbesondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz aufweist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (b) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (a), und/oder (c) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens eine Nukleinsäure gemäß (a) oder mindestens einen Vektor gemäß Punkt (b) für die Gentherapie.
Erfindungsgemäß kann es sich hierbei um in vivo oder in vittv Gentherapie handeln. Unter "Gentherapie" ist eine Form der Therapie zu verstehen, bei der durch die Einführung von Nukleinsäuren in Zellen ein Effektorgen exprimiert wird. Hierdurch kann beispielsweise ein defektes Gen ersetzt werden oder ein zusätzliches Gen eingeführt werden. Erfindungsgemäß kann es sich hierbei um in vivo oder in vitro Gentherapie handeln. Bei der in vitro Gentherapie werden Zellen aus dem Organismus entfernt, ex vivo mit Vektoren transfiziert und anschlie- ßend wieder in denselben oder in einen anderen Organismus eingebracht zu werden. Bei der in vivo Gentherapie werden Vektoren, beispielsweise zur Bekämpfung von Tumoren, syste¬ misch (z.B. über die Blutbahn) oder direkt in das Zielgewebe (z.B. in einen Tumor) verab¬ reicht. Bevorzugt ist für den Einsatz in der Gentherapie die Verwendung einer Nukleinsäure, bei der es sich um eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA handelt, oder die Teil eines Ribozyms, sonstigen DNA-Enzyms oder katalytischen RNA oder DNA darstellt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindes¬ tens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäurese- quenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nuk¬ leinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Anti- sense Nukleinsäure hybridisiert oder eines funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf- weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel- les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens eines Wickstoffs, der an mindestens ein Protein oder ein funktio¬ nelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, für die Diagnostik und/oder für Wirksamkeitsuntersuchungen. Erfindungsgemäß ist unter „Diagnostik" die Analyse von Symptomen, die einem Krankheitsbild zugeordnetet sind, zu verstehen und unter „Wirksamkeitsuntersuchungen" die Untersuchung der Wirksamkeit, ins- besondere der medizinischen Wirksamkeit, von Testsubstanzen zu verstehen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPAl /KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindes¬ tens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäurese- quenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nuk¬ leinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Anti- sense Nukleinsäure hybridisiert oder eines funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), und/ oder (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel¬ les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (d) in einem Verfahren zur Auffindung schmerzregulierender Substanzen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Beispielen illustriert ohne jedoch auf diese beschränkt zu werden.
Figuren Figut 1 zeigt das Coomassie-gefärbte BAC/-SDS-PAGE-Gel der Auftrennung des Triton X-100-resistenten Proteinpellets aus synaptischen Membranen des dorsalen Rü¬ ckenmarks. Die Pfeile kennzeichnen die verschiedenen Proteinspots („Spot"). Die in Beispiel 3 beschriebene Auftrennung der Proteine führte zur Identifizierung der Proteine KIAA0378 (siehe Spot21) und PID12832121/FLJ20420 (siehe Spot 76).
Figur 2 zeigt den Peptidmassenfingerprint von KLAA0378. Dargestellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv i- dentifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptidmassen sind gezeigt.
Nachfolgend wird die Legende der Peptidmassen-Zuordnungstabellen aufgeführt, diese gilt für Figur 2 sowie für die nachfolgenden Figuren 3, 5, 6, 7, 9 und 10.
Measured Mass (M): gemessene Peptidmasse Computed Mass: berechnete Masse Error (ppm): Abweichung der gemessenen von der berechneten Masse in parts per mülion. Avg/Mono: gemittelte oder monoisotope Peptidmasse; für die Datenbanksuche wurden ausschließlich monoisotope Peptidmassen bestimmt (indiziert in der Aus¬ wertung durch M). Residues Start-To: Position der Aminosäurereste in der Proteinsequenz, die zu dem Peptid gehören, das einer gemessenen Peptidmasse innerhalb der gesetzten Fehlertoleranz entspricht. Missed Cut: von der Protease überlesene Spaltstellen Peptide Sequence: Sequenz des Peptides, dessen Masse mit einer gemessenen Masse übereinstimmt. (1)+O@M: Die gemessene Masse stimmt mit dem vorgeschlagenen Peptid dann überein, wenn der Methioninrest oxidiert vorliegt. Sequenzabdeckung: prozentualer Anteil der Gesamtsequenz des Kandidatenpro¬ teins, der mit den passenden gemessenen Peptidmassen abgedeckt wird.
Figur 3 zeigt den Peptidmassenfingerprint von PID12832121/FLJ20420 putative protein. Dargestellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv identifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptid¬ massen sind gezeigt. Figur 4 zeigt das Coomassie-gefärbte BAC/-SDS-PAGE-Gel der Auftrennung des Cha- ottop-resistenten Proteinpellets aus synaptischen Membranen des dorsalen Rü¬ ckenmarks. Die Pfeile kennzeichnen die verschiedenen Proteinspots. Die in Beispiel 3 beschriebene Auftrennung der Proteine führte zur Identifizierung der Proteine LETMl (siehe Spotl9), OPA-1/KIAA0567 (siehe Sρot22) und PGRL (siehe Spot23).
Figur 5 zeigt den Peptidmassenfingerprint von dem Transmembranprotein LETMl. Dar- gestellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv identifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptid- massen sind gezeigt.
Figur 6 zeigt den Peptidmassenfingerprint von OPA-1/KIAA0567. Dargestellt ist die Aus¬ wertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bWWebProFoundexe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv i- dentifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptidmassen sind gezeigt.
Figur 7 zeigt den Peptidmassenfingerprint des Immunoglobulin superfamily Rezeptors PGRL. Dargestellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benut¬ zung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv i- dentifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptidmassen sind gezeigt. Figur 8 zeigt das Coomassie-gefärbte BAC/-SDS-PAGE-Gel der Auftrennung des Cha- otrop-resistenten Proteinpellets aus synaptischen Membranen des dorsalen Rü¬ ckenmarks aus Ratten/FormalinmodeU. Die Pfeile kennzeichnen die verschiedenen Proteinspots. Die in Beispiel 3 beschriebene Auftrennung der Proteine führte zur Identifizierung der Proteine CPG2 (siehe Spot29) und BAB31214/Q9BU64 (siehe Spot94).
Figur 9 zeigt den Peptidmassenfingerprint von CPG2/KIAA1756 (Skript:CPG2). Darge¬ stellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Pro- gramms ProFourid (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Pro¬ gramms als positiv identifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptidmas¬ sen sind gezeigt.
Figur 10 zeigt den Peptidmassenfingerprint des putativen Proteins BAB31214. Dargestellt ist die Auswertung der Peptidmassen-Fingerprints unter Benutzung des Programms ProFound (http://129.85.19.192/profound bin/WebProFound.exe). Es wurde die NCBI non-redundant protein database (letzter Stand: November 2002) durchsucht. Das Genprodukt wurde gemäß der Signifikanz-Kriterien des Programms als positiv identifiziert ausgewiesen. Die positiv zugeordneten Peptidmassen sind gezeigt.
Die Figuren 11 bis 17 betreffen das Protein KIAA0378:
Figur 11 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen Proteins KIAA0378 Figur 12 zeigt die Nukleinsäuresequenz der humanen KIAA0378 mRNA
Figur 13 zeigt das Ergebnis der Northern Blot Analyse zur Expression der KIAA0378 mRNA in der adulten Ratte. Wie zu sehen ist, konnte nur im Gehirn eine Ex¬ pression der mRNA beobachtet werden. In der Niere wurde ein Transkript geringerer Größe detektiert, hierbei könnte es sich um ein alternatives Transkript oder eine nah verwandtes Gen handeln. In allen anderen unter¬ suchten Geweben (Herz, Lunge, Leber, Niere, Milz, Magen, Dünndarm, Thymus, Skelettmuskel, Hoden, Gebärmutter, Placenta) wurde keine Expres- sion beobachtet. Diese Befunde sprechen für eine selektive Expression von KIAA0378 im Nervensystem und lassen die Verwendung des KIAA0378 zur Entwicklung nebenwirkungsarmer Analgetika als sehr interessant erscheinen.
Figur 14 zeigt die zelluläre Lokalisation des KIAA0378 mRNA-Transkripts in Spinal- ganglien der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Es ist ein starkes Sig¬ nal der KIAA0378 mRNA in den DRGs zu erkennen. Eine detaillierte Zu¬ ordnung zu einzelnen Zellpopulationen war nicht möglich.
Figur 15 zeigt die zelluläre Lokaüsation des KIAA0378 mRNA-Transkripts im Rü- ckenrnark der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Es ist zu erkennen, dass die KIAA0378 mRNA im Rückenmark nicht detektiert wurde.
Figuren 16 und 17 zeigen die zelluläre Lokalisation des KIAA0378 mRNA-Transkripts im Ge- hirn (Hippocampus) (Figur 16) und im Gesamtgehirn (Figur 17) der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Wie zu sehen ist, konnte die KIAA0378 mRNA konnte in folgenden Gehirnregionen detektiert werden: olfaktorischer Nukleus, Kortex, Hippocampus (CA3, Denate gyrus), Substantia nigra, Hirn- stammkerne (pontine nuclei), plexus chorioideus.
Die Figuren 18 bis 26 betreffen das Protein BAB31214/Q9BU64:
Figur 18 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen Proteins Q9BU64 Figur 19 zeigt die Nukleotidsequenz des humanen Q9BU64-Gens (Äccession-Nr. BC 002870) Figur 20 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus-Orthologen BAB31214 zum humanen Protein Q9BU64 Figur 21 zeigt die Nukleotidsequenz des Maus-Orthologen BAB31214-Gens zum hu¬ manen Q9BU64-Gen Figut 22 zeigt die Northern Blot Analyse zur Expression der BAB31214/Q9BU64 mRNA in der adulten Ratte (Sonde BAB 21974), die das Ratten-Orthologe zum humanen Q9BU64 bzw. BAB31214 darstellt. Es ist zu erkennen, dass nur im Gehirn und in der Milz eine Expression der mRNA beobachtet wer¬ den, im Hoden wurde ein Transkript geringerer Größe detektiert, hierbei könnte es sich um ein alternatives Transkript oder eine nah verwandtes Gen handeln. In allen anderen untersuchten Geweben (Herz, Lunge, Leber, Niere, Magen, Dünndarm, Thymus, Skelettmuskel, Gebärmutter, Placenta) wurde keine Expression beobachtet. Diese Befunde sprechen für eine selektive Ex¬ pression von Q9BU64/BAB31214 im Nervensystem und lassen die Verwen¬ dung des BAB31214 zur Entwicklung nebenwkkungsarmer Analgetika als sehr interessant erscheinen.
Figur 23 zeigt die zelluläre Lokalisation des BAB31214/Q9BU64 mRNA-Transktipts in Spinalganglien der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Es ist zu er¬ kennen, dass die BAB31214/Q9BU64 mRNA ein sehr starkes Signal in den DRGs aufwies. Eine detaillierte Zuordnung zu einzelnen Zellpopulationen war in der vorliegenden Analyse nicht möglich.
Figur 24 zeigt die zelluläre Lokalisation des BAB31214/Q9BU64 mRNA-Transkripts im Rückenmark der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Im Ergebnis zeigte die BAB31214/Q9BU64 mRNA im Rückenmark ein sehr starkes Signal in der grauen Substanz, sowohl im tiefen Hinterhorn als auch im Vorderhorn. Motoneurone zeigen sehr starke Expression.
Figuren 25 und 26 zeigt die zelluläre Lokalisation des BAB31214/Q9BU64 mRNA-Transkripts im Gehirn (Figur 25) und Gesamtgehirn (Figur 26) der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung. Die BAB31214/Q9BU64 mRNA konnte in folgenden Gehknregionen detektiett werden: Olfaktorischer Nucleus, Kortex (cingular cortex), Hippocampus (CA1-3; DG dentate gyrus), Nucleus caudatus und pu- tatnen (Striatum), Ventral palidum, Thalamus (nucl. thal. mediodorsal, central medial und centrolateralis, dorsaler Cortex der Colliculi des Tectums), Hypo¬ thalamus (arcuate hypothal. Nucl., dorsomedial hypothal. Nucl.) Substantia ni¬ gra, Zona incerta, Hirnstammkerne (pontine nuclei, 7 facial Nuclei, reticular nuclei), plexus choroideus, Cerebellum.
Die Figuren 27 bis 37 betreffen das Protein OPA-1/KIAA0567:
Figur 27 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen OPA-I /KIAA0567 Proteins Figur 28 zeigt die Nukleotidsequenz der humanen OPA-I /KIAA0567 mRNA Figur 29 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus OPA-I /KIAA0567 Proteins Figur 30 zeigt die Nukleotidsequenz der Maus OPA-I /KIAA0567 mRNA Figur 31 zeigt die Aminosäuresequenz des Ratten OPA-I /KIAA0567 Proteins Figur 32 zeigt die Nukleotidsequenz der Ratten OPA-I /KIAA0567 mRNA
Figur 33 zeigt die Northern Blot Analyse zur Expression der OPA-I /KIAA0567 mRNA in der adulten Ratte (Sonde BB617042). Es ist zu erkennen, das die stärkste Expression im Gehirn zu vorlag, gefolgt von der Placenta und dem Uterus. In allen anderen untersuchten Geweben (Herz, Lunge, Leber, Niere, Milz, Magen, Dünndarm, Thymus, Hoden, Skelettmuskel) wurde keine Ex- pression beobachtet. Diese Befunde sprechen für eine relativ selektive Ex¬ pression von OPA-I /KIAA0567 im Nervensystem.
Figur 34 zeigt die zelluläre Lokalisation des OPA-I /KIAA0567 mRNA-Transkripts in Spinalganglien der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung (Sonde BB617042). Die OPA-1KIAA0567 mRNA wies ein relativ schwaches Signal in den DRGs auf. Eine detaillierte Zuordnung zu einzelnen Zellpopulationen war in der vorliegenden Analyse nicht möglich. Figur 35 2eigt die zelluläre Lokalisation des OPA-I /KIAA0567 mRNA-Transkripts im Rückenmark der adulten Ratte mittels in situ-Hybridisierung (Sonde BB617042). Die OPA-I /KIAA0567 mRNA zeigte im Rückenmark ein relativ schwaches Signal in der grauen Substanz mit stärkstem Signal im oberflächli¬ chen Hinterhom (DH) in den Laminae I/II. Zudem zeigten sich Signale in den Motoneuronen.
Figuren 36 und 37 zeigt die zelluläre Lokalisation des OPA-I /KIAA0567 mRNA-Transkripts Gehirn (Figur 37) und im Gesamtgehirn (Figur 38) der adulten Ratte mittels in situ-Hybάdisierung. Die OPA-I /KIAA0567 mRNA konnte in folgenden Ge¬ hirnregionen detektiert werden: Olfactory nu, Cortex, Dorsal cortex colliculus, Hippocampus (CA1-3; DG dentate gyms), Nucleus caudatus + putamen (Stti- atum), Hypothalamus, Amygdala, Cerebellum.
Die Figuren 38 bis 43 betreffen das Protein CPG2/KIAA1756:
Figur 38 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen KIAAl 756 Proteins Figur 39 zeigt die Nukleotidsequenz der humanen KIAAl 756 mRNA Figur 40 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus CPG2 Proteins Figur 41 zeigt die Nukleotidsequenz der Maus CPG2 mRNA Figur 42 zeigt die Aminosäuresequenz des CPG2 Ratten-Proteins Figur 43 zeigt die Nukleotidsequenz der CPG2 Ratten mRNA
Die Figuren 44 bis 49 betreffen das Protein LETMl:
Figur 44 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen LETMl Proteins Figur 45 zeigt die Nukleotidsequenz der humanen LETMl mRNA Figur 46 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus LETMl Proteins Figur 47 zeigt die Nukleotidsequenz der Maus LETMl mRNA Figur 48 zeigt die Aminosäuresequenz des Ratten LETMl Proteins Figur 49 zeigt die Nukleotidsequenz der Ratten LETMl mRNA
Die Figuren 50 bis 55 betreffen das Protein PID12832121/FLJ20420:
Figur 50 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen FLJ20420 Proteins Figur 51 zeigt die Nukleotidsequenz der humanen FLJ20420 mRNA Figur 52 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus FLJ20420 Proteins Figur 53 zeigt die Nukleotidsequenz der Maus FLJ20420 mRNA Figur 54 zeigt die Aminosäuresequenz des Ratten PID12832121 Proteins Figur 55 zeigt die Nukleotidsequenz der Ratten PID12832121 mRNA
Die Figuren 56 bis 61 betreffen das Protein PGRL:
Figur 56 zeigt die Aminosäuresequenz des humanen PGRL Proteins Figur 57 zeigt die Nukleotidsequenz der humanen PGRL mRNA Figur 58 zeigt die Aminosäuresequenz des Maus PGRL Proteins Figur 59 zeigt die Nukleotidsequenz der Maus PGRL mRNA Figur 60 zeigt die Aminosäuresequenz des Ratten PGRL Proteins Figur 61 zeigt die Nukleotidsequenz der Ratten PGRL mRNA
Beispiele
Beispiel 1: Präparation synaptischer Membranen (nach Tom Dieck et aL, 1998)
Ausgangsmaterial waren dorsale Hälften aus dem Rückenmark von Ratten. Das Gewebe wurde zunächst in Präparationspuffer I (0.32 M Sucrose, 5 mM HEPES/NaOH pH 7.4, Pro- teaseinhibitoren) zu 10 ml pro Gramm Feuchtgewicht an Gewebe aufgenommen und in ei- nem Glas/Teflon-Homogenisator homogenisiert (12 Züge, 900 rpm). Das Homogenisat wurde für 10 min bei 1000 x g zentrifugiert. Der Überstand wurde für die Weiterverwendung aufgehoben, das Pellet nochmals in Puffer I aufgenommen. Die Homogenisierungsprozedur wurde wiederholt, nach Zentrifugation der Überstand mit dem ersten Überstand vereinigt (Überstände Sl). Die Sl-Fraktion wurde für 15 min bei 12000 x g zentrifugiert. Das Pellet wurde zur Weiterverarbeitung in Puffer I aufgenommen. Es erfolgte eine erneute Homogeni¬ sation (6 Züge, 900 rpm) und eine Zentrifugation bei 12000 x g für 20 Min. Das Pellet wurde zu 1,5 ml pro Gramm Feuchtgewicht an Ausgangsgewebe in Puffer II (0.32 M Sucrose, 5 roM Tris/HCl, pH 8,1, Proteaseinhibitoren) aufgenommen und auf einen diskontinuierlichen Suc- rosegradienten mit der Schichtung (von unten nach oben): 1,2 M Sucrose, 1 M Sucrose, 0,8 M Sucrose geladen. Es erfolgte eine Dichtegradientenzentrifugation für 2h bei 85000 x g. Die Synaptosomenfraktion konnte an der Phasengrenze 1,2M Sucrose/ IM Sucrose geerntet wer- den. Die Synaptosomen wurden einem osmotischen Schock ausgesetzt (fünffaches Volumen von 1 mM Tris/HCl, pH 8,1 unter Rühren bei O0C für 30 min). Die Synaptosomenmembra- nen wurden durch Zentrifugation bei 33000 x g für 30 min pellettiert.
Beispiel 2: Subfraktionierung der Synaptosomenmembranen (Strategie nach Dteger et al., 2001)
Nach Proteinbestimmung (Bradford-Methode, 1976: Bradford M.: A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principles of pro- tein-dye binding. Anal. Biochem. 72, 248-254) wurden je 200 μg des Rohpräparates synapti¬ scher Membranen für die weitere Fraktionierung eingesetzt. Das Präparat wurde entweder (a) auf 0.5% (w/v) Triton X-100 eingestellt und 15 min bei 40C geschüttelt, danach für 15 min in einer Tischzentrifuge abzentrifugiert, oder (b) 10 min in der Tischzentrifuge abzentrifugiert, und entsprechend dem Ausgangsvolumen in 4M Harnstoff/ 0.1M Na2CO3-Lösung aufge- nommen. Nach Resuspension wurde das Präparat für 30 min in einer Tisch-Ultrazentidfuge (Airfuge, Beckman-Coulter GmbH, Krefeld bei 2,8 psi) abzentrifugiert. Sowohl nach Proze¬ dur (a) als auch nach Prozedur (b) wurden die Pellet-Fraktionen weiterverarbeitet. Die Sub¬ fraktionierung führte zur Anreicherung unterschiedlicher Substrukturen synaptischer Memb¬ ranen und machte teilweise nicht-überlappende Proteinpopulationen der Analyse zugänglich. Beispiel 3: Separation der Proteine und Vorbereitung für die Massenspektrometrie
Die Proteine wurden in Probenpuffer für die lό-Benzyldimetiiyl-hexadecylammoni-urnchlorid (16-BAC)-Gelelektrophorese aufgenommen und auf 4-10% Acrylamid-Gradientengelen auf- getrennt. In einer zweiten Auftrennung wurden die Proteine dann in einer SDS-PAGE aufge¬ trennt. Es wurde die Methode nach Hartinger et al., 1996, bitte Literaturangabe nachrei¬ chen angewendet. Die Proteingele wurden mit Coomassie G-250 gefärbt. Alle unterscheidba¬ ren Proteinspots wurden manuell ausgeschnitten. Die Proteine wurden im Gel nach der Me¬ thode von Shevchenko et al. (1996) gespalten. Die Peptidmischungen wurden mittels Matrix- unterstützter Laserdesorptions-Ionisations-Massenspektrometrie (MALDI-MS) vermessen. Die Proteine wurden Datenbank-gestützt mittels der Programme ProFound und Mascot i- dentifiziert. In manchen Fällen wurden einzelne Peptide ausgewählt, um Fragmentio¬ nenspektrum zur Gewinnung partieller Sequenzinformation aufzunehmen.
Beispiel 4: Northern Blot Analysen zur Erstellung eines mRNA-Expressionsprofϊls in verschiedenen Geweben der adulten Ratte
Zur Erstellung eines mRNA-Expressionsprofils der identifizierten Proteine in verschiedenen Geweben der adulten Ratte wurden Northern Blot Analysen unter den folgenden Bedingun¬ gen durchgeführt:
Radioaktive Markierung des cDNA-Fragmentes (Ready-To Go-DNA-Labelling Kit, Fa. Amersham Pharmacia)
50ng cDNA in 45μl Wasser verdünnen 3 min bei 1000C denaturieren, auf Eis abschrecken zu dem DNA Labelling Bead hinzugeben - vorsichtig auf und ab pipettieren, bis sich das Bead vollständig aufgelöst hat - Zugabe von 5μl [α-33P]dCTP lOmCi/ml [50μCη (Fa. Hartmann Analytics, Braun¬ schweig) nochmals vorsichtig auf und ab pipettieren - 1 h bei 37°C inkubieren 2 min auf Eis kurz herunterzentrifugieren - Sonde über ProbeQuant G-50 Micro Column (Fa. Amersham Pharmacia) aufreinigen: 3 Min. bei 2800 rpm zentrifugieren Sonden in der Mitte auftragen 3 Min. bei 2800 rpm zentrifugieren lμl in 15 ml Szintilatiorflüßigkeit geben: 33P Messung am LKB Counter - Sollaktivität : 1-2 x 106cpm / ml Hybridiserungslösung
Prähybridisierung der Filter 5ml Micro-Hyb™ Puffer (Fa. Invitrogen) zu den Filtern hinzugeben + 5 μg COT-I DNA (Fa. Invitrogen) (vorher 3 min bei 100°C denaturiert) + 5 μg PoIy dA (Fa. Roche) bei 420C im Hybridisierungsofen für 2 Std prähybridisieren
Hybridisierung der Filter 33P markiertes DNA-Fragment für 3 min bei 100°C denaturieren auf Eis abschrecken zur Prähybridisierungslösung hinzugeben (Soll: 1-2 x 106cpm / ml Hybridisierungslösung) über Nacht bei 420C hybridisieren (ca. 12-18 Std.)
Waschen der Filter 2 x 20 min mit 2 x SSC / 1 % SDS bei 50°C 1 x 15 min mit 0,5 x SSC / 1 % SDS bei 55°C
Auswertung der Filter Exposition für 2-7 Tage mit ImageScreen (Fa. Fuji) Vermessung der Sreens mit dem Stormlmager™ (Fa. Molecular Devices) Beispiel 5: In s/ϊα-Hybridisierung zur zellulären Lokalisation der mRNA- Transkripte im Nervengewebe der Ratte
Zur Analyse der zellulären Lokalisation der mRNA der identifizierten Proteine in schmerzre- levanten Geweben der adulten Ratte wurden in J7&-Hybridisierungsexperitnente unter folgen¬ den Bedingungen duchgeführt.
cRNA-Proben Spezifische Fragmente der untersuchtet cDNAs wurden in den Vektor pCRII-TOPO subkloniert und zur in vitro-Transktiption herangezogen. Die Transkription unter Verwen¬ dung von 35S-UTP und die Aufreinigung der Transkripte wurde gemäß Schäfer et al. (1994) durchgeführt. Nach der Transkription wurden die Proben einer moderaten alkalischen Hyd¬ rolyse unterworfen wie von Angerer et al. (1987) beschrieben.
In J7/#-Hybridisierung Die in
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Analyse wurde anhand eines bereits publizierten Protokolls durch¬ geführt (Schäfer et al., 1992, Schäfer & Day, 1995). Hierbei wurden Kryostat-Schnitte mit einer Dicke von 12μm in 4%iger Formaldehydlösung für eine Stunde fixiert und anschließend drei Mal für 10 Minuten mit 1OmM Phosphat-gepufferter Lösung (PBS), pH7.4 gewaschen. Ein abschließender Waschschritt erfolgte mit 1OmM PBS mit 0.4% Triton X-100. Die Schnit¬ te wurden kurz mit destilliertem Wasser abgespült und mit 0.1M Triethanolamin-Lösung pH 8.0 gewaschen gefolgt von einem Waschschritt mit 0.1M Triethanolamin pH 8.0 mit 0,25% (vol/vol) Essigsäureanhydrid für 10 min bei Raumtemperatur durchgeführt wurde. Nach Inkubation in einem 2 X SSC-Puffer wurden die Schnitte in einer aufsteigenden Alko- holreihe (50%, 70%) dehydriert und an der Luft getrocknet. Die radioaktiven Proben wurden in der Hybridisierungslösung (3 x SSC, 5OmM NaPO4, 1OmM Dithiothreitol, 1 x Denhardt's Lösung, 0,25g/l Hefe tRNA, 10% Dextransulfat und 50% Formamid) zu einer finalen Kon¬ zentration von 5 x 104 dpm/ul verdünnt. Es wurden 30-50μl dieser Lösung auf jeden Gewe¬ beschnitt gegeben, mit einem Coverslip abgedeckt und für 14 Stunden bei 60°C inkubiert. Anschließend wurden die Schnitte in 2 x SSC und 1 x SSC für je 20 min gewaschen, gefolgt von einer Inkubation in einem RNase Puffer (1OmM Tris, pH 8,0; 0,5M NaCl; ImM EDTA) mit lU/ml RNaseTl und 20μg/ml RNaseA (Fa. Roche, Mannheim) für 30 min bei 370C. Es folgten konsekutive Waschschritte in 1 x SSC, 0.5 x SSC , 0.2 x SSC und destilliertem Wasser. Die Schnitte wurden durch Inkubation in 50%igen und 70%igen Isopropanol dehydriert. Die Zusammensetzung und Herstellung der verwendeten Standardpuffer ist in Sambrook et al. (2001, Band 3, Appendix 1: A.1.2 - A 1.20) beschrieben.
Bildanalyse Die Autoradiographie der 35S-markierten Gewebeschnitte erfolgte durch Eintauchen in eine „NTB-2 Nuclear Emulsion" (Eastman Kodak, Rochester, NY). Die Expositionszeiten betru¬ gen zwischen 10 und 20 Tagen. Nach photographischer Entwicklung wurden die Autoradio- gramme mit einem Olympus AX_70 Mikroskop und der MCID M4 Bildanalyse-Software (Imaging Research Inc., Ontario, Kanada) analysiert. Eine Cresylviolett-Färbung wurde als Gegenfärbung durchgeführt.
Beispiel 6: mRNA-Regulation in Spinalganglien von Ratten aus chronischen Schmerzmodellen
Zur Analyse der Regulation der KIAA0378-mRNA in Tierschmerzmodellen (Ratten) wurde eine PIQOR™-cDNA-Array-Analyse durchgeführt. Hierzu werden aus Schmerz-behandelten Tieren und Kontroll-Tieren Spinalganglien entnommen und auf Genexpression hin analysiert. Die Vorgehensweise wird im Folgenden beschrieben:
6.1. PIQOR™ cDNA Arrays Es wurde eine Kollektion von cDNA-Fragmenten (Spezies Mensch, Maus, Ratte) speziell zur Herstellung von PIQOR™ cDNA Arrays erstellt. Um eine möglichst hohe Selektivität zu erreichen und falsch positive bzw. falsch negative Ergebnisse aufgrund von Kreuzhybridisie- rung zu vermeiden, wurden cDNA-Fragmente nach folgenden Kriterien hergestellt: keine repetitiven Elemente (z.B. Alu, Bl, MIRs, Mikrosatelliten) enthalten, Sequenzhomologie zu allen anderen bekannten cDNAs (öffentliche Datenbanken) < 85%, Die Fragmentlänge: 200 bis 400 Basenpaare (bp), ausgewähltes Fragment deckt jeweils alle alternativen. Spleiß- und Polyadenylierungsvari- anten ab.
6.2. Herstellung themenspezifischer PIQOR™ Arrays Es wurden PIQOR™ Arrays mit insgesamt 1241 cDNAs hergestellt. Bei 636 cDNAs handelt es sich um PIQOR™ Fragmente (Spezies Ratte, inkl. 64 Maus-Fragmenten), 583 cDNAs wurden im Rahmen einer subtraktiven Hybridisierung isoliert (GT-Klone) und 16 cDNAs stammten aus anderen Ansätzen. Als Positivkontrollen wurden auf den Arrays sechs "house- keeping"-Gene und vier DNA-Fragmente aus E.coli (CR: control RAM) aufgetragen. Letztere wurden in Form von in vitro transkribierter RNA zu der Ratten-RNA gegeben, um den Mar- kierungs- und Hybridisierungsprozess zu kontrollieren. Als Negativkontrollen wurden Lachs¬ sperma-DNA und Puffer aufgetragen. Von jedem klonierten cDNA-Fragment wurde eine Amplifikation des Inserts mit Vektor-Primern durchgeführt, die Amplifikate wurden im Aga- rosegel aufgetrennt und die Länge der Inserts kontrolliert. Die amplifizierten cDNAs wurden anschließend aufgereinigt und auf eine einheitliche Konzentration von ca. 100 ng/μl einge¬ stellt. Gleiche Mengen der PCR-Amplifikate der klonierten cDNA-Fragmente wurden mit einem Dispensiergerät auf die Oberfläche derivatisierter Objektträger aufgetropft. Zur Quali¬ tätskontrolle wurde die DNA der produzierten Charge mit einem fluoreszierenden Farbstoff angefärbt. Jede cDNA wurde vierfach aufgetragen, so dass insgesamt 4964 Spots je Array vorhanden waren.
6.3. Aufbereitung der Spinalganglien Es wurde eine Behandlung von fünf Tieren je Bedingung sowie die Entnahme der Spinal¬ ganglien durchgeführt. Für die Hybridisierung wurde amplifizierte RNA (aRNA) aus durch- geführten Präparationen der PIQOR™-Fragmente schockgefrorener Gewebe verwendet.
6.4. Hybridisierung der PIQOR™ cDNA Arrays Für die Bestimmung der Expressionsprofile wurden jeweils 2 μg aRNA aus der Versuchs¬ gruppe mit Cy5 und die gleiche Menge aRNA aus der Kontrollgruppe mit Cy3 markiert und gemeinsam auf einem PIQOR™ cDNA Array hybridisiert. Die Markierung wurde durch reverse Transkription unter Einbau fluoreszierender Nukleotide (Cy5-dCTP bzw. Cy3-dCTP) erreicht. Die Tabellen 1 und 2 geben eine Übersicht über die durchgeführten Hybridisierun¬ gen. Tabelle. 1: Zusammenfassung der ersten neun Hybridisierungen auf den PIQOR™ cDNA Arrays
Figure imgf000061_0001
Tabelle. 2: Zusammenfassung der weiteren fünf Hybridisierungen auf den PIQOR™ cDNA Arrays
Figure imgf000061_0002
Ergebnisse der cDNA-Array-Analysen Für das cDNA-Fragment des Proteins KIAA0378 wurde in dem Chung-Modell 7 Tage nach Operation eine Expression beobachtet, mit einem Quotienten von 1,01 war allerdings keine Regulation detektierbar. In allen anderen untersuchten Modellen (siehe Tabelle 1 und 2) war keine Expression zu detektieren.
Die Durchfuhrung des Experiments erfolgte anhand des PIQOR™ Array- Hybridisierungsprotokolls (s. im folgenden unter I. - VIL). Nachfolgend werden Auszüge aus dem PIQOR™ Array-Hybridisierungsprotokoll in aufgeführt:
I. mRNA Amplifikationsprotokoll
1.1 Erststrangsynthese
Die folgenden Substanzen wurden in einem 1,5 ml RNase-freien Mikrozentrifugen-"tube" miteinander kombiniert: 4 μl 5 x Erststrangpuffer (Gibco) 2 μl 0,1 M DTT (Gibco) 1 μl 100 μM T7-(T)24 Primer 1 μl 10 mM dNTPs 10 μl der Gesamt-RNA wurden hinzugefügt (wobei empfohlen wird, 2 μg der Gesamt- RNA als Startmaterial für die Amplifikation zu verwenden). Dann wurde (gegebenenfalls mit hoher Drehzahl) gemischt. Die Mischung wurde bei 65 °C für 5 Min. inkubiert. Darauf- hin wurde das Röhrchen ("tube") bei 42 °C für 2 Min. aufbewahrt. Schließlich wurden 2 μl SSII RT (400 U) (Gibco) hinzugefügt. Es musste sichergestellt werden, dass das Enzym in eine gut gemischte Reaktion hinzugefügt wurde. Die Inkubation wurde bei 42 0C für 1 Stunde durchgeführt und danach das inkubierte Material auf Eis gesetzt.
1.2 Zweitstrangsynthese Alle Reagenzien und Strang"-tubes" wurden geeist. Es wurde zu den Strang-"tubes" hinzuge¬ fügt: 91.3 μl DEPC H2O 30 μl 5 x Zweitstrangpuffer (Gibco) 4 μl DNA Polymerase I (40 U) (Gibco) 3 μl 10 mM dNTPs 1 μl E.coli DNA Ligase (10 U) (Gibco) 0.7 μl RNase H (2 U) (Gibco) Es wurde stark gemixt (mit hoher Drehzahl). Bei 16 0C wurde für 2 Stunden inkubiert und optional bei -20 °C gelagert.
1.3 Reinigung ("clean-up") der ds-cDNA (siehe auch QIAquick' Spin Handbook) Es wurden 750 μl des Puffers PB zum Strang-"tube" hinzugefügt. Eine QIAquick Spinsäu¬ le wurde in ein 2 ml "collection tube" gesetzt. Die Probe wurde auf die QIAquick-Säule aufgebracht. Es wurde für 1 Min. zentrifugiert. Der Durchfluss wurde verworfen und die QIAquick-Säule zurück in das gleiche "tube" gesetzt. 0.75 ml Puffer PE wurden zur QIA- quick-Säule hinzugefügt. Es wurde für 1 Min. zentrifugiert. Der Durchfluss wurde verworfen und die QIAquick-Säule zurück in das gleiche "tube" gesetzt. Der "tube" wurde für eine wei¬ tere Minute bei maximaler Geschwindigkeit zentrifugiert. Die QIAquick-Spin-Säule wurde in ein steriles („clean") 1.5-ml "tube" gesetzt. Um die ds-cDNA zu eluieren, wurden 30 μl RNa- se-freie H2O auf die Mitte der QIAquick Membran hinzugefügt. Es wurde 1 Min. bei Raum- temperatur inkubiert. Dann wurde bei einer maximalen Geschwindigkeit für 1 Min. zentrifu¬ giert und schließlich auf 8 μl konzentriert.
1.4 aRNA Synthese: T7 in vitro Transkription (Ambion) Es wurden alle Reagenzien aufgetaut und auf Raumtemperatur gebracht. Es sollte beachtet werden, dass Spermidin im Transkriptionspuffer zu einem Niederschlag der "template DNA" führen kann, wenn die Reaktion auf Eis stattfindet. Es wurde ein NTP-Mix (pro "tube") hergestellt: 2 μl ATP Lösung (75 mM) 2 μl GTP Lösung (75 mM) 2 μl CTP Lösung (75 mM) 2 μl UTP Lösung (75 mM) 2 μl 10 x Reaktionspuffer Dann wurde zum ds-cDNA "tube" (gereinigt) hinzugefügt: 10 ul NTP-Mk 2 μl Enzym-Mix (Ambion) Es wurde moderat gemischt (mit niedriger Drehzahl) und bei 37 °C für 6 Stunden inkubiert. Hierbei sollte beachtet werden, dass die IVT "tubes" in einem Wasserbad konstanter Tempe¬ ratur oder einem Thermocycler mit einem Heiz-"lid" (0.2-ml "tube") inkubiert werden sollte.
1.5 In Vitro Transkription "Clean-up" (siehe RNeasy' Mini Handbook) Es wurde in einem IVT Reaktions "tube" gemischt: 80 μl RNase-freie H2O 350 μl RLT Puffer Dann wurden 250 μl 100%ige EtOH hinzugefügt. Diese Probe wurde zur RNeasy Spinsäule transferiert. Es wurde für 15 Sek. bei maximaler Geschwindigkeit gedreht. Die Transferspin- säule wurde zu einem neuen "collection tube" transferiert. 500 μl RPE Puffer wurden hinzugefügt. Es wurde für 15 Sek. bei maximaler Geschwindigkeit gedreht. Die Spinsäule wurde zu einem neuen "collection tube" transferiert. Es wurden 500 μl RPE Puffer hinzugefugt. Es wurde für 2 Min. bei maximaler Geschwindigkeit gedreht. Die Spinsäule wurde zu einem wiederum neuen "collection tube" transferiert. Es wurden 50 μl RNase-freies H2O zur Membran der Spinnsäule hinzugefugt und für 4 Min. inkubiert. Es wurde für 1 Min. bei maximaler Geschwindigkeit gedreht. Die Schritte 13-15 wurden unter Verwendung der Elution als Elution wiederholt. Daraufhin wurde die OD (1:50 Verdünnung) gemessen. Gegebenenfalls kann eine Lagerung bei —20 0C erfolgen.
II. Markierungsreaktion Die folgenden Substanzen wurden in einem 1,5 ml RNase-freien Mikrozentrifu- gen-"tube" miteinander kombiniert:
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Es wurden 15 μl der aRNA (2 μg) und jeweils 2 μl der Kontroll-RNA 1 und 2 hinzugefügt. Dann wurde gevortext, mit hoher Drehzahl. Bei 650C wurde für 5 Min. inkubiert und danach wurde die Inkubationslösung auf 42 0C gebracht. 1 μl (200 u) des SSII Enzyms, wobei sichergestellt sein soll, dass das Enzym gut gemixt ist, wurde der Reaktion hinzugegeben. Bei 42°C wurde für 30 Min. inkubiert. Dann wurden 2 μl des SSII Enzyms (wobei wiederum das Enzym gut gemixt der Reaktion hinzugefügt werden sollte) hinzugefügt, daraufhin bei 420C für 30 Min. inkubiert, dann wurden 0.5 μl RNase H hinzugefügt. Bei 37°C wurde für 20 Min. inkubiert, um RNA zu hydrolisieren.
III. Proben "clean-up" (siehe QIAquick" Spin Handbook) Cy3- und Cy5-markierte Proben wurden kombiniert und 400 μl Puffer PB hinzu¬ gefügt. Eine QlAquick-Spinnsäule wurde in eine 2-ml "collection tube" hinzuge- fügt. Die Probe wurde auf die QIAquick-Säule aufgebracht und für 30-60 Sek. zentrifugiert. Der Durchfluss wurde verworfen. Die QIAquick-Säule wurde in das gleiche "tube" zurückgegeben. Um zu waschen, wurden 0,75 ml Puffer PE zur QIAquick-Säule hinzugegeben und für 30-60 Sek. zentrifugiert. Der Durchfluss wurde verworfen und die QIAquick-Säule zurück in das gleiche "tube" gestellt. Die Säule wurde für eine weitere Minute bei maximalet Geschwindigkeit zentrifu¬ giert. Die QIAquick-Säule wurde in ein steriles ("clean") 1,5 ml "microfuge tube" gesetzt. Um die DNA zu eluieren, wurden 30 μl H2O pH 8 auf. die Mitte der QIA- quick-Membran hinzugefügt. Die Säule wurde für 1 Min. stehengelassen und dann für 1 Min. zentrifugiert. Es wurde in einem "SpeedVac" bei 45 0C bis zu einem Volumen von ~ lOμl konzentriert, wobei darauf geachtet werden soll, dass die Probe nicht austrocknet. 10 μl 2 x Hybridisierungslösung, auf 42 0C vorgewärmt, wurden hinzugefügt. Die Probe wurde bei Raumtemperatur im Dunkeln aufbe¬ wahrt, bis die Prä-Hybridisierung beendet war. IV. PIQOR™ Chip-Vorbehandlung Der PIQOR™-Chip wurde bei 98 °C in destilliertem Wasser für 2 Min. erhitzt. Der PIQOR™-Chip wurde in 96%igen Ethanol transferiert und durch Zentrifu- gation bei 500 x g für 3 Min. getrocknet und in eine staubfreie Kassette platziert.
V. Ptä-Hybridisierung Die PIQOR™ Prä-Hybridisierungslösung wurde bei 98°C für 2 Min. erhitzt, schnell gedreht und auf 420C abgekühlt. Der PIQR™-Chip wurde auf das "Pat¬ tern Slide" gesetzt. 20 μl der PIQOR™ Prä-Hybridisierungslösung wurden auf das vorgegebene Rechteck des PIQOR™-Chips aufgebracht. Das Deckblättchen wurde auf den PIQOR™-Chip gesetzt und der Chip wurde in die befeuchtete Hybridisierungskassette (z.B. PIQOR™- HybChamb) eingefügt, die Hybridisie- rungskassette wurde verschlossen und bei 62°C für mindestens 30 Min. inkubiert.
VI. Hybridisierung Die Hybridisierungskassette wurde auf 25 0C abgekühlt. Der PIQOR™-Chip wurde auf den "Pattern Slide" gesetzt. Das Deckblättchen wurde vorsichtig von dem PIQOR™-Chip entfernt. 20 μl der markierten Probe wurden auf das vorge¬ gebene Rechteck des PIQOR™ Chips aufgebracht. Das Deckblättchen wurde auf dem PIQOR™-Chip platziert (es sollte nicht das Deckblättchen der Prä- Hybridisierung wieder verwendet werden) und in die befeuchtete Hybridisie¬ rungskassette gesetzt und bei 62°C für mindestens 6 Stunden inkubiert.
VII. Waschen Der PIQOR™-Chip wurde aus der Hybridisierungskassette entfernt (Abkühlung sollte vermieden werden!) und sofort in eine Waschschale, gefüllt mit 1 x Wasch¬ puffer 1 für 5 Min. (Raumtemperatur 20 — 30 °C) gesetzt werden. Der Wasch- schritt wurde mit frischem 1 x Waschpuffer 1 wiederholt. Der Waschschritt wur¬ de mit 1 x Waschpuffer 2 wiederholt. Es wurde durch Zentrifugation bei 500 x g für 3 Min. getrocknet. Dann erfolgte eine Überführung in eine staubfreie Kasset¬ te. Literaturliste:
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Auffinden schmerzregulierender Substanzen umfassend die folgenden Schritte: (a) Inkubation einer zu testenden Substanz unter geeigneten Bedingungen mit einer Zel¬ le und/oder einer Präparation aus einer solchen Zelle, die mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfassend eine Aminosäuresequenz ge¬ mäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder ein Protein, das durch eine Nuklein¬ säure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure um¬ fassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines der vorgenannten Protein synthetisiert hat, (b) Messung der Bindung der Testsubstanz an das mindestens eine von der Zelle syn¬ thetisierte Protein oder funktionelle Fragment oder funktionelle Derivat hiervon oder Messung mindestens eines durch die Bindung der Testsubstanz an das Protein oder funktionelle Fragment oder funktionelle Derivat hiervon veränderten funktio- nellen Parameters.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Bin¬ dung über die Verdrängung eines bekannten markierten Iiganden des Proteins oder ei¬ nes funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante hiervon und/oder über die daran gebundene Aktivität einer markierten Testsubstanz erfolgt.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung mindestens eines durch die Testsubstanz veränderten funktionellen Parame¬ ters über Messung der Regulation, Hemmung und/oder Aktivierung von Rezeptoren, Ionenkanälen und/oder Enzymen erfolgt, insbesondere über Messung der Verände- rung der Genexpression, des Ionenmilieus, des pH, des Membranpotentials, der En¬ zymaktivität oder der Konzentration der 2nd messenger.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle vor dem Schritt (a) gentechnisch manipuliert wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gentechnische Mani¬ pulation die Messung mindestens eines der durch die Testsubstanz veränderten funkti¬ onellen Parameters erlaubt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die gentechnische Manipulation eine in der Zelle nicht endogen exprimierte Form eines G-Proteins expri- miert oder ein Reportergen eingeführt wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle gentechnisch so manipuliert wird, dass die Zelle mindestens eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon enthält.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure in ei- nem rekombinanten DNA-Konstrukt, vorzugsweise einem Vektor, besonders bevor¬ zugt einem Expressionsvektor, enthalten ist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gentechnisch manipulierte Zelle vor Schritt (a) gemäß Anspruch 1 unter Bedingungen, die eine Expression erlauben, kultiviert wird, vorzugsweise unter Selektionsdruck.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle eine Amphibienzelle, Bakterienzelle, Hefezelle, Insektenzelle, oder eine immortali- sierte oder native Säugetierzelle ist.
11. Protein umfassend oder bestehend aus einer Amiαosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 20 oder 54 oder einem funktionellen Fragment oder einer funktionellen Va¬ riante hiervon.
12. Protein, codiert durch eine Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55.
13. Protein, codiert durch eine Nukleinsäure, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 oder deren Antisense Nuklein¬ säure hybridisiert.
14. Nukleinsäure, codierend für ein Protein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus humanes KIAA0378, murines PID12832121 und Ratten BAB31214/Q9BU64 oder ei¬ nem funktioneEen Fragment oder einer funktionellen Variante hiervon.
15. Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus einer Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 21 oder 55 oder einem funktionellen Fragment oder einer funktionel¬ len Variante hiervon.
16. Nukleinsäure, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um DNA, insbesondere cDNA, oder RNA, insbesondere mRNA, handeln.
17. Nukleinsäure, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um doppel- oder einzelstängige Nukleinsäure handelt.
18. Vektor endialtend eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17.
19. Zelle enthaltend ein Protein gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 und/oder einen Vektor gemäß Anspruch 18.
20. Zelle gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle eine Amphibienzel¬ le, Bakterienzelle, Hefezelle, Insektenzelle oder eine knmortalisierte oder native Säuge¬ tierzelle ist.
21. Antikörper gegen ein Peptid oder Protein gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13.
22. Antisense Nukleinsäure, umfassend oder bestehend aus einer Nukleinsäuresequenz, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante hiervon zu binden.
23. PNA, umfassend oder bestehend aus einer Nukleinsäuresequenz, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 oder ein funkti¬ onelles Fragment oder ein funktionelle Variante hiervon zu binden.
24. Ribozym, umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante hiervon zu binden.
25. sIRNA, umfassend oder bestehend aus einer Nukleinsäuresequenz, die in der Lage ist, spezifisch an eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17 oder ein funkti¬ onelles Fragment oder ein funktionelle Variante hiervon zu binden.
26. Aptamer, umfassend oder bestehend aus einer Nukleinsäuresequenz, die in der Lage ist, spezifisch an ein Protein gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 oder ein funktionelles Fragment oder ein funktionelle Variante hiervon zu binden.
27. Transgenes nichthumanes Säugetier enthaltend mindestens ein Protein gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, mindestens eine Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, mindestens eines Vektors nach Anspruch 18 und/oder mindestens eine Zelle nach einem der Ansprüche 19 oder 20.
28. Transgenes nichthumanes Säugetier nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Keim- und somatische Zellen die Nukleinsäure durch chromosomale Einbrin¬ gung in das Genom des Tieres oder in das Genom eines der Vorfahren des genannten Tieres enthalten.
29. Transgenes nichthumanes Säugetier nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass dessen Keim- und somatische Zellen die Nukleinsäure durch chromo¬ somale Manipulation des Genoms des Tieres oder des Genoms eines der Vorfahren des genannten Tieres in nicht mehr exprimierbarer Form enthalten.
30. Transgenes nichthumanes Säugetier gemäß einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Nagetier, insbesondere eine Ratte oder eine Maus, ist.
31. Verbindung identifizierbar durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
32. Verbindung gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als schmerzregulierende Substanz identifizierbar ist.
33. Arzneimittel enthaltend mindestens (a) mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfas¬ send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nuklein- säuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LElMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe- sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens einen Vektor enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens einen Antikörper gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens eine Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindes- tens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens einen Wirkstoff, der an mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, sowie gegebenenfalls geeignete Hilfs- und/oder Zusatzstoffe.
34. Diagnostikum enthaltend mindestens (a) mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens ein Protein umfas- send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens ein Protein, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens ein Protein, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend ei¬ ne Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybri¬ disiert oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETTMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe- sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens einen Vektor enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens einen Antikörper gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens eine Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder min- destens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens einen Wirkstoff, der an mindestens ein Protein oder ein funktio¬ nelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, sowie gegebenenfalls geeignete Zusatzstoffe.
35. Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Ptoteins umfassend eine Aminosäutesequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindes¬ tens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäurese- quenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/ oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nuk¬ leinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Anti- sense Nukleinsäure hybridisiert oder eines funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGEL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA5 welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel¬ les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektoϊ gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (e) (£) mindestens einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens eines Wirkstoffs, der an mindestens ein Protein oder ein funktio¬ nelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet zur Behandlung von Schmerz.
36. Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfas¬ send eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindestens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleiαsäuresequenz gemäß einer der Fi¬ guren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure umfassend eine Nuk- leinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Antisense Nukleinsäure hybridisiert oder ei¬ nes funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorge¬ nannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe- sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment odet eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindes¬ tens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/ oder (g) mindestens eines Wirkstoffs, der an mindestens ein Protein oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Schmerz.
37. Verwendung gemäß Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Behand¬ lung chronischen, insbesondere neuropathischen oder entzündungsbedingten Schmerz betrifft.
38. Verwendung (a) mindestens einer Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPAl /KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LElMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funkti¬ onelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/ oder mindestens ei¬ ne Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukletnsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbesondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz aufweist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (b) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (a), und/oder (c) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens eine Nukleinsäure gemäß (a) oder mindestens einen Vektor gemäß Punkt (b) für die Gentherapie.
39. Verwendung gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um in vivo oder in ήtro Gentherapie handelt.
40. Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindes¬ tens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäurese- quenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nuk¬ leinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Anti- sense Nukleinsäure hybridisiert oder eines funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KΪAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäure oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel¬ les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (d) (f) mindestens einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 und/oder (g) mindestens eines Wirkstoffs, der an mindestens ein Protein oder ein funktio- nelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a) bindet, für die Diagnostik und/oder für Witksamkeitsuntersuchungen.
41. Verwendung (a) mindestens eines Proteins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL und/oder mindestens eines Proteins umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß einer der Figuren 11, 18, 20, 27, 29, 31, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 und/oder mindes¬ tens eines Proteins, für das eine Nukleinsäure umfassend eine Nukleinsäurese- quenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 codiert, und/oder mindestens eines Proteins, das durch eine Nukleinsäure codiert wird, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nuk¬ leinsäure umfassend eine Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 oder deren Anti- sense Nukleinsäure hybridisiert oder eines funktionellen Fragments oder einer funktionellen Variante eines der vorgenannten Proteine, (b) mindestens eine Nukleinsäure codierend für mindestens ein Protein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus KIAA0378, BAB31214/Q9BU64, OPA1/KIAA0567, CPG2/KIAA1756, LETMl, PID12832121/FLJ20420 und PGRL oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon und/oder mindestens eine Nukleinsäure umfassend oder bestehend aus eine(r) Nukleinsäuresequenz gemäß einer der Figuren 12, 19, 21, 28, 30, 32, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 und/oder mindestens eine Nukleinsäure, insbe¬ sondere eine Antisense Nukleinsäute oder eine PNA, welche eine Sequenz auf¬ weist, die in der Lage ist, spezifisch an eine der vorgenannten Nukleinsäuren zu binden und/ oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante der mindestens einen Nukleinsäure, (c) mindestens eines Vektors enthaltend eine Nukleinsäure gemäß (b), (d) mindestens eines Antikörpers gegen eines der Proteine oder ein funktionelles Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), und/oder (e) mindestens einer Zelle enthaltend mindestens ein Protein oder ein funktionel- les Fragment oder eine funktionelle Variante hiervon gemäß (a), mindestens eine Nukleinsäure gemäß (b), mindestens einen Vektor gemäß Punkt (c) oder mindestens einen Antikörper gemäß (d) in einem Verfahren zur Auffindung schmerzregulierender Substanzen.
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