WO2023095841A1 - Dnaコード化ライブラリの評価方法 - Google Patents

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WO2023095841A1
WO2023095841A1 PCT/JP2022/043405 JP2022043405W WO2023095841A1 WO 2023095841 A1 WO2023095841 A1 WO 2023095841A1 JP 2022043405 W JP2022043405 W JP 2022043405W WO 2023095841 A1 WO2023095841 A1 WO 2023095841A1
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del
group
stranded
crosslinker
double
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PCT/JP2022/043405
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雅俊 丹羽
宗史 ▲徳▼川
潤 林田
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日産化学株式会社
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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    • C12Q1/686Polymerase chain reaction [PCR]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes

Definitions

  • the present invention relates to methods for evaluating DNA-encoded libraries.
  • a compound library is a group of compound derivatives systematically collecting compounds that may have specific activities, such as drug candidate compounds. This compound library is often synthesized based on combinatorial chemistry synthetic techniques and methodologies. Combinatorial chemistry is a research field related to experimental techniques for efficiently synthesizing a series of compound libraries, which are enumerated and designed based on combinatorial theory, through systematic synthetic routes.
  • One class of compound libraries based on combinatorial chemistry are DNA-encoded libraries.
  • the DNA-encoded library is appropriately abbreviated as DEL.
  • DEL a DNA tag is added to each compound in the library. The DNA tag has a sequence designed so that each structure of each compound can be identified, and functions as a compound label (Patent Documents 1 to 3).
  • Screening using DEL has so far identified a plurality of compounds that are effective in drug development. Screening using DEL is performed, for example, as follows (Non-Patent Documents 1 to 3). 1) immobilizing the target protein on an immobilizing carrier 2) contacting the target with DEL 3) washing away the DEL with low affinity for the target 4) denaturing the target protein to achieve high affinity Elute the DEL 5) Amplify the DNA Sequence Contained in the Eluted DEL and Identify the Sequence
  • the screening method as described above has several problems. First, it is necessary to immobilize the target protein, so depending on the protein, the three-dimensional structure may change after the immobilization operation.
  • Non-Patent Documents 4 and 5 the compounds obtained by screening do not bind to the desired non-immobilized target protein, which limits the target application range of DEL.
  • high affinity binders can be recovered, but intermediate affinity binders (eg, those with a Kd value of ⁇ M order) are kinetically stable complexes with the target protein. It is difficult to recover after cleaning and removal.
  • intermediate affinity binders are also useful as hit compounds that serve as a starting point for drug discovery, and are also useful as structure-activity relationship information (Non-Patent Document 6 ).
  • a relatively short double-stranded DNA tag of about 9 to 13 mers with a 2-mer sticky end is often used, and the double-stranded DNA tag is introduced by a ligation reaction using DNA ligase.
  • the use of such a short DNA tag is made possible by the strong intramolecular formation of a double strand by the hairpin strand DNA and the fact that the DNA site other than the sticky end does not interfere with the DNA tag.
  • the use of short double-stranded DNA tags has several advantages in DEL synthesis. One advantage is the low cost of synthesizing DNA tags. Another advantage is that the use of shorter DNA tags reduces the total length of DEL when encoding the same number of reaction cycles.
  • Non-Patent Document 3 construction of a DEL using hairpin-strand DNA that encodes 6 cycles of reactions is achieved by using hairpin-strand DNA.
  • hairpin strands form double strands stronger than double strands (higher Tm value) if the strand length is the same. Therefore, under various chemical conditions during the introduction of building blocks, each chemical structure of the hairpin strand DNA, especially the structure of the base portion, should be more resistant to structural transformation than the double strand.
  • a hairpin strand DNA forms a double strand within the molecule, and it is difficult to newly form a double strand with another oligonucleotide strand. Therefore, it is difficult to convert to crosslinker-modified double-stranded DEL by providing newly crosslinker-modified oligonucleotides.
  • double-stranded DEL DEL using double-stranded DNA is synthesized using single-stranded DNA (single-stranded DNA that is not a hairpin strand) or double-stranded DNA having functional groups for introducing various building blocks as a starting material (headpiece).
  • DEL single-stranded DNA
  • Double-stranded DNA can be denatured into single-stranded DNA or subjected to strand exchange reaction, which is advantageous in that it can be converted into a DNA structure suitable for various uses. Therefore, it is also possible to convert to a crosslinker-modified double-stranded DEL by imparting a new crosslinker-modified single-stranded oligonucleotide (Non-Patent Documents 7, 8 and 11).
  • hairpin strand DNA and double-stranded DNA have advantages when synthesizing and evaluating DEL, respectively, but there is no known technique for achieving both advantages.
  • Non-Patent Documents 7 and 8 a single-stranded DEL having a library molecule at the 5' end is synthesized, a double strand is formed with a DNA having a photoreactive crosslinker at the 3' end, and screening is performed. A binding agent with a degree of affinity has been obtained.
  • this method since the DNA ligated with the photoreactive crosslinker does not contain the coding sequence, if it is exposed to strong separation or elution conditions for the removal of non-specific binding agents, etc., two It is possible that the strands will separate and the sequence encoding the desired structure will not be obtained.
  • the single-stranded DEL since the single-stranded DEL is used, it is a method in which the merits of the hairpin-stranded DEL cannot be utilized in the synthesis.
  • Non-Patent Document 5 Non-Patent Documents 4, 5 and 12
  • linker-modified DEL By synthesizing a single-stranded DEL having a library molecule at the 3' end and forming a double strand with a short-stranded DNA having a photoreactive crosslinker at the 5' end, a photoreactive cross It is referred to as linker-modified DEL.
  • linker-modified DEL An advantage of this approach is the presence of a photoreactive crosslinker at the 5' end, which covalently joins the coding sequence to the target through an extension reaction with a DNA polymerase.
  • Patent Document 4 describes a hairpin chain DEL having a linking site with a crosslinker. Although this method can solve the problems described in Non-Patent Document 5 above, it is necessary to perform library synthesis without damaging the functional groups for crosslinker ligation, and usable reactions and / or Another problem is that the library molecular structure can be restricted.
  • Patent Document 6 synthesis of a double-stranded DEL crosslinked by a reversible covalent bond (considered to have properties equivalent to a hairpin strand DEL in terms of double-strand formation ability and the like), and crosslinker-modified is described for conversion to DEL.
  • a reversible covalent bond a covalent bond by [2 + 2] photocyclization between a special base such as cyanovinylcarbazole and a pyrimidine base is disclosed.
  • photocyclized pyrimidine bases have lost their aromaticity, and such pyrimidine bases that have lost their aromaticity are known to be chemically unstable and decompose under basic conditions.
  • Non-Patent Document 13 Therefore, in this method, usable reactions are limited during DEL synthesis, and library molecular structures that can be constructed are also limited.
  • the present invention provides a method for inducing and evaluating a DEL containing a cleavable site in its DNA strand into a crosslinker-modified double-stranded DEL.
  • Nucleic acid cleaving technology is one of the nucleic acid chemistries such as DNA.
  • introduction of deoxyuridine into the DNA strand allows for selective cleavage by the USER® Enzyme.
  • the present inventors have found that by introducing a cleavable site such as deoxyuridine into the DNA chain, it is possible to achieve both the advantages of hairpin strand DNA and double-stranded DNA. The above problem was solved by simply inducing to DEL. Accordingly, the present invention is as follows.
  • a method for evaluating crosslinker-modified double-stranded DELs derived from hairpin DNA-encoding libraries (DELs) with "selectively cleavable sites” comprising the steps of: (1) contacting the DEL with a biological target under conditions suitable for binding of at least one library molecule of the DEL to the biological target; (2) cross-linking the cross-linker of the library molecule bound to the biological target with the biological target; (3) allowing complexes of cross-linked library molecules and biological targets to separate from non-cross-linked library molecules; (4) identifying the sequence of the oligonucleotide possessed by the library molecule in the recovered complex; (5) using the sequences determined in (4) to identify the structure of one or more compounds that bind to the biological target; A method consisting of: [2] The method of [1], wherein the crosslinker of the crosslinker-modified double-stranded DEL is linked to an oligonucleotide having a coding sequence via a covalent bond.
  • a hairpin DEL having a "selectively cleavable site” is cleaved at least one "selectively cleavable site” to convert it into a double-stranded DEL.
  • oligonucleotides to which library molecules are not bound are removed and converted to single-stranded DEL.
  • a crosslinker-modified double-stranded DEL is derived by reacting a reactive group for crosslinker modification with a crosslinker unit.
  • a crosslinker-modified primer is added to the single-stranded DEL obtained in (ii), and the attached primer is extended to induce a crosslinker-modified double-stranded DEL.
  • the method according to any one of [1] to [3], wherein the induction to crosslinker-modified double-stranded DEL comprises the following steps.
  • a hairpin DEL having a "selectively cleavable site” is cleaved at least one "selectively cleavable site” to convert it into a double-stranded DEL.
  • a crosslinker-modified double-stranded DEL is derived by reacting a reactive group for crosslinker modification with a crosslinker unit.
  • a hairpin DEL having a "selectively cleavable site” is cleaved at least one "selectively cleavable site” to convert it into a double-stranded DEL.
  • a crosslinker-modified primer is added to the double-stranded DEL obtained in (i), and the added primer is extended to induce a crosslinker-modified double-stranded DEL.
  • a hairpin DEL having a "selectively cleavable site” is cleaved at least one "selectively cleavable site” to convert it into a double-stranded DEL.
  • a modified primer having a reactive group for crosslinker modification is applied to the double-stranded DEL obtained in (i), the applied primer is extended, and a reactive group for crosslinker modification and a cross A crosslinker-modified double-stranded DEL is induced by reacting with the linker unit.
  • step (II) a modified primer having a reactive group for crosslinker modification, wherein the reactive group for crosslinker modification is directly attached to the 5′ end of the oligonucleotide or is attached via a bifunctional spacer; use.
  • the oligonucleotide to which the library molecule is not bound has a functional molecule and is removed by treatment according to the function of the functional molecule, [4] to [7] ] The method according to any one of [13] The method of [12], wherein the functional molecule is biotin.
  • step (ii) the removal of oligonucleotides to which library molecules are not bound is degradation by exonuclease.
  • step (ii) the removal of oligonucleotides to which library molecules are not bound is degradation by exonuclease.
  • the exonuclease is lambda exonuclease.
  • the crosslinker contains at least one azide group, diazirine group, sulfonyl fluoride group, diazo group, cinnamoyl group, or acrylate group.
  • the crosslinker contains at least one azide group, diazirine group, or sulfonyl fluoride group.
  • the crosslinker is represented by formulas (AA) to (AE): (Wherein, * means the 5' end of the double-stranded DEL, or the binding position to the bifunctional spacer side that is bound to the 5' end)
  • the crosslinker is represented by formulas (AA) to (AE): (Wherein, * means the 5' end of the double-stranded DEL, or the binding position to the bifunctional spacer side that is bound to the 5' end)
  • the crosslinker has the formula (BA) or (BB): (Wherein, * means the 5' end of the double-stranded DEL, or the binding position to the bifunctional spacer
  • the method according to any one of [1] to [19], which is a step of cross-linking with a biological target by [26] The method according to [25], wherein the light irradiation condition is light irradiation with a wavelength of 250 to 500 nm.
  • the step (2) of "crosslinking the crosslinker of the library molecule bound to the biological target with the biological target” is replaced by “crosslinking the crosslinker of the library molecule bound to the biological target by incubation.
  • the step (3) of "separating the complexes of the crosslinked library molecules and the biological targets from the non-crosslinked library molecules” includes “separating the complexes of the crosslinked library molecules and the biological targets.” , separating from non-crosslinked library molecules by electrophoresis”.
  • the method of [31], wherein the electrophoresis is gel electrophoresis.
  • a hairpin-type DEL having a "selectively cleavable site” has the formula (I) (In the formula, X and Y are oligonucleotide chains, E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; provided that E and F contain complementary base sequences to form a double-stranded oligonucleotide, LP is the loop site; L is a linker; D is a divalent group derived from a reactive functional group, Sp is a bond or a bifunctional spacer; An is a substructure composed of at least one building block.
  • ) is a compound represented by X and Y have a sequence capable of forming a double strand at least in part, X is attached to E at the 5' end, Y is attached to F at the 3' end, It has at least one selectively cleavable site in at least one of the E, F, or LP sites.
  • DEL represented by The method according to any one of [1] to [34].
  • a hairpin DEL with a "selectively cleavable site" is represented by formula (III) An-Sp-C-Bn (III) (In the formula, An and Sp have the same meaning as in [35], Bn represents a double-stranded oligonucleotide tag formed by oligonucleotide chain X and oligonucleotide chain Y; C is of formula (I) (wherein E, LP, L, D and F have the same meaning as in [35], except that D is directly attached to An or via a bifunctional spacer, and E and F binds to the respective ends of the double-stranded oligonucleotide tag Bn.) is DEL represented by The method of [35].
  • An is the same as [35] and is a partial structure constructed from n building blocks ⁇ 1 to ⁇ n (n is an integer from 1 to 10); Bn is a double-stranded oligonucleotide tag formed by oligonucleotide chain X and oligonucleotide chain Y, and is a partial structure containing an oligonucleotide containing a base sequence capable of identifying the structure of An. The method of [35] or [36]. [38] L.P.
  • LP1 is a loop site represented by p-LS-(LP2) q
  • LS is a partial structure selected from the group of compounds described in (A) to (C) below
  • Nucleotide B
  • Nucleic acid analogue C1-14 trivalent group
  • LP1 optionally having a substituent may be alone or different from the group of compounds described in (1) and (2) below is each partial structure selected by p pieces
  • Nucleotide (2) Nucleic acid analog LP2 is each partial structure selected singly or differently from the group of compounds described in (1) and (2) below
  • (1) the total number of nucleotides (2) nucleic acid analogs p and q is from 0 to 40; [35] The method according to any one of [37].
  • LP1, LP2 and LS each have the following structure: (A) a nucleotide or (B) a nucleic acid analogue requiring (B11) to (B15) below (B11) a phosphate (or equivalent site) and a hydroxyl group (or equivalent site thereof), (B12) composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus or sulfur, (B13) has a molecular weight of 142 to 1,500; (B14) the number of atoms between residues is 3 to 30, (B15) the bonding patterns of atoms between residues are all single bonds, or contain 1 to 2 double bonds and the rest are single bonds; The method of any one of [38]-[42], wherein the structure is selected singly or differently from [44] LP1, LP2 and LS each have the following structure: (A) a nucleotide or (B) a nucleic acid analogue requiring (B21) to (B25) below (B21) having a phosphat
  • LS is represented by formulas (a) to (g): (Wherein, * means the bonding position with the linker, ** means the bonding position with LP1 or LP2, and R is a hydrogen atom or a methyl group.) The method according to any one of [38] to [50].
  • LS is of formula (h): (Wherein, * means the binding position with the linker, ** means the binding position with LP1 or LP2) The method according to any one of [38] to [50].
  • [53] The method according to any one of [38] to [50], wherein LS is polyalkylene glycol phosphate.
  • LS is represented by formulas (i) to (k): (Wherein, n1, m1, p1, and q1 are each independently an integer of 1 to 20, * means the binding position with the linker, ** means the binding position with LP1 or LP2 .) The method according to any one of [38] to [50].
  • LS is of formula (l): (Wherein, * means the binding position with the linker, ** means the binding position with LP1 or LP2) The method according to any one of [38] to [50].
  • LS is (B42), (B43) or (B44): (B42) Amino C6 dT (B43) mdC (TEG-Amino) (B44) Uni-Link (registered trademark) Amino Modifier The method according to any one of [38] to [50]. [57] The method of any one of [38]-[50], wherein LS is a nucleotide.
  • LS is (C) a C1-14 trivalent group optionally having a substituent, and (C) has the following structure: (1) optionally substituted C1-10 aliphatic hydrocarbon optionally substituted with 1 to 3 heteroatoms; (2) optionally substituted C6-14 aromatic hydrocarbons, (3) an optionally substituted C2-9 aromatic heterocyclic ring, or (4) an optionally substituted C2-9 non-aromatic heterocyclic ring, [38]-[ 42] and the method according to any one of [46] to [50].
  • LS is (C) a C1-14 trivalent group optionally having a substituent, and (C) has the following structure: (1) optionally substituted C1-6 aliphatic hydrocarbons, (2) optionally substituted C6-10 aromatic hydrocarbon, or (3) optionally substituted C2-5 aromatic heterocycle [38]-[42] and the method according to any one of [46] to [50].
  • LS is (C) a C1-14 trivalent group optionally having a substituent
  • (C) has the following structure: (1) C1-6 aliphatic hydrocarbons, (2) benzene, or (3) a C2-5 nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring wherein the above (1) to (3) are unsubstituted, or 1 to which are independently or differently selected from the substituent group ST1 It may be substituted with three substituents, and the substituent group ST1 is a group composed of a C1-6 alkyl group, a C1-6 alkoxy group, a fluorine atom and a chlorine atom, provided that the substituent group ST1 is When substituting with an aliphatic hydrocarbon, an alkyl group is not selected from the substituent group ST1,
  • LS is (C) a C1-14 trivalent group optionally having a substituent, and (C) has the following structure: (1) a
  • LS is (C) a C1-14 trivalent group optionally having a substituent, and (C) has the following structure: (1) The method according to any one of [38] to [42] and [46] to [50], which is a C1-6 alkyl group.
  • E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; the chain length of E and F is 3 to 40, respectively; [35] The method according to any one of [62].
  • E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; The method according to any one of [35] to [63], wherein E and F have chain lengths of 4 to 30, respectively.
  • E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; The method according to any one of [35] to [64], wherein E and F have chain lengths of 6 to 25, respectively.
  • E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; E and F comprise complementary base sequences to form a double-stranded oligonucleotide; The E and F double-stranded oligonucleotides are overhanging ends, [35] The method according to any one of [65]. [67] The method of [66], wherein the overhang of the protruding end has a length of 2 or more bases.
  • E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; E and F comprise complementary base sequences to form a double-stranded oligonucleotide; the E and F double-stranded oligonucleotides are blunt-ended; [35] The method according to any one of [65]. [69] The method according to any one of [35] to [68], wherein each of complementary base sequences contained in E and F has a length of 3 bases or more. [70] The method according to any one of [35] to [69], wherein each of complementary nucleotide sequences contained in E and F has a chain length of 4 or more bases.
  • nucleotide is deoxyadenosine, deoxyguanosine, thymidine, or deoxycytidine.
  • E and F are each independently oligomers composed of nucleic acid analogues.
  • L is (1) optionally substituted C1-20 aliphatic hydrocarbons optionally substituted with 1 to 3 heteroatoms; Or (2) the method according to any one of [35] to [76], which is a C6-14 aromatic hydrocarbon optionally having a substituent.
  • L is a C1-6 aliphatic hydrocarbon optionally having a substituent, a C1-6 aliphatic hydrocarbon optionally substituted with 1 or 2 oxygen atoms, or having a substituent is a C6-10 aromatic hydrocarbon.
  • L is a C1-6 aliphatic hydrocarbon that can be substituted with a substituent group ST1, or a benzene that can be substituted with a substituent group ST1, wherein the substituent group ST1 is a C1-6 alkyl group, A group consisting of a C1-6 alkoxy group, a fluorine atom and a chlorine atom (however, when the substituent group ST1 is substituted with an aliphatic hydrocarbon, no alkyl group is selected from the substituent group ST1.), [35 ] to [78].
  • the reactive functional group of D is Any one of [35] to [81], which is a reactive functional group capable of forming a C—C, amino, ether, carbonyl, amide, ester, urea, sulfide, disulfide, sulfoxide, sulfonamide, or sulfonyl bond described method.
  • the reactive functional group of D is a C hydrocarbon having a halogen atom, a C hydrocarbon having a sulfonic acid leaving group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogenated carboxy group, a thiol group, or an aldehyde group
  • the reactive functional group of D is —CH 2 Cl, —CH 2 Br, —CH 2 OSO 2 CH 3 , —CH 2 OSO 2 CF 3 , an amino group, a hydroxyl group, or a carboxy group, [35 ] to [84].
  • the reactive functional group of D is a primary amino group.
  • the selectively cleavable site is a deoxyribonucleoside that is neither deoxyadenosine, deoxyguanosine, thymidine, nor deoxycytidine; [35] The method according to any one of [86].
  • the selectively cleavable site is deoxyuridine, bromodeoxyuridine, deoxyinosine, 8-hydroxydeoxyguanosine, 3-methyl-2'-deoxyadenosine, N6-etheno-2'-deoxyadenosine, 7-
  • the method of any one of [35] to [88], wherein the selectively cleavable site is deoxyuridine or deoxyinosine.
  • An is a low-molecular-weight organic compound having substituents selected singly or differently from the substituent group consisting of an aryl group, a non-aromatic cyclyl group, a heteroaryl group and a non-aromatic heterocyclyl group, [35] The method according to any one of -[102]. [104] The method according to any one of [35] to [103], wherein An has a molecular weight of 5,000 or less. [105] The method according to any one of [35] to [104], wherein An has a molecular weight of 800 or less. [106] The method according to any one of [35] to [105], wherein An has a molecular weight of 500 or less.
  • the bifunctional spacers are each SpD-SpL-SpX; SpD is a divalent group derived from a primary amino group, SpL is polyethylene glycol or polyethylene, SpX is a divalent group derived from a carboxy group; The method according to any one of [1] to [107].
  • oligonucleotide chain X and oligonucleotide chain Y contain complementary nucleotide sequences.
  • the present invention provides a method for inducing and evaluating a DEL containing a cleavable site in its DNA strand into a crosslinker-modified double-stranded DEL. That is, the present invention provides a compound screening technique that combines "simple DEL synthesis technique” and “expansion/improvement of DEL evaluation technique” than conventionally. Therefore, according to the present invention, opportunities for obtaining useful hit compounds in the development of pharmaceuticals, agricultural chemicals, and medical materials are expanded.
  • FIG. 1 shows an exemplary DEL manufacturing method of Modality 1.
  • FIG. Starting with a first oligonucleotide strand containing a cleavable site in the DNA strand, a headpiece containing a loop site and a second oligonucleotide strand, binding building blocks, and oligonucleotide tags corresponding to the building blocks. (3 times in FIG. 1) and, if desired, double-stranded ligation of the oligonucleotide tag containing the primer region, the production of DEL is achieved.
  • FIG. 11 shows an exemplary DEL usage of Modality 1.
  • a cleaving means such as an enzyme is used to cleave the cleavable site into a double-stranded oligonucleotide that is not bound at the loop site.
  • PCR can be performed with high efficiency.
  • FIG. 11 shows an exemplary DEL usage of mod 2.
  • a cleaving means such as an enzyme is used to cleave the cleavable site into a double-stranded oligonucleotide that is not bound at the loop site.
  • PCR can be performed with high efficiency.
  • 3 illustrates an exemplary DEL usage of mod 3.
  • a cleaving means such as an enzyme is used to cleave both the cleavable sites so that the loop site is
  • PCR can be performed with high efficiency.
  • 4 shows an exemplary DEL usage of form 4.
  • the cleavage conditions are selected to One of the second oligonucleotide strands can be selectively cleaved.
  • 4 shows an exemplary DEL usage of Form 5.
  • FIG. New overhanging ends can be generated by providing a cleavable site near the end of the DNA tag and cleaving the site if desired. The overhanging ends can be used as sticky ends to ligate desired nucleic acid sequences such as UMIs (specific molecular identification sequences) to impart new functions.
  • Figure 6 shows an exemplary DEL usage of form 6;
  • a cleavable site, a modifying group, or a functional molecule can be used in combination.
  • DEL can be prepared by converting hairpin strand DNA to single-stranded DNA.
  • a functional molecule e.g., biotin
  • the synthesized DEL compound ligate a double-stranded oligonucleotide chain having a functional molecule (e.g., biotin) at the 3' end (A), cleave the cleavable site (B), and (C).
  • the functional molecule is biotin
  • streptavidin beads or the like having biotin affinity are used to selectively remove biotin-bound oligonucleotide chains from the system.
  • FIG. 6 shows an exemplary usage of DEL obtained in Form 6.
  • FIG. DEL having a single-stranded DNA obtained in mode 6 forms a double strand with a modified oligonucleotide having a desired functional site (for example, a crosslinker-modified DNA such as a photoreactive crosslinker) to form a new function.
  • a desired functional site for example, a crosslinker-modified DNA such as a photoreactive crosslinker
  • Figure 7 shows an exemplary DEL usage of form 7;
  • a cleavable site can be used to introduce a crosslinker.
  • a cleavable site is cleaved from the synthesized DEL compound (A), a modified primer is provided (B), and a crosslinker-modified double-stranded DEL compound can be synthesized based on the provided primer. (C).
  • a crosslinker-modified double-stranded DEL compound can markedly improve detection sensitivity in DEL library screening (see Non-Patent Documents 7 and 11, etc.).
  • Example 1 the partial structures of hairpin-type DEL containing deoxyuridine (U-DEL1-sh, U-DEL2-sh, U-DEL3-sh, U-DEL4-sh, U-DEL5-HP, U-DEL6- 10 types of HP, U-DEL7-HP, U-DEL8-HP, U-DEL9-HP, and U-DEL10-HP) each incubation when verifying the cleavage reaction by USER (registered trademark) enzyme 1 is a graph representing the conversion rate of a cleavage reaction over time.
  • hairpin DELs U-DEL1, U-DEL2, U-DEL4, U-DEL7, U-DEL8, U-DEL9, U-DEL10, H-DEL, 1 is a schematic diagram showing the synthesis procedure of U-DEL5, U-DEL11, U-DEL12, U-DEL13, I-DEL1, I-DEL2, I-DEL3, R-DEL1, and BIO-DEL).
  • FIG. Hairpin DEL synthesis is achieved by two-step double-stranded ligation with double-stranded oligonucleotides Pr_TAG and CP using the corresponding headpieces as starting materials.
  • Example 2 the eight hairpin DELs (U-DEL1, U-DEL2, U-DEL4, U-DEL7, U-DEL8, U-DEL9, U-DEL10, and H-DEL) and the double-stranded DEL Fig. 3 is a graph showing Ct values measured by real-time PCR of (DS-DEL) for each sample amount. Samples treated with USER (registered trademark) enzyme for various DELs are indicated as "USER (+)", and untreated samples are indicated as "USER (-)”.
  • Deoxyuridine-containing cleavable hairpins DEL (U-DEL1, U-DEL2, U-DEL4, U-DEL7, U-DEL8, U-DEL9, and U-DEL10) are 2-fold after USER® enzyme treatment. It shows Ct values comparable to main-strand DEL (DS-DEL).
  • a hairpin DEL (U-DEL5, U-DEL7, U-DEL9, U-DEL11, U-DEL12 and U-DEL13) containing six deoxyuridines was cleaved using USER (registered trademark) enzyme.
  • FIG. 2 is an image of a gel obtained by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis showing progress.
  • Example 4 denaturing polyacrylamide gel electrophoresis showing the progress of cleavage reaction by endonuclease V of hairpins DEL containing four deoxyinosines (I-DEL1, I-DEL2, I-DEL3 and I-DEL4) It is an image of the resulting gel. Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • FIG. 10 is a gel image obtained by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, showing the progress of cleavage reaction of ribonucleoside-containing hairpin DEL (R-DEL1) by RNase HII in Example 5.
  • R-DEL1 ribonucleoside-containing hairpin DEL
  • FIG. 2 is a schematic showing the synthesis procedure of a model library containing 3 ⁇ 3 ⁇ 3 (27) compound species starting from U-DEL9-HP.
  • the synthesis of the model library is accomplished by three (cycles A, B, C) split-and-pool steps. Each cycle also includes a double-stranded oligonucleotide tag ligation reaction and a chemical reaction for introducing building blocks.
  • FIG. 10 is an image of a gel obtained by agarose gel electrophoresis, showing the progress of each cycle of ligation reaction in model library synthesis of Example 6.
  • FIG. 18A is a chromatograph obtained from a sample after completion of cycle C in the model library synthesis of Example 6.
  • FIG. 18B is the deconvolution result of the MS spectrum obtained from the sample after completion of Cycle C in the model library synthesis of Example 6.
  • FIG. 10 is a gel image obtained by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, showing the progress of the cleavage reaction of the model library with USER (registered trademark) enzyme in Example 6.
  • USER registered trademark
  • Example 7 five DEL compounds having biotin at the 3′ end (“AAZ-BIO-DEL”, “SABA-BIO-DEL”, “ClSABA-BIO-DEL”, “mSABA-BIO-DEL”, and "Amino-BIO-DEL”) are images of gels obtained by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, showing the progress of the cleavage reaction by USER (registered trademark) enzyme. Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • DEL compounds having single-stranded DNA (“SS-AAZ-DEL”, “SS-SABA-DEL”, “SS-ClSABA-DEL”, “SS-mSABA-DEL”, and “SS- Amino-DEL”) and a photoreactive crosslinker-modified primer “PXL-Pr” are images of gels obtained by polyacrylamide gel electrophoresis, showing the results of primer extension reactions. Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • Example 8 in order to compare the binding agent recovery efficiency of various photoreactive crosslinker-modified double-stranded DELs with or without photocrosslinking reaction, the recovered amount was measured by real-time PCR, and the Ct value and ⁇ Ct value (negative control It is a graph showing the difference from the Ct value). Samples without UV irradiation are indicated as "UV(-)", and samples with UV irradiation are indicated as "UV(+)”. Also, “solution S” is indicated as “S”, and “solution E” is indicated as "E”. Each notation in the graph corresponds to each sample as follows.
  • DEL compounds with single-stranded DNA (“SS-AAZ-DEL3”, “SS-SABA-DEL3”, “SS-ClSABA-DEL3”, “SS-mSABA-DEL3”, and “SS- Amino-DEL3”) and a photoreactive crosslinker-modified primer “PXL-Pr3” are images of gels obtained by polyacrylamide gel electrophoresis, showing the results of primer extension reactions. Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • Example 11 the ⁇ Ct value calculated using the Ct value measured by real-time PCR was used to compare the binding agent recovery efficiency of various photoreactive crosslinker-modified double-stranded DELs with different linker structures with or without photocrosslinking reaction.
  • Fig. 3 is a graph showing (difference from negative control). A sample without UV irradiation is indicated as "UV(-)", and a sample with UV irradiation is indicated as "UV(+)”. Each notation in the graph corresponds to each sample as follows.
  • Fig. 10 is a graph showing the ⁇ Ct value (difference from negative control) calculated using the Ct value measured by real-time PCR, in order to compare the binding agent recovery efficiency with "modified double-stranded DEL".
  • Each bar in the graph corresponds to each sample in order from the left as follows.
  • Leftmost bar “PXL-DS-SABA-DEL3” without UV irradiation Second bar from left: “PXL-DS-ClSABA-DEL3” without UV irradiation
  • Third bar from left: Without UV irradiation "PXL-DS-mSABA-DEL3” 4th bar from the left: “PXL-DS-SABA-DEL3” with UV irradiation 5th bar from the left: “PXL-DS-ClSABA-DEL3” with UV irradiation 6th bar from left: “PXL-DS-mSABA-DEL3” with UV irradiation 7th bar from left: "PXL-DS-SABA-DEL4" without UV irradiation 8th bar from left: UV "PXL-DS-ClSABA-DEL4" without irradiation 9th bar from the left: "PXL-DS
  • FIG. 10 is a graph showing the ⁇ Ct value (difference from negative control) calculated using the Ct value measured by real-time PCR, in order to compare the binding agent recovery efficiency with "modified double-stranded DEL".
  • ⁇ Ct value difference from negative control
  • FIG. 10 is a gel image obtained by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, showing the progress of the cleavage reaction of the hairpin DEL compound (“mSABA-DEL5”) with USER® enzyme in Example 14.
  • mSABA-DEL5 hairpin DEL compound
  • a DEL compound (“SS-mSABA-DEL5") having a single-stranded DNA and a photoreactive crosslinker-modified primer "PXL-Pr5" were used to perform a primer extension reaction.
  • 1 is an image of a gel obtained by polyacrylamide gel electrophoresis.
  • FIG. 2 is an image of a gel obtained by polyacrylamide gel electrophoresis showing the results of performing an extension reaction.
  • FIG. 16 a DEL compound (“SS-mSABA-DEL") having a single-stranded DNA and a reactive group-modified primer "BCN-Pr" for crosslinker modification were used to perform a primer extension reaction.
  • Example 17 is an image of a gel obtained by polyacrylamide gel electrophoresis showing . Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • a primer extension reaction was performed using a single-stranded DEL model library, a photoreactive crosslinker-modified primer "PXL-Pr” and a reactive group-modified primer for crosslinker modification "BCN-Pr”. is an image of a gel obtained by polyacrylamide gel electrophoresis, showing the results of performing . Note that the numbers in the figure indicate the number of each lane.
  • the compound library is a group of compound derivatives systematically collecting compounds that may have specific activities, such as drug candidate compounds.
  • This compound library is often synthesized based on combinatorial chemistry synthetic techniques and methodologies.
  • Combinatorial chemistry is a field of research related to experimental techniques for efficiently synthesizing a series of compound libraries, which are enumerated and designed based on combinatorial theory, through systematic synthetic routes.
  • DNA-encoded library As mentioned above and well known to those skilled in the art, one type of compound library based on combinatorial chemistry is the DNA-encoded library.
  • DNA-encoding libraries are abbreviated DEL where appropriate. DEL is also essentially synonymous with DNA-encoded compound library.
  • a DNA-encoded library means a library in which DNA tags are added to each compound in the library. The DNA tag has a sequence designed so that each structure of each compound can be identified, and functions as a compound label.
  • Nucleotides are generally understood as substances in which a phosphate group is attached to a nucleoside.
  • Nucleotide and nucleoside are terms well known to those skilled in the art, and one general aspect of nucleoside is that a nucleobase such as a purine base or a pyrimidine base is glycoside-bonded to the 1-position of a sugar such as a pentasaccharide. understood.
  • Nucleosides and nucleotides are also units constituting nucleic acids such as DNA and RNA.
  • Nucleic acid is also a concept well known to those skilled in the art, but is generally understood as a polymer of nucleotides.
  • the nucleic acid of the present invention is a polymer composed of nucleotides and nucleic acid analogues described below.
  • nucleic acid polymers composed of nucleotides and nucleic acid analogues
  • nucleic acid monomers such as nucleotides and nucleic acid analogues
  • nucleic acids are sometimes simply referred to as nucleic acids.
  • the latter usage is also a usage in accordance with common general technical knowledge, and can be understood by a person skilled in the art according to the appropriate context.
  • Nucleotide in a broad sense includes not only natural nucleotides (original nucleotides) but also artificial nucleotides (various nucleic acid analogues).
  • the broad definition of nucleotides in the present invention includes the following aspects.
  • Natural nucleoside nucleotides include adenosine, thymidine, guanosine, cytidine, uridine, deoxyadenosine, deoxyuridine, deoxyguanosine, deoxycytidine, inosine or diaminopurine deoxyriboside).
  • nucleotides of nucleosides having nucleobase analogs include 2-aminoadenosine, 2-thiothymidine, pyrrolopyrimidine deoxyriboside, 3-methyladenosine, C5-propynylcytidine, C5 -propynyluridine, C5-bromouridine, C5-fluorouridine, C5-iodouridine, C5-methylcytidine, 7-deazaadenosine, 7-deazaguanosine, 8-oxoadenosine, 8-oxoguanosine, 6-O- methylguanosine or 2-thiocytidine.
  • C a nucleotide having an intercalated nucleobase
  • D a non-natural nucleotide having ribose or 2'-deoxyribose
  • E a nucleot
  • nucleic acid analogs examples include cyclohexanyl nucleic acid, cyclohexenyl nucleic acid, morpholino nucleic acid (PMO), locked nucleic acid (LNA), glycol nucleic acid (GNA), threose nucleic acid (TNA), serinol Nucleic acids (SNA), acyclic threoninol nucleic acids (aTNA), or nucleic acids in which the oxygen in ribose is replaced.
  • PMO locked nucleic acid
  • LNA locked nucleic acid
  • GAA glycol nucleic acid
  • TAA threose nucleic acid
  • SNA serinol Nucleic acids
  • aTNA acyclic threoninol nucleic acids
  • (F1) PMO PMO is a nucleic acid analogue having a morpholine ring at the sugar moiety and an uncharged phosphorodiamidate structure at the phosphodiester moiety.
  • (F2) LNA LNA is a nucleic acid analogue having a cross-linked structure in the sugar moiety. is bridged by Examples of bridge structures include methylene, propylene, ether or amino bridge structures. Typical LNAs include 2',4'-BNA (2'-O,4'-C-methano bridged nucleic acids).
  • F3 GNA Glycol nucleic acid is also called GNA. Examples include R-GNA or S-GNA.
  • TNA Threose nucleic acid is also called TNA. In this case ribose is replaced by ⁇ -L-threofuranosyl-(3′ ⁇ 2′).
  • SNA Serinol nucleic acids are also called SNA. In this case ribose is replaced by a serinol unit attached to a phosphodiester bond.
  • F6 aTNA Acyclic threoninol nucleic acids are also referred to as aTNA. Examples include D-aTNA or L-aTNA.
  • ribose is replaced by a threoninol unit attached to a phosphodiester bond.
  • F7 Sugar in which the oxygen in ribose is replaced Specific examples include those in which oxygen is replaced with S, Se, or alkylene (eg, methylene or ethylene).
  • G backbone-modified nucleotides (examples of the backbone-modified nucleotides include peptide nucleic acids (the peptide nucleic acids are also called PNAs.
  • the 2-aminoethyl-glycine linkage is attached to the ribose and phosphodiester backbones supersedes.
  • a nucleotide with a modified phosphate group examples include phosphorothioate, 5′-N-phosphoramidite, phosphoroselenate, boranophosphoric acid, boranophosphate, hydrogen phosphonates, phosphoramidates, phosphorodiamidates, alkyl or aryl phosphonates, phosphotriesters, bridged phosphoramidates, bridged phosphorothioates, bridged methylene-phosphonates, and the like.
  • nucleotide when a nucleotide is described without particular limitation, it means a natural nucleotide.
  • Natural nucleotide is a term well known to those skilled in the art and is not particularly limited as long as it is essentially a naturally occurring nucleotide.
  • the natural nucleotide in the present invention is the nucleotide described in (A) above.
  • Nucleic acid analog Nucleic acid analog is a term well known to those skilled in the art, and the structure of the nucleic acid analog in the present invention is not limited as long as it has the effect of the present invention.
  • the nucleic acid analogue is a compound according to aspects (B) to (H) above.
  • the nucleic acid analogue in the present invention is a compound having a phosphate-corresponding site and a hydroxyl group-corresponding site in a nucleic acid monomer. Nucleic acid analogues are more preferably compounds having a phosphate moiety and a hydroxyl group. As one aspect, the nucleic acid analogue in the present invention is a compound that can be used as a monomer in a nucleic acid synthesizer. As is well known to those skilled in the art, in a nucleic acid synthesizer, the phosphoric acid (or corresponding site) of a nucleic acid analogue is phosphoramidized, and the hydroxyl group (or its corresponding site) is protected with a protecting group.
  • Nucleic acid oligomers can be synthesized.
  • a partial structure other than the phosphate site (or corresponding site) and hydroxyl group (or corresponding site) in the nucleic acid analog can be referred to as a nucleic acid analog residue.
  • the structure of the nucleic acid analog residue is not limited as long as it has the effect of the present invention, but when the structural features of natural nucleic acids (deoxyadenosine, thymidine, deoxycytidine, deoxyguanosine) are confirmed as a reference here, the molecular weight is 322 (thymidine monophosphate) to 347 (deoxyguanosine monophosphate), and the number of atoms (oxygen atoms and phosphorus including atoms (hereinafter also referred to as the number of inter-residue atoms) is six.
  • the following are known as nucleic acid analogs that can be used in nucleic acid synthesizers.
  • the nucleic acid analogue is a compound (B1) characterized by: (B11) has a phosphoric acid (or corresponding site) and a hydroxyl group (or its corresponding site). (B12) composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus or sulfur; (B13) It has a molecular weight of 142 to 1,500. (B14) The number of inter-residue atoms is 5-30. (B15) The bond mode of atoms between residues are all single bonds or contain 1 to 2 double bonds and the rest are single bonds.
  • the nucleic acid analogue is compound (B2) characterized by: (B21) having a phosphoric acid and a hydroxyl group; (B22) composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen or phosphorus; (B23) It has a molecular weight of 142 to 1,000. (B24) The number of inter-residue atoms is 5-20. (B25) The bonding mode of atoms between residues are all single bonds.
  • the nucleic acid analogue is a compound (B3) characterized by: (B31) having a phosphoric acid and a hydroxyl group; (B32) composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen or phosphorus; (B33) has a molecular weight of 142 to 700; (B34) The number of inter-residue atoms is 5-12. (B35) The bonding modes of atoms between residues are all single bonds.
  • the nucleic acid analog is the following compounds (B41), (B42), (B43), (B44), (B5), (B51), or (B52).
  • B41 d-Spacer
  • B42 Amino C6 dT
  • B43 mdC
  • TAG-Amino B44
  • Uni-Link registered trademark
  • Amino Modifier B5
  • B51 Diethylene glycol phosphate or triethylene glycol phosphate
  • Oligonucleotides and oligonucleotide chains in the present invention mean polymers of nucleotides having one or more nucleotides at internal positions between the 5' and 3' ends and between the 5' and 3' ends.
  • a base sequence complementary to each other means that two oligonucleotides of a nucleic acid form a fixed pair of adenine and thymine (or uracil) or guanine and cytosine to form a so-called complementary base pair connected by hydrogen bonding.
  • a sequence of nucleotides that can be Formation of complementary base pairs is also called hybridization.
  • Complementary base pairing is a concept generally called "Watson-Crick base pairing" or "natural base pairing".
  • base pairs are Watson-Crick type, Hoogsteen base pairs, or other hydrogen bonding motifs (for example, diaminopurine and T, 5-methyl C and G, 2-thiothymine and A, 6- Hydroxypurine and C, pseudoisocytosine and G) base pairs formed by formation may also be used.
  • base pairs are Watson-Crick type, Hoogsteen base pairs, or other hydrogen bonding motifs (for example, diaminopurine and T, 5-methyl C and G, 2-thiothymine and A, 6- Hydroxypurine and C, pseudoisocytosine and G) base pairs formed by formation may also be used.
  • the homology is preferably 99% or more, 98% or more, 95% or more, 90% or more, 85% or more, 80% or more, 70% or more, 60% or more, or 50% or more in the order of preference.
  • to hybridize in the present invention means the act of forming a double strand between oligonucleotides or oligonucleotide strands containing complementary base sequences, and the act of forming a double strand between oligonucleotides or oligonucleotide strands containing complementary sequences. It means a phenomenon in which they form a double strand.
  • a double strand means a state in which two nucleic acid strands form complementary base pairs (hybridize).
  • the two nucleic acid strands may be derived from two nucleic acid strands or from two nucleic acid sequences within one nucleic acid strand molecule.
  • a double-stranded oligonucleotide and a double-stranded oligonucleotide chain in the present invention mean a secondary structure formed by hybridizing two or more different oligonucleotide chains.
  • the two oligonucleotides may differ in length and may have non-hybridized regions.
  • the region where the double strands hybridize is the double strand.
  • double-stranded DNA means a secondary structure formed by hybridizing two different DNA strands.
  • Each DNA strand may have a different length and may have a non-hybridized region.
  • the DNA strand is not limited to naturally occurring deoxyribonucleotides, but means all oligonucleotide strands that can be amplified by DNA polymerase.
  • forming a double strand means that a double strand may be formed under standard conditions for handling oligonucleotides, such as a temperature of 4 to 40°C, an aqueous solvent, and a pH of 4 to 10. .
  • a temperature of 4 to 40°C such as a temperature of 4 to 40°C, an aqueous solvent, and a pH of 4 to 10.
  • the nucleic acid is a nucleic acid that forms a double strand. .
  • the Tm value refers to the temperature at which half of the DNA molecules are annealed with the complementary strand.
  • a blunt end in the present invention means that the ends of a double-stranded oligonucleotide are paired without protruding from either end.
  • a protruding end in the present invention means that one of the ends of a double-stranded oligonucleotide has a protruding portion.
  • the overhang of the protruding end can be of any length, but is preferably 1 to 50 bases, more preferably 1 to 30 bases, even more preferably 1 to 15 bases, most preferably 2 to 6 bases. is the length of In certain embodiments, the overhangs can be used as hybridizing regions when performing sticky-end ligations.
  • PCR means polymerase chain reaction.
  • PCR is a means of amplifying oligonucleotide strands and is a technique well known to those skilled in the art.
  • (1) a double-stranded oligonucleotide chain to be amplified is dissociated into two single strands by heat treatment or the like, and (2) the temperature is adjusted to be suitable for the enzymatic reaction.
  • an enzyme such as DNA polymerase
  • an enzyme such as DNA polymerase
  • a primer means an oligonucleotide that can be annealed to a template oligonucleotide chain and extended by a polymerase in a template-dependent manner.
  • the primer sequence for PCR means the sequence of the portion of the oligonucleotide chain to which the primer anneals, and is preferably a sequence suitable for PCR as known in the art. It is preferably present at the end of the nucleotide chain.
  • a nick means a portion of a double-stranded oligonucleotide chain that lacks an internucleotide bond and breaks the oligonucleotide chain.
  • the 5' side of this missing portion may or may not have a phosphate group.
  • a gap means a portion where one or more consecutive nucleotides are deleted in a double-stranded oligonucleotide chain and the oligonucleotide chain is dissociated.
  • the 5' side of the deleted portion may or may not have a phosphate group.
  • a hairpin strand is a single-stranded structure in which two complementary nucleic acid strands are linked, and the characteristics of the hairpin strand and the hairpin strand DEL are as described above.
  • the terms "hairpin site”, “hairpin structure”, and “hairpin type” used in the present invention are understood as terms derived from the same concept as the above-mentioned "hairpin chain”.
  • nucleic acid ligation reaction and "ligation” means a reaction that connects the ends of nucleic acids.
  • Enzymatic nucleic acid ligation reaction and enzymatic ligation refer to a reaction that uses an enzyme to join the ends of nucleic acids.
  • Enzymes that can be used for nucleic acid ligation reactions are, for example, DNA ligase, RNA ligase, DNA polymerase, RNA polymerase, or topoisomerase.
  • DNA ligase is an enzyme that joins the ends of DNA strands with phosphodiester bonds.
  • a DNA ligase is understood as a ligase belonging to EC number: 6.5.1.1 or 6.5.1.2.
  • DNA ligase is also called polydeoxyribonucleotide synthase or polynucleotide ligase. Examples of DNA ligases include DNA ligase I, II, III, IV and T4 DNA ligase.
  • RNA ligase is an enzyme that joins the ends of RNA strands with phosphodiester bonds.
  • RNA ligase is understood as a ligase belonging to EC number: 6.5.1.3.
  • the RNA ligase belongs to the poly(ribonucleotide):poly(ribonucleotide) ligase family.
  • RNA ligase is also called polyribonucleotide synthase or polyribonucleotide ligase.
  • chemical ligation means a reaction that joins the ends of nucleic acids together without using an enzyme.
  • Paired functional groups for chemical reactions include, for example, optionally substituted alkynyl groups and optionally substituted azide groups, optionally substituted dienes having a 4 ⁇ -electron system (e.g., substituted optionally substituted 1,3-unsaturated compounds such as optionally substituted 1,3-butadiene, 1-methoxy-3-trimethylsilyloxy-1,3-butadiene, cyclopentadiene, cyclohexadiene or furan.
  • optionally substituted alkynyl groups and optionally substituted azide groups optionally substituted dienes having a 4 ⁇ -electron system
  • substituted optionally substituted 1,3-unsaturated compounds such as optionally substituted 1,3-butadiene, 1-methoxy-3-trimethylsilyloxy-1,3-butadiene, cyclopentadiene, cyclohexadiene or furan.
  • an optionally substituted dienophile or optionally substituted heterodienophile having a 2 ⁇ -electron system for example, an optionally substituted alkenyl group or an optionally substituted alkynyl group.
  • a pair of an optionally substituted amino group and a carboxylic acid group e.g., a pair of a phosphorothioate group and an iodo group (e.g., a 3′-terminal phosphorothioate group and a 5′-terminal iodo group), or a phosphoric acid and a hydroxy group pair (eg, a 5'-terminal phosphate group and a 3'-terminal hydroxy group pair or a 5'-terminal hydroxy group and a 3'-terminal phosphate group pair).
  • Chemical ligation is a concept well known to those skilled in the art, and those skilled in the art can appropriately achieve chemical ligation based on common technical knowledge.
  • Artificial DNA PNA & XNA, 2014, Vol. 5, e27896, Current Opinion in Chemical Biology, 2015, Vol. 26, pp. 80-88.
  • selectively cleavable means that in a certain compound, only a specific site can be selectively cleaved under predetermined conditions without changing other molecular structures of the compound.
  • selectively cleavable site means a site that can be selectively cleaved under predetermined conditions in a certain compound.
  • the preferred structure of the "selectively cleavable site" in the present invention is a "selectively cleavable nucleic acid".
  • the site may be a site composed of a plurality of nucleic acids and cleaved by a specific sequence, or may be a site composed of a single nucleic acid.
  • the cleavable site is a nucleic acid
  • an established production method such as a nucleic acid synthesizer can be used and production efficiency is high
  • the reaction conditions for constructing the building block of DEL are the DNA tag Since it is essential that the part of the nucleic acid is not degraded, it is preferable from the viewpoint that if the cleavable site is a nucleic acid, it should not be degraded.
  • a more preferred structure of the "selectively cleavable nucleic acid” is a nucleic acid containing nucleotides not included in the DNA tag sequence of DEL. If the cleavable site is a nucleotide that is not included in the sequence of the DNA tag, it can be used without limiting the sequence of the DNA tag in order to avoid cleavage of the DNA tag portion.
  • Deoxyadenosine, deoxyguanosine, thymidine, and deoxycytidine are preferable as nucleic acids used for DNA tag sequences. Accordingly, preferred structures for selectively cleavable sites are nucleic acids that are neither deoxyadenosine, deoxyguanosine, thymidine, nor deoxycytidine.
  • Examples of “selectively cleavable sites” include “nucleotides having cleavable bases”.
  • a “nucleotide with a cleavable base” in DEL has the N-glycosidic bond between the base and sugar moieties cleaved by the action of DNA glycosylase, leaving an abasic site.
  • Phosphodiester bonds flanking the abasic site can be altered by chemical conditioning (e.g., temperature elevation, basic hydrolysis, etc.) or by enzymes with apurinic/apyrimidinic (AP) endonuclease or AP lyase activity (e.g., endonuclease activity).
  • chemical conditioning e.g., temperature elevation, basic hydrolysis, etc.
  • AP apurinic/apyrimidinic
  • nuclease III endonuclease IV, endonuclease V, endonuclease VI, endonuclease VII, endonuclease VIII, APE1 (human-derived AP endonuclease), Fpg (formamidopyridine-DNA glycosylase), etc.) and cut into 1 base Form a gap or nick.
  • nucleotides having a cleavable base include deoxyuridine, bromodeoxyuridine, deoxyinosine, 8-hydroxydeoxyguanosine, 3-methyl-2'-deoxyadenosine, N6-etheno-2'-deoxyadenosine, 7-methyl-2'-deoxyguanosine, 2'-deoxyxanthosine, 5,6-dihydroxydeoxythymidine and the like. Nucleotides with other cleavable bases will be apparent to those skilled in the art. DEL is selectively abasic by incorporating these "nucleotides with cleavable bases" into DEL and using a DNA glycosylase that specifically recognizes the structure.
  • DNA glycosylase refers to any enzyme having glycosylase activity, which recognizes any nucleobase portion in an oligonucleotide, cleaves the N-glycosidic bond between the base portion and the sugar portion, and decomposes.
  • An enzyme that creates a base site is an enzyme having glycosylase activity, which recognizes any nucleobase portion in an oligonucleotide, cleaves the N-glycosidic bond between the base portion and the sugar portion, and decomposes.
  • uracil DNA glycosylase (recognizes deoxyuridine), alkyladenine DNA glycosylase (recognizes 3-methyl-2'-deoxyadenosine, 7-methyl-2'-deoxyguanosine, and deoxyinosine), Fpg (8-hydroxydeoxy guanosine), endonuclease VIII (recognizes degraded pyrimidine bases such as 5,6-dihydroxydeoxythymidine and uracil glycol), SUMG1 (abbreviation for single-strand selective uracil-DNA glycosylase, recognizes deoxyuridine), etc. mentioned.
  • More preferred examples of the "selectively cleavable site" in the present invention include deoxyinosine and deoxyuridine.
  • a particularly preferred example of the "selectively cleavable site" in the present invention is deoxyuridine.
  • the "selectively cleavable site" in the present invention is preferably cleaved using an enzyme.
  • Enzymes generally have high substrate specificity, and do not recognize the DNA tag portion of DEL and the compound portion constructed from multiple building blocks as substrates, and act by recognizing only “selectively cleavable sites”. It is preferable because Cleavage using the enzyme may also be achieved by changing the chemical conditions after structurally changing the "selectively cleavable site” with the enzyme. Examples of such enzymes include glycosylases and nucleases.
  • a glycosylase is an enzyme that has the function of hydrolyzing a glycosidic bond (a covalent bond formed by dehydration condensation between a sugar molecule and another organic compound).
  • DNA glycosylase is an enzyme that recognizes a nucleobase portion in an oligonucleotide and hydrolyzes its glycosidic bond, as described above.
  • a nuclease in the present invention is an enzyme that has the function of hydrolyzing the phosphodiester bond between the sugar and phosphate of nucleic acids.
  • Nucleases include, for example, AP endonucleases, nicking endonucleases, ribonucleases.
  • DNA glycosylase cleaves the phosphodiester bond adjacent to the abasic site generated by the action of any DNA glycosylase. Therefore, in the present invention, it is preferable to use DNA glycosylase and AP endonuclease in combination.
  • a nicking endonuclease (eg, Nb.BbvCI, Nb.BsmI, Nb.BsrDI, etc.) recognizes a specific DNA sequence and produces a nick in which the phosphodiester bond is cleaved on only one of the double strands.
  • Endonuclease V is also capable of generating nicks with the second phosphodiester bond cleaved 3' from the deoxyinosine and is useful in the practice of the present invention.
  • a ribonuclease is an enzyme that degrades RNA.
  • a ribonucleoside is used as a "selectively cleavable site" and can be used by allowing ribonuclease to act.
  • RNase HII a type of ribonuclease, is capable of generating nicks in which the 5' phosphodiester bonds of ribonucleotides incorporated into DNA sequences are cleaved and is useful in the practice of the present invention.
  • USER (registered trademark) means "Uracil-Specific Excision Reagent” Enzyme.
  • USER is an endonuclease cocktail that removes uracil containing uracil DNA glycosylase (UDG) and endonuclease VIII. USER removes uracil in double-stranded DNA to create a 1-base gap and breaks the DNA strand.
  • UDG uracil DNA glycosylase
  • UDG uracil DNA glycosylase
  • USER removes uracil in double-stranded DNA to create a 1-base gap and breaks the DNA strand.
  • UDG first removes the uracil base to create an abasic site.
  • An endonuclease then cleaves the phosphodiester bond to release baseless deoxyribose, creating a one-base gap.
  • USER® Enzyme and USER® Enzyme are USER® as defined above.
  • an exonuclease is an enzyme that has the function of sequentially hydrolyzing phosphodiester bonds from the 5' or 3' end of nucleic acids.
  • Exonucleases include, for example, lambda exonuclease, exonuclease III, T7 exonuclease.
  • Lambda exonuclease is an enzyme that degrades DNA phosphorylated at the 5' end of double-stranded DNA.
  • the present invention is useful in converting double-stranded DEL to single-stranded DEL.
  • a building block is a portion that has a functional group and can constitute a part of a compound, and may be in the form of a compound.
  • the base sequence that can identify each building block means a specific base sequence designed to correspond to the structure of each building block.
  • Designing a sequence means assigning a nucleobase sequence to each structure, for example, nucleobase sequence AAA for building block structure A, nucleobase sequence TTT for structure B, and nucleobase sequence CGC for structure C. means that The sequence can be freely designed as long as the object of the present invention can be achieved. For example, any number of base sequences can be assigned to one building block.
  • an oligonucleotide tag is a partial structure containing an oligonucleotide containing a base sequence that allows identification of the structure of the partial structure constructed by building blocks.
  • Oligonucleotide tags in the present invention may be oligonucleotides corresponding to each building block, or longer oligonucleotides containing oligonucleotides corresponding to multiple building blocks.
  • Nucleotides constituting the oligonucleotide tag of the present invention are not limited as long as the effect of the present invention is achieved, but from the viewpoint of easiness of amplification by PCR and analysis by a sequencer, nucleotides suitable for these operations are desirable. .
  • nucleotides examples include nucleotides having the above-described natural nucleobase as the base portion and having the above-described ribose or 2′-deoxyribose as the sugar portion. More preferred examples are deoxyadenosine, thymidine, deoxycytidine or deoxyguanosine.
  • a head piece in the present invention means a starting compound for preparing a compound library such as DEL.
  • the structure of the headpiece of the present invention is not limited as long as the object of the present invention is achieved, but in a most typical embodiment, at least one site to which a building block can be linked and at least one site to which an oligonucleotide tag can be linked. and at least one selectively cleavable site in the structure.
  • the DNA tag is preferably a double-stranded oligonucleotide strand and there are preferably two sites to which the oligonucleotide tag can be ligated.
  • the headpiece is the compound shown in the schematic below.
  • the headpiece is desirably chemically stable.
  • the headpiece preferably has a structure that allows the DNA tag and the building block to be arranged in appropriate spaces.
  • the headpiece preferably has moderate flexibility.
  • more appropriate spatial arrangement and flexibility will be explained.
  • the structural characteristics of the headpiece described here may be achieved by the headpiece alone, or by combining the headpiece and a bifunctional spacer.
  • preferable structural characteristics of the headpiece are such that the headpiece and the DNA tag do not inhibit the formation reaction of the building block, and conversely, the headpiece and the building block do not inhibit the elongation reaction of the DNA tag. be.
  • preferred structural properties of the headpiece are such that the headpiece and the DNA tag portion do not affect the interaction between the building block compound (library compound) and the target (target protein, etc.). be.
  • preferred headpiece structural features are those that orient DNA tags and building block moieties in opposite directions (eg, 90 degrees or more opposite).
  • the preferred structural characteristics of the headpiece are such that the loop portion of the headpiece and the building block are separated by several atoms to ten and several atoms in terms of the skeleton of the organic compound.
  • the headpiece preferably has a moderate affinity for the DNA tag portion and building block portion.
  • Moderate affinity means chemical reactivity and stability such that a bond can be formed, maintained, and cleaved under desired conditions, eg, to practice the present invention.
  • a bifunctional spacer means a spacer moiety that has at least two reactive groups that allow bonding between the building block moiety and the headpiece.
  • headpiece In the description of the present invention, the terms “headpiece”, “headpiece compound”, and “compound for headpiece” are terms indicating compounds of the same concept.
  • a compound for use as a headpiece can be understood in essentially the same way as “the use of a compound as a headpiece” from the point of use, and from the point of view of the method, "a compound used as a headpiece”. can be understood essentially the same as “method of using as a piece”. The same is true for compound libraries.
  • a preferred structure of the headpiece will be described below, but the structure of the headpiece is not limited as long as the effects of the present invention are achieved.
  • the headpiece includes: (D) a reactive functional group that has at least one site that can be directly linked to a building block or indirectly via a bifunctional spacer; (L) a linker extending from a reactive functional group; (E) a first oligonucleotide strand having one binding site that can be linked to one strand of an oligonucleotide tag; (F) a second oligonucleotide strand with one binding site that can be linked to the other strand of the oligonucleotide tag, and (LP) a loop site that connects the linker and the two oligonucleotide strands; is composed of It has at least one selectively cleavable site in at least one of the E, F, or LP sites.
  • the headpiece is a compound represented by formula (I) below.
  • E and F are independently oligomers composed of nucleotides or nucleic acid analogues, provided that E and F contain base sequences complementary to each other to form a double-stranded oligonucleotide
  • LP is the loop site
  • L is a linker
  • D is a reactive functional group.
  • the partial structure of the site that binds to the linker may be referred to as a linking site or (LS).
  • E-LP-F may be collectively referred to as a hairpin site.
  • first and second oligonucleotide strands Preferred embodiments of the first oligonucleotide strand (E) and the second oligonucleotide strand (F) are described below.
  • the first oligonucleotide strand (E) and the second oligonucleotide strand (F) form a double strand in the molecule via the loop site (LP), and the headpiece forms a hairpin structure.
  • the preferred chain length for intramolecular double chain formation is 3 bases or more, more preferably 4 bases or more, and still more preferably 6 bases or more.
  • the chain length of E and F is 3 to 40 each in one embodiment.
  • the chain length of E and F is 4 to 40 each in one embodiment.
  • the chain length of E and F is 6 to 25 each in one embodiment.
  • the site where the oligonucleotide tag is ligated preferably has a structure suitable for enzymatic ligation or chemical ligation.
  • the ligation of the headpiece and the oligonucleotide tag is performed by enzymatic double-stranded ligation.
  • the first and second oligonucleotide strands preferably form overhanging ends for ligation.
  • the chain length of the protruding end is preferably 2 bases or more, more preferably 2 to 10 bases, still more preferably 2 to 5 bases. Therefore, one of the first and second oligonucleotide strands is preferably longer than the other strand by the length of the protruding end.
  • the 5' end of the strand having the 5' end of the headpiece among the first and second oligonucleotide strands is preferably phosphorylated.
  • first and second oligonucleotide strands may contain part or all of the primer binding sequences for PCR.
  • a suitable chain length for the primer binding sequence is 17 to 25 bases.
  • linker Preferred embodiments of the linker (L) are described below.
  • a linker as described above, is a moiety that extends from a reactive functional group and binds to a linking moiety.
  • the linker is a divalent group (-L-) derived from the following aspects.
  • linker is the following embodiment (L1).
  • (L1) optionally substituted C1-20 aliphatic hydrocarbon optionally substituted by 1 to 3 heteroatoms, or (2) optionally substituted C6-14 aromatic hydrocarbon.
  • L is the following aspect (L2), (L3), (L4) or (L5).
  • (L2) optionally substituted C1-6 aliphatic hydrocarbons, optionally substituted C1-6 aliphatic hydrocarbons optionally substituted by 1 or 2 oxygen atoms, or optionally substituted C6-10 aromatic family hydrocarbons.
  • (L3) C1-6 aliphatic hydrocarbons substitutable with the substituent group ST1, or benzene substitutable with the substituent group ST1.
  • the substituent group ST1 is a group composed of a C1-6 alkyl group, a C1-6 alkoxy group, a fluorine atom and a chlorine atom.
  • a reactive functional group as described above, has at least one site that can be directly linked to a building block or indirectly via a bifunctional spacer, and is the site of attachment to the linker group.
  • the reactive functional group becomes a monovalent group (D-) in the headpiece, and in DEL a "reactive functional group-derived divalent group" (-D- ).
  • D is an amino group
  • R-HN- a specific structure for (D-)
  • R is a substituent as described below.
  • R is not limited as long as the effects of the present invention are achieved, but in the following aspects (D1) to (D5), R is preferably (1) a hydrogen atom, or (2) unsubstituted or A C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkyl group substituted with 1 to 3 substituents selected singly or differently from the substituent group consisting of a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R is more preferably a hydrogen atom or a C1-3 alkyl group, still more preferably a hydrogen atom.
  • (D-) is a methylene group having a leaving group (X-)
  • the specific structure of (D-) is (X-CH 2 -), for example, amino group, hydroxy or with nucleophiles such as thiol groups to form carbon-nitrogen, carbon-oxygen, or carbon-sulfur bonds.
  • the specific structure of (-D-) is (-CH 2 -).
  • the specific structure of (D-) is (HOC-).
  • Aldehyde groups for example, by reductive amination reactions with amino groups, form carbon-nitrogen bonds, in which (-D-) become -CH 2 -, and, for example, by reaction with phosphorus ylide groups, carbon-carbon double bonds are formed.
  • the site (D-) is the following aspect (D1).
  • D1 A functional group capable of forming a C—C, amino, ether, carbonyl, amide, ester, urea, sulfide, disulfide, sulfoxide, sulfonamide, or sulfonyl bond.
  • (-D-) becomes a C-C, amino, ether, carbonyl, amide, ester, urea, sulfide, disulfide, sulfoxide, sulfonamide, or sulfonyl bond.
  • (D-) is the following aspect (D2), (D3), (D4) or (D5).
  • (D2) A C1 hydrocarbon with a leaving group, an amino group, a hydroxyl group, a precursor of a carbonyl group, a thiol group, or an aldehyde group.
  • (D3) a C1 hydrocarbon having a halogen atom, a C1 hydrocarbon having a sulfonic acid leaving group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogenated carboxy group, a thiol group, or an aldehyde group;
  • (D4) —CH 2 Cl, —CH 2 Br, —CH 2 OSO 2 CH 3 , —CH 2 OSO 2 CF 3 , an amino group, a hydroxyl group, or a carboxy group.
  • (D5) Primary amino group. In this case, (-D-) becomes -NH-.
  • the loop site (LP) is designed so that the first oligonucleotide strand (E) and the second oligonucleotide strand (F) form an intramolecular duplex and the headpiece can form a hairpin structure. preferably. That is, the loop site (LP) preferably has a chain length and binding flexibility that make the loop structure thermodynamically stable.
  • the loop site (LP) is: LP is (LP1) is a loop site represented by p-LS-(LP2) q, LS is a partial structure selected from the group of compounds described in (A) to (C) below, (A) Nucleotide (B) Nucleic acid analogue (C) C1-14 trivalent group LP1 optionally having a substituent may be alone or different from the group of compounds described in the following (1) and (2) is each partial structure selected by p pieces, (1) Nucleotide (2) Nucleic acid analog LP2 is each partial structure selected individually or differently from the group of compounds described in (1) and (2) below, (1) The total number of nucleotides (2) nucleic acid analogues p and q is 0-40.
  • loop site Further preferred aspects of the loop site are as described above.
  • the structure of the loop site will be supplemented below.
  • nucleotides are the natural nucleotides described above, and the nucleic acid analogs are as described above.
  • LP1 is each partial structure selected singly or differently from the group of compounds described in (1) and (2) below, and LP2 is described in (1) and (2) below. It is each partial structure selected singly or differently from the group of compounds represented by q.
  • Nucleotides (2) Nucleic acid analogues Individually or p different selected means that, for example, when p is 4, LP1 is AATG, ATCG, TC (d-Spacer) G or A (d-Spacer) ( d-Spacer) C, may be selected singly or differently from the group of compounds described in (1) and (2). The same is true for LP2.
  • the loop site may contain part or all of the primer binding sequence for PCR.
  • LS is (A) a nucleotide or (B) a nucleic acid analogue.
  • the loop site becomes a nucleic acid oligomer.
  • the nucleic acid oligomer of the present invention is an oligomer in which nucleotides or nucleic acid analogues are linked as monomers. Oligomers can also be referred to as chain compounds.
  • nucleic acid oligomers of the invention are either oligonucleotide strands, nucleic acid analog strands, or mixed strands of nucleotides and nucleic acid analogs.
  • the loop site becomes a nucleic acid oligomer.
  • the headpiece can be manufactured by a nucleic acid synthesizer, which is significantly preferable in practice.
  • LS is (A) a nucleotide or (B) a nucleic acid analogue
  • a linker site (L) and a reactive functional group site (D) are combined with LS for nucleic acid synthesis.
  • Monomers can be prepared and then nucleic acid oligomers synthesized. Examples of such nucleic acid synthesis monomers include the aforementioned Amino C6 dT, mdC (TEG-Amino), Uni-Link (registered trademark) Amino Modifier, and the like.
  • the nucleotide portion corresponds to the linking site (LS), and the side chain portion extending from the base corresponds to the linker site (L) and the reactive functional It corresponds to the base site (D).
  • the reactive functional group (D) may be protected with a protecting group.
  • the nucleic acid analogue is the following compound (B6).
  • (B6) A compound in which the (-LD) is bound to the base portion of a nucleotide.
  • the nucleic acid analog is the following compounds (B61), (B62), (B63), (B64) or (B65).
  • (B61) (-L-D) is (-L1-D1) (B6) (B62) (-LD) is (-L2-D2) (B6).
  • (B63) (-LD) is (-L3-D3) (B6).
  • (B64) (-LD) is (-L4-D4) (B6).
  • B65 The compound according to any one of (B61) to (B64), wherein (-D) is (-D5).
  • LS is (A) a nucleotide or (B) a nucleic acid analogue
  • a nucleic acid oligomer is first synthesized, and then the linker site (L) and the reactive functional group site ( D) can be combined.
  • the linker site (L) and the reactive functional group site ( D) can be combined.
  • the "specific nucleic acid analogue” include the aforementioned Amino C6 dT, mdC (TEG-Amino), and Uni-Link (registered trademark) Amino Modifier.
  • mdC (TEG-Amino) itself corresponds to the linking site (LS), and from the base side chain, the additional site that further binds to the linker site (L) and the reactive functional group site (D). Equivalent to.
  • the chain length of the loop site is such that the first oligonucleotide chain (E) and the second oligonucleotide chain (F) form a double chain in the molecule, and the headpiece forms a hairpin structure.
  • Chain length is preferred.
  • the sum of p and q is 1-40.
  • the sum of p and q is 2-20.
  • the sum of p and q is 2-10.
  • the sum of p and q is 2-7.
  • the loop site of the present invention is (A) is composed of nucleotides and the following nucleic acid analogues (B41), (B42), (B43), (B44) or (B52).
  • B41 d-Spacer
  • B42 Amino C6 dT
  • B43 mdC
  • TAG-Amino B44
  • Uni-Link registered trademark
  • Amino Modifier B52
  • LS is preferably B42, B43 or B44.
  • LP1 and LP2 are preferably A, B41 or B52.
  • the loop site is a nucleic acid oligomer according to the sequences (X1) to (X9) below.
  • (X1) A-B41-B42-B41-A (X2) A-B41-B43-B41-A (X3) A-B41-B44-B41-A (X4) B41-B41-B42-B41-B41 (X5) B41-B41-B43-B41-B41 (X6) B41-B41-B44-B41-B41 (X7) B52-B42-B52 (X8) B52-B43-B52 (X9) A52-A44-A52
  • the number of cuttable parts is preferably 5 or less, more preferably 1 to 2.
  • At least one cleavable site is in the first oligonucleotide strand or between the first oligonucleotide strand and the linker attachment site. and the at least one cleavable site is preferably in the second oligonucleotide strand or between the second oligonucleotide strand and the linker attachment site.
  • the position of the cleavable site is preferably within 20 bases starting from the binding portion between the loop site and the first oligonucleotide strand or the second oligonucleotide strand. Yes, more preferably within 10 bases, still more preferably within 3 bases.
  • the present invention provides suitable conditions in a method of deriving and evaluating a DEL containing a cleavable site in its DNA strand into a cross-linker-modified double-stranded DEL.
  • the position of the cleavable site is in the 3′ direction from the binding portion between the loop site and the first oligonucleotide strand or the second oligonucleotide strand. , preferably within 20 bases, more preferably within 10 bases, still more preferably within 3 bases, and most preferably within 1 base.
  • the compound constituting the DEL of the present invention is a compound represented by the following formula (II).
  • X and Y are oligonucleotide chains, E and F are each independently an oligomer composed of nucleotides or nucleic acid analogs; provided that E and F contain complementary base sequences to form a double-stranded oligonucleotide, LP is the loop site; L is a linker; D is a divalent group derived from a reactive functional group, Sp is a bond or a bifunctional spacer; An is a substructure composed of at least one building block.
  • X is attached to E at the 5' end
  • Y is attached to F at the 3' end
  • preferred embodiments of E, F, LP, L and D in the compounds of formula (II) above are the preferred embodiments of E, F, LP, L and D described with respect to formula (I) above. It is the same as the aspect. Preferred aspects of X, Y, Sp, and An are described separately.
  • a bifunctional spacer is a spacer moiety that has at least two reactive groups that allow bonding of the substructure An of the compound library to the headpiece.
  • the bifunctional spacer is SpD-SpL-SpX.
  • SpX is a reactive group that forms a covalent bond with the reactive functional group of the headpiece.
  • SpD is a reactive group that forms a covalent bond with the partial structure An of the compound library.
  • SpL is a chemically inert spacing moiety.
  • the reactive group (SpX) becomes a monovalent group (-SpX) in the bifunctional spacer alone (reagent state before bonding to the headpiece), and DEL ( In the state where it is combined with the headpiece), it becomes "a divalent group derived from a reactive group" (-SpX-) based on the above (-SpX).
  • the reactive group (SpD) becomes a monovalent group (SpD-) in the state before bonding to An, and in DEL (the state bonded to An), the "reactive group-derived is a divalent group” (-SpD-).
  • SpX are reactive groups that form amino, carbonyl, amide, ester, urea, or sulfonamide bonds.
  • SpX is the following structure (SpX1), (SpX2) or (SpX3), which is a reactive group suitable when the reactive functional group of the headpiece is an amino group.
  • SpX1 carboxy group, carboxyl halide group, aldehyde group, or sulfonyl halide group
  • SpX2 carboxy group
  • SpX3 carboxy group
  • SpD is (D1), (D2), (D3), (D4) or (D5) as described above.
  • SpL is (L1), (L2), (L3), (L4) or (L5) described above.
  • SpL is the following (SpL1), (SpL2) or (SpL3).
  • SpL1 Polyalkylene glycol, polyethylene, C1-20 aliphatic hydrocarbon optionally substituted with heteroatom, peptide, oligonucleotide, or combinations thereof.
  • SpL2 polyalkylene glycol, polyethylene, C1-10 aliphatic hydrocarbon, or peptide
  • SpL3 polyethylene glycol, or polyethylene
  • the bifunctional spacer is as follows. (Sp1): (D4) - (SpL1) - (SpX1) (Sp2): (D4) - (SpL2) - (SpX2) (Sp3): (D4) - (SpL3) - (SpX3) (Sp4): (D5) - (SpL1) - (SpX1) (Sp5): (D5) - (SpL2) - (SpX2) (Sp6): (D5) - (SpL3) - (SpX3)
  • the (Sp-DL) portion of the compound constituting DEL is the following (SpDL1), (SpDL2), (SpDL3) (SpDL4), (SpDL5), (SpDL6), (SpDL7), (SpDL8), (SpDL9), or (SpDL10).
  • the headpiece can be synthesized on a nucleic acid synthesizer.
  • a linker site (L) and a reactive functional group site (D) are bound to LS to prepare a monomer for nucleic acid synthesis, and then synthesize a nucleic acid oligomer.
  • Examples of such nucleic acid synthesis monomers include the aforementioned Amino C6 dT, mdC (TEG-Amino), Uni-Link (registered trademark) Amino Modifier, and the like.
  • the length of the linker site may be limited.
  • introduction of a suitable bifunctional spacer makes it possible to adjust the distance between the headpiece and An, which is advantageous in carrying out the invention.
  • C1-C6 and “C1-6” in terms such as “C1-C6 alkyl group” and “C1-6 alkyl group” have 1 to 6 carbon atoms. means that Similarly, when m and n are integers, the description “Cm to Cn” or “Cm to n” means that the number of carbon atoms is m to n. Therefore, “C1-C6 alkyl group” and “C1-6 alkyl group” refer to alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and “C1-C6 alkylene” and “C1-6 alkylene” refer to is 1 to 6 alkylene.
  • C1-6 alkyl in the present invention means a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl and the like.
  • C1-3 alkyl in the present invention means a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Specific examples are methyl, ethyl, propyl, isopropyl.
  • C1-6 alkoxy means linear or branched alkoxy having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy and the like.
  • C1-3 alkoxy means linear or branched alkoxy having 1 to 3 carbon atoms. Specific examples are methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy.
  • hydrocarbon means a chain, branched or cyclic saturated or unsaturated compound composed only of carbon atoms and hydrogen atoms.
  • aliphatic hydrocarbons mean non-aromatic hydrocarbons.
  • An “aliphatic hydrocarbon” may be linear, branched or cyclic, and saturated or unsaturated. Exemplary structures include structures with alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl or cycloalkenyl, or combinations thereof.
  • C1-20 aliphatic hydrocarbon means an aliphatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
  • C1-10 aliphatic hydrocarbon means an aliphatic hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms.
  • C1-6 aliphatic hydrocarbon means an aliphatic hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms.
  • aromatic hydrocarbon as used in the present invention means an aromatic hydrocarbon among hydrocarbons.
  • C6-14 aromatic hydrocarbon means aromatic hydrocarbon having 6 to 14 carbon atoms. Specific examples include benzene, naphthalene and anthracene.
  • C6-10 aromatic hydrocarbon means aromatic hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples are benzene or naphthalene.
  • the heteroaromatic ring of the present invention is an aromatic heterocyclic ring having as a heteroatom in the ring structure an element selected singly or differently from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur.
  • the aromatic heterocycle is a "C1-9 aromatic heterocycle” having 1 to 9 carbon atoms, and in one embodiment, the "C1-9 aromatic heterocycle” has 5 to 10 membered aromatic heterocycle”.
  • the aromatic heterocyclic ring is a "C1-5 aromatic heterocyclic ring” having 1 to 5 carbon atoms, and in one aspect, the "C1-5 aromatic heterocyclic ring” membered aromatic heterocycle”.
  • the aromatic heterocycle is a "C2-9 aromatic heterocycle” having 2 to 9 carbon atoms, and in one embodiment, the "C2-9 aromatic heterocycle” membered aromatic heterocycle”. In one embodiment, the aromatic heterocycle is a "C2-5 heteroaromatic ring” having 2 to 5 carbon atoms, and in one embodiment, the "C2-5 heteroaromatic ring” has 5 to 6 membered aromatic heterocycle”.
  • the nitrogen-containing aromatic heterocycle of the present invention is an aromatic heterocycle having nitrogen as a heteroatom in the ring structure.
  • the nitrogen-containing aromatic heterocycle is a "C1-5 nitrogen-containing aromatic heterocycle” having 1 to 5 carbon atoms, and in one embodiment, "C1-5 nitrogen-containing aromatic heterocycle ”is a 5- to 6-membered aromatic heterocycle”.
  • the nitrogen-containing aromatic heterocycle is a "C2-5 nitrogen-containing aromatic heterocycle” having 2 to 5 carbon atoms, and in one embodiment, a "C2-5 nitrogen-containing aromatic heterocycle ”is a 5- to 6-membered aromatic heterocycle”.
  • the non-aromatic heterocycles of the present invention are non-aromatic heterocycles having as heteroatoms in the ring structure an element selected singly or differently from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur.
  • Non-aromatic heterocycles may contain partially unsaturated bonds.
  • the non-aromatic heterocycle is a "C2-9 non-aromatic heterocycle” having 2 to 9 carbon atoms, and in one embodiment, the "C2-9 non-aromatic heterocycle” is 5- to 10-membered non-aromatic heterocyclic ring”.
  • the "C1-14 trivalent group” means a trivalent group derived from a compound having 1 to 14 carbon atoms.
  • the structure is not limited as long as the effects of the present invention are achieved.
  • the heteroatom means an atom other than carbon and hydrogen.
  • the heteroatom is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a phosphorus atom or a sulfur atom, more preferably an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • propyl (—CH 2 —CH 2 —CH 3 ) as an example of a hydrocarbon
  • “propyl optionally substituted with heteroatoms” means that methylene (—CH 2 —) in alkyl is Ether ((--CH 2 --O--CH 3 ) or (--O--CH 2 --CH 3 )) substituted with oxygen, or amine ((--CH 2 --NH--CH 3 ) or (--CH 2 --NH---CH 3 ) substituted with nitrogen —NH—CH 2 —CH 3 )) and other structures.
  • the substituent is not limited as long as the object of the present invention is achieved.
  • the substituent is preferably a C1-6 alkyl group, a C1-6 alkoxy group, an amino group, a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, an oxo group or a halogen atom.
  • the substituent is more preferably a C1-6 alkyl group, a C1-6 alkoxy group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • polypeptides and peptides mean compounds or partial structures formed by linking amino acids.
  • Amino acid is a general term for organic compounds having both amino and carboxyl functional groups.
  • Amino acids constituting the polypeptides and peptides of the present invention are not particularly limited, and include modified amino acids and the like.
  • proline which is classified as an imino acid
  • Amino acids constituting the polypeptides and peptides of the present invention are preferably ⁇ -amino acids, more preferably "protein-constituting amino acids”.
  • halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms and iodine atoms.
  • the substituent on the nitrogen atom is preferably a C1-6 alkyl group or a hydrogen atom, more preferably a hydrogen atom.
  • a CC bond means a carbon-carbon bond.
  • CC bonds include single, double and triple bonds.
  • steps a and/or c of the production method of the present invention a bond appropriately selected from the above 11 types is constructed. These eleven types of bonds are among the most fundamental bonding modes in organic chemistry, and the reactions to build them are also well known to those skilled in the art. Therefore, in designing and constructing the partial structure An of the compound library of the present invention, those skilled in the art can appropriately combine these 11 types of bonds and use them.
  • the organic compound composed of elements selected singly or differently from the element group consisting of H, B, C, N, O, Si, P, S, F, Cl, Br and I is It is an organic compound that is built up by bonding.
  • the partial structure An of the compound library of the present invention is constructed from the above 12 elements. These twelve elements are particularly basic elements in organic compounds, and the reactions to build them are also well known to those skilled in the art. Therefore, in designing and constructing the partial structure An of the compound library of the present invention, those skilled in the art can appropriately combine these 12 elements and use them.
  • a low-molecular-weight organic compound having substituents selected singly or differently from the substituent group consisting of an aryl group, a non-aromatic cyclyl group, a heteroaryl group and a non-aromatic heterocyclyl group means a chemical structure understood by each name. It is a low-molecular-weight organic compound having A low-molecular-weight compound is a concept well known to those skilled in the art, and examples of preferred molecular weights of low-molecular-weight compounds in the present invention are mentioned separately.
  • the aryl group of the present invention is preferably a C6-10 aryl group, more preferably a phenyl group.
  • the non-aromatic cyclyl group of the present invention is preferably a 5- to 8-membered non-aromatic cyclyl group, more preferably a 5- or 6-membered non-aromatic cyclyl group.
  • the non-aromatic cyclyl group may contain a partially unsaturated bond.
  • the heteroaryl group and non-aromatic heterocyclyl group of the present invention are groups having an element selected singly or differently from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur as a heteroatom within the ring structure.
  • the heteroaryl group, non-aromatic heterocyclyl group of the present invention is preferably a 5- to 8-membered group, more preferably a 5- or 6-membered group, and the non-aromatic heterocyclyl group is a partially unsaturated bond may contain
  • the partial structure An of the compound library of the present invention has the above four groups. These four groups are particularly basic substructures in organic compounds, and reactions for building them into compounds are also well known to those skilled in the art. Therefore, in designing and constructing the partial structure An of the compound library of the present invention, those skilled in the art can appropriately combine these four groups and use them.
  • the synthesis history of An means a record of all the operations performed until An was synthesized, and in particular, the structure and order of the building blocks used until An was synthesized. For example, if the reaction is carried out in two or more separate reaction vessels, each using different building blocks and/or using different reaction conditions, the reaction may be carried out with oligos of predetermined sequence before or after the reaction. By ligating a nucleotide chain to the product in each reaction vessel, the synthesis history is given as sequence information of the oligonucleotide. By repeating such operations until An is constructed, an oligonucleotide of Bn having the synthesis history of An is constructed.
  • Split-and-pool synthesis is a synthetic method developed by Geisen et al. as a combinatorial chemical construction method for peptide libraries using solid-phase synthesis during the early days of combinatorial chemistry.
  • Split-and-pool synthesis is also called a split-mix method.
  • a sample is cut out from a solid-phase carrier to which amino acids are peptide-bonded at each step of peptide extension. After the N types of carriers are mixed and homogenized, they are equally divided to extend the next N types of amino acids.
  • one type of peptide chain will be generated for each carrier, and if all 20 natural amino acids are applied at each step, a peptide library that can be combined with all peptides of a specific length will be constructed.
  • assays can be performed using peptides on a solid-phase carrier using the ELISA method.
  • the carrier particles that have reacted with the assay are picked up (for example, fluorescence-labeled carrier particles of about 0.1 mm are picked up with an optical microscope).
  • the target peptide sequence is determined by an instrumental analyzer (peptide analyzer, etc.) from the peptides of the particles, or peptide sequences that are candidates for screening are indirectly identified by other combinatorial chemical identification methods (eg, tagging method). can decide.
  • A2-Sp-C-B2 (A2(a)-Sp-C-B2(a), A2(b)-Sp-C-B2(b)...
  • w types of structures ⁇ 3 ( ⁇ 3(a ⁇ w)) and w types of ⁇ 3 ( ⁇ 2(a ⁇ w)) corresponding thereto are prepared, and w pieces of (A2(a ⁇ v)-Sp- C-B2 (a-v) mixtures) are subjected to steps (c) and (d), respectively.
  • a mixture of (v ⁇ w) types of A3-Sp-C-B3 compound library is obtained by mixing the obtained w products. For example, if this mixture is subjected to a drug receptor binding test, (v ⁇ w) kinds of compounds can be screened in one go. By washing away compounds that did not bind to the drug receptor, only bound compounds can be isolated.
  • the DNA of the isolated A3-Sp-C-B3 compound is amplified to a sequence-readable amount, and the sequence information allows the structure of A3 to be determined.
  • compound library building block, split-and-pool, and the like are terms well known to those skilled in the art in fields such as combinatorial chemistry, and can be performed as appropriate with reference to the following literature.
  • Takashi Takahashi, Takayuki Doi “Combinatorial Chemistry”, Synthetic Organic Chemistry Association Journal, 2002, Vol. 60, pp. 426-433 (2) Combinatorial Chemistry Study Group ed.
  • a DNA-encoded library is a compound library consisting of a group of compounds (DNA-encoded compounds) labeled with DNA or oligonucleotides having substantially the same function as DNA.
  • DNA-encoded compounds are screened in the form of mixtures of 10 2 -10 20 compounds, and the DNA sequences contained in the compounds obtained are identified by techniques known in the art (e.g., next-generation Identification by use of sequencers and/or use of microarrays) makes it possible to identify the structure of the compound.
  • a technique of contacting a target such as a protein with a DNA-encoded library and selecting compounds that bind to the target can be selected.
  • Bio target is a term well known to those skilled in the art, but in one aspect, in the present invention, "biological target” is a target in the development of drugs such as pharmaceuticals and agricultural chemicals.
  • a group of biological substances such as enzymes (e.g., kinases, phosphatases, methylases, demethylases, proteases, and DNA repair enzymes), proteins involved in protein:protein interactions (e.g., receptor ligands), Included are receptor targets (eg, GPCRs), ion channels, cells, bacteria, viruses, parasites, DNA, RNA, prions, or carbohydrates.
  • evaluation of biological activity is a term well known to those skilled in the art.
  • evaluation of biological activity refers to the biological activity of a compound (e.g., the ability to bind to a biological target). , enzyme activity inhibition function, enzyme activity promotion function, etc.).
  • a compound e.g., the ability to bind to a biological target.
  • enzyme activity inhibition function e.g., enzyme activity promotion function, etc.
  • the aforementioned Patent Documents 2 and 3, Non-Patent Documents 1 to 6, etc. can also be referred to.
  • “Functional evaluation” is a term well known to those skilled in the art, but in one aspect, in the present invention, “functional evaluation” refers to a specific function of a compound (e.g., binding ability, biological activity, luminescence It is to evaluate the presence or absence or strength of characteristics, etc.).
  • the present invention provides a plurality of approaches with several advantages regarding DEL and methods for producing DEL by using DNA strands with cleavable sites. Forms 1 through 7 are described in detail below.
  • Form 1 The present invention provides a DEL using the "hairpin-shaped headpiece having a cleavable site”.
  • PCR can be performed with high efficiency by deriving double-stranded oligonucleotides that are not bound at loop sites.
  • Mode 2 (Regarding Form 2)
  • the cleavable site may be present in the second oligonucleotide strand.
  • the features of Mode 2 are similar to Mode 1, except for the cleavable site.
  • the cleavable site is present in both the first and second oligonucleotide strands. good.
  • the loop site is cleaved from both oligonucleotide strands, which is expected to further improve PCR efficiency.
  • the cleavable site may be present in both the first oligonucleotide strand (E) and the second oligonucleotide strand (F), and the cleavable
  • the structure of each site may be different. In such cases, differences in the properties of the two (or more) cleavable sites can be exploited to control the cleavage site.
  • deoxyuridine may be used as the cleavable site in the first oligonucleotide strand (E) and deoxyinosine as the cleavable site in the second oligonucleotide strand (F).
  • the USER enzyme can be used to selectively cleave the deoxyuridine of the first oligonucleotide strand (E).
  • alkyladenine DNA glycosylase and endonuclease VIII can be used to selectively cleave the second oligonucleotide chain (F) at a cleavage site starting from deoxyinosine.
  • the present invention can also have a cleavable site in the DNA tag portion (eg, oligonucleotide strand (Y)).
  • New overhanging ends can be generated by providing a cleavable site near the end of the DNA tag and cleaving the site if desired.
  • the overhanging ends can be used as sticky ends to ligate desired nucleic acid sequences such as UMIs (specific molecular identification sequences).
  • UMIs specific molecular identification sequences
  • UMIs specific molecular identification sequences
  • UMIs are molecular identifiers that give individual DNA sequences to individual DNA molecules by attaching them to DNA contained in a sample (Document Nature Method, 2012, 9, pp. 72-74).
  • PCR overlap sequences derived from the same molecule
  • PCR amplification bias can be reduced. quantification becomes possible.
  • a cleavable site, a modification group, or a functional molecule can be used in combination.
  • DEL is prepared by converting hairpin strand DNA into single-stranded DNA. Is possible.
  • a DEL compound using a headpiece having a cleavable site in the E section is taken as an example.
  • Step A A double-stranded oligonucleotide chain having a solid phase-supported removable modification group (eg, biotin) at the 3′ end is ligated to the synthesized DEL compound.
  • Step B Cut the cleavable site.
  • Step C Add a treatment according to the function of the modifying group.
  • a treatment according to the function of the modifying group for example, in the case of biotin, streptavidin beads or the like having biotin affinity are used to selectively remove biotin-bound oligonucleotide chains from the system. It is thereby possible to obtain DEL with single-stranded DNA.
  • the functional molecule is a molecule having a specific chemical or biological function (e.g., solubility, photoreactivity, substrate-specific reactivity, target proteolysis-inducing properties). By assigning it, it becomes possible to evaluate and purify DEL according to its function.
  • a specific chemical or biological function e.g., solubility, photoreactivity, substrate-specific reactivity, target proteolysis-inducing properties
  • biotin means all biotins that bind to avidin, including not only vitamin B7 but also desthiobiotin, for example.
  • the present invention provides suitable conditions in a method of deriving and evaluating a DEL containing a cleavable site in its DNA strand into a cross-linker-modified double-stranded DEL.
  • Another method for preparing DEL in which hairpin-stranded DNA is converted to single-stranded DNA is the method using the following exonuclease.
  • Step A A hairpin type having a "selectively cleavable site" is cut with an enzyme such as USER (registered trademark) Enzyme that is cleaved with the 5' end of the cleavage site phosphorylated after the cleavage reaction. Use to cut.
  • Step B One oligonucleotide strand phosphorylated at the 5' end is degraded and removed, for example, by treatment with lambda exonuclease. Thereby, a DEL having single-stranded DNA (single-stranded DEL) is obtained.
  • the single-stranded DEL obtained above is preferably a single-stranded DEL having library molecules in the 3' direction of the oligonucleotide strand.
  • the single-stranded DEL is capable of performing a primer extension reaction using a crosslinker-modified primer with a crosslinker at its 5' end. This technique enables easy synthesis of a “crosslinker-modified double-stranded DEL” in which a crosslinker is covalently linked to an oligonucleotide having a coding sequence.
  • the “selectively cleavable site” of the raw hairpin-type DEL is 3′ from the site to which the library molecule is bound. Existing.
  • a DEL having a single-stranded DNA is a modified oligonucleotide having a desired functional site (for example, a crosslinker-modified DNA such as a photoreactive crosslinker, or a crosslinker such as a photoreactive crosslinker).
  • a new function can be imparted by forming a double strand with a linker-modified primer).
  • the optionally provided primer may be extended to lead to a crosslinker-modified double-stranded DEL compound.
  • Such crosslinker-modified double-stranded DEL compounds are useful in the present invention because, after screening, a covalent bond is formed between the biological target and the coding sequence.
  • the present invention utilizes cleavable sites to introduce cross-linkers.
  • a DEL compound using a headpiece having a cleavable site in the E section is taken as an example.
  • Step A Cleavage the cleavable site to the synthesized DEL compound.
  • Step B Providing a modified primer (for example, a crosslinker-modified primer such as a photoreactive crosslinker) having a desired functional site.
  • a modified primer for example, a crosslinker-modified primer such as a photoreactive crosslinker
  • the crosslinker-modified double-stranded DEL compound can further bind the crosslinker to the target protein, resulting in remarkable detection sensitivity.
  • Non-Patent Documents 7, 11, etc. In the practice of DEL technology for evaluating a very large number of library compounds, it is very useful to enhance the affinity of the library compounds and improve the detection sensitivity.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a novel and highly efficient method for producing a crosslinker-modified double-stranded DEL compound, and is extremely useful.
  • the present invention provides suitable conditions in a method of deriving and evaluating a DEL containing a cleavable site in its DNA strand into a cross-linker-modified double-stranded DEL.
  • the crosslinker-modified double-stranded DEL compound preferably has a crosslinker linked to an oligonucleotide having a coding sequence via a covalent bond.
  • Such a "crosslinker-modified double-stranded DEL compound” forms a covalent bond between the target and the coding sequence after screening, and for the removal of non-specific binding agents, etc., stronger separation and separation than before. It is very useful because it is resistant to elution conditions.
  • crosslinker in one embodiment, means a reactive group capable of forming a covalent bond through reaction with a biological target such as a protein or nucleic acid molecule.
  • a biological target such as a protein or nucleic acid molecule.
  • crosslinkers as described in Thermo Scientific Crosslinking Technical Handbook are known.
  • the crosslinker used in the present invention is preferably a reactive group containing at least one azide group, diazirine group, sulfonyl fluoride group, diazo group, cinnamoyl group, or acrylate group, more preferably an azide group, It is a reactive group containing at least one diazirine group or sulfonyl fluoride group.
  • crosslinker and “crosslinker modification” mean having a partial structure containing a crosslinker as a substituent.
  • crosslinker-modified double-stranded DEL is the five of "double-stranded DEL", “DNA”, and “primer”, respectively.
  • a crosslinker is directly attached to the ' end or is attached via a bifunctional spacer.
  • the crosslinker has the following formulas (AA) to (AE) or (BA) or (BB ) is preferred. (Wherein, * means the 5' end of "double-stranded DEL", “DNA”, or “primer”, or the binding position with the bifunctional spacer side bound to the 5' end)
  • the crosslinker used in the present invention is a photoreactive crosslinker.
  • the photoreactive crosslinker is a reactive group that changes to a reactive group with high reactivity (e.g., nitrene and carbene) by light irradiation and forms a covalent bond with a nearby biological target.
  • a reactive group with high reactivity e.g., nitrene and carbene
  • an azide group and a diazirine group are known, and the structures of the above formulas (AA) to (AE) are known.
  • the crosslinker used in the present invention is a reactive group containing at least one sulfonyl fluoride group.
  • Sulfonyl fluoride groups for example, react with residues such as serine, threonine, tyrosine, lysine, cysteine, and histidine in biological target proteins to form covalent bonds.
  • residues such as serine, threonine, tyrosine, lysine, cysteine, and histidine in biological target proteins to form covalent bonds.
  • the structures of the above formulas (BA)-(BB) are known.
  • the cross-linking reaction between the crosslinker and the biological target is preferably carried out in a temperature range in which the desired higher-order structure of the biological target does not change significantly.
  • Preferred temperatures are, for example, in the range of 4-40°C.
  • a bifunctional spacer is a spacer moiety that has at least two reactive groups that allow bonding of the substructure An of the compound library to the headpiece. Further in the context of the present invention, a bifunctional spacer is a spacer moiety that has two reactive groups that allow binding of a crosslinker to a "double stranded DEL", "DNA” or "primer”. This embodiment of the bifunctional spacer is sometimes referred to as a "crosslinker bifunctional spacer".
  • bifunctional spacers that bind to the aforementioned compound library are sometimes referred to as “compound library bifunctional spacers.”
  • preferred aspects of the "crosslinker bifunctional spacer” are the same as the preferred aspects of the aforementioned "compound library bifunctional spacer”.
  • the "crosslinker bifunctional spacer” has a molecular chain length suitable for reacting the crosslinker with the biological target when the compound library binds to the biological target during screening. and preferably has a molecular chain length equivalent to that of the "bifunctional spacer of the compound library”.
  • the “coding sequence” is a sequence portion of an oligonucleotide having a sequence that allows the structure of the library molecule to be identified among the sequences of the oligonucleotides contained in the DEL.
  • the "reactive group for crosslinker modification” is not particularly limited as long as it is a reactive group capable of reacting with the crosslinker unit described below.
  • the "reactive group for crosslinker modification” is a reactive group having reactivity selectivity with the crosslinker. Having reaction selectivity with the crosslinker makes it possible to apply to the present invention reaction conditions to which the crosslinker cannot be applied, such as the crosslinker reacting first and undergoing structural conversion. That is, a unit having a reactive group for crosslinker modification is introduced into the process of the present invention, reaction conditions to which the crosslinker cannot be applied are used in the process of the present invention, and then reacted with the crosslinker unit to obtain the crosslinker of the present invention. can be introduced into the crosslinker-modified DEL of the invention.
  • the "reactive group for crosslinker modification” and the “reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification” are a pair of reactive groups with high affinity in the binding reaction. When two compounds each having this pair bind, the pair preferentially reacts to form a bond with high selectivity, even if there are various other functional groups in the compounds.
  • a “click response” is understood as one aspect as follows.
  • a “click reaction” has at least the following characteristics: (1) it exhibits orthogonality of functional groups (i.e., the functional moiety reacts complementary to it without reacting with other reactive sites); and (2) the resulting bond is irreversible (i.e., once reactants react to form products, decomposition of the products into reactants becomes difficult).
  • reaction in which the resulting bond may be reversible (ie, under appropriate conditions, reverts to the reactants).
  • "click" chemistry is characterized by: (1) stereospecificity; (2) reaction conditions without rigorous purification, atmosphere control, etc.; (3) readily available starting materials and reagents; (4) the availability of harmless solvents or no solvent at all; (5) isolation of the product by crystallization or distillation; (6) physiological stability; (8) a single reaction product; and (9) high chemical yield (eg, greater than 50%), or You can have more than one.
  • the "reactive group for crosslinker modification” and the “reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification” are preferably reactive groups for click reaction, and more preferably, It is an alkynyl group, an alkenyl group, an azide group or a tetrazinyl group, more preferably any one of formulas (CA) to (CL).
  • the pair of "reactive group for crosslinker modification” and “reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification” is preferably an azide group for an alkynyl group or a tetrazinyl group for an alkenyl group. mentioned. These pairs have a so-called bolt and nut relationship and are interchangeable. For example, when an alkynyl group is used as the “reactive group for crosslinker modification”, an azide group can be used as the "reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification". Their selection is well known to those skilled in the art.
  • the "reactive group for crosslinker modification” and the “reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification” include the above (CA) and (CH), (CB) and (CH) , (CC) and (CH), (CE) and (CI), (CE) and (CJ), (CE) and (CK), (CE) and (CL), (CF) and (CI), ( CF) and (CJ), (CF) and (CK), (CF) and (CL), (CG) and (CI), (CG) and (CJ), (CG) and (CK), (CG) and (CL).
  • crosslinker unit is not particularly limited as long as it is a unit having the aforementioned "reactive group paired with the reactive group for crosslinker modification” and a crosslinker.
  • the "crosslinker unit” is composed of a "reactive group paired with a reactive group for crosslinker modification", a “bifunctional spacer” and a “crosslinker”.
  • the embodiment of the "bifunctional spacer” is as described above.
  • DNA having a reactive group for crosslinker modification is not particularly limited as long as it is a compound having the aforementioned "reactive group for crosslinker modification”.
  • DNA having a reactive group for crosslinker modification is composed of a “reactive group for crosslinker modification", a “bifunctional spacer” and “DNA”.
  • the embodiment of the "bifunctional spacer" is as described above.
  • crosslinker modified primer For the aspect of "modified primer having a reactive group for crosslinker modification", the aforementioned “crosslinker modified primer” is referred to. However, “crosslinker” is referred to as "reactive group for crosslinker modification”.
  • nucleic acids with various sequences in the examples can be prepared according to standard methods, for example, using an automatic nucleic acid synthesizer.
  • automatic nucleic acid synthesizers include nS-8II (manufactured by Genedesign).
  • outsourced synthesis or contract laboratories can be used. Contract labs well known to those skilled in the art include Genedesign, LGC Biosearch Technologies, and the like. In general, these contract laboratories prepare nucleic acids with sequences specified by the consignor under confidentiality agreements and deliver them to the consignor.
  • Example 1 [Verification of Cleavage Reaction of Partial Structure of Hairpin-Type DEL Containing Deoxyuridine by USER (Registered Trademark) Enzyme]
  • Compounds having the sequences shown in Table 1 were prepared using an automatic nucleic acid synthesizer nS-8II (manufactured by Genedesign).
  • nS-8II automatic nucleic acid synthesizer
  • each sequence unit is linked by a phosphodiester bond
  • A means deoxyadenosine
  • T means thymidine.
  • U-DEL1-sh, U-DEL5-HP, U-DEL6-HP, U-DEL7-HP, U-DEL8-HP, U-DEL9-HP, and U-DEL10-HP are 20 ⁇ L each after 20 hours sampled.
  • U-DEL8-HP and U-DEL9-HP were further incubated at 90° C. for 1 hour, and then sampled at 20 ⁇ L each.
  • U-DEL1-sh, U-DEL2-sh, U-DEL3-sh, and U-DEL4-sh were analyzed under the following analysis conditions 1, U-DEL5-HP, U- DEL6-HP, U-DEL7-HP, U-DEL8-HP, U-DEL9-HP, and U-DEL10-HP were analyzed under analysis condition 2 shown below.
  • Tables 2 and 3 show the sequences and theoretical molecular weights of the products assumed in each reaction solution (the abasic form of the deoxyuridine moiety and the cleaved fragment), and the molecular weights detected in each reaction solution. Note that the notation of each column in Tables 2 and 3 is as follows.
  • Entry Experiment numbers are shown, and substrates corresponding to each experiment number (Entry) are as follows. Entry. 1: U-DEL1-sh Entry. 2: U-DEL2-sh Entry. 3: U-DEL3-sh Entry. 4: U-DEL4-sh Entry. 5: U-DEL5-HP Entry. 6: U-DEL6-HP Entry. 7: U-DEL7-HP Entry. 8: U-DEL8-HP Entry. 9: U-DEL9-HP Entry. 10: U-DEL10-HP
  • No. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 are substrates of each reaction solution; 11, 14, 17, 20, 22, 25, 29, 31, 33, and 35 are abasic versions of the deoxyuridine portion of each substrate, and the remaining SEQ ID NOs are fragments of each substrate cleaved.
  • the conversion rate of the abasic reaction and the cleavage reaction was calculated from the area ratio of the peak corresponding to each detected sequence.
  • the abasic reaction showed more than 99% conversion for all substrates at 37° C. for 1 hour (substrate peak was less than 1%, remaining peaks were abasic and cleaved fragments only).
  • FIG. 10 shows a graph showing the conversion rate of the cleavage reaction.
  • the compound (hairpin DEL) having the sequence shown in Table 4 was synthesized by the following procedure.
  • "S” is the following formula (7) means a group represented by and other notations are the same as in Table 1.
  • the name of the compound corresponding to each sequence number (No.) is as follows. No. 37: U-DEL1 No. 38: U-DEL2 No. 39: U-DEL4 No. 40: U-DEL7 No. 41: U-DEL8 No. 42: U-DEL9 No. 43: U-DEL10 No. 44: H-DEL
  • the compound names of the raw material headpieces for synthesizing each hairpin DEL are as follows.
  • the raw material headpieces shown in Table 5 were prepared in the same manner as in Example 1 using an automatic nucleic acid synthesizer nS-8II (manufactured by Genedesign).
  • a PCR tube 2.0 ⁇ L of 1 mM aqueous solution of various raw material headpieces; 2.4 ⁇ L of 1 mM aqueous solution of Pr_TAG (prepared by annealing Pr_TAG_a and Pr_TAG_b synthesized as in Example 1, sequences are shown in Table 6); 0.8 ⁇ L of 10 ⁇ ligase buffer (500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate) and 2.0 ⁇ L deionized water were added.
  • 10 ⁇ ligase buffer 500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate
  • reaction solution was treated with 0.8 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 17.6 ⁇ L of cold ( ⁇ 20° C.) ethanol and left at ⁇ 78° C. for 2 hours. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. A solution was prepared by adding 2.0 ⁇ L deionized water to each pellet.
  • reaction solution was treated with 0.8 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 17.6 ⁇ L of cold ( ⁇ 20° C.) ethanol and left at ⁇ 78° C. for 2 hours. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. 10 ⁇ L of deionized water was added to the pellet to form a solution.
  • H-DEL is a conventional hairpin DEL, and the remaining seven are cleavable hairpin DELs containing deoxyuridine.
  • Real-time PCR analysis was performed to compare the PCR efficiencies of various hairpin DELs before and after treatment with USER® enzyme.
  • DS-DEL shown in Table 7 (prepared by annealing the compounds of sequence Nos. 47 and 48) was used.
  • "(amino-C6-L)" is the following formula (8) means a group represented by and other notations are the same as in Table 1.
  • the Ct values of the various DEL samples obtained above were measured by real-time PCR, and the PCR efficiencies were compared. The conditions are as follows, and the results are shown in FIG.
  • the Ct value is the number of cycles at which the fluorescent signal generated by DNA amplification reaches an arbitrary threshold value in real-time PCR. That is, the higher the PCR efficiency, the lower the Ct value for the same initial number of DNA molecules.
  • Apparatus 7500 real-time PCR system (manufactured by Applied Biosystems) Plate: MicroAmp 96-well plate (manufactured by Applied Biosystems, catalog number N8010560) PCR reaction solution: ⁇ TB Green Premix Ex taqII (manufactured by Takara Bio Inc., catalog number RR820): 10 ⁇ L ⁇ Forward primer (Table 9, SEQ ID NO: 55): 0.80 ⁇ L ⁇ Reverse primer (Table 9, SEQ ID NO: 56): 0.80 ⁇ L ⁇ ROX Reference Dye II (manufactured by Takara Bio Inc., catalog number RR39LR): 0.40 ⁇ L ⁇ Aqueous solutions of various DEL samples (0.05 pM, 0.5 pM, 5 pM) * 1: 2.0 ⁇ L ⁇ Deionized water: 6.0 ⁇ L *1: The number of moles of the DEL sample is 0.1 amol, 1 amol, and 10 amol. Temperatur
  • the conventional hairpin DEL had no change in Ct values before and after USER enzyme treatment
  • the deoxyuridine-containing cleavable hairpin DEL U-DEL1, U- DEL2, U-DEL4, U-DEL7, U-DEL8, U-DEL9, and U-DEL10
  • the deoxyuridine-containing cleavable hairpin DEL U-DEL1, U- DEL2, U-DEL4, U-DEL7, U-DEL8, U-DEL9, and U-DEL10
  • Example 3 [Verification of cleavage reaction of hairpin DEL containing deoxyuridine by USER (registered trademark) enzyme] ⁇ Synthesis of four hairpin DELs (U-DEL5, U-DEL11, U-DEL12, and U-DEL13)> A compound (hairpin DEL) having the sequence shown in Table 10 was synthesized by the following procedure.
  • “[mdC (TEG-amino)]” is the following formula (9) means a group represented by and other notations are the same as in Table 4.
  • the name of the compound corresponding to each sequence number (No.) is as follows. No. 57: U-DEL5 No. 58: U-DEL11 No.
  • U-DEL12-HP and U-DEL13-HP were prepared in the same manner as in Example 1 using an automatic nucleic acid synthesizer nS-8II (manufactured by Genedesign).
  • U-DEL11-HP was similarly prepared according to the standard method.
  • a portion of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the following analysis conditions 3 to identify the target product (theoretical molecular weight of each sequence, and The molecular weights detected are shown in Table 10). After the remainder of the solution was lyophilized, deionized water was added to each to adjust to 20 ⁇ M.
  • the MS of the substrate was not detected in any sample, and the MS of the product after cleavage was observed as the main peak.
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330) Lane 2: U-DEL5 Lane 3: After the cleavage reaction of U-DEL5 Sample lane 4: U-DEL7 Lane 5: after the cleavage reaction of U-DEL7 Sample lane 6: U-DEL9 Lane 7: after the cleavage reaction of U-DEL9 Sample lane 8: U-DEL11 Lane 9: Sample after cleavage reaction of U-DEL11 Lane 10: U-DEL12 Lane 11: Sample after cleavage reaction of U-DEL12 Lane 12: U-DEL13 Lane 13: Sample denaturing polyacrylamide gel electrophoresis after U-DEL13 cleavage reaction: Gel: NovexTM 10% TBE-urea gel (manufactured by Invitrogen by ThermoFisher SCIENTIFIC, catalog number EC68755BOX) Loading Buffer: Novex
  • Example 4 [Verification of cleavage reaction of hairpin DEL containing deoxyinosine by endonuclease V] ⁇ Synthesis of Hairpin DEL (I-DEL1, I-DEL2, I-DEL3, and I-DEL4) Containing Four Deoxyinosines>
  • a compound (hairpin DEL) having the sequence shown in Table 13 was synthesized by the following procedure.
  • "I” means deoxyinosine, and other notations are the same as in Table 2.
  • the name of the compound corresponding to each sequence number (No.) is as follows. No. 73: I-DEL1 No. 74: I-DEL2 No. 75: I-DEL3 No.
  • the raw material headpiece shown in Table 14 was prepared according to a standard method.
  • the MS of the substrate was not detected in any sample, and the MS of the product after cleavage was observed as the main peak.
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330) Lane 2: I-DEL1 Lane 3: Sample lane 4 after I-DEL1 cleavage reaction: I-DEL2 Lane 5: After I-DEL2 cleavage reaction Sample lane 6: I-DEL3 Lane 7: After I-DEL3 cleavage reaction Sample lane 8: I-DEL4 Lane 9: Sample after I-DEL4 cleavage reaction
  • endonuclease V cleaves the second phosphodiester bond in the 3' direction from deoxyinosine in hairpin-type DELs containing various deoxyinosines.
  • Example 5 [Verification of cleavage reaction by RNase HII of hairpin DEL containing ribonucleoside] ⁇ Synthesis of Hairpin DEL (R-DEL1) Containing Ribonucleoside>
  • a compound (hairpin DEL) having the sequence shown in Table 16 was synthesized by the following procedure.
  • "u” means uridine, and other notations are the same as in Table 2.
  • the names of the compounds corresponding to the sequence numbers (No.) are as follows.
  • No. 87: R-DEL1 The compound names of the raw material headpieces for synthesizing each hairpin DEL are as follows.
  • Hairpin DEL Raw headpiece R-DEL1: R-DEL1-HP
  • SEQ ID NO "No.” and sequence "Seq” of R-DEL1-HP are shown in Table 17 below. Note that the notations in Table 17 are the same as those in Table 16.
  • the raw material headpiece shown in Table 17 was prepared according to a standard method.
  • the MS of the substrate was not detected in any sample, and the MS of the product after cleavage was observed as the main peak.
  • ⁇ U-DEL9-HP - 3 building blocks (BB1, BB2, and BB3): - 10 types of double-stranded oligonucleotide tags (tag numbers in Table 19: Pr, A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, and C3)
  • each double-stranded oligonucleotide tag was prepared by annealing two oligonucleotides of SEQ ID NOs corresponding to each tag number.
  • the above solution was treated with 295 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 9.7 mL of cooled ( ⁇ 20° C.) ethanol, respectively, and allowed to stand at ⁇ 78° C. overnight. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. Each pellet was dissolved by adding 2.75 mL of deionized water, added with 306 ⁇ L of piperidine at 0° C., and shaken at 10° C. for 3 hours. After centrifuging the mixture, the precipitate was removed by filtration and washed twice with 1.47 mL of deionized water.
  • the resulting filtrates were each treated with 600 ⁇ L of 5 M aqueous sodium chloride solution and 19.8 mL of chilled ( ⁇ 20° C.) ethanol, and left at ⁇ 78° C. overnight. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried.
  • the reaction solution was treated with 80 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 2640 ⁇ L of cold (-20° C.) ethanol and incubated at -78° C. for 2 hours. After centrifugation, the supernatant was removed and 400 ⁇ L of deionized water was added to the resulting pellet. The resulting solution was concentrated with an Amicon® Ultra Centrifugal filter (30 kD cutoff). A part of the obtained solution was sampled and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 2 to identify the target product (the theoretical molecular weight of the compound and the detected molecular weight are shown in Table 21. ).
  • ⁇ Cycle A> In each of three PCR tubes, 20 ⁇ L of a 1 mM solution of the compound “AOP-U-DEL9-HP-Pr” obtained above; 30 ⁇ L of a 1 mM aqueous solution of one of the double-stranded oligonucleotide tags A1-A3; 8.0 ⁇ L of 10 ⁇ ligase buffer (500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate) and 21.6 ⁇ L of deionized water were added. 0.4 ⁇ L of T4 DNA ligase (Thermo Fisher, Catalog No. EL0013) was added to the solution and the resulting solution was incubated at 16° C. for 18 hours.
  • T4 DNA ligase Thermo Fisher, Catalog No. EL0013
  • reaction solutions were treated with 8.0 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 264 ⁇ L of cooled (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and each pellet obtained was dissolved in 20 ⁇ L of 150 mM sodium borate buffer (pH 9.4).
  • reaction solutions were treated with 3.2 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 106 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, 18 ⁇ L of deionized water was added to each pellet obtained, and the three solutions were mixed in one PCR tube.
  • ⁇ Cycle B> For each of three PCR tubes, 13.7 ⁇ L of a 1 mM solution of the starting material obtained in cycle A; 20.6 ⁇ L of a 1 mM aqueous solution of one of the double-stranded oligonucleotide tags B1-B3; 5.5 ⁇ L of 10X ligase. Buffer (500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate) and 14.8 ⁇ L of deionized water were added. 0.3 ⁇ L of T4 DNA ligase (Thermo Fisher, Catalog No. EL0013) was added to the solution and the resulting solution was incubated at 16° C. for 16 hours.
  • T4 DNA ligase Thermo Fisher, Catalog No. EL0013
  • reaction solutions were treated with 5.5 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 181 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol, and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and each pellet obtained was dissolved in 13.7 ⁇ L of 150 mM sodium borate buffer (pH 9.4).
  • each tube To each tube, add 80 equivalents of one of building blocks BB1-BB3 (5.5 ⁇ L, 200 mM N,N-dimethylacetamide solution) followed by 80 equivalents of DMTMM (5.5 ⁇ L, 200 mM aqueous solution), Shake at 10°C for 1 hour. Further, 40 equivalents of building block (2.3 ⁇ L, 200 mM N,N-dimethylacetamide solution) and then 40 equivalents of DMTMM (2.3 ⁇ L, 200 mM aqueous solution) were added to each tube and shaken at 10°C for 2 hours. I did.
  • reaction solutions were treated with 2.5 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 81.4 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol, and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, 12.3 ⁇ L of deionized water was added to each pellet obtained, and the three solutions were mixed in one PCR tube.
  • ⁇ Cycle C> For each of three PCR tubes, 14.5 ⁇ L of a 0.48 mM solution of the starting material obtained in Cycle B; 10.5 ⁇ L of a 1 mM aqueous solution of one of the double-stranded oligonucleotide tags C1-C3; and 2.8 ⁇ L. of 10X ligase buffer (500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate) was added. 0.14 ⁇ L of T4 DNA ligase (Thermo Fisher, Catalog No. EL0013) was added to the solution and the resulting solution was incubated at 16° C. for 16 hours.
  • 10X ligase buffer 500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothrei
  • reaction solutions were treated with 2.8 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 92 ⁇ L of cooled (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and each pellet obtained was dissolved in 7.0 ⁇ L of 150 mM sodium borate buffer (pH 9.4).
  • reaction solutions were treated with 1.3 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 41.4 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol, and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, 6.3 ⁇ L of deionized water was added to each pellet obtained, and the three solutions were mixed in one PCR tube.
  • ⁇ CP ligation> In a PCR tube, 12.2 ⁇ L Cycle C 0.41 mM solution of starting material; 6.0 ⁇ L CP 1 mM in water (same as used in Example 2); 2.1 ⁇ L 10X ligase buffer solution (500 mM Tris-HCl, pH 7.5; 500 mM sodium chloride; 100 mM magnesium chloride; 100 mM dithiothreitol; 20 mM adenosine triphosphate) and 0.7 ⁇ L of deionized water were added.
  • 0.1 ⁇ L of T4 DNA ligase (manufactured by Thermo Fisher, catalog number EL0013) was added to the solution and the resulting solution was incubated at 16° C. for 16 hours.
  • reaction solution was treated with 2.1 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 69.6 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and 400 ⁇ L of deionized water was added to the resulting pellet. The resulting solution was concentrated by Amicon® Ultra Centrifugal filter (30 kD cutoff) and adjusted to 20 ⁇ M by adding deionized water.
  • Lane 1 AOP-U-DEL9-HP-Pr
  • Lane 2 Sample after cycle A double-stranded oligonucleotide tag A1 ligation
  • Lane 3 Sample after cycle A double-stranded oligonucleotide tag A2 ligation
  • Lane 4 Cycle A after double-stranded oligonucleotide tag A3 ligation
  • Sample lane 5 After double-stranded oligonucleotide tag B1 ligation in cycle B
  • Sample lane 6 After double-stranded oligonucleotide tag B2 ligation in cycle B
  • Sample lane 7 After double-stranded oligonucleotide tag B3 ligation in cycle B
  • Sample lane 8 Sample lane 9 after Cycle C double-stranded oligonucleotide tag C1 ligation: Sample lane 10 after Cycle C double-stranded oligonucleotide tag C2 ligation: Cycle C double-stranded oligonucle
  • FIG. 18 shows the results of chromatograph and mass spectrum. An average molecular weight of 35532.4 was observed by deconvolution of the obtained mass spectrum. This result is consistent with the expected average molecular weight (35514.2) after completion of cycle C, and the reactions for library synthesis (ligation of double-stranded oligonucleotide tags and introduction of building blocks) were achieved with high efficiency. It was shown that
  • model library 20 ⁇ M aqueous solution
  • CutSmart (registered trademark) Buffer manufactured by New England BioLabs, catalog number B7204S
  • USER® enzyme manufactured by New England BioLabs, Catalog No. M5505S
  • Example 7 [Conversion of DEL compound from hairpin DNA to single-stranded DNA and imparting new function] ⁇ Synthesis of DEL compound raw material headpiece (AAZ-DEL-HP)> AAZ-DEL-HP having the sequence shown in Table 22 was synthesized by the following procedure.
  • AAZ-AOP-AminoC7) is the following formula (11) means a group represented by and other notations are the same as in Table 2.
  • the reaction solution was put together in one Violamo centrifuge tube, treated with 800 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 26.3 mL of cooled ( ⁇ 20° C.) ethanol, and allowed to stand at ⁇ 78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. The pellet was dissolved in deionized water and purified by reverse phase HPLC using a Phenomenex Gemini C18 column. A binary mobile phase gradient profile was used to elute the target using 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and acetonitrile/water (100:1, v/v).
  • DEL compounds with the sequences shown in Table 24 were synthesized by the following procedure.
  • “(BIO)” is the following formula (15) and other notations are the same as in Tables 2, 20, 22 and 23.
  • the name of the compound corresponding to each sequence number (No.) is as follows. No. 117: AAZ-BIO-DEL No. 118: SABA-BIO-DEL No. 119: ClSABA-BIO-DEL No.
  • DEL compound Raw material headpiece AAZ-BIO-DEL: AAZ-DEL-HP SABA-BIO-DEL : SABA-DEL-HP ClSABA-BIO-DEL: ClSABA-DEL-HP mSABA-BIO-DEL : mSABA-DEL-HP Amino-BIO-DEL: AOP-U-DEL9-HP
  • the reaction solution was treated with 4 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 132 ⁇ L of cooled (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, the resulting pellet was air-dried, and the pellet was dissolved in deionized water. The resulting solution was desalted with an Amicon (registered trademark) Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff).
  • Amicon registered trademark
  • Table 26 The sequence notation in Table 26 is the same as in Table 24, and the five compounds are SEQ ID NOS: 124 and 125, SEQ ID NOS: 126 and 127, SEQ ID NOS: 128 and 129, and SEQ ID NO: 130, respectively. and SEQ ID NO: 131, and SEQ ID NO: 132 and SEQ ID NO: 133.
  • the resulting reaction solution was desalted and concentrated with an Amicon (registered trademark) Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff), ethanol precipitation was performed, and then deionized water was added to each obtained pellet to obtain an aqueous solution. .
  • Amicon registered trademark
  • Ultra Centrifugal filter 3 kD cutoff
  • Example 3 A portion of the resulting solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis conditions 3 of Example 3 to obtain a DEL compound "DS -AAZ-BIO-DEL", “DS-SABA-BIO-DEL”, “DS-ClSABA-BIO-DEL”, “DS-mSABA-BIO-DEL”, and “DS-Amino-BIO-DEL” respectively identified (theoretical molecular weights of the compounds and the detected molecular weights are shown in Table 26)
  • DEL compounds having the double-stranded nucleic acid obtained above “DS-AAZ-BIO-DEL”, “DS-SABA-BIO-DEL”, “DS-ClSABA-BIO-DEL”, “DS-mSABA-BIO- DEL” and “DS-Amino-BIO-DEL” are treated with streptavidin beads, respectively, and the DEL compounds "SS-AAZ-DEL” and "SS-SABA-DEL” having single-stranded DNA are prepared by the following procedure. ”, “SS-ClSABA-DEL”, “SS-mSABA-DEL”, and “SS-Amino-DEL” were prepared. The five compounds are oligonucleotide chains of SEQ ID NOs: 125, 127, 129, 131 and 133 in Table 26, respectively.
  • the resulting particles were respectively labeled "DS-AAZ-BIO-DEL”, “DS-SABA-BIO-DEL”, “DS-ClSABA-BIO-DEL”, “DS-mSABA-BIO-DEL”, or "DS -Amino-BIO-DEL” (700 pmol, 450 ⁇ L, respectively), and 450 ⁇ L of 2 ⁇ binding buffer (20 mM Tris-HCl, pH 7.5; 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid; 2 M sodium chloride; 0.1% v/v Tween 20 ) was added, mixed and shaken at room temperature for 20 minutes.
  • 2 ⁇ binding buffer (20 mM Tris-HCl, pH 7.5; 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid; 2 M sodium chloride; 0.1% v/v Tween 20
  • the supernatant was removed from each mixture by magnetic separation, and 900 ⁇ L of 1 ⁇ binding buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5; 0.5 mM ethylenediaminetetraacetic acid; 1 M sodium chloride; 0.05% v/v Tween 20) was added. The washing of the particles used and the removal of the supernatant by magnetic separation were each repeated twice. After that, 900 ⁇ L of denaturation solution (0.1 M sodium hydroxide; 0.1 M sodium chloride) was added to each, and the supernatant was recovered by magnetic separation.
  • 1 ⁇ binding buffer 10 mM Tris-HCl, pH 7.5; 0.5 mM ethylenediaminetetraacetic acid; 1 M sodium chloride; 0.05% v/v Tween 20
  • reaction solution was treated with 23.6 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 778.8 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol and allowed to stand overnight at -78°C. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. After adding 180 ⁇ L of deionized water to the pellet to make a solution, 20 ⁇ L of piperidine was added and shaken at 10° C. for 3 hours.
  • the obtained solution was treated with 20 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 660 ⁇ L of cold (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, and 200 ⁇ L of deionized water was added to the obtained pellet to make a 1 mM solution.
  • the obtained solution was treated with 20 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 660 ⁇ L of cold (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, and 100 ⁇ L of deionized water was added to the resulting pellet, followed by 75 ⁇ L of triethylamine hydrochloride buffer (500 mM, pH 10) and 50 equivalents of Sulfo-SDA (25 ⁇ L, 200 mM aqueous solution). , 37° C. for 1 hour and 20 minutes. An additional 50 equivalents of Sulfo-SDA (25 ⁇ L, 200 mM aqueous solution) was added and shaken at 37° C. for 40 minutes.
  • the resulting solution was treated with 22.5 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 743 ⁇ L of chilled (-20°C) ethanol and allowed to stand overnight at -78°C. After centrifugation, the supernatant was removed, and 100 ⁇ L of deionized water was added to the resulting pellet, followed by 75 ⁇ L of triethylamine hydrochloride buffer (500 mM, pH 10), followed by 50 equivalents of Sulfo-SDA (25 ⁇ L, 200 mM aqueous solution). ) was added and shaken at 37° C. for 3 hours.
  • the resulting solution was treated with 20 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 660 ⁇ L of chilled (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. overnight. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried.
  • the pellet was dissolved in 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and purified by reverse-phase HPLC using a Phenomenex Gemini C18 column. A binary mobile phase gradient profile was used to elute the target using 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and acetonitrile/water (100:1, v/v).
  • a part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and then subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis conditions 3 of Example 3 to obtain the desired photoreactive crosslinker.
  • a modified primer 'PXL-Pr' was identified (compound theoretical and detected molecular weights are shown in Table 27).
  • Table 29 The sequence notation in Table 29 is the same as in Tables 26 and 27, and the five compounds are SEQ ID NOS: 136 and 125, SEQ ID NOS: 136 and 127, and SEQ ID NOS: 136 and 129, respectively. , SEQ ID NO: 136 and SEQ ID NO: 131, and SEQ ID NO: 136 and SEQ ID NO: 133.
  • the resulting solution was desalted with an Amicon (registered trademark) Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff). Deionized water was added to the obtained supernatant to make a solution of 60 ⁇ L, which was then treated with 6 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 198 ⁇ L of cold ( ⁇ 20° C.) ethanol, and allowed to stand at ⁇ 78° C. for 30 minutes. . After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. 30 ⁇ L of deionized water was added to the pellet to form a solution.
  • Amicon registered trademark
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 DS-AAZ-BIO-DEL (concentration 1)
  • Lane 3 SS-AAZ-DEL (concentration 1)
  • Lane 4 sample after primer extension reaction of SS-AAZ-DEL (PXL-DS-AAZ-DEL) (concentration 1)
  • Lane 5 DS-AAZ-BIO-DEL (concentration 2)
  • Lane 6 SS-AAZ-DEL (concentration 2)
  • Lane 7 sample after primer extension reaction of SS-AAZ-DEL (PXL-DS-AAZ-DEL) (concentration 2)
  • Lane 8 DS-SABA-BIO-DEL (concentration 1)
  • Lane 9 SS-SABA-DEL (concentration 1)
  • Lane 10 sample after primer extension reaction of SS-SABA-DEL (PXL-DS-SABA-DEL) (concentration 1)
  • Lane 11 DS-S
  • Polyacrylamide gel electrophoresis Gel: SuperSep (trademark) DNA 15% TBE gel (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, catalog number 190-15481)
  • Loading buffer 6x Loading Buffer (manufactured by Takara Bio Inc., catalog number 9156)
  • Electrophoresis time 50 minutes
  • Staining reagent SYBER (trademark) Green II Nucleic Acid Gel Stain (manufactured by Takara Bio Inc., catalog number 5770A)
  • Example 8 [Comparison of binder recovery efficiency of photoreactive crosslinker-modified double-stranded DEL with and without photocrosslinking reaction] ⁇ Preparation of DEL sample> Each of the five photoreactive crosslinker-modified double-stranded DELs obtained above was diluted with deionized water to prepare a 50 nM DEL sample.
  • UVP Ultraviolet Crosslinker
  • Reaction tube bottom vial for 96 holes (manufactured by Techno Lab Bossy Co., Ltd., catalog number 96-V050FB)
  • Photocrosslinking reaction solution - Salmon Sperm DNA, sheared (Invitrogen, catalog number AM9680): 1.6 ⁇ L ⁇ 1 M NaCl aqueous solution: 5.0 ⁇ L ⁇ D-PBS (-) (9 manufactured by FUJIFILM, catalog number 045-29795): 32.4 ⁇ L ⁇ Carbonic Anhydrase IX/CA9 (Sino Biology cal, catalog number 10107-H08H): 10.0 ⁇ L ⁇ 50 nM aqueous solution of various DEL samples: 1.0 ⁇ L Reaction conditions: A mixture of the CA9 protein having the above composition and the DEL solution was incubated on ice for 1 hour. A portion of the solution was then collected
  • the reaction solution after UV irradiation was mixed with dyanebeads his-tag pulldown and incubated at room temperature for 30 minutes. It was fixed on a magnetic stand, allowed to stand for 2 minutes, the supernatant was removed, and 200 ⁇ L of wash buffer was added to suspend the Dynabeads. Furthermore, this washing operation was repeated five times. 80 ⁇ L of D-PBS( ⁇ ) was added to the washed Dybabeads and allowed to react at 95° C. for 10 minutes. After the reaction, the Dynabeads were placed on a magnetic stand, and after 2 minutes the supernatant was collected (solution E).
  • Apparatus 7500 real-time PCR system (manufactured by Applied Biosystems) Plate: MicroAmp 96-well plate (manufactured by Applied Biosystems, catalog number N8010560) PCR reaction solution: ⁇ TaqMan Gene Expression Master Mix (manufactured by Applied Biosystems, catalog number 4369016): 10.0 ⁇ L - Forward primer 1 (Table 30, SEQ ID NO: 137): 1.0 ⁇ L - Reverse primer 1 (Table 30, SEQ ID NO: 138): 1.0 ⁇ L -Taqman MGB probe (manufactured by Thermo Fisher, product number 4316034, TaqMan (registered trademark) labeled with FAM (registered trademark) fluorescent dye at the 5' end of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 139 in Table 30, and NFQ and MGB at the 3' end ) probe): 0.50 ⁇ L ⁇ Aqueous solutions of various DEL samples (S, E samples)
  • Example 9 [Preparation of DEL with single-stranded DNA using Lambda Exonuclease]
  • the DEL compound "DS-Amino-BIO-DEL” having a double-stranded nucleic acid was treated with Lambda Exonuclease to convert it to a DEL compound "SS-Amino-DEL” having a single-stranded DNA according to the following procedure.
  • DS-Amino-BIO-DEL 500 pmol aqueous solution; 5 ⁇ L of 10 ⁇ Lambda Exonuclease Reaction Buffer (New England BioLabs, catalog number B0262); Grand BioLabs, catalog number M0262) was added, and deionized water was added to prepare a solution with a total volume of 50 ⁇ L. The resulting solution was incubated at 37°C for 30 minutes.
  • the MS of one oligonucleotide strand (SEQ ID NO: 132) contained in DS-Amino-BIO-DEL was not detected, and the MS of the product after single-strand formation was observed as the main peak. It was confirmed that the chain reaction was progressing.
  • Example 10 Synthesis of Photoreactive Crosslinker-Modified Double-Stranded DEL with Different Linker Structure from Photoreactive Crosslinker-Modified Double-Stranded DEL Used in Example 8] ⁇ Preparation of DEL having 5 types of single-stranded DNA>
  • Example 7 DEL compounds having five types of single-stranded DNA ("SS-AAZ-DEL”, “SS-SABA-DEL”, “SS-ClSABA-DEL”, “SS-mSABA-DEL” , and "SS-Amino-DEL” were prepared.However, in the step ⁇ Synthesis of five DEL compounds having biotin at the 3'end> described in Example 7, Pr_TAG2_CP (Example Prepared by annealing Pr_TAG2_CP_a and Pr_TAG2_CP_b synthesized in the same manner as in Example 1, the sequences are shown in Table 31), instead of the ⁇ Preparation of DEL with single-stranded DNA using streptavidin beads> step, Example 9 Preparation of DEL having single-stranded DNA was carried out in the same procedure as in. The sequence notation in Table 31 is the same as in Table 25. The name of the compound corresponding to each sequence number (No.) is They are as follows. No. 122: Pr_
  • 3-(3-methyl-3H-diazilin-3-yl)propanoic acid (5 ⁇ L, 0.2 M N,N-dimethylacetamide solution) was added to the PCR tube.
  • 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridinium 3-oxide hexafluorophosphate (2.5 ⁇ L, 0.4M N,N- dimethylacetamide solution), followed by N,N-diisopropylethylamine (2.5 ⁇ L, 0.4M N,N-dimethylacetamide solution), and the resulting solution was shaken at 4° C. for 10 minutes.
  • the above solution was treated with 11 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 363 ⁇ L of chilled (-20°C) ethanol and allowed to stand overnight at -78°C. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. After dissolving the resulting pellet in deionized water, the solution was desalted through an Amicon® Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff).
  • a part of the obtained supernatant was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis conditions 3 of Example 3 to obtain the desired photoreactive crosslinker.
  • a modified primer "PXL-Pr2" was identified (theoretical and detected molecular weights for each compound are shown in Table 32).
  • Table 33 The sequence notation in Table 33 is the same as in Tables 26 and 32, and the five compounds are SEQ ID NOS: 142 and 125, SEQ ID NOS: 142 and 127, and SEQ ID NOS: 142 and 129, respectively. , SEQ ID NO: 142 and SEQ ID NO: 131, and SEQ ID NO: 142 and SEQ ID NO: 133.
  • Double-stranded DEL “PXL-DS-AAZ-DEL2”, “PXL-DS-SABA-DEL2”, “PXL-DS-ClSABA-DEL2”, “PXL-DS-mSABA-DEL2”, and "PXL-DS- Amino-DEL2” was identified (compound theoretical molecular weight and detected molecular weight are shown in Table 33).
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 SS-AAZ-DEL
  • Lane 3 sample after primer extension reaction of SS-AAZ-DEL (PXL-DS-AAZ-DEL2)
  • Lane 4 SS-SABA-DEL
  • Lane 5 sample after primer extension reaction of SS-SABA-DEL (PXL-DS-SABA-DEL2)
  • Lane 6 SS-ClSABA-DEL
  • Lane 7 sample after primer extension reaction of SS-ClSABA-DEL (PXL-DS-ClSABA-DEL2)
  • Lane 8 SS-mSABA-DEL
  • Lane 9 sample after primer extension reaction of SS-mSABA-DEL (PXL-DS-mSABA-DEL2)
  • Lane 10 SS-Amino-DEL Lane 11: Sample after SS-Amino-DEL primer extension reaction (PXL-DS-
  • DEL compound “SS-Amino-DEL3” having single-stranded DNA was prepared in the same manner as in Example 1 using an automatic nucleic acid synthesizer nS-8II (manufactured by Genedesign).
  • "SS-Amino-DEL3" uses "U-DEL12-HP" (sequence shown in Table 11) as a raw material headpiece, and the procedure is the same as the above ⁇ Preparation of DEL having 5 types of single-stranded DNA>. is the same structure as the oligonucleotide derived from Moreover, the sequence notation in Table 34 is the same as in Table 10.
  • Example 3 A part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and then subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 3 in Example 3 to obtain the desired single-stranded DNA.
  • the DEL compound 'SS-AAZ-DEL3' was identified (the compound's theoretical and detected molecular weights are shown in Table 35).
  • the above solution was treated with 5.8 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 192 ⁇ L of cooled (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried.
  • the resulting pellet was dissolved in 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and purified by reversed-phase HPLC using a Phenomenex Gemini C18 column. Targets were eluted using a binary mobile phase gradient profile using 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and acetonitrile/500 mM triethylammonium acetate buffer (9:1, v/v). Fractions containing the desired product were collected, combined and concentrated. The obtained solution was desalted with an Amicon (registered trademark) Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff), ethanol precipitation was performed, and then deionized water was added to the pellet to make a solution.
  • Amicon registered trademark
  • a part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 3 in Example 3 to obtain the desired photoreactive crosslinker modification.
  • a primer "PXL-Pr3" was identified (theoretical and detected molecular weights of each compound are shown in Table 37).
  • DEL compounds (“PXL-DS-AAZ-DEL3”, “PXL-DS-SABA-DEL3”, “PXL-DS-ClSABA-DEL3”, “PXL-DS-mSABA-DEL3”, and “PXL-DS-Amino -DEL3”) were synthesized.
  • the sequence notation in Table 39 is the same as in Tables 34 to 37, and the five compounds are respectively SEQ ID NOS: 150 and 144, SEQ ID NOS: 150 and 145, SEQ ID NOS: 150 and 146, and the sequence It means formed by the double strands of the oligonucleotide strands of No. 150 and SEQ ID No. 147 and SEQ ID No. 150 and SEQ ID No. 143.
  • Double-stranded DEL compounds “PXL-DS-AAZ-DEL3”, “PXL-DS-SABA-DEL3”, “PXL-DS-ClSABA-DEL3”, “PXL-DS-mSABA-DEL3”, and “PXL-DS -Amino-DEL3” were identified respectively (the theoretical molecular weight of the compound and the detected molecular weight are shown in Table 39).
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 SS-AAZ-DEL3
  • Lane 3 sample after primer extension reaction of SS-AAZ-DEL3 (PXL-DS-AAZ-DEL3)
  • Lane 4 SS-SABA-DEL3
  • Lane 5 sample after primer extension reaction of SS-SABA-DEL3 (PXL-DS-SABA-DEL3)
  • Lane 6 SS-ClSABA-DEL3
  • Lane 7 sample after primer extension reaction of SS-ClSABA-DEL3 (PXL-DS-ClSABA-DEL3)
  • Lane 8 SS-mSABA-DEL3
  • Lane 9 sample after primer extension reaction of SS-mSABA-DEL3 (PXL-DS-mSABA-DEL3)
  • Lane 10 SS-Amino-DEL3
  • Lane 11 sample after primer extension reaction of SS-Amin
  • Example 11 [Comparison of binder recovery efficiency of photoreactive crosslinker-modified double-stranded DEL synthesized in Example 10 with and without photocrosslinking reaction] ⁇ Preparation of DEL sample>
  • Four photoreactive crosslinker-modified double-stranded DELs obtained in Example 10 (PXL-DS-mSABA-DEL2, PXL-DS-Amino-DEL2, PXL-DS-mSABA-DEL3, and PXL-DS- Amino-DEL 3) was each diluted with deionized water to prepare 50 nM DEL samples.
  • UVP Ultraviolet Crosslinker
  • Microtube 1.5 mL siliconized microtube round bottom (manufactured by Watson Co., Ltd., catalog number 131-615CH)
  • Reaction tube Bottom vial for 96 holes (manufactured by Techno Lab Bossy Co., Ltd., catalog number 96-V050FB)
  • Photocrosslinking reaction solution - Salmon Sperm DNA, sheared (Invitrogen, catalog number AM9680): 1.6 ⁇ L ⁇ 1M NaCl (manufactured by FUJIFILM, catalog number 191-01665): 5.0 ⁇ L ⁇ D-PBS (-) (manufactured by FUJIFILM, catalog number 045-29795): 32.4 ⁇ L ⁇ Carbonic Anhydrase IX/CA9 (manufactured by Sino Biological, catalog number 10107-H08H): 10.0 ⁇ L ⁇ Aqueous solution
  • D-PBS(-) was added to the reaction solution after UV irradiation. The remaining solution was then mixed with the Dyanebeads his-tag pulldown and incubated for 30 minutes at room temperature. It was fixed on a magnetic stand, allowed to stand for 2 minutes, the supernatant was removed, and 200 ⁇ L of wash buffer was added to suspend the Dynabeads. Furthermore, this operation was repeated 5 times. 100 ⁇ L of Elution buffer was added to the washed Dynabeads and allowed to stand at room temperature for 10 minutes. After the reaction, the Dynabeads were placed on a magnetic stand, and after 2 minutes the supernatant was collected as a sample.
  • FIG. 25 shows the result of comparing the ⁇ Ct value (difference from the Ct value of the negative control).
  • the ⁇ Ct value is small in all samples without UV irradiation, and similar to the results of Example 8, in DEL screening, when photocrosslinking reaction is not performed, moderate affinity It suggests that obtaining a sexual binder is difficult.
  • Example 12 “Photoreactive crosslinker-modified double-stranded DEL with covalent bond between crosslinker and coding sequence” and “Photoreactive crosslinker-modified double-stranded DEL with no covalent bond between crosslinker and coding sequence”] Comparison of binding agent recovery efficiency (DNA detection sensitivity) with
  • Table 40 The sequence notation in Table 40 is the same as Tables 34, 36, and 37, and the four compounds are SEQ ID NOS: 148 and 145, SEQ ID NOS: 148 and 146, and SEQ ID NO: 148, respectively. It means that it is formed by double strands of oligonucleotide strands of SEQ ID NO: 147 and SEQ ID NO: 148 and SEQ ID NO: 143.
  • UVP Ultraviolet Crosslinker
  • Microtube 1.5 mL siliconized microtube round bottom (manufactured by Watson Co., Ltd., catalog number 131-615CH)
  • Reaction tube Bottom vial for 96 holes (manufactured by Techno Lab Bossy Co., Ltd., catalog number 96-V050FB)
  • Photocrosslinking reaction solution - Salmon Sperm DNA, sheared (Invitrogen, catalog number AM9680): 1.6 ⁇ L ⁇ 1M NaCl (manufactured by FUJIFILM, catalog number 191-01665): 5.0 ⁇ L ⁇ D-PBS (-) (FUJIFILM 9, catalog number 045-29795): 32.4 ⁇ L ⁇ Carbonic Anhydrase IX/CA9 (manufactured by Sino Biological, catalog number 10107-H08H): 10.0 ⁇ L ⁇ Aqueous solution of various DEL samples (50
  • the reaction solution after UV irradiation was mixed with Dynabeads his-tag pulldown and incubated at room temperature for 30 minutes. It was fixed on a magnetic stand, allowed to stand for 2 minutes, the supernatant was removed, and 200 ⁇ L of wash buffer was added to suspend the Dynabeads. Furthermore, this operation was repeated 5 times. 100 ⁇ L of Elution buffer was added to the washed Dynabeads and allowed to react at room temperature for 10 minutes. After the reaction, the Dynabeads were placed on a magnetic stand, and after 2 minutes the supernatant was collected as a sample.
  • FIG. 26 shows the result of comparing the ⁇ Ct value (difference from the Ct value of the negative control).
  • UVP Ultraviolet Crosslinker
  • Reaction tube bottom vial for 96 holes (manufactured by Techno Lab Bossy Co., Ltd., catalog number 96-V050FB)
  • Photocrosslinking reaction solution - Salmon Sperm DNA, sheared (Invitrogen, catalog number AM9680): 1.6 ⁇ L ⁇ 1M NaCl (manufactured by FUJIFILM, catalog number 191-01665): 5.0 ⁇ L ⁇ D-PBS (-) (FUJIFILM 9, catalog number 045-29795): 39.4 ⁇ L ⁇ Carbonic Anhydrase IX/CA9 (manufactured by Sino Biological, catalog number 10107-H08H): 3.0 ⁇ L ⁇ Aqueous solution of various DEL samples (50 nM): 1.0 ⁇ L Reaction conditions: A mixture of the CA9 protein having the above composition and the DEL solution was incuba
  • the reaction solution after UV irradiation was mixed with Dynabeads his-tag pulldown and incubated at room temperature for 30 minutes. It was fixed on a magnetic stand, allowed to stand for 2 minutes, then the supernatant was removed, 200 ⁇ L of wash buffer was added to suspend the Dynabeads, and reacted at 90° C. for 10 minutes. Furthermore, this operation was repeated 3 times. 30 ⁇ L of a 200 mM imidazole solution was added to the washed Dynabeads and allowed to react at room temperature for 10 minutes. After the reaction, the Dynabeads were placed on a magnetic stand, and after 2 minutes the supernatant was collected as a sample.
  • FIG. 27 shows the result of comparing the ⁇ Ct value (difference from the Ct value of the negative control).
  • the present results show that the "photoreactive crosslinker-modified double-stranded DEL having a covalent bond between the crosslinker and the coding sequence" derived from a hairpin-type DEL having a "selectively cleavable site" It is suggested that it is applicable to DEL screening under strong separation conditions and elution conditions for the purpose of removing non-specific binders and the like.
  • Example 14 [Conversion of Hairpin DNA Using U-DEL-13-HP as Raw Material to Single-Strand DNA, and Addition of New Functions] ⁇ Synthesis of DEL compound raw material headpiece (“mSABA-DEL-HP5”)> Using "mSABA-DEL-HP5" having the sequence shown in Table 41 and "U-DEL13-HP" as a starting material, Example 10 ⁇ 3 types of DEL compounds having single-stranded DNA (“SS-SABA-DEL3 ”, “SS-ClSABA-DEL3”, and “SS-mSABA-DEL3”)>. Note that the notation in Table 41 is the same as in Table 36.
  • a hairpin DEL compound (“mSABA-DEL5”) having the sequence shown in Table 42 was synthesized in the same manner as in Example 10 by double-stranded ligation of the starting headpiece “mSABA-DEL-HP5” and Pr_TAG2_CP.
  • the array notation in Table 42 is the same as in Table 36.
  • DEL compound "DS-mSABA-DEL5" was identified (theoretical and detected molecular weights for each compound are shown in Table 43).
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 mSABA-DEL5
  • Lane 3 Sample lane 4: 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330) after mSABA-DEL5 was cleaved with USER (registered trademark) enzyme.
  • the DEL compound “DS-mSABA-DEL5" having the double-stranded nucleic acid obtained above was treated with Lambda Exonuclease in the same manner as in Example 9, and the DEL compound "SS-mSABA-DEL5" having a single-stranded DNA was obtained.
  • SS-mSABA-DEL5 is the oligonucleotide chain of SEQ ID NO: 154 in Table 43.
  • a part of the obtained supernatant was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis condition 3 of Example 3. A molecular weight of 23825.8 was observed. A DEL compound "SS-mSABA-DEL5" having the desired single-stranded DNA was identified.
  • a part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 3 in Example 3 to obtain the desired photoreactive crosslinker modification.
  • a primer "PXL-Pr5" was identified (theoretical and detected molecular weights of each compound are shown in Table 44).
  • a part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 3 in Example 3 to obtain the desired photoreactive crosslinker modification.
  • a double-stranded DEL "PXL-DS-mSABA-DEL5" was identified (compound theoretical and detected molecular weights are shown in Table 46).
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 DS-mSABA-DEL5
  • Lane 3 SS-mSABA-DEL5
  • Lane 4 sample after primer extension reaction of SS-mSABA-DEL5 (PXL-DS-mSABA-DEL5)
  • Lane 5 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Example 15 [Synthesis of cross-linker-modified double-stranded DEL] ⁇ Synthesis of three types of crosslinker-modified primers (PA-Pr, TPD-Pr, ACA-Pr)> Various crosslinker-modified primers having the sequences shown in Table 47 were synthesized by the following procedure.
  • “(PA)” is the following formula (22)
  • “(TPD)” means a group represented by the following formula (23)
  • (ACA)” is the following formula (24) means a group represented by and other notations are the same as in Table 2.
  • combining each compound is as follows, respectively.
  • reaction solution was treated with 12 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 396 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried.
  • the resulting pellet was dissolved in 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and purified by reversed-phase HPLC using a Phenomenex Gemini C18 column. Targets were eluted using a binary mobile phase gradient profile using 50 mM triethylammonium acetate buffer (pH 7.5) and acetonitrile/500 mM triethylammonium acetate buffer (9:1, v/v). Fractions containing the desired product were collected, combined and concentrated. The obtained solution was desalted with an Amicon (registered trademark) Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff), ethanol precipitation was performed, and then deionized water was added to the pellet to make a solution.
  • Amicon registered trademark
  • reaction solution was treated with 23.6 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 778.8 ⁇ L of cooled (-20°C) ethanol and allowed to stand overnight at -78°C. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. After adding 180 ⁇ L of deionized water to the pellet to make a solution, 20 ⁇ L of piperidine was added and shaken at 10° C. for 3 hours.
  • the obtained solution was treated with 20 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 660 ⁇ L of cold (-20° C.) ethanol and allowed to stand at -78° C. for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, and 200 ⁇ L of deionized water was added to the obtained pellet to make a 1 mM solution.
  • a solution of AOP-L-Pr 40 ⁇ L, 0.5 mM in sodium phosphate buffer (125 mM, pH 9.4) cooled to 10°C was added to the PCR tube.
  • Fifty equivalents of N-succinimidyl 3-maleimidopropionate (5 ⁇ L, 0.2 M dimethylsulfoxide solution) were added to the tube, and the resulting mixture was shaken at 10° C. for 40 minutes. 20 ⁇ L of dimethylsulfoxide was then added and the resulting mixture was further shaken at 10° C. for 25 minutes.
  • reaction solution was treated with 5 ⁇ L of 5 M sodium chloride aqueous solution and 215 ⁇ L of cold (-20°C) ethanol and allowed to stand at -78°C for 30 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed and the resulting pellet was air-dried. After dissolving the resulting pellet in deionized water, the solution was desalted through an Amicon® Ultra Centrifugal filter (3 kD cutoff).
  • Table 50 The sequence notation in Table 50 is the same as in Tables 26 and 47, and "TPD-DS-mSABA-DEL" is formed by two strands of the oligonucleotide strands of SEQ ID NO: 163 and SEQ ID NO: 131. indicate that
  • Example 3 A part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis conditions 3 of Example 3 to obtain the desired crosslinker-modified double strand.
  • the DEL "TPD-DS-mSABA-DEL" was identified (the theoretical molecular weight of the compound and the detected molecular weight are shown in Table 50).
  • Example 3 A part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the analysis conditions 3 of Example 3 to obtain the desired crosslinker-modified double strand.
  • the DEL "ACA-DS-ClSABA-DEL" was identified (the compound's theoretical and detected molecular weights are shown in Table 51).
  • Example 16 [Synthesis of crosslinker-modified double-stranded DEL using double-stranded DEL having reactive groups for crosslinker modification] ⁇ Synthesis of a primer (“BCN-Pr”) having a reactive group for crosslinker modification> A primer “BCN-Pr” having a reactive group for crosslinker modification of the sequences shown in Table 52 was synthesized by the following procedure.
  • “(BCN)” is the following formula (27) means a group represented by and other notations are the same as in Table 2.
  • a part of the obtained solution was sampled, diluted with deionized water, and subjected to mass spectrometry by ESI-MS under the conditions of analysis condition 3 in Example 3 to determine the desired crosslinker modification.
  • a double-stranded DEL "BCN-DS-mSABA-DEL" with reactive groups was identified (compound theoretical and detected molecular weights are shown in Table 53).
  • Example 7 A part of the obtained reaction solution was sampled and analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis under the conditions shown in Example 7. From the results shown in FIG. 31, it was confirmed that the primer extension reaction resulted in conversion to "BCN-DS-mSABA-DEL" at a high yield.
  • the samples for each lane in FIG. 31 are as follows. Samples were prepared so that the loading amount of each DEL compound was approximately 40 ng.
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 SS-mSABA-DEL
  • Lane 3 sample after primer extension reaction of SS-mSABA-DEL (BCN-DS-mSABA-DEL)
  • Lane 4 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • BCN-DS-mSABA-DEL solution (2 ⁇ L, 0.1 mM) in sodium phosphate buffer (250 mM, pH 7.0) was added to the PCR tube, followed by 1.8 ⁇ L of dimethylsulfoxide. After that, 0.2 ⁇ L of the diluted solution obtained above was added, and the obtained solution was shaken at 25° C. for 2 hours.
  • BCN-DS-mSABA-DEL solution (2 ⁇ L, 0.1 mM) in sodium phosphate buffer (250 mM, pH 7.0) was added to the PCR tube, followed by 1.8 ⁇ L of dimethylsulfoxide. After that, 0.2 ⁇ L of the diluted solution obtained above was added, and the obtained solution was shaken at 25° C. for 2 hours.
  • Example 17 [Conversion of Model Library Using U-DEL9-HP as Raw Material to Single-Strand DNA, and Addition of New Functions] ⁇ Conversion of model library to DEL compound having single-stranded DNA using Lambda Exonuclease> Using the sample (synthesized in Example 6) after the cleavage reaction of the model library with USER (registered trademark) enzyme, the model library was converted to a DEL compound having single-stranded DNA in the same manner as in Example 9. bottom. The obtained solution was used as a starting material for the next step.
  • Lane 1 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder, catalog number 50330)
  • Lane 2 After cleavage reaction of model library with USER (registered trademark) enzyme
  • Sample lane 3 Sample lane after single-strand DEL conversion reaction with Lambda
  • Exonuclease of model library 4 Single-strand DEL-converted model library and PXL -Sample lane 5 after primer extension reaction with Pr: Sample lane 6 after primer extension reaction between single-stranded DEL model library and BCN-Pr: 20 bp DNA ladder (manufactured by Lonza, Lonza 20 bp DNA Ladder , catalog number 50330)
  • the present invention provides methods utilizing nucleic acid compounds containing selectively cleavable sites. Furthermore, the present invention provides a method for inducing a DEL containing a cleavable site in the DNA strand to a crosslinker-modified double-stranded DEL and evaluating it. It is possible to perform compound screening that combines "expansion and improvement of evaluation methods".

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Abstract

切断可能な部位をDNA鎖中に含むDNAコード化ライブラリ(DEL)を、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法を提供する。 本発明は、デオキシウリジンのような切断可能な部位をDNA鎖中に導入することで、ヘアピン鎖DELと2本鎖DELの長所を両立する。さらに本発明は、クロスリンカー修飾DELへ簡便に誘導することで、簡便なDEL合成手法」と「DEL評価手法の拡大・改善」とを兼ね備えた化合物スクリーニング技術を提供する。

Description

DNAコード化ライブラリの評価方法
 本発明は、DNAコード化ライブラリの評価方法に関する。
 化合物ライブラリとは、医薬品候補化合物など、特定の活性を有する可能性のある化合物を系統的に集めた化合物誘導体群である。この化合物ライブラリは、多くの場合コンビナトリアル化学の合成技術と方法論に基づき合成される。コンビナトリアル化学とは、組み合わせ論に基づいて列挙し設計された一連の化合物ライブラリを系統的な合成経路で効率的に多品種合成するための実験手法とそれに関する研究分野である。
 コンビナトリアル化学に基づく化合物ライブラリの一つの種として、DNAコード化ライブラリがある。以下、DNAコード化ライブラリを適宜DELと略す。DELでは、ライブラリ化された各化合物に、DNAのタグが付加される。DNAのタグは、各化合物の各構造を同定できるように配列が設計されており、化合物の標識として機能する(特許文献1乃至3)。
 これまでDELを用いたスクリーニングにより、医薬品開発において有力な化合物が複数見出されている。DELを用いたスクリーニングは、例えば、以下のように実施される(非特許文献1乃至3)。
1)標的のタンパク質を固定化用担体に固定化する
2)標的とDELとを接触させる
3)標的との親和性の低いDELを洗浄除去する
4)標的のタンパク質を変性させ、親和性の高いDELを溶出させる
5)溶出したDELに含まれるDNA配列を増幅し、配列を特定する
 しかし、上記のようなスクリーニング手法は、いくつかの課題を有している。まず、標的となるタンパク質を固定化する必要があるため、タンパク質によっては、固定化操作後に立体構造が変化してしまう。そのような場合、スクリーニングにより得られた化合物が、目的の固定化されていない標的タンパクには結合せず、DELの標的適応範囲が制限されることとなる(特許文献4及び5、非特許文献4及び5)。また、上記スクリーニング手法では、高い親和性の結合剤を回収できるが、中程度の親和性の結合剤(例えば、Kd値がμMオーダーのもの)は、標的タンパク質との複合体の速度論的安定性が低く、洗浄除去後に回収することが難しい。当業者には周知であるが、このような中程度の親和性の結合剤も、創薬の起点となるヒット化合物として有用であり、また構造活性相関情報としても有益である(非特許文献6)。
 上記の課題の解決に向けた取り組みとして、最近では、クロスリンカー修飾されたDELを用いたスクリーニング手法が、複数報告されている。後に示すように、いくつかの異なる手法が報告されているが、いずれも、親和性のあるライブラリ分子と近接した標的を、クロスリンカーと反応させ、共有結合を形成させるという点で共通している。この手法によれば、標的タンパクを固定化せずとも(もしくは固定化する前に)、DELのスクリーニングが可能となるため、有用である(特許文献4及び5、非特許文献4及び5、7乃至9)。
 ここで一度、DELのDNA鎖構造に関して説明する。従来知られているDELのDNA鎖構造は、ヘアピン鎖と2本鎖の2つが代表的である。
 以下、2本鎖DELとヘアピン鎖DELの概要と長所短所について概説する。
(1)ヘアピン鎖DEL
 ヘアピン鎖DNAをもちいるDELは、相補的な2本のDNA鎖がつながった1本鎖構造であり、種々のビルディングブロック導入のための官能基を有するヘアピン型DNAを出発原料(ヘッドピース)として用いて合成される(特許文献3、非特許文献1及び2)。
(A)長所
(a)短いDNAタグが使用できる。
 本手法では、多くの場合、2merの粘着末端を有する9~13mer程度の比較的短い2本鎖DNAタグが使用されており、2本鎖DNAタグはDNAリガーゼによるライゲーション反応により導入される。このような短いDNAタグの使用は、ヘアピン鎖DNAが分子内で強く二重鎖を形成し、粘着末端以外のDNA部位がDNAタグと干渉しないことにより可能となっている。短い2本鎖DNAタグの使用は、DEL合成において、いくつかの利点を有する。一つの利点として、DNAタグの合成にかかるコストが低いことが挙げられる。また、もう一つの利点として、より短いDNAタグの使用は、同じ反応サイクル数をコードする場合、DELの全長が短く抑えられることが挙げられる。すなわち、より多くのサイクル数をコードしても、次世代シーケンサーによって効率的にDNA配列を読み取り可能な範囲までDELの全長を抑えられる。実際に非特許文献3では、ヘアピン鎖DNAをもちいることにより、6サイクルもの反応をコードしたヘアピン鎖DNAをもちいたDELの構築が達成されている。
(b)化学的安定性が高い
 2本鎖と異なりヘアピン鎖では、加熱反応中に二重鎖構造が融解しても、その後の再アニール条件下で、鎖交換を生じることなく、元の分子内での二重鎖が再形成される。したがって、ヘアピン鎖DNAをもちいるDELは、より広範な化学条件で使用可能という利点を有する(非特許文献2)。また、一般に核酸鎖は、同じ鎖長であればヘアピン鎖の方が2本鎖よりも強く二重鎖を形成する(Tm値が高い)。したがって、ビルディングブロック導入時の種々の化学的条件下において、ヘアピン鎖DNAの各化学構造、特に塩基部の構造は2本鎖に比べ構造変換に抵抗するはずである。
(B)短所
 ヘアピン鎖DNAは、分子内で二重鎖を形成しており、新たに別のオリゴヌクレオチド鎖と2本鎖を形成させることは困難である。したがって、新たにクロスリンカー修飾されたオリゴヌクレオチドを付与することでクロスリンカー修飾2本鎖DELに変換することは困難である。
(2)2本鎖DEL
 2本鎖DNAをもちいるDELは、種々のビルディングブロック導入のための官能基を有する1本鎖DNA(ヘアピン鎖でない1本鎖DNA)又は2本鎖DNAを出発原料(ヘッドピース)として合成される。
(A)短所
 ヘアピン鎖DNAをもちいるDELと対照的に、多くの場合、4~10merの粘着末端を有する20~30mer程度の比較的長い1本鎖または2本鎖DNAタグが使用されおり(特許文献2、非特許文献10)、3サイクル程度の反応をコードしたDELが一般的である。
(B)長所
 2本鎖DNAは変性により1本鎖DNAにすること、もしくは鎖交換反応を実施することが可能であり、様々用途に即したDNA構造に変換できる点で有利である。したがって、新たにクロスリンカー修飾された1本鎖オリゴヌクレオチドを付与することでクロスリンカー修飾2本鎖DELへの変換も可能である(非特許文献7、8及び11)。
 このように、ヘアピン鎖DNAと2本鎖DNAは、それぞれDELの合成時、評価時において長所を有するものの、長所を両立する技術は知られていない。
クロスリンカー修飾されたDELを用いたスクリーニングに関する報告例として、以下が知られている。
 非特許文献7及び8では、5‘末端にライブラリ分子を有する1本鎖DELを合成し、3‘末端に光反応性クロスリンカーを有するDNAと2本鎖を形成させ、スクリーニングを実施し、中程度の親和性の結合剤を取得している。一方で、本手法は、光反応性クロスリンカーと連結しているDNAはコード配列を含んでいないため、非特異な結合剤の除去などのために、強い分離や溶出条件にさらすと、2本鎖が乖離し、望みの構造をコードする配列が得られなくなってしまう可能性がある。また、1本鎖DELを使用するため、合成においてヘアピン鎖DELの長所は活かせない手法となる。
 Xiaoyu Liらは、クロスリンカー修飾DELを利用したスクリーニング手法を報告している(特許文献5、非特許文献4、5及び12)。非特許文献5では、3‘末端にライブラリ分子を有する1本鎖DELを合成し、5‘末端に光反応性クロスリンカーを有する短鎖DNAと2本鎖を形成させることで、光反応性クロスリンカー修飾DELとしている。本手法の利点として、光反応性クロスリンカーが5‘末端に存在するため、DNAポリメラーゼによる伸長反応によって、コード配列を標的と共有結合によって連結させる点が挙げられる。したがって、強い分離や溶出条件をスクリーニングに含めることが可能となる。しかし、3‘末端にライブラリ分子を有する1本鎖DELを簡便に合成する手法は報告されていない。また同様に合成においてヘアピン鎖DELの長所は活かせない手法となる。
 特許文献4は、クロスリンカーとの連結部位を有するヘアピン鎖DELが記載されている。本手法は、上記の非特許文献5のような課題は解決しうるものの、クロスリンカー連結のための官能基を損なうことなく、ライブラリ合成を実施する必要があり、使用可能な反応、及び/またはライブラリ分子構造に制限ができてしまうという別の課題を有している。
 特許文献6では、可逆的な共有結合で架橋された2本鎖DEL(二重鎖形成能等の観点でヘアピン鎖DELと同等の特性を有すると考えらえる)の合成、及びクロスリンカー修飾されたDELへの変換に関して記載されている。可逆的な共有結合として、シアノビニルカルバゾール等の特殊塩基と、ピリミジン塩基との[2 + 2]光環化による共有結合が開示されている。しかし、光環化されたピリミジン塩基は芳香族性を失っており、このような芳香族性を喪失したピリミジン塩基は、化学的に不安定で、塩基性条件下で分解してしまうことが知られている(非特許文献13)。したがって、本手法ではDEL合成時に、使用可能な反応が制限され、構築可能なライブラリ分子構造も制限されてしまう。
 このように、従来のヘアピン鎖DELと同水準で、合成面での長所を有し、且つ簡便にクロスリンカー修飾されたDELでのスクリーニングに適応可能な技術は知られていない。
国際公開第93/20243号 国際公開第2004/039825号 国際公開第2005/058479号 国際公開第2019/149198号 国際公開第2019/157692号 CN112760720
ネイチャー・ケミカル・バイオロジー、2009年、5巻、647-654頁 A Handbook for DNA-Encoded Chemistry、Robert A.Goodnow,Jr.編、John Wiley & Sons,Inc. Progress in Medicinal Chemistry、2020年、59巻、181-249頁、チャプター4-An overview of DNA-encoded libraries:A versatile tool for drug discovery アンゲヴァンテ・ケミー・インターナショナル・エディション、2014年、53巻、10056-10059頁 エーシーエス・コンビナトリアル・サイエンス、2019年、21巻、345-349頁 ケムバイオケム、2019年、20巻、955-962頁 エーシーエス・コンビナトリアル・サイエンス、2020年、22巻、204-212頁 ケミストリー・ア・ヨーロピアン・ジャーナル、2021年、27巻、7160-7167頁 アカウンツ・オブ・ケミカル・リサーチ、2021年、54巻、3491-3503頁 ネイチャー・ケミストリー、2018年、10巻、441-448頁 アニューアル・レビュー・オブ・バイオケミストリー、2018年、87巻、479-502頁 バイオコンジュゲート・ケミストリー、2017年、28巻、2293-2301頁 米国化学会誌、2014年、136巻、12938-12946頁
 本発明は、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法を提供する。
 DNAなどの核酸化学の一つとして核酸の切断技術がある。例えば、DNA鎖中にデオキシウリジンを導入すると、USER(登録商標)酵素により選択的に切断することができる。
 本発明者は、鋭意研究の結果、例えばデオキシウリジンのような切断可能な部位をDNA鎖中に導入することで、ヘアピン鎖DNAと2本鎖DNAの長所を両立できることを見出し、さらにクロスリンカー修飾DELへ簡便に誘導することで上記課題を解決した。
 したがって、本発明は、以下のとおりである。
 [1] 「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DNAコード化ライブラリ(DEL)から誘導されたクロスリンカー修飾2本鎖DELの評価方法であって、以下のステップ:
(1)当該DELを、生物学的標的と、当該DELの少なくとも1つのライブラリ分子が生物学的標的と結合するために適した条件下で接触させる、
(2)生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる、
(3)架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる、
(4)回収された複合体中のライブラリ分子が有するオリゴヌクレオチドの配列を同定する、
(5)(4)において決定された配列を使用し、生物学的標的と結合する1つ以上の化合物の構造を同定する、
により構成される方法。
 [2] 前記クロスリンカー修飾2本鎖DELのクロスリンカーが、コード配列を有するオリゴヌクレオチドと、共有結合を介して連結されている[1]に記載の方法。
 [3] 前記クロスリンカー修飾2本鎖DELのクロスリンカーが、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合している、[1]または[2]に記載の方法。
 [4] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
(iii)(ii)で得られた1本鎖DELと、クロスリンカー修飾DNAとを2本鎖形成させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [5] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
(iii)(ii)で得られた1本鎖DELと、クロスリンカー修飾のための反応基を有するDNAとを2本鎖形成させ、
(iv)クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [6] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
(iii)(ii)で得られた1本鎖DELに、クロスリンカー修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [7] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
(iii)(ii)で得られた1本鎖DELに、クロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELへ誘導し、
(iv)クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [8] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELに、クロスリンカー修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [9] クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
(i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
(ii)(i)で得られた2本鎖DELに、クロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
 [10] 以下を特徴とする[6]または[8]に記載の方法。
(I)少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」が、ライブラリ分子が結合している部位より3‘方向に存在するヘアピン型DELを用いる。
(II)クロスリンカーが、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合しているクロスリンカー修飾プライマーを用いる。
 [11] 以下を特徴とする[7]または[9]に記載の方法。
(I)少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」が、ライブラリ分子が結合している部位より3‘方向に存在するヘアピン型DELを用いる。
(II)クロスリンカー修飾のための反応基が、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合しているクロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを用いる。
 [12] 前記(ii)のステップにおいて、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドが、機能性分子を有し、該機能性分子の機能に応じた処理により除去される、[4]~[7]のいずれかに記載の方法。
 [13] 機能性分子がビオチンである、[12]に記載の方法。
 [14] 前記(ii)のステップにおいて、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドの除去が、エキソヌクレアーゼによる分解である、[4]~[7]のいずれかに記載の方法。
 [15] エキソヌクレアーゼが、ラムダエキソヌクレアーゼである、[14]に記載の方法。
 [16] クロスリンカーが、アジド基、ジアジリン基、スルホニルフルオリド基、ジアゾ基、シンナモイル基、またはアクリレート基を少なくとも一つ含む、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
 [17] クロスリンカーが、アジド基、ジアジリン基、またはスルホニルフルオリド基を少なくとも一つ含む、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
 [18] クロスリンカーが、式(AA)~(AE):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

(式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
のいずれかの構造を含む、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
 [19] クロスリンカーが、式(AA)~(AE):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

(式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
のいずれかの構造である、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
 [20] クロスリンカーが、式(BA)または(BB):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
のいずれかの構造を含む、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
 [21] クロスリンカーが、式(BA)または(BB):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
のいずれかの構造である、[1]~[15]のいずれかに記載の方法。
[22] クロスリンカー修飾のための反応基が、クリック反応のための反応基である、[5]、[7]、[9]または[11]のいずれかに記載の方法。
[23] クロスリンカー修飾のための反応基が、アルキニル基、アルケニル基、アジドを基またはテトラジニル基である、[5]、[7]、[9]または[11]に記載の方法。
[24] クロスリンカー修飾のための反応基が、式(CA)~(CL):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

(式中、*は2本鎖DELの5’末端、もしくは5’末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
のいずれかの構造である、[5]、[7]、[9]または[11]に記載の方法。
 [25] (2)の「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる」工程が、「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、光照射により生物学的標的と架橋させる」工程である、[1]~[19]のいずれかに記載の方法。
 [26] 光照射の条件が、波長250~500nmの光照射である、[25]に記載の方法。
 [27] 光照射の条件が、波長365nmの光照射である、[25]に記載の方法。
 [28] 光照射の条件が、10秒~180分間の光照射である、[25]~[27]のいずれかに記載の方法。
 [29] 光照射の条件が、30秒~30分間の光照射である、[25]~[27]のいずれかに記載の方法。
 [30] (2)の「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる」工程が、「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、インキュベーションにより生物学的標的と架橋させる」工程である、[1]~[24]のいずれかに記載の方法。
 [31]
 (3)の「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる」工程が、「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から電気泳動により分離させる」工程である、[1]~[30]のいずれかに記載の方法。
 [32] 電気泳動が、ゲル電気泳動である、[31]に記載の方法。
 [33] 電気泳動が、キャピラリー電気泳動である、[31]に記載の方法。
 [34] (3)の「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる」工程が、「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、生物学的標的の固定化用担体への固定化と、架橋されていないライブラリ分子の洗浄除去により分離させる」である、[1]~[30]のいずれかに記載の方法。
 [35] 「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELが、式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(式中、
XおよびYは、オリゴヌクレオチド鎖であり、
EおよびFは、それぞれ独立して
ヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
ただし、EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
LPは、ループ部位であり、
Lは、リンカーであり、
Dは、反応性官能基由来の2価の基であり、
Spは、結合又は2官能性スペーサーであり、
Anは、少なくとも1つのビルディングブロックにより構成される部分構造である。)
で表される化合物であり、
XとYは、少なくとも一部で二重鎖を形成しうる配列を有し、
Xは5‘末端でEに結合し、
Yは3‘末端でFに結合し、
E、F、又はLPの少なくともいずれか1つの部位に、少なくとも1つの選択的に切断可能な部位を有する。)
で表されるDELである、
[1]~[34]のいずれかに記載の方法。
 [36] 「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELが、式(III)
An-Sp-C-Bn (III)
(式中、
AnおよびSpは、[35]と同じ意味を表し、
Bnは、オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとで形成される2本鎖オリゴヌクレオチドタグを表し、
Cは、式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(式中、E、LP、L、DおよびFは、[35]と同じ意味を表し、ただし、DはAnと直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合し、EとFとは2本鎖オリゴヌクレオチドタグBnのそれぞれ対応する末端側に結合する。)
で表されるDELである、
[35]に記載の方法。
 [37] Anが、[35]と同じであり、かつ、n個のビルディングブロックα1~αn(nは、1~10の整数である。)により構築される部分構造であり、
Bnが、オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとで形成される2本鎖オリゴヌクレオチドタグであり、かつ、Anの構造を同定することができる塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを含む部分構造である、
[35]又は[36]に記載の方法。
 [38] LPが、
(LP1)p-LS-(LP2)qで表されるループ部位であり、
LSは、以下の(A)ないし(C)に記載される化合物群から選ばれる部分構造であり、
(A)ヌクレオチド
(B)核酸アナログ
(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基
LP1は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってp個選ばれる各部分構造であり、
(1)ヌクレオチド
(2)核酸アナログ
LP2は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってq個選ばれる各部分構造であり、
(1)ヌクレオチド
(2)核酸アナログ
pとqの総数が0~40である、
[35]~[37]のいずれかに記載の方法。
 [39] pとqの総数が2~20である、[38]に記載の方法。
 [40] pとqの総数が2~10である、[38]に記載の方法。
 [41] pとqの総数が2~7である、[38]に記載の方法。
 [42] pとqの総数が0である、[38]に記載の方法。
 [43] LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
(A)ヌクレオチド
または
(B)以下の(B11)から(B15)を要件とする核酸アナログ
 (B11)リン酸(または相当部位)および水酸基(またはその相当部位)を有する、
 (B12)炭素、水素、酸素、窒素、リン又は硫黄により構成される、
 (B13)分子量が142から1500である、
 (B14)残基間原子数が3~30である、
 (B15)残基間の原子の結合様式は、全て単結合であるか、または1乃至2つの二重結合を含み残りは単結合である、
から単独もしくは異なって選ばれる構造である、[38]~[42]のいずれかに記載の方法。
 [44] LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
(A)ヌクレオチド
または
(B)以下の(B21)から(B25)を要件とする核酸アナログ
 (B21)リン酸および水酸基を有する、
 (B22)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される、
 (B23)分子量が142から1000である、
 (B24)残基間原子数が3~15である、
 (B25)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である、
から単独もしくは異なって選ばれる構造である、[38]~[43]のいずれかに記載の方法。
 [45] LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
(A)ヌクレオチド
または
(B)以下の(B31)から(B35)を要件とする核酸アナログ
 (B31)リン酸および水酸基を有する、
 (B32)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される、
 (B33)分子量が142から700である、
 (B34)残基間原子数が4~7である、
 (B35)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である、
から単独もしくは異なって選ばれる構造である[38]~[44]のいずれかに記載の方法。
 [46] LP1およびLP2が、それぞれ以下: 
(B41)d-Spacer、
(B5)ポリアルキレングリコールリン酸エステル
のいずれかである、[38]~[45]のいずれかに記載の方法。
 [47] LP1およびLP2が、それぞれジエチレングリコールリン酸エステルまたはトリエチレングリコールリン酸エステルである、[38]~[46]のいずれかに記載の方法。
 [48] LP1およびLP2が、それぞれトリエチレングリコールリン酸エステルである、[38]~[47]のいずれかに記載の方法。
 [49] LP1およびLP2が、それぞれd-Spacerである、[38]~[46]のいずれかに記載の方法。
 [50] LP1およびLP2が、それぞれヌクレオチドである、[38]~[45]のいずれかに記載の方法。
 [51] LSが、式(a)~式(g): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

(式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味し、Rは、水素原子またはメチル基である。)
のいずれかである、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [52] LSが、式(h): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する)
である、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [53] LSが、ポリアルキレングリコールリン酸エステルである、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [54] LSが、式(i)~式(k): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

 (式中、n1、m1、p1、及びq1はそれぞれ独立して、1~20の整数であり、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する。)
である、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [55] LSが、式(l): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

(式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する)
である、[38]~[50]いずれかに記載の方法。
 [56] LSが、(B42)、(B43)又は(B44):
(B42)Amino C6 dT
(B43)mdC(TEG-Amino)
(B44)Uni-Link(商標登録)Amino Modifier 
のいずれかである、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [57] LSが、ヌクレオチドである、[38]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [58] LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
(1)置換基を有しても良く、1~3個のヘテロ原子で置き換えられても良いC1~10脂肪族炭化水素、
(2)置換基を有してもよいC6~14芳香族炭化水素、
(3)置換基を有してもよいC2~9芳香族複素環、 または
(4)置換基を有してもよいC2~9非芳香族複素環
のいずれかである、[38]~[42]及び[46]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [59] LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
(1)置換基を有しても良いC1~6脂肪族炭化水素、
(2)置換基を有しても良いC6~10芳香族炭化水素、または
(3)置換基を有してもよいC2~5芳香族複素環
のいずれかである[38]~[42]及び[46]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [60] LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
(1)C1~6脂肪族炭化水素、
(2)ベンゼン、または
(3)C2~5含窒素芳香族複素環
 ここで、前記(1)~(3)は無置換であるか、または置換基群ST1から単独もしくは異なって選ばれる1~3個の置換基で置換されてもよく、置換基群ST1は、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子により構成される群であり、ただし、置換基群ST1が脂肪族炭化水素に置換する場合、置換基群ST1からアルキル基は選択されない、
のいずれかである[38]~[42]及び[46]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [61] LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
(1)C1~6アルキル基、または
(2)無置換であるか1つまたは2つのC1~3アルキル基若しくはC1~3アルコキシ基で置換されたベンゼン
のいずれかである[38]~[42]及び[46]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [62] LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
(1)C1~6アルキル基
である、[38]~[42]及び[46]~[50]のいずれかに記載の方法。
 [63] EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
EおよびFの鎖長が、それぞれ3乃至40である、
[35]~[62]のいずれかに記載の方法。
 [64] EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
EおよびFの鎖長が、それぞれ4乃至30である
[35]~[63]のいずれかに記載の方法。
 [65] EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
EおよびFの鎖長が、それぞれ6乃至25である
[35]~[64]のいずれかに記載の方法。
 [66]
 EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
EとFの二重鎖オリゴヌクレオチドが突出末端である、
[35]~[65]のいずれかに記載の方法。
 [67] 前記突出末端の突出部が、2塩基以上の長さである、[66]に記載の方法。
 [68] EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
EとFの二重鎖オリゴヌクレオチドが平滑末端である、
[35]~[65]のいずれかに記載の方法。
 [69] EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ3塩基以上 である[35]~[68]のいずれかに記載の方法。
 [70] EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ4塩基以上である[35]~[69]のいずれかに記載の方法。
 [71] EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ6塩基以上である[35]~[70]のいずれかに記載の方法。
 [72] EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチドにより構成されるオリゴマーである、[35]~[71]のいずれかに記載の方法。
 [73] ヌクレオチドが、リボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドである[35]~[72]のいずれかに記載の方法。
 [74] ヌクレオチドが、デオキシリボヌクレオチドである[35]~[73]のいずれかに記載の方法。
 [75] ヌクレオチドが、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、又はデオキシシチジンである[35]~[74]のいずれかに記載の方法。
 [76] EおよびFが、それぞれ独立して核酸アナログにより構成されるオリゴマーである、[35]~[71]のいずれかに記載の方法。
 [77] Lが、
(1)置換基を有しても良く、1~3個のヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、
又は
(2)置換基を有してもよいC6~14芳香族炭化水素
である、[35]~[76]のいずれかに記載の方法。
 [78] Lが、置換基を有しても良いC1~6脂肪族炭化水素、1若しくは2個の酸素原子で置き換えられても良いC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基を有しても良いC6~10芳香族炭化水素である、[35]~[77]のいずれかに記載の方法。
 [79] Lが、置換基群ST1で置換可能なC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基群ST1で置換可能なベンゼンであり、ここで、置換基群ST1は、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子により構成される群である(ただし、置換基群ST1が脂肪族炭化水素に置換する場合、置換基群ST1からアルキル基は選択されない。)、[35]~[78]のいずれかに記載の方法。
 [80] Lが、C1~6アルキル基、又は無置換であるか1つまたは2つのC1~3アルキル基若しくはC1~3アルコキシ基で置換されたベンゼンである、[35]~[79]のいずれかに記載の方法。
 [81] Lが、C1~6アルキル基である、[35]~[80]のいずれかに記載の方法。
 [82] Dの反応性官能基が、
C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合を構成しうる反応性官能基である、[35]~[81]のいずれかに記載の方法。
 [83] Dの反応性官能基が、脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボニル基の前駆体、チオール基、又はアルデヒド基である、[35]~[82]のいずれかに記載の方法。
 [84] Dの反応性官能基が、ハロゲン原子を有するC1炭化水素、スルホン酸系脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン化カルボキシ基、チオール基、又はアルデヒド基である、[35]~[83]のいずれかに記載の方法。
 [85] Dの反応性官能基が、-CHCl、-CHBr、-CHOSOCH、-CHOSOCF、アミノ基、水酸基、又はカルボキシ基である、[35]~[84]のいずれかに記載の方法。
 [86] Dの反応性官能基が、第1級アミノ基である、[35]~[85]のいずれかに記載の方法。
 [87] 選択的に切断可能な部位が、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、及びデオキシシチジンのいずれでもないデオキシリボヌクレオシドである、
[35]~[86]のいずれかに記載の方法。
 [88] 選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジン、ブロモデオキシウリジン、デオキシイノシン、8-ヒドロキシデオキシグアノシン、3-メチル-2’-デオキシアデノシン、N6-エテノ-2’-デオキシアデノシン、7-メチル-2’-デオキシグアノシン、2’-デオキシキサントシン、又は5,6-ジヒドロキシ-5,6ジヒドロデオキシチミジンである、[35]~[87]のいずれかに記載の方法。
 [89] 選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジン、又はデオキシイノシンである、[35]~[88]のいずれかに記載の方法。
 [90]
 選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジンである、[35]~[89]のいずれかに記載の方法。
 [91] 選択的に切断可能な部位が、デオキシイノシンである、[35]~[89]のいずれかに記載の方法。
 [92]
 選択的に切断可能な部位が、デオキシイノシンから3‘方向に2番目のホスホジエステル結合である、[35]~[86]のいずれかに記載の方法。
 [93] 選択的に切断可能な部位が、リボヌクレオシドである、[35]~[86]のいずれかに記載の方法。
 [94] 選択的に切断可能な部位が、1つである、[35]~[93]のいずれかに記載の方法。
 [95] 少なくとも1つの切断可能な部位を、E又は(LP1)pに含み、かつ少なくとも1つの切断可能な部位を、F又は(LP2)qに含む、[35]~[93]のいずれかに記載の方法。
 [96] E又は(LP1)pに含まれる切断可能な部位と、F又は(LP2)qに含まれる切断可能な部位が異なる条件で切断可能である、
[95]に記載の方法。
 [97] Anが、n個のビルディングブロックα1~αn(nは、1~10の整数である。)により構築される部分構造である、
[35]~[96]のいずれかに記載の方法。
 [98] Anが、低分子有機化合物である、[35]~[97]のいずれかに記載の方法。
 [99] Anのビルディングブロックが、分子量500以下の化合物である、[35]~[98]のいずれかに記載の方法。
 [100] Anのビルディングブロックが、分子量300以下の化合物である、[35]~[99]のいずれかに記載の方法。
 [101] Anのビルディングブロックが、分子量150以下の化合物である、[35]~[100]のいずれかに記載の方法。
 [102] Anが、H、B、C、N、O、Si、P、S、F、Cl、Br及びIからなる元素群より単独又は異なって選ばれる元素により構成される有機化合物である、[35]~[101]のいずれかに記載の方法。
 [103] Anが、アリール基、非芳香族シクリル基、ヘテロアリール基及び非芳香族ヘテロシクリル基からなる置換基群より単独又は異なって選ばれる置換基を有する低分子有機化合物である、[35]~[102]のいずれかに記載の方法。
 [104] Anが、分子量5000以下である、[35]~[103]のいずれかに記載の方法。
 [105] Anが、分子量800以下である、[35]~[104]のいずれかに記載の方法。
 [106] Anが、分子量500以下である、[35]~[105]のいずれかに記載の方法。
 [107] Anが、ポリペプチドである、[35]~[97]のいずれかに記載の方法。
 [108] Spが2官能性スペーサーである、[35]~[107]のいずれかに記載の方法。
 [109] 2官能性スペーサーが、それぞれSpD-SpL-SpXであり、
SpDが、C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合を構成しうる反応性基由来の2価の基であり、
SpLが、ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、任意にヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、ペプチド、オリゴヌクレオチド、またはこれらの組み合わせあり、
SpXが、アミノ、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、又はスルホンアミド結合を形成する反応基由来の2価の基である、[1]~[107]のいずれかに記載の方法。
 [110] 2官能性スペーサーが、それぞれSpD-SpL-SpXであり、
SpDが、第一級アミノ基由来の2価の基であり、
SpLが、ポリエチレングリコール、またはポリエチレンであり、
SpXが、カルボキシ基由来の2価の基である、
[1]~[107]のいずれかに記載の方法。
 [111] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、二重鎖を形成可能な配列である、[35]~[110]のいずれかに記載の方法。
 [112] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、相補的な塩基配列を含む、[35]~[111]のいずれかに記載の方法。
 [113] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ1~200塩基の長さである、[35]~[112]のいずれかに記載の方法。
 [114] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ3~150塩基の長さである、[35]~[113]のいずれかに記載の方法。
 [115] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ30~150塩基の長さである、[35]~[114]のいずれかに記載の方法。
 [116] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、平滑末端を有する、[35]~[115]のいずれかに記載の方法。
 [117] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、突出末端を有する、[35]~[115]のいずれかに記載の方法。
 [118] 突出末端の突出部が、1~30塩基の長さである、[117]に記載の方法。
 [119] 突出末端の突出部が、2~5塩基の長さである、[117]又は[118]に記載の方法。
 [120] オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、突出末端を有し、当該突出末端に、さらに特定分子識別配列が結合する、[117]~[119]のいずれかに記載の方法。
 [121] XおよびYのいずれか一方に、機能性分子が結合した、[35]~[120]のいずれかに記載の方法。
 [122] XおよびYのいずれか一方に、ビオチンが結合した、[35]~[120]のいずれかに記載の方法。
 [123] Spが結合である、[35]~[107]のいずれかに記載の方法。
 本発明では、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法を提供する。すなわち、従来よりも、「簡便なDEL合成手法」と「DEL評価手法の拡大・改善」とを兼ね備えた化合物スクリーニング技術を提供する。したがって、本発明によれば、医薬品、農薬、医療材料開発において有用なヒット化合物を取得できる機会が拡大される。
様式1の例示的なDEL製造方法を示す。切断可能な部位をDNA鎖中に含む第1のオリゴヌクレオチド鎖、ループ部位および第2のオリゴヌクレオチド鎖を含むヘッドピースを出発原料とし、ビルディングブロックの結合と、該ビルディングブロックに対応するオリゴヌクレオチドタグの2本鎖ライゲーションとを繰り返し(図1では3回)、さらに所望によりプライマー領域を含むオリゴヌクレオチドタグの2本鎖ライゲーションをすることによって、DELの製造が達成される。 様式1の例示的なDELの使用方法を示す。切断可能な部位をヘッドピースの第1のオリゴヌクレオチド鎖中に含むDELに対し、酵素などの切断手段を用いて切断可能な部位を切断し、ループ部位で結合されていない2本鎖オリゴヌクレオチドへと誘導することで、高い効率でPCRを行うことができる。 様式2の例示的なDELの使用方法を示す。切断可能な部位をヘッドピースの第2のオリゴヌクレオチド鎖中に含むDELに対し、酵素などの切断手段を用いて切断可能な部位を切断し、ループ部位で結合されていない2本鎖オリゴヌクレオチドへと誘導することで、高い効率でPCRを行うことができる。 様式3の例示的なDELの使用方法を示す。切断可能な部位をヘッドピースの第1のオリゴヌクレオチド鎖中および第2のオリゴヌクレオチド鎖中に含むDELに対し、酵素などの切断手段を用いて切断可能な部位の双方を切断し、ループ部位が結合していない2本鎖オリゴヌクレオチドへと誘導することで、高い効率でPCRを行うことができる。 様式4の例示的なDELの使用法を示す。互いに異なる2種の切断可能な部位をヘッドピースの第1のオリゴヌクレオチド鎖中および第2のオリゴヌクレオチド鎖中に含むDELに対し、切断条件を選択することで、第1のオリゴヌクレオチド鎖中または第2のオリゴヌクレオチド鎖の一方を選択的に切断することができる。 様式5の例示的なDELの使用法を示す。DNAタグの末端近くに切断可能な部位を設け、所望に応じて当該部位を切断することで、新たな突出末端を生成することができる。当該突出末端は粘着末端として利用して、所望の核酸配列、例えばUMIs(特定分子識別配列)などをライゲートすることができ、新たな機能を付与することができる。 様式6の例示的なDELの使用法を示す。本発明では、切断可能な部位と、修飾基や機能性分子を組み合わせて使用することでき、例えば、ヘアピン鎖DNAを1本鎖DNAに変換したDELを調製することが可能である。例えば、合成されたDEL化合物に対し、3‘末端に機能性分子(例えばビオチン)を有する2本鎖オリゴヌクレオチド鎖をライゲートし(A)、切断可能な部位を切断し(B)、機能性分子の機能に応じた処理を加える(C)。例えば機能性分子がビオチンの場合、ビオチン親和性を有するストレプトアビジンビーズなどを用い、ビオチンが結合したオリゴヌクレオチド鎖を選択的に系中から除去する。それにより、1本鎖DNAを有するDELを取得することが可能である。 様式6で取得したDELの例示的な使用法を示す。様式6で取得した1本鎖DNAを有するDELは、所望の機能部位を有する修飾オリゴヌクレオチド(例えば光反応性クロスリンカーなどのクロスリンカー修飾DNA)と2本鎖を形成させることで、新たな機能を付与することが可能となる。 様式7の例示的なDELの使用法を示す。本発明では、切断可能な部位を利用し、クロスリンカーを導入することができる。合成されたDEL化合物に対し、切断可能な部位を切断し(A)、修飾プライマーを付与し(B)、付与したプライマーをもとに、クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物を合成することができる(C)。クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物は、DELライブラリのスクリーニングにおいて検出感度を顕著に向上させることができる(非特許文献7,11など参照)。 実施例1において、デオキシウリジンを含むヘアピン型DELの部分構造(U-DEL1-sh、U-DEL2-sh、U-DEL3-sh、U-DEL4-sh、U-DEL5-HP、U-DEL6-HP、U-DEL7-HP、U-DEL8-HP、U-DEL9-HP、及びU-DEL10-HPの10種)のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の検証を実施した際の、各インキュベーション時間における切断反応の転化率を表したグラフである。 実施例2、3、4、5、及び7において、各種ヘアピンDEL(U-DEL1、U-DEL2、U-DEL4、U-DEL7、U-DEL8、U-DEL9、U―DEL10、H-DEL、U-DEL5、U-DEL11、U-DEL12、U-DEL13、I-DEL1、I-DEL2、I-DEL3、R-DEL1、及びBIO-DEL)の合成手順を示す概略図である。それぞれに対応するヘッドピースを原料とし、2本鎖オリゴヌクレオチドPr_TAG、及びCPとの2段階の2本鎖ライゲーションによりヘアピンDEL合成が達成される。 実施例2において、8種のヘアピンDEL(U-DEL1、U-DEL2、U-DEL4、U-DEL7、U-DEL8、U-DEL9、U-DEL10、及びH-DEL)、及び2本鎖DEL(DS-DEL)のリアルタイムPCRにより測定したCt値を示す、サンプル量ごとのグラフである。各種DELをUSER(登録商標)enzymeにより処理した試料を “USER(+)”と表示し、未処理の試料を“USER(-)”と表示している。デオキシウリジンを含む切断可能なヘアピンDEL(U-DEL1、U-DEL2、U-DEL4、U-DEL7、U-DEL8、U-DEL9、及びU-DEL10)は、USER(登録商標)enzyme処理後に2本鎖DEL(DS-DEL)と同等のCt値を示している。 実施例3において、6種のデオキシウリジンを含むヘアピンDEL(U-DEL5、U-DEL7、U-DEL9、U-DEL11、U-DEL12及びU-DEL13)のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例4において、4種のデオキシイノシンを含むヘアピンDEL(I-DEL1、I-DEL2、I-DEL3及びI-DEL4)のエンドヌクレアーゼVによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例5において、リボヌクレオシドを含むヘアピンDEL(R-DEL1)のRNaseHIIによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 U-DEL9-HPを原料とした、3×3×3(27)化合物種を含むモデルライブラリの合成手順を示す概略図である。実施例6において、U-DEL9-HPを原料とし、3回(サイクルA、B,C)のスプリット・アンド・プール工程によりモデルライブラリの合成が達成される。また、各サイクルでは、2本鎖オリゴヌクレオチドタグのライゲーション反応と、ビルディングブロック導入のための化学反応が含まれている。 実施例6のモデルライブラリ合成における、各サイクルのライゲーション反応の進行を示す、アガロースゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 図18Aは、実施例6のモデルライブラリ合成における、サイクルC完了後のサンプルより得られたクロマトグラフである。図18Bは、実施例6のモデルライブラリ合成における、サイクルC完了後のサンプルより得られたMSスペクトルのデコンボリューション結果である。 実施例6において、モデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例7において、5種の3’末端にビオチンを有するDEL化合物(「AAZ-BIO-DEL」、「SABA-BIO-DEL」、「ClSABA-BIO-DEL」、「mSABA-BIO-DEL」、及び「Amino-BIO-DEL」)のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例7において、1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」)、及び光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例8において、各種光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの結合剤回収効率を、光架橋反応有無で比較するため、回収量をリアルタイムPCRにより測定したCt値、及びΔCt値(ネガティブコントロールのCt値との差分)を示す、グラフである。UV照射のない試料を “UV(-)”と表示し、UV照射を実施した試料を“UV(+)”と表示している。また、「溶液S」を“S”と表示し、「溶液E」を“E”と表示している。なお、グラフ中の各表記は、下記のように各サンプルに対応する。グラフ中表記  :サンプルAAZ     :「PXL-DS-AAZ-DEL」SABA    :「PXL-DS-SABA-DEL」ClSABA  :「PXL-DS-ClSABA-DEL」mSABA   :「PXL-DS-mSABA-DEL」Amino   :「PXL-DS-Amino-DEL」 実施例10において、1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」)、及び光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例10において、1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL3」、「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、「SS-mSABA-DEL3」、及び「SS-Amino-DEL3」)、及び光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr3」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例11において、リンカー構造が異なる各種光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの結合剤回収効率を、光架橋反応有無で比較するため、リアルタイムPCRにより測定したCt値を用いて算出したΔCt値(ネガティブコントロールとの差分)を示す、グラフである。UV照射のない試料を”UV(-)”と表示し、UV照射を実施した試料を”UV(+)”と表示している。また、グラフ中の各表記は、下記の様に各サンプルに対応する。グラフ中表記:     サンプルmSABA-DEL2: 「PXL-DS-mSABA-DEL2」mSABA-DEL3: 「PXL-DS-mSABA-DEL3」 実施例12において、各種「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」と各種「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」との結合剤回収効率を比較するため、リアルタイムPCRにより測定したCt値を用いて算出したΔCt値(ネガティブコントロールとの差分)を示す、グラフである。なお、グラフ中の各バーは、左から順に下記の様に各サンプルに対応する。一番左のバー:    UV照射のない「PXL-DS-SABA-DEL3」左から2番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-ClSABA-DEL3」左から3番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-mSABA-DEL3」左から4番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-SABA-DEL3」左から5番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-ClSABA-DEL3」左から6番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-mSABA-DEL3」左から7番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-SABA-DEL4」左から8番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-ClSABA-DEL4」左から9番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-mSABA-DEL4」左から10番目のバー:UV照射を実施した「PXL-DS-SABA-DEL4」左から11番目のバー:UV照射を実施した「PXL-DS-ClSABA-DEL4」一番右のバー:    UV照射を実施した「PXL-DS-mSABA-DEL4」 実施例13において、各種「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」と各種「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」との結合剤回収効率を比較するため、リアルタイムPCRにより測定したCt値を用いて算出したΔCt値(ネガティブコントロールとの差分)を示す、グラフである。なお、グラフ中の各バーは、左から順に下記の様に各サンプルに対応する。一番左のバー:    UV照射のない「PXL-DS-SABA-DEL3」左から2番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-ClSABA-DEL3」左から3番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-mSABA-DEL3」左から4番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-SABA-DEL3」左から5番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-ClSABA-DEL3」左から6番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-mSABA-DEL3」左から7番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-SABA-DEL4」左から8番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-ClSABA-DEL4」左から9番目のバー: UV照射のない「PXL-DS-mSABA-DEL4」左から10番目のバー: UV照射を実施した「PXL-DS-SABA-DEL4」左から11番目のバー:UV照射を実施した「PXL-DS-ClSABA-DEL4」一番右のバー:    UV照射を実施した「PXL-DS-mSABA-DEL4」 実施例14において、ヘアピンDEL化合物(「mSABA-DEL5」)のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の進行を示す、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例14において、1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-mSABA-DEL5」)、及び光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr5」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例15において、1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-mSABA-DEL」とクロスリンカー修飾プライマー「TPD-Pr」、及び「SS-ClSABA-DEL」と「ACA-Pr」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例16において、1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-mSABA-DEL」)、及びクロスリンカー修飾のための反応基修飾プライマー「BCN-Pr」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。 実施例17において、1本鎖DEL化したモデルライブラリと、光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr」及びクロスリンカー修飾のための反応基修飾プライマー「BCN-Pr」を用いて、プライマー伸長反応を実施した結果を示す、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により得られたゲルの画像である。なお、図中の数字は各レーンの番号を示している。
 前述のとおりであり、また当業者に周知の概念であるが、本発明において、化合物ライブラリとは、医薬品候補化合物など、特定の活性を有する可能性のある化合物を系統的に集めた化合物誘導体群を意味する。この化合物ライブラリは、多くの場合コンビナトリアル化学の合成技術と方法論に基づき合成される。コンビナトリアル化学とは、組み合わせ論に基づいて列挙し設計された一連の化合物ライブラリを系統的な合成経路で効率的に多品種合成するための実験手法とそれに関する研究分野である。
 前述のとおりであり、また当業者には周知であるが、コンビナトリアル化学に基づく化合物ライブラリの一つの種として、DNAコード化ライブラリがある。DNAコード化ライブラリは適宜DELと略される。またDELは、DNAコード化化合物ライブラリとも本質的に同義である。
 本発明において、DNAコード化ライブラリは、ライブラリ化された各化合物に、DNAのタグが付加されたライブラリを意味する。DNAのタグは、各化合物の各構造を同定できるように配列が設計されており、化合物の標識として機能する。
 ヌクレオチドとは、一般に、ヌクレオシドにリン酸基が結合した物質として理解される。ヌクレオチドやヌクレオシドは当業者に周知の用語であるが、ヌクレオシドは一つの一般的な態様として、五単糖などの糖の1位に、プリン塩基又はピリミジン塩基などの核酸塩基がグリコシド結合したものとして理解される。ヌクレオシドやヌクレオチドは、DNAやRNAなどの核酸を構成する単位でもある。
 また、核酸も当業者に周知の概念であるが、一般的な態様として、ヌクレオチドのポリマーとして理解される。
 一つの態様として、本発明の核酸とは、後述するヌクレオチド及び核酸アナログにより構成されるポリマーである。
 また、本明細書中において、ヌクレオチドや核酸アナログにより構成される核酸ポリマーのほか、ヌクレオチドや核酸アナログなどの核酸モノマーのことも単に核酸と記載されることがある。後者の用法も技術常識に従った用法であり、当業者であれば適宜文脈に従って理解することができる。
 広義のヌクレオチドには、天然のヌクレオチド(本来のヌクレオチド)のほか、人工のヌクレオチド(各種の核酸アナログ)も含まれる。
 本発明における広義のヌクレオチドは、以下の態様を含む。
(A)天然のヌクレオシドのヌクレオチド
(当該ヌクレオシドの例としては、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシウリジン、デオキシグアノシン、デオキシシチジン、イノシン又はジアミノプリンデオキシリボシドが挙げられる。)
(B)核酸塩基のアナログを有するヌクレオシドのヌクレオチド
(当該核酸塩基アナログを有するヌクレオシドの例としては、2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、ピロロピリミジンデオキシリボシド、3-メチルアデノシン、C5-プロピニルシチジン、C5-プロピニルウリジン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-メチルシチジン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、6-O-メチルグアノシン又は2-チオシチジンが挙げられる。)
(C)インターカレートされた核酸塩基を有するヌクレオチド
(D)リボース又は2’-デオキシリボースを有する非天然のヌクレオチド
(E)修飾された糖を糖部分に有するヌクレオチド
(当該修飾された糖の例としては、修飾されたリボース、修飾された2’-デオキシリボース、2’-O-メチルリボース、2’-フルオロリボース、D-トレオニノール、アラビノース、ヘキソース、アンヒドロヘキシトール、アルトリトール又はマンニトールが挙げられる。)
(F)核酸類縁体
(当該核酸類縁体の例としては、シクロヘキサニル核酸、シクロヘキセニル核酸、モルホリノ核酸(PMO)、ロックド核酸(LNA)、グリコール核酸(GNA)、トレオース核酸(TNA)、セリノール核酸(SNA)、アサイクリックスレオニノール核酸(aTNA)又はリボース中の酸素が置き換えられた核酸が挙げられる。)
以下、各核酸類縁体について詳細に説明する。
(F1)PMO
 PMOは、糖部にモルフォリン環を、リン酸ジエステル部位に電荷のないホスホロジアミデート構造を有する核酸類縁体である。
(F2)LNA
 LNAは、糖部分に架橋構造を有する核酸類縁体であり、最も典型的な例としては、リボースの2’-ヒドロキシルが同じリボース糖の4’-炭素にC1~6アルキレン又はC1~6ヘテロアルキレンによって架橋されている。架橋構造の例としては、メチレン、プロピレン、エーテル又はアミノ架橋構造が挙げられる。
 典型的なLNAとしては、2’,4’-BNA(2'-O,4'-C-メタノ架橋核酸)が挙げられる。
(F3)GNA
 グリコール核酸はGNAとも呼ぶ。例えばR-GNA又はS-GNAが挙げられる。この場合、リボースはホスホジエステル結合に結合されたグリコール単位により置き換えられる。
(F4)TNA
 トレオース核酸はTNAとも呼ぶ。この場合、リボースはα-L-トレオフラノシル-(3’→2’)で置き換えられる。
(F5)SNA
 セリノール核酸はSNAとも呼ぶ。この場合、リボースはホスホジエステル結合に結合されたセリノール単位により置き換えられる。
(F6)aTNA
 アサイクリックスレオニノール核酸はaTNAとも呼ぶ。例えば、D-aTNA又はL-aTNAが挙げられる。この場合、リボースはホスホジエステル結合に結合されたスレオニノール単位により置き換えられる。
(F7)リボース中の酸素が置き換えられた糖
 具体的な例としては、酸素の、S、Se、又はアルキレン(例えば、メチレンもしくはエチレンが挙げられる。)との置換体が挙げられる。
(G)骨格が修飾されたヌクレオチド
(当該骨格が修飾されたヌクレオチドの例としては、ペプチド核酸(該ペプチド核酸はPNAとも呼ぶ。この場合、2-アミノエチル-グリシンリンケージがリボース及びホスホジエステル骨格に取って代わる。)が挙げられる。)
(H)リン酸基が修飾されたヌクレオチド
(当該リン酸基が修飾されたヌクレオチドの例としては、ホスホロチオエート、5’-N-ホスホロアミダイト、ホスホロセレネート、ボラノリン酸、ボラノリン酸エステル、水素ホスホネート、ホスホルアミダート、ホスホロジアミダート、アルキル若しくはアリールホスホネート、ホスホトリエステル、架橋ホスホルアミダート、架橋ホスホロチオエート又は架橋メチレン-ホスホネートなどが挙げられる。)
 以下の説明における、本発明のオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド鎖、2本鎖オリゴヌクレオチド、2本鎖オリゴヌクレオチド鎖、及び2本鎖DNAは、上記定義のヌクレオチドである。
 本発明において、特に限定なくヌクレオチドと記載する場合は、天然のヌクレオチドを意味する。天然のヌクレオチドは、当業者に周知の用語であり、本質的に天然に存在するヌクレオチドであれば特に限定されない。一つの態様として、本発明における天然のヌクレオチドは、前記(A)に記載のヌクレオチドである。
 (核酸アナログ)
 核酸アナログとは当業者に周知の用語であり、本発明における核酸アナログの構造は、本発明の効果を有する限り限定はされない。
 一つの態様として、核酸アナログとは、前記(B)乃至(H)の態様の化合物である。
 一つの態様として、本発明における核酸アナログとは、核酸モノマーにおけるリン酸相当部位と水酸基相当部位とを有する化合物である。核酸アナログは、より好ましくはリン酸部位と水酸基とを有する化合物である。
 一つの態様として、本発明における核酸アナログとは、核酸合成機においてモノマーとして利用可能な化合物である。当業者には周知であるが、核酸合成機では、核酸アナログのリン酸(または相当部位)をホスホロアミダイト化し、水酸基(またはその相当部位)を保護基で保護したモノマーとして利用することで、核酸オリゴマーを合成することができる。
 また、核酸アナログにおける、リン酸部位(または相当部位)および水酸基(または相当部位)以外の部分構造は、核酸アナログ残基ということができる。核酸アナログ残基の構造は、本発明の効果を有する限り限定されないが、ここで参照として天然の核酸(デオキシアデノシン、チミジン、デオキシシチジン、デオキシグアノシン)のそれぞれの構造の特徴を確認すると、分子量が322(チミジン一リン酸)から347(デオキシグアノシン一リン酸)程度であり、かつ核酸鎖を構成する3‘位の水酸基酸素原子から5’位のリン原子の間の原子数(酸素原子およびリン原子を含む。以下残基間原子数とも呼ぶ)が6つであることが挙げられる。また、核酸合成機に利用可能な核酸アナログとして、以下が知られている。
Amino C6 dT      分子量:476、残基原子数:6
mdC(TEG-Amino)    分子量:526、残基原子数:6
Uni-Link(商標登録)Amino Modifier 分子量:227、残基原子数:6
(文献ヌクレイック アシッド リサーチ、1992年、20巻、6253-6259頁参照)
d-Spacer 分子量:198、残基原子数:6 
トリエチレングリコールリン酸エステル(Spacer9) 分子量:230、残基原子数:11
参考として各核酸アナログの構造を以下に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 したがって、一つの態様として、核酸アナログは、以下を特徴とする化合物(B1)である。
(B11)リン酸(または相当部位)および水酸基(またはその相当部位)を有する。
(B12)炭素、水素、酸素、窒素、リン又は硫黄により構成される。
(B13)分子量が142から1500である。
(B14)残基間原子数が5~30である。
(B15)残基間の原子の結合様式は、全て単結合であるか、または1乃至2つの二重結合を含み残りは単結合である。
 一つの態様として、核酸アナログは、以下を特徴とする化合物(B2)である。
(B21)リン酸および水酸基を有する。
(B22)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される。
(B23)分子量が142から1000である。
(B24)残基間原子数が5~20である。
(B25)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である。
 一つの態様として、核酸アナログは、以下を特徴とする化合物(B3)である。
(B31)リン酸および水酸基を有する。
(B32)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される。
(B33)分子量が142から700である。
(B34)残基間原子数が5~12である。
(B35)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である。
 一つの態様として、核酸アナログは、以下の化合物(B41)、(B42)、(B43)、(B44)、(B5)、(B51)、または(B52)である。
(B41)d-Spacer
(B42)Amino C6 dT
(B43)mdC(TEG-Amino)
(B44)Uni-Link(商標登録)Amino Modifier
(B5)ポリアルキレングリコールリン酸エステル
(B51)ジエチレングリコールリン酸エステルまたはトリエチレングリコールリン酸エステル
(B52)トリエチレングリコールリン酸エステル
 本発明でオリゴヌクレオチド及びオリゴヌクレオチド鎖とは、5’末端と3’末端、及び5’末端と3’末端の間の内部位置に1個以上のヌクレオチドを有するヌクレオチドの重合体を意味する。
 互いに相補的な塩基配列とは、核酸の2本のオリゴヌクレオチドの間で、アデニンとチミン(又はウラシル)、又はグアニンとシトシンという決まった組みを作り、水素結合でつながるいわゆる相補的塩基対を形成することができるヌクレオチドの配列を意味する。相補的塩基対の形成はハイブリダイズとも呼ばれる。
 なお、相補的塩基対は、一般に「ワトソン・クリック型塩基対」「天然型塩基対」と呼ばれる概念である。ただし、塩基対はワトソン・クリック型であっても、フーグスティーン型塩基対、もしくは他の水素結合モチーフ(例えば、ジアミノプリンとT、5-メチルCとG、2―チオチミンとA、6-ヒドロキシプリンとC、プソイドイソシトシンとG)形成による塩基対などであっても良い。2本のオリゴヌクレオチドが2本鎖を組みうる配列であり、本発明の目的に利用できる限りで、「互いに相補的な塩基配列」の配列に制限はなく、2つの配列の相同性にも制限はない。相同性は、より好ましい順に、99%以上、98%以上、95%以上、90%以上、85%以上、80%以上、70%以上、60%以上又は50%以上であることが好ましい。
 繰り返しになるが、本発明でハイブリダイズするとは、互いに相補的な塩基配列を含むオリゴヌクレオチド又はオリゴヌクレオチド鎖同士で2本鎖を形成させる行為、及び相補的な配列を含むオリゴヌクレオチド又はオリゴヌクレオチド鎖同士が二重鎖を形成する現象を意味する。
 本発明で二重鎖とは、2つの核酸鎖が相補的塩基対を形成している(ハイブリダイズしている)状態のことを意味する。2つの核酸鎖は、2本の核酸鎖に由来するものでも良く、1本の核酸鎖分子内の2つの核酸配列に由来するものでも良い。
 本発明で2本鎖オリゴヌクレオチド及び2本鎖オリゴヌクレオチド鎖とは、2つ以上の異なるオリゴヌクレオチド鎖がハイブリダイズすることで形成される二次構造体を意味する。2つのオリゴヌクレオチドの鎖長は異なっていてもよく、ハイブリダイズされない領域を有していてもよい。
 なお、2本鎖がハイブリダイズしている領域は、二重鎖である。
 本発明で2本鎖DNAとは、2つの異なるDNA鎖がハイブリダイズすることで形成される二次構造体を意味する。それぞれのDNA鎖の鎖長は異なっていてもよく、ハイブリダイズされない領域を有していてもよい。DNA鎖は天然に存在するデオキシリボヌクレオチドに限定されず、DNAポリメラーゼにより増幅可能なオリゴヌクレオチド鎖全般を意味する。
 本発明で「二重鎖を形成する」とは、例えば4~40℃の温度、水性溶媒、pH4~10のような、オリゴヌクレオチドを取り扱うにあたって標準的な条件において二重鎖を形成すればよい。例えば、特定の溶媒、条件によって二重鎖を形成しない場合があっても、当該核酸が標準的な条件において二重鎖を形成するのであれば、当該核酸は二重鎖を形成する核酸である。
 本発明でTm値とは、DNA分子の半数が、相補鎖とアニールするときの温度をいう。
 本発明で平滑末端とは、2本鎖オリゴヌクレオチドの末端が、どちらもが突き出ることなく対になっていることを意味する。
 本発明で突出末端とは、2本鎖オリゴヌクレオチドの末端のうち、一方の鎖が突出部を有していることを意味する。突出末端の突出部は、任意の長さであることができるが、好ましくは、1~50塩基、より好ましくは1~30塩基、さらに好ましくは1~15塩基、最も好ましくは、2~6塩基の長さである。特定の態様では、前記突出部は、粘着末端のライゲーションを実施する際のハイブリダイズ領域として使用することが可能である。
 PCRとは、ポリメラーゼ連鎖反応を意味する。PCRは、オリゴヌクレオチド鎖の増幅手段であり、当業者に周知の技術である。PCRのプロセスの概略を説明すると、PCRでは、(1)増幅対象の2本鎖オリゴヌクレオチド鎖を加熱処理などにより2つの1本鎖に解離させ、(2)酵素反応に適した温度に調整したのち、反応系中に存在させている酵素(DNAポリメラーゼなど)により、それぞれの1本鎖に相補的な鎖を合成する。すなわち、1つの2本鎖オリゴヌクレオチドを2つに増幅することができる。PCRでは、(1)と(2)のプロセスを温度調整により繰り返すことで、高い効率でオリゴヌクレオチド鎖を増幅することができる。
 本発明でプライマーとは、鋳型となるオリゴヌクレオチド鎖にアニールし、鋳型依存的にポリメラーゼにより伸長され得るオリゴヌクレオチドを意味する。
 本発明でPCR用のプライマー配列とは、オリゴヌクレオチド鎖中にあって、プライマーがアニールする部分の配列を意味し、当該分野で公知であるようなPCRに適した配列であることが好ましく、オリゴヌクレオチド鎖の末端に存在することが好ましい。
 本発明でニックとは、2本鎖オリゴヌクレオチド鎖において、ヌクレオチド間結合が欠如しており、オリゴヌクレオチド鎖が断裂している部分を意味する。この欠如部の5’側は、リン酸基を有していても、リン酸基を有していなくても良い。
 本発明でギャップとは、2本鎖オリゴヌクレオチド鎖において、1つ以上連続したヌクレオチドが欠失しており、オリゴヌクレオチド鎖が乖離している部分を意味する。欠失部の5’側に、リン酸基を有していても、リン酸基を有していなくても良い。
 本発明でヘアピン鎖とは、相補的な2本の核酸鎖がつながった1本鎖構造であり、ヘアピン鎖やヘアピン鎖DELの特徴は前記のとおりである。本発明で用いられる「ヘアピン部位」、「ヘアピン構造」、「ヘアピン型」という用語は、前述の「ヘアピン鎖」と同概念のヘアピンに由来する用語として理解される。
 本発明で核酸連結反応及びライゲーションとは、核酸の末端どうしを連結する反応を意味する。
 酵素による核酸連結反応及び酵素的ライゲーションとは、酵素を用いて核酸の末端どうしを連結する反応を意味する。
 核酸連結反応に用いることができる酵素は、例えば、DNAリガーゼ、RNAリガーゼ、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、又はトポイソメラーゼである。
 一つの態様として、DNAリガーゼは、DNA鎖の末端同士をリン酸ジエステル結合でつなぐ酵素である。一つの態様として、DNAリガーゼは、EC番号:6.5.1.1又は6.5.1.2に属するリガーゼとして理解される。DNAリガーゼは、ポリデオキシリボヌクレオチドシンターゼ又はポリヌクレオチドリガーゼなどとも呼ばれる。DNAリガーゼの例としては、DNAリガーゼI、II、III、IVやT4DNAリガーゼなどが挙げられる。
 一つの態様として、RNAリガーゼは、RNA鎖の末端同士をリン酸ジエステル結合でつなぐ酵素である。一つの態様として、RNAリガーゼは、EC番号:6.5.1.3に属するリガーゼとして理解される。また、一つの態様としてRNAリガーゼは、ポリ(リボヌクレオチド):ポリ(リボヌクレオチド)リガーゼの系統に属す。RNAリガーゼは、ポリリボヌクレオチドシンターゼ又はポリリボヌクレオチドリガーゼとも呼ばれる。
 本発明で化学的ライゲーションとは、核酸の末端どうしを、酵素を用いずに結合する反応を意味する。
 化学的ライゲーションにおいては、化学反応の対となる官能基を有する核酸の末端どうしが反応することで連結部が形成される。化学反応の対となる官能基は、例えば、置換されていてもよいアルキニル基と置換されていてもよいアジド基との対、4π電子系を有する置換されていてもよいジエン(例えば、置換されていてもよい1,3-不飽和化合物、例えば、置換されていてもよい1,3-ブタジエン、1-メトキシ-3-トリメチルシリルオキシ-1,3-ブタジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン又はフランが挙げられる。)と2π電子系を有する置換されていてもよいジエノフィル又は置換されていてもよいヘテロジエノフィル(例えば、置換されていてもよいアルケニル基又は置換されていてもよいアルキニル基が挙げられる。)との対、置換されてもよいアミノ基とカルボン酸基の対、ホスホロチオエート基とヨード基 (例えば、3’末端のホスホロチオエート基と5’末端のヨード基が挙げられる。)との対又はリン酸基とヒドロキシ基の対(例えば、5’末端のリン酸基と3’末端のヒドロキシ基の対又は5’末端のヒドロキシ基と3’末端のリン酸基の対が挙げられる。)である。
 化学的ライゲーションは、当業者に周知の概念であり、当業者は技術常識に基づき適宜、化学的ライゲーションを達成できる。上記のほか、アーティフィシアル・DNA;PNA&XNA、2014年、5巻、e27896、キャレント・オピニオン・イン・ケミカル・バイオロジー、2015年、26巻、80-88頁なども参照される。
 本発明で「選択的に切断可能」とは、ある化合物において、化合物のその他の分子構造に変化を与えることなく、所定の条件で特定の部位のみ選択的に切断できることを意味する。
 本発明で「選択的に切断可能な部位」とは、ある化合物において、所定の条件で選択的に切断できる部位を意味する。
 一つの態様として、本発明における「選択的に切断可能な部位」の好ましい構造は、「選択的に切断可能な核酸」である。当該部位は、複数の核酸により構成され特定の配列が奏功して切断される部位でもよく、単一の核酸による部位でも良い。切断可能な部位が核酸である場合、(1)核酸合成機などの確立された製造方法を利用することができ製造効率が良いこと、(2)DELのビルディングブロック構築の反応条件は、DNAタグ部分の核酸が分解しないことが必須であるため、切断可能な部位が核酸であればやはり分解しないこと、などの観点で好ましい。
 前記「選択的に切断可能な核酸」のより好ましい構造は、DELのDNAタグの配列に含まれないヌクレオチドを含む核酸である。切断可能な部位が、DNAタグの配列に含まれないヌクレオチドであれば、DNAタグ部分の切断を避けるために、DNAタグの配列を限定することなく利用可能となる。
 DNAタグの配列に使用する核酸としては、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、及びデオキシシチジンが好ましい。したがって、選択的に切断可能な部位の好ましい構造は、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、及びデオキシシチジンのいずれでもない核酸である。
 「選択的に切断可能な部位」の例として、「切断可能な塩基を有するヌクレオチド」が挙げられる。例えば、DEL中の「切断可能な塩基を有するヌクレオチド」は、DNAグリコシラーゼの作用によって、塩基部と糖部の間のN-グリコシド結合が切断され、脱塩基部位を残す。脱塩基部位に隣接するホスホジエステル結合は、化学的条件変化(例えば温度上昇、塩基性加水分解など)、又は脱プリン/脱ピリミジン(AP)エンドヌクレアーゼ活性やAPリアーゼ活性を有する酵素(例えば、エンドヌクレアーゼIII、エンドヌクレアーゼIV、エンドヌクレアーゼV、エンドヌクレアーゼVI、エンドヌクレアーゼVII、エンドヌクレアーゼVIII、APE1(ヒト由来APエンドヌクレアーゼ)、Fpg(ホルムアミドピリジン-DNAグリコシラーゼ)など)によって切断され、1塩基分のギャップ、あるいはニックを形成する。
 「切断可能な塩基を有するヌクレオチド」の例としては、デオキシウリジン、ブロモデオキシウリジン、デオキシイノシン、8-ヒドロキシデオキシグアノシン、3-メチル-2’-デオキシアデノシン、N6-エテノ-2’-デオキシアデノシン、7-メチル-2’-デオキシグアノシン、2’-デオキシキサントシン、5,6-ジヒドロキシデオキシチミジンなどが挙げられる。他の切断可能な塩基を有するヌクレオチドは、当業者にとって明白である。これらの「切断可能な塩基を有するヌクレオチド」をDEL中に組み込み、その構造を特異的に認識するDNAグリコシラーゼを用いることでDELは選択的に脱塩基される。
 本発明でDNAグリコシラーゼとは、グリコシラーゼ活性を有する任意の酵素であって、オリゴヌクレオチド中の任意の核酸塩基部を認識し、その塩基部と糖部の間のN-グリコシド結合を切断し、脱塩基部位を作成する酵素である。例えば、ウラシルDNAグリコシラーゼ(デオキシウリジンを認識)、アルキルアデニンDNAグリコシラーゼ(3-メチル-2’-デオキシアデノシン、7-メチル-2’-デオキシグアノシン、及びデオキシイノシンを認識)、Fpg(8-ヒドロキシデオキシグアノシンを認識)、エンドヌクレアーゼVIII(5,6-ジヒドロキシデオキシチミジンやウラシルグリコールなどの分解されたピリミジン塩基を認識)、SUMG1(1本鎖選択的ウラシルDNAグリコシラーゼの略称、デオキシウリジンを認識)などが挙げられる。
 本発明で「選択的に切断可能な部位」のより好ましい例として、デオキシイノシン、デオキシウリジンが挙げられる。
 本発明で「選択的に切断可能な部位」の特に好ましい例として、デオキシウリジンが挙げられる。
 一つの態様として、本発明における「選択的に切断可能な部位」は、好ましくは酵素を用いて切断される。酵素は一般的に基質特異性が高く、DELのDNAタグ部分、及び複数のビルディングブロックにより構築された化合物部分を基質として認識せず、「選択的に切断可能な部位」のみを認識して作用させられるため、好ましい。また、前記酵素を用いた切断は、「選択的に切断可能な部位」を酵素により構造変化させたのちに、化学的条件を変化させることで達成されても良い。該酵素の例としては、グリコシラーゼ、及びヌクレアーゼが挙げられる。
 本発明でグリコシラーゼとは、グリコシド結合(糖分子と別の有機化合物とが脱水縮合して形成する共有結合)を加水分解する機能を有する酵素である。そのなかでもDNAグリコシラーゼは、前述したように、オリゴヌクレオチド中の核酸塩基部を認識し、そのグリコシド結合を加水分解する酵素である。
 本発明でヌクレアーゼとは、核酸の糖とリン酸の間のホスホジエステル結合を加水分解する機能を有する酵素である。ヌクレアーゼには、例えば、APエンドヌクレアーゼ、ニッキングエンドヌクレアーゼ、リボヌクレアーゼが含まれる。
 APエンドヌクレアーゼは、前述したように、任意のDNAグリコシラーゼの作用によって生成した脱塩基部位に隣接するホスホジエステル結合を切断する。したがって、本発明において、DNAグリコシラーゼとAPエンドヌクレアーゼを併用することが好ましい。
 ニッキングエンドヌクレアーゼ(例えば、Nb.BbvCI、Nb.BsmI、Nb.BsrDIなど)は、特定のDNA配列を認識し、2本鎖のうち一方の鎖だけホスホジエステル結合が切断されたニックを生じさせる。また、エンドヌクレアーゼVは、デオキシイノシンから3’方向に2番目のホスホジエステル結合が切断されたニックを生じさせることが可能であり、本発明の実施において有用である。
 リボヌクレアーゼはRNAを分解する酵素である。本発明においては、リボヌクレオシドを「選択的に切断可能な部位」として用い、リボヌクレアーゼを作用させることで利用が可能である。リボヌクレアーゼの一種であるRNaseHIIは、DNA配列中に組み込まれたリボヌクレオチドの5’側のホスホジエステル結合が切断されたニックを生じさせることが可能であり、本発明の実施において有用である。
 本発明でUSER(登録商標)とは、「Uracil-Specific Excision Reagent」 Enzymeを意味する。USERは、ウラシルDNAグリコシラーゼ(UDG)とエンドヌクレアーゼVIIIとを含むウラシルを除去するエンドヌクレアーゼカクテルである。USERは、2本鎖DNA中のウラシルを除去して1塩基のギャップを生じ、DNA鎖を切断する。USERによるプロセスでは、まずUDGがウラシル塩基を除去して脱塩基部位をつくる。続いてエンドヌクレアーゼがホスホジエステル結合を分解して塩基が無いデオキシリボースを遊離して1塩基分のギャップをつくる。
 本明細書の説明における、USER(登録商標)酵素、及びUSER(登録商標)Enzymeは上記定義のUSER(登録商標)である。
 本発明でエキソヌクレアーゼとは、核酸の5’末端もしくは3’末端から逐次的にホスホジエステル結合を加水分解する機能を有する酵素である。エキソヌクレアーゼには、例えば、ラムダエキソヌクレアーゼ、エキソヌクレアーゼIII、T7エキソヌクレアーゼが含まれる。
 ラムダエキソヌクレアーゼは、2本鎖DNAのうち、5’末端がリン酸化されているDNAを分解する酵素である。本発明では、2本鎖DELを1本鎖DELに変換する場面において有用である。
 本発明でビルディングブロックとは、官能基を有し、化合物の一部を構成することができる部分であり、化合物の形態であってもよい。
 本発明でそれぞれのビルディングブロックを同定することができる塩基配列とは、それぞれのビルディングブロックの構造に対応するように設計された特定の塩基配列を意味する。配列を設計するとは、例えば、ビルディングブロック構造Aには核酸塩基配列AAAを、構造Bには核酸塩基配列TTTを、構造Cには核酸塩基配列CGCというように、構造ごとに核酸塩基配列を割り当てることを意味する。配列は、本発明の目的が達せられる限りにおいて自由に設計することができる。例えば、任意の数の塩基配列を1つのビルディングブロックに割り当てることができる。
 本発明でオリゴヌクレオチドタグとは、ビルディングブロックにより構築される部分構造の構造を同定することができる塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを含む部分構造である。本発明でオリゴヌクレオチドタグとは、各ビルディングブロックに対応するオリゴヌクレオチドであっても良く、複数のビルディングブロックに対応するオリゴヌクレオチドを含む、より長鎖のオリゴヌクレオチドであっても良い。
 本発明のオリゴヌクレオチドタグを構成するヌクレオチドは、本発明の効果を達成する限り制限されないが、PCRによる増幅やシーケンサーによる解析の容易さという観点において、これらの操作に適応したヌクレオチドであることが望ましい。このような好ましいヌクレオチドの例としては、塩基部として前記した天然の核酸塩基を有し、糖部として前記したリボース又は2’-デオキシリボースを有するヌクレオチドが挙げられ、より好ましい例としてはデオキシアデノシン、チミジン、デオキシシチジン又はデオキシグアノシンが挙げられる。
(ヘッドピース)
 本発明でヘッドピースとは、DELなどの化合物ライブラリ製造のための出発化合物を意味する。本発明のヘッドピースの構造は、本発明の目的を達成する限り限定を受けないが、最も典型的な態様として、ビルディングブロックが連結され得る少なくとも1つの部位と、オリゴヌクレオチドタグが連結され得る少なくとも1つの部位とを有し、さらに少なくとも一つの選択的に切断可能な部位を構造中に含む。
 後述のとおり、DNAタグは好ましくは2本鎖オリゴヌクレオチド鎖であり、オリゴヌクレオチドタグが連結され得る部位は、好ましくは2つである。
 一つの態様として、ヘッドピースは下記の模式図で示される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 一つの態様として、ヘッドピースは、化学的に安定であることが望ましい。
 また、一つの態様として、ヘッドピースは、DNAタグとビルディングブロックとを適切な空間に配置できる構造であることが好ましい。
 一つの態様として、ヘッドピースは、適度なフレキシビリティーを有することが好ましい。
 ここで、さらに適度な空間配置やフレキシビリティー(ヘッドピースの構造特性)について説明する。なお、ここで説明するヘッドピースの構造特性は、ヘッドピース単体で達成されてもよく、ヘッドピースと2官能性スペーサーを結合させることで達成されてもよい。
 一つの態様として、好ましいヘッドピースの構造特性は、ビルディングブロックの形成反応をヘッドピースやDNAタグが阻害しない、逆に、DNAタグの伸長反応をヘッドピースやビルディングブロックが阻害しないような構造特性である。
 一つの態様として、好ましいヘッドピースの構造特性は、ビルディングブロック化合物(ライブラリ化合物)とターゲット(標的タンパク質など)との相互作用に対し、ヘッドピースやDNAタグ部分が影響を与えないような構造特性である。
 一つの態様として、好ましいヘッドピースの構造特性は、DNAタグとビルディングブロック部位を、反対側(たとえば90度以上反対側)に配向するような構造特性である。
 一つの態様として、好ましいヘッドピースの構造特性は、ヘッドピースのループ部位とビルディングブロックとを、有機化合物の骨格換算で数原子から十数原子分隔てるような構造特性である。
 一つの態様として、ヘッドピースは、DNAタグ部分、ビルディングブロック部分と適度な親和性を有することが好ましい。適度な親和性とは、例えば、本発明を実施するために、所望の条件で結合を形成し、維持し、切断できるような化学的反応性および安定性を意味する。
 なお、本発明において、2官能性スペーサーとは、ビルディングブロック部位とヘッドピースとの結合を可能にする少なくとも2つの反応基を有するスペーサー部分を意味する。
 本発明の説明において、「ヘッドピース」、「ヘッドピース化合物」、「ヘッドピースのための化合物」という用語は、同概念の化合物を示す用語である。
 本発明の説明において、「ヘッドピースとして用いる化合物」は、使用の観点からすると「化合物のヘッドピースとしての使用」と本質的に同様に理解することができ、方法の観点からすると「化合物をヘッドピースとして用いる方法」と本質的に同様に理解することができる。化合物ライブラリについても同様である。
 以下、好ましいヘッドピースの構造を説明するが、ヘッドピースの構造は本発明の効果を達成する限りにおいて限定はされない。
 一つの態様として、ヘッドピースは、
(D)ビルディングブロックと直接連結するか、または2官能性スペーサーを介して間接的に連結し得る少なくとも1つの部位を有する反応性官能基、
(L)反応性官能基から伸長するリンカー、
(E)オリゴヌクレオチドタグの一方の鎖と連結され得る1つの結合部位を有する第1のオリゴヌクレオチド鎖、
(F)オリゴヌクレオチドタグのもう一方の鎖と連結され得る1つの結合部位を有する第2のオリゴヌクレオチド鎖、および
(LP)前記リンカーと2つのオリゴヌクレオチド鎖に結合するループ部位、
により構成され、
E、F、又はLPの少なくともいずれか1つの部位に、少なくとも1つの選択的に切断可能な部位を有する。
 一つの態様として、ヘッドピースは次の式(I)で示される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

(式中、EおよびFは、それぞれ独立して
ヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
ただし、EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
LPは、ループ部位であり、
Lは、リンカーであり、
Dは、反応性官能基である。)
で表される化合物であり、
E、F、又はLPの少なくともいずれか1つの部位に、少なくとも1つの選択的に切断可能な部位を有する化合物。
 なお、本発明において、ループ部位のうち、リンカーと結合する部位の部分構造のことを連結部位または(LS)と呼ぶことがある。
 また、本発明においてE-LP-Fを合わせてヘアピン部位と呼ぶことがある。
 (第1および第2のオリゴヌクレオチド鎖)
 以下に、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)および第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)の好ましい態様について説明する。
 第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)と第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)は、ループ部位(LP)を介して分子内で二重鎖を形成し、ヘッドピースがヘアピン構造を形成することが好ましい。分子内での二重鎖の形成に好ましい鎖長とは3塩基以上であり、より好ましくは4塩基以上であり、さらに好ましくは6塩基以上である。
 EおよびFの鎖長は、一つの態様としてそれぞれ3乃至40である。
 EおよびFの鎖長は、一つの態様としてそれぞれ4乃至40である。
 EおよびFの鎖長は、一つの態様としてそれぞれ6乃至25である。
 オリゴヌクレオチドタグが連結される部位は、酵素的ライゲーション、又は化学的ライゲーションに適した構造であることが好ましい。一つの態様として、ヘッドピースとオリゴヌクレオチドタグとの連結は、酵素を用いた2本鎖ライゲーションにより実施される。その場合、第1および第2のオリゴヌクレオチド鎖はライゲーションのための突出末端を形成することが好ましい。前記該突出末端の鎖長は、好ましくは2塩基以上であり、より好ましくは2乃至10塩基であり、さらに好ましくは2乃至5塩基である。したがって、第1および第2のオリゴヌクレオチド鎖の一方は、もう一方の鎖よりも突出末端の鎖長分長いことが好ましい。また、DNAリガーゼによるライゲーションのためには、第1および第2のオリゴヌクレオチド鎖のうち、ヘッドピースの5‘末端を有している鎖の5‘末端はリン酸化されていることが好ましい。
 また、第1および第2のオリゴヌクレオチド鎖はPCRのためのプライマー結合配列の一部又は全部を含んでいても良い。プライマー結合配列として適切な鎖長は17乃至25塩基である。
 (リンカー)
 以下に、リンカー(L)の好ましい態様について説明する。
 リンカーは、前記のとおり、反応性官能基から伸長し、連結部位と結合する部位である。典型的には、リンカーは以下の態様に由来する2価の基(-L-)である。
 一つの態様として、リンカーは、以下の態様(L1)である。
(L1)置換基を有しても良く、1~3個のヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、又は(2)置換基を有してもよいC6~14芳香族炭化水素。
 その他の態様として、Lは、以下の態様(L2)、(L3)、(L4)又は(L5)である。
 (L2)
 置換基を有しても良いC1~6脂肪族炭化水素、1若しくは2個の酸素原子で置き換えられても良いC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基を有しても良いC6~10芳香族炭化水素。
 (L3)
 置換基群ST1で置換可能なC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基群ST1で置換可能なベンゼン。ここで、置換基群ST1は、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子により構成される群である。ただし、置換基群ST1が脂肪族炭化水素に置換する場合、置換基群ST1からアルキル基は選択されない。
 (L4)
 C1~6アルキル、又は無置換であるか1つまたは2つのC1~3アルキル基若しくはC1~3アルコキシ基で置換されたベンゼン。
 (L5)
 C1~6アルキル。
 (反応性官能基)
 以下に、反応性官能基(D)の好ましい態様について説明する。
 反応性官能基は、前記のとおり、ビルディングブロックと直接連結するか、または2官能性スペーサーを介して間接的に連結し得る少なくとも1つの部位を有し、リンカー基と結合する部位である。典型的には、反応性官能基は、ヘッドピースにおいて一価の基(D-)となり、DELにおいては前記(D-)に基づく「反応性官能基由来の2価の基」(-D-)となる。
 たとえば、Dがアミノ基の場合、(D-)の具体的構造は(R-HN-)である(Rは以下に説明される置換基)。例えば、活性化カルボキシ基、反応性スルホニル基、又はイソシアネート基と反応し、それぞれアミド結合、スルホンアミド結合、又はウレア結合を形成する。その際(-D-)の具体的構造は(-NR-)となる。
 Rは、本発明の効果を達成する限り限定されないが、以下の(D1)~(D5)の態様において、Rは、好ましくは、(1)水素原子、または(2)無置換であるかまたはC1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子からなる置換基群より単独もしくは異なって選択される1~3個の置換基で置換されたC1~6アルキル基、である。
 Rは、より好ましくは、水素原子またはC1~3アルキル基であり、さらに好ましくは水素原子である。
 また、たとえば、(D-)が、脱離基(X-)を有するメチレン基である場合、(D-)の具体的構造は(X-CH-)であり、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、又はチオール基といった求核試薬と反応し、炭素―窒素結合、炭素―酸素結合、又は炭素―硫黄結合を形成する。その際、(-D-)の具体的構造は(-CH-)となる。また、たとえば、(D-)が、アルデヒド基である場合、(D-)の具体的構造は(HOC-)である。アルデヒド基は、例えばアミノ基との還元的アミノ化反応により、炭素―窒素結合を形成し、その際(-D-)は-CH-となり、例えばリンイリド基との反応により炭素―炭素二重結合を形成し、その際(-D-)は-CH=となり、例えばα-ジアゾホスホネート基と反応により炭素―炭素三重結合を形成し、その際(-D-)は-C≡となる。
 一つの態様として、部位(D-)は、以下の態様(D1)である。
 (D1)
 C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合を構成しうる官能基。
(字義どおりであるが、この場合、(-D-)は、C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合となる。)
 その他の態様として、(D-)は、以下の態様(D2)、(D3)、(D4)又は(D5)である。
 (D2)
 脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボニル基の前駆体、チオール基、またはアルデヒド基。
 なお、この場合、(-D-)は、-(C1炭化水素)-、-NR-、-O-、-(C=O)-、-S-、-CH-、-CH=、又は-C≡、などとなりうる。
 (D3)
 ハロゲン原子を有するC1炭化水素、スルホン酸系脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン化カルボキシ基、チオール基、又はアルデヒド基。
 なお、この場合、(-D-)は、-(C1炭化水素)-、-NR-、-O-、-(C=O)-、-S-、-CH-、-CH=、又は-C≡、などとなりうる。
 (D4)
 -CHCl、-CHBr、-CHOSOCH、-CHOSOCF、アミノ基、水酸基、又はカルボキシ基。
 なお、この場合、(-D-)は、それぞれ、-CH-、-NR-、-O-、又は-(C=O)-となる。
 (D5)
 第一級アミノ基。
 なお、この場合、(-D-)は、-NH-となる。
 以下に、ループ部位(LP)の好ましい態様について説明する。
 ループ部位(LP)は、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)と第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)が分子内で二重鎖を形成し、ヘッドピースがヘアピン構造を形成可能なように設計されることが好ましい。すなわち、ループ部位(LP)は、ループ構造が熱力学的に安定となる鎖長、及び結合の柔軟性を有していることが好ましい。
 したがって、一つの態様として、ループ部位(LP)は以下である。
LPが、
(LP1)p-LS-(LP2)qで表されるループ部位であり、
LSは、以下の(A)ないし(C)に記載される化合物群から選ばれる部分構造であり、
(A)ヌクレオチド
(B)核酸アナログ
(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基
LP1は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってp個選ばれる各部分構造であり、
(1)ヌクレオチド
(2)核酸アナログ
LP2は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってq個選ばれる各部分構造であり、
(1)ヌクレオチド
(2)核酸アナログ
pとqの総数が0~40である。
 ループ部位のさらに好ましい態様は、前記説明のとおりである。
 以下、さらにループ部位の構造について補足する。
 ここで、ヌクレオチドは前記説明の天然ヌクレオチドであり、核酸アナログは前記説明のとおりである。
 ここで、LP1は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってp個選ばれる各部分構造であり、LP2は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってq個選ばれる各部分構造である。
(1)ヌクレオチド
(2)核酸アナログ
 単独もしくは異なってp個選ばれるとは、例えば、pが4である場合、LP1はAATG、ATCG、TC(d-Spacer)GあるいはA(d-Spacer)(d-Spacer)Cといったように、(1)と(2)に記載の化合物群より単独もしくは異なって選ぶことができる。LP2も同様である。
 また、ループ部位は、PCRのためのプライマー結合配列の一部または全部を含んでいても良い。
(LSについて)
 一つの態様として、LSは(A)ヌクレオチドまたは(B)核酸アナログである。
 LSが(A)ヌクレオチドまたは(B)核酸アナログの場合、ループ部位は、核酸オリゴマーとなる。本発明の核酸オリゴマーとは、ヌクレオチドまたは核酸アナログをモノマーとして連結させたオリゴマーである。オリゴマーは、鎖状化合物ともいうことができる。
 したがって、本発明の核酸オリゴマーとは、オリゴヌクレオチド鎖、核酸アナログ鎖、またはヌクレオチドと核酸アナログの混合鎖のいずれかである。
 LSが(A)ヌクレオチドまたは(B)核酸アナログの場合、ループ部位は核酸オリゴマーとなる。その場合、ヘッドピースは核酸合成機で製造できることになり、実務上、顕著に好ましい。
 LSが(A)ヌクレオチドまたは(B)核酸アナログの場合、ヘッドピースの製造においては、一つの態様として、リンカー部位(L)および反応性官能基部位(D)が、LSと結合した核酸合成用モノマーを調製し、そののち核酸オリゴマーを合成することができる。
 そのような核酸合成モノマーの例としては、前述のAmino C6 dT、mdC(TEG-Amino)、Uni-Link(商標登録)Amino Modifierなどが挙げられる。
 この態様の場合、たとえば当該モノマーであるmdC(TEG-Amino)の構造のうち、ヌクレオチド部分が連結部位(LS)に相当し、塩基から伸長する側鎖部分がリンカー部位(L)および反応性官能基部位(D)に相当する。
 調製において、反応性官能基(D)は保護基で保護されていても良い。
 その場合、一つの態様として、核酸アナログは、以下の化合物(B6)である。
(B6)ヌクレオチドの塩基部に、前記(-L-D)が結合した化合物。
 一つの態様として、核酸アナログは、以下の化合物(B61)、(B62)、(B63)、(B64)または(B65)である。
(B61)(-L-D)が(-L1-D1)である(B6)
(B62)(-L-D)が(-L2-D2)である(B6)。
(B63)(-L-D)が(-L3-D3)である(B6)。
(B64)(-L-D)が(-L4-D4)である(B6)。
(B65)(-D)が(-D5)である(B61)~(B64)のいずれかに記載の化合物。
 LSが(A)ヌクレオチドまたは(B)核酸アナログの場合、ヘッドピースの製造においては、一つの態様として、先に核酸オリゴマーを合成し、そののち前記リンカー部位(L)および反応性官能基部位(D)を結合させることができる。
 その場合において、リンカー部位が結合する相手の「特定の核酸アナログ」を、連結部位(LS)としてヘアピン部位(核酸アナログオリゴマー)の中に入れておくことが好ましい。当該「特定の核酸アナログ」の例としては、前述のAmino C6 dT、mdC(TEG-Amino)、Uni-Link(商標登録)Amino Modifierを挙げることができる。
 この態様の場合、たとえばmdC(TEG-Amino)自体が連結部位(LS)に相当し、塩基側鎖から、さらに結合する付加部位が、リンカー部位(L)および反応性官能基部位(D)に相当する。
(pとqについて)
 前述のとおり、前記ループ部位の鎖長は、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)と第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)が分子内で二重鎖を形成し、ヘッドピースがヘアピン構造を形成する鎖長であることが好ましい。
一つの態様として、pとqの総数は1~40である。
一つの態様として、pとqの総数は2~20である。
一つの態様として、pとqの総数は2~10である。
一つの態様として、pとqの総数は2~7である。
 一つの態様として、本発明のループ部位は、
(A)ヌクレオチド
および以下の核酸アナログ(B41)、(B42)、(B43)、(B44)または(B52)により構成される。
(B41)d-Spacer 
(B42)Amino C6 dT
(B43)mdC(TEG-Amino)
(B44)Uni-Link(商標登録)Amino Modifier
(B52)トリエチレングリコールリン酸エステル
 一つの態様として、LSはB42、B43またはB44が好ましい。
 また一つの態様として、LP1およびLP2は、A、B41またはB52が好ましい。
 一つの態様として、ループ部位は、以下の(X1)乃至(X9)記載の配列による核酸オリゴマーである。
(X1)A-B41-B42-B41-A
(X2)A-B41-B43-B41-A
(X3)A-B41-B44-B41-A
(X4)B41-B41-B42-B41-B41
(X5)B41-B41-B43-B41-B41
(X6)B41-B41-B44-B41-B41
(X7)B52-B42-B52
(X8)B52-B43-B52
(X9)A52-A44-A52
 前記のヘッドピースにおいて、切断可能な部位の数は、好ましくは5つ以内であり、1乃至2つがより好ましい。
 前記のヘッドピースにおいて、切断可能な部位が2つ以上の場合、少なくとも1つの切断可能な部位は、第1のオリゴヌクレオチド鎖中にあるか、第1のオリゴヌクレオチド鎖とリンカー結合部位との間にあり、かつ少なくとも1つの切断可能な部位は、第2のオリゴヌクレオチド鎖中にあるか、第2のオリゴヌクレオチド鎖とリンカー結合部位との間にあることが好ましい。
 一つの態様として、前記のヘッドピースにおいて、切断可能な部位の位置は、ループ部位と、第1のオリゴヌクレオチド鎖もしくは第2のオリゴヌクレオチド鎖との結合部分を起点として、好ましくは20塩基以内であり、より好ましくは10塩基以内であり、さらに好ましくは3塩基以内である。
 一つの側面として、本発明は、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法における適切な条件を提供する。
 一つの態様として、前記のヘッドピースにおいて、切断可能な部位の位置は、ループ部位と、第1のオリゴヌクレオチド鎖もしくは第2のオリゴヌクレオチド鎖との結合部分を起点として、3‘方向に存在し、好ましくは20塩基以内であり、より好ましくは10塩基以内であり、さらに好ましくは3塩基以内であり、最も好ましくは1塩基以内である。
 念のための説明であるが、「選択的に切断可能な部位」の好ましい態様と、例えばE、F又はLPなどの好ましい態様は、それぞれ別の概念である。すなわち、「選択的に切断可能な部位」の位置が、Eに含まれた場合であっても、Eの好ましい態様が、「選択的に切断可能な部位」に適用されるわけではない。
 一つの態様として、本発明のDELを構成する化合物は次の式(II)で示される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

(式中、
XおよびYは、オリゴヌクレオチド鎖であり、
EおよびFは、それぞれ独立して
ヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
ただし、EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
LPは、ループ部位であり、
Lは、リンカーであり、
Dは、反応性官能基由来の2価の基であり、
Spは、結合又は2官能性スペーサーであり、
Anは、少なくとも1つのビルディングブロックにより構成される部分構造である。)
で表される化合物であり、
XとYは、少なくとも一部で二重鎖を形成しうる配列を有し、
Xは5‘末端でEに結合し、
Yは3‘末端でFに結合し、
E、F、又はLPの少なくともいずれか1つの部位に、少なくとも1つの選択的に切断可能な部位を有する化合物。
 一つの態様として、前述の式(II)で示される化合物におけるE、F、LP、LおよびDの好ましい態様は、前述の式(I)に関し説明したE、F、LP、LおよびDの好ましい態様と同様である。
 X、Y、Sp、およびAnの好ましい態様は別途説明される。
 (2官能性スペーサー)
 前記のとおり、2官能性スペーサーは、化合物ライブラリの部分構造Anとヘッドピースとの結合を可能にする少なくとも2つの反応基を有するスペーサー部分である。一つの態様として、2官能性スペーサーはSpD-SpL-SpXである。
 SpXは、ヘッドピースの反応性官能基と共有結合を形成する反応基である。
 SpDは、化合物ライブラリの部分構造Anと共有結合を形成する反応基である。
 SpLは、化学的に不活性なスペーシング部分である。
 なお、反応性官能基(D)と同様に、反応基(SpX)は、2官能性スペーサー単体(ヘッドピースと結合させる前の試薬の状態)において一価の基(-SpX)となり、DEL(ヘッドピースと結合した状態)においては前記(-SpX)に基づく「反応基由来の2価の基」(-SpX-)となる。
 また同様に、反応基(SpD)は、Anと結合させる前の状態において一価の基(SpD-)となり、DEL(Anと結合した状態)においては前記(SpD-)に基づく「反応基由来の2価の基」(-SpD-)となる。
 SpXの好ましい態様は、アミノ、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、又はスルホンアミド結合を形成する反応性基である。一つの態様として、SpXはヘッドピースの反応性官能基がアミノ基であった場合に適した反応性基である、以下の(SpX1)、(SpX2)または(SpX3)の構造である。
 (SpX1):カルボキシ基、ハロゲン化カルボキシ基、アルデヒド基、またはハロゲン化スルホニル基
 (SpX2):カルボキシ基、またはハロゲン化スルホニル基
 (SpX3):カルボキシ基
 SpDの好ましい態様は、前述のDと同じである。
 一つの態様として、SpDは前述の(D1)、(D2)、(D3)、(D4)または(D5)である。
 SpLの好ましい態様は、下記の態様である。
 一つの態様として、SpLは前述の(L1)、(L2)、(L3)、(L4)又は(L5)である。
 一つの態様として、SpLは以下の(SpL1)、(SpL2)または(SpL3)である。
 (SpL1)ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、任意にヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、ペプチド、オリゴヌクレオチド、またはこれらの組み合わせ。
 (SpL2)ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、C1~10脂肪族炭化水素、またはペプチド
 (SpL3)ポリエチレングリコール、またはポリエチレン
 一つの態様として、2官能性スペーサーは、以下のとおりである。
 (Sp1):(D4)-(SpL1)-(SpX1)
 (Sp2):(D4)-(SpL2)-(SpX2)
 (Sp3):(D4)-(SpL3)-(SpX3)
 (Sp4):(D5)-(SpL1)-(SpX1)
 (Sp5):(D5)-(SpL2)-(SpX2)
 (Sp6):(D5)-(SpL3)-(SpX3)
 一つの態様として、DELを構成する化合物の(Sp-D-L)部分は、以下の(SpDL1)、(SpDL2)、(SpDL3)(SpDL4)、(SpDL5)、(SpDL6)、(SpDL7)、(SpDL8)、(SpDL9)、または(SpDL10)のように構成される。
 (SpDL1):(D4)-(L1)
 (SpDL2):(D5)-(L1)
 (SpDL3):(D4)-(L2)
 (SpDL4):(D5)-(L2)
 (SpDL5):(Sp1)-(D5)-(L5)
 (SpDL6):(Sp2)-(D5)-(L5)
 (SpDL7):(Sp3)-(D5)-(L5)
 (SpDL8):(Sp4)-(D5)-(L5)
 (SpDL9):(Sp5)-(D5)-(L5)
 (SpDL10):(Sp6)-(D5)-(L5)
 なお、(SpDL1)、(SpDL2)、(SpDL3)、(SpDL4)において、Spは結合を意味する。
 本発明の実施において、ヘッドピースは核酸合成装置で合成できると有利である。当該実施においては、前述のとおり、一つの態様として、リンカー部位(L)および反応性官能基部位(D)が、LSと結合した核酸合成用モノマーを調製し、そののち核酸オリゴマーを合成することができる。そのような核酸合成モノマーの例としては、前述のAmino C6 dT、mdC(TEG-Amino)、Uni-Link(商標登録)Amino Modifierなどが挙げられる。
 一方、上記のような市販の核酸合成モノマーまたは核酸合成機で使用可能な核酸アナログを用いた場合、リンカー部位の長さが制限される可能性がある。そのような場合、一つの態様として、適切な2官能性スペーサーを導入することで、ヘッドピースとAnの距離を調整することが可能となり、発明の実施において有利となる。
 本発明の説明において、「C1~C6のアルキル基」や「C1~6アルキル基」のような用語における「C1~C6の」や「C1~6」とは炭素数が1乃至6個であることを意味する。同様にm、nが整数の場合に、「Cm~Cnの」や「Cm~n」との記載があった場合、当該記載は炭素数がm~n個であることを意味する。したがって「C1~C6のアルキル基」や「C1~6アルキル基」とは炭素数が1乃至6個であるアルキル基を、「C1~C6のアルキレン」や「C1~6アルキレン」とは炭素数が1乃至6個であるアルキレンを意味する。
 本発明で「C1~6アルキル」とは、炭素原子数が1ないし6個である直鎖または分岐鎖状のアルキル基を意味する。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。
 本発明で「C1~3アルキル」とは、炭素原子数が1ないし3個である直鎖または分岐鎖状のアルキル基を意味する。具体例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルである。
 本発明で「C1~6アルコキシ」とは、炭素原子数が1ないし6個である直鎖または分岐鎖状のアルコキシを意味する。具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert-ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシなどが挙げられる。
 本発明で「C1~3アルコキシ」とは、炭素原子数が1ないし3個である直鎖または分岐鎖状のアルコキシを意味する。具体例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシである。
 本発明で「炭化水素」とは、炭素原子および水素原子のみから構成される鎖状、分岐鎖状または環状の飽和または不飽和の化合物を意味する。
 本発明で「脂肪族炭化水素」とは、炭化水素のうち、非芳香族のものを意味する。「脂肪族炭化水素」は、鎖状、分岐鎖状または環状であっても良く、また飽和または不飽和であって良い。構造の具体例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル若しくはシクロアルケニル、又はこれらの組合せによる構造が挙げられる。
 本発明で「C1~20脂肪族炭化水素」とは、炭素原子数が1ないし20個である脂肪族炭化水素を意味する。
 本発明で「C1~10脂肪族炭化水素」とは、炭素原子数が1ないし10個である脂肪族炭化水素を意味する。
 本発明で「C1~6脂肪族炭化水素」とは、炭素原子数が1ないし6個である脂肪族炭化水素を意味する。
 本発明で「芳香族炭化水素」とは、炭化水素のうち、芳香族のものを意味する。
 本発明で「C6~14芳香族炭化水素」とは、炭素原子数が6ないし14個である芳香族炭化水素を意味する。具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンが挙げられる。
 本発明で「C6~10芳香族炭化水素」とは、炭素原子数が6ないし10個である芳香族炭化水素を意味する。具体例は、ベンゼン又はナフタレンである。
 本発明の芳香族複素環は、環構造内にヘテロ原子として、窒素、酸素及び硫黄からなる群より単独又は異なって選ばれる元素を有する芳香族の複素環である。
 一つの態様として、芳香族複素環は、炭素原子を1~9個有する「C1~9芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C1~9芳香族複素環」は、5~10員の芳香族複素環」である。
 一つの態様として、芳香族複素環は、炭素原子を1~5個有する「C1~5芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C1~5芳香族複素環」は、5~6員の芳香族複素環」である。
 一つの態様として、芳香族複素環は、炭素原子を2~9個有する「C2~9芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C2~9芳香族複素環」は、5~10員の芳香族複素環」である。
 一つの態様として、芳香族複素環は、炭素原子を2~5個有する「C2~5芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C2~5芳香族複素環」は、5~6員の芳香族複素環」である。
 本発明の含窒素芳香族複素環は、環構造内にヘテロ原子として、窒素を有する芳香族の複素環である。
 一つの態様として、含窒素芳香族複素環は、炭素原子を1~5個有する「C1~5含窒素芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C1~5含窒素芳香族複素環」は、5~6員の芳香族複素環」である。
 一つの態様として、含窒素芳香族複素環は、炭素原子を2~5個有する「C2~5含窒素芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C2~5含窒素芳香族複素環」は、5~6員の芳香族複素環」である。
 本発明の非芳香族複素環は、環構造内にヘテロ原子として、窒素、酸素及び硫黄からなる群より単独又は異なって選ばれる元素を有する非芳香族の複素環である。
 非芳香族複素環は部分不飽和結合を含んでも良い。
 一つの態様として、非芳香族複素環は、炭素原子を2~9個有する「C2~9非芳香族複素環」であり、一つの態様として、「C2~9非芳香族複素環」は、5~10員の非芳香族複素環」である。
 本発明で「C1~14の3価の基」とは、炭素原子数が1ないし14個である化合物に由来する3価の基を意味する。本発明の効果を達成する限り、構造は限定されない。
 本発明で「ヘテロ原子で置き換えられても良い」との記載があった場合、ヘテロ原子とは、炭素および水素以外の原子を意味する。
 当該ヘテロ原子は、好ましくは、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、リン原子、又は硫黄原子であり、より好ましくは、酸素原子、窒素原子又は硫黄原子である。
 したがって、例えば炭化水素の例としてプロピル(-CH-CH-CH)を挙げると、「ヘテロ原子で置き換えられても良いプロピル」とは、アルキル中のメチレン(-CH-)が、酸素に置き換えられたエーテル((-CH-O-CH)若しくは(-O-CH-CH))や、窒素に置き換えられたアミン((-CH-NH-CH)若しくは(-NH-CH-CH))などの構造を含有する概念である。
 本発明で「置換基を有しても良い」との記載があった場合、その置換基は、本発明の目的を達成するかぎり限定されない。
 当該置換基は、好ましくは、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、オキソ基若しくはハロゲン原子である。
 当該置換基は、より好ましくは、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子若しくは塩素原子である。
 本発明でポリペプチド及びペプチドとは、アミノ酸がつながって形成される化合物又は部分構造を意味する。アミノ酸とは、アミノ基とカルボキシ基の両方の官能基を持つ有機化合物の総称である。本発明のポリペプチド及びペプチドを構成するアミノ酸は、特に限定されず修飾アミノ酸などを含む。生命科学分野における一般的な用法にしたがい、本発明ではプロリン(イミノ酸に分類される)もアミノ酸に含める。本発明のポリペプチド及びペプチドを構成するアミノ酸は、好ましくはαアミノ酸であり、より好ましくは「タンパク質を構成するアミノ酸」である。 
 本発明の、ハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
 C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、及びスルホニル結合とは、各々の名称により理解される化学構造を有する化学結合である。当業者は、例えば、エーテル結合は一般に“-O-”で表現されうる結合であり、カルボニル結合は一般に“-C(=O)-”で表現されうる結合であることを理解する。アミノ、アミド及びウレア結合は、窒素原子上に水素原子又はその他の置換基を有するが、本発明の効果を有する限り窒素原子上の構造は限定されない。前記窒素原子上の置換基は、好ましくはC1~6アルキル基又は水素原子であり、より好ましくは水素原子である。また、言及するまでもないが、C-C結合とは炭素―炭素結合を意味する。C-C結合には単結合、二重結合、及び三重結合が含まれる。一つの態様として、本発明の製造方法の工程a及び/又はcでは、上記11種から適宜選択される結合が構築される。これら11種の結合は、有機化学における特に基本的な結合様式であり、それらを構築するための反応も当業者に周知である。したがって本発明の化合物ライブラリの部分構造Anを設計・構築するにあたり、当業者であれば、これら11種の結合を適宜組みわせて用いることができる。
 H、B、C、N、O、Si、P、S、F、Cl、Br及びIからなる元素群より単独又は異なって選ばれる元素により構成される有機化合物とは、前記12種の元素の結合により構築される有機化合物である。
 一つの態様として、本発明の化合物ライブラリの部分構造Anは、上記12種の元素により構築される。これら12種の元素は、有機化合物における特に基本的な元素であり、それらを構築するための反応も当業者に周知である。したがって本発明の化合物ライブラリの部分構造Anを設計・構築するにあたり、当業者であれば、これら12種の元素を適宜組みあわせて用いることができる。
 アリール基、非芳香族シクリル基、ヘテロアリール基及び非芳香族ヘテロシクリル基からなる置換基群より単独又は異なって選ばれる置換基を有する低分子有機化合物とは、各々の名称により理解される化学構造を有する低分子有機化合物である。低分子化合物は、当業者に周知の概念であり、本発明における低分子化合物の好ましい分子量の例は、別途言及される。
 本発明のアリール基は、好ましくはC6~10アリール基であり、より好ましくはフェニル基である。
 本発明の非芳香族シクリル基は、好ましくは、5員から8員の非芳香族シクリル基であり、より好ましくは5員又は6員の非芳香族シクリル基である。当該非芳香族シクリル基は部分不飽和結合を含んでも良い。
 本発明のヘテロアリール基及び非芳香族ヘテロシクリル基は、環構造内にヘテロ原子として、窒素、酸素及び硫黄からなる群より単独又は異なって選ばれる元素を有する基である。本発明のヘテロアリール基、非芳香族ヘテロシクリル基は、好ましくは、5員から8員の基であり、より好ましくは5員又は6員の基であり、非芳香族ヘテロシクリル基は部分不飽和結合を含んでも良い。
 一つの態様として、本発明の化合物ライブラリの部分構造Anは、上記4種の基を有する。これら4種の基は、有機化合物における特に基本的な部分構造であり、それらを化合物中に構築するための反応も当業者に周知である。したがって本発明の化合物ライブラリの部分構造Anを設計・構築するにあたり、当業者であれば、これら4種の基を適宜組みわせて用いることができる。
 前記の好ましい態様、すなわち、11種の結合、12種の元素、及び/又は4種の基で構築される化合物ライブラリは、特に核心的な価値を有する。したがって、これらの好ましい態様を外して構築した化合物ライブラリは、一般的には用途が限定され、多くの場合に商業的価値も限定されたものになることを、当業者は理解するであろう。
 Anの合成履歴とは、Anが合成されるまでに行われた操作全般の記録を意味し、とくに、Anが合成されるまでに使用されたビルディングブロックの構造とその順序を意味する。例えば、2つ以上の別個の反応容器にて、それぞれ異なるビルディングブロックの使用、及び/又は異なる反応条件により反応が実行される場合に、反応の前、もしくは後に、あらかじめ決めておいた配列のオリゴヌクレオチド鎖を、それぞれの反応容器中の生成物に連結させることで、合成履歴がオリゴヌクレオチドの配列情報として付与される。このような操作をAnが構築されるまでの間、繰り返し行うことで、Anの合成履歴を有するBnのオリゴヌクレオチドが構築される。
 スプリット・アンド・プール合成とは、ゲイセンらがコンビナトリアル化学の創成期に固相合成法を利用したペプチドライブラリのコンビナトリアル化学的な構築法として開発した合成法である。スプリット・アンド・プール合成は、スプリット・ミックス法などとも呼ばれる。
 上記経緯に従い、固相合成法を利用したペプチドライブラリの合成を例に説明すると、スプリット・アンド・プール合成では、ペプチド増端の段階ごとに、アミノ酸をペプチド結合させた固相担体からサンプルを切り出すことなく、一旦N種の担体を混合均一化させた後に等分して次のN種のアミノ酸を増端させる。
 すなわち担体ごとに1種類のペプチド鎖が生成することになり、各段階で天然アミノ酸20種全てを適用すれば特定の長さのペプチドについて全ての組み合わせ可能なペプチドライブラリを構築することになる。
 このペプチドライブラリは抗原提示や受容体結合でスクリーニングするのであれば、ELISA法などを利用すれば固相担体上のペプチドを利用してアッセイを実施できる。つまり担体から試料のペプチドを切り出す必要は無く、アッセイに反応した担体粒子を拾い上げる(たとえは光学顕微鏡で0.1mmほどの蛍光標識された担体粒子を拾い上げる)。そしてその粒子のペプチドを機器分析装置(ペプチドアナライザー等)で目的のペプチド配列を決定したり、他のコンビナトリアル化学的同定方法(例えばタグ法)などで間接的にスクリーニングの候補となったペプチド配列を決定したりすることができる。
 さらに本発明の製造方法において、mが2のときにv種類、mが3の場合にw種類の構造を、スプリット・アンド・プール合成で合成する場合を例として説明する。なお、本説明では、工程を(c)(d)の順で繰り返す。
(m=2)
 m=2のステップは、A1-Sp-C-B1に対し、工程(c)でα2を、工程(d)でβ2をそれぞれ付加し、A2-Sp-C-B2を製造する。
 ここで、v種類の構造のα2(α2(a-v))とそれに対応するv種類のβ2(β2(a-v))を準備し、各構造について工程(c)(d)をそれぞれ行うと、v種類のA2-Sp-C-B2(A2(a)-Sp-C-B2(a)、A2(b)-Sp-C-B2(b)...A2(v)-Sp-C-B2(v):すなわちA2(a-v)-Sp-C-B2(a-v))が得られる。スプリット・アンド・プール合成では、v種類のA2-Sp-C-B2を混合したのち、w個に分割する。分割とは、最も具体的にはw個の反応容器に小分けすることを意味する。
(m=3)
 m=3のステップは、A2-Sp-C-B2に対し、工程(c)でα3を、工程(d)でβ3をそれぞれ付加し、A3-Sp-C-B3を製造する。
 ここで、w種類の構造のα3(α3(a-w))と、それに対するw種類のβ3(β2(a-w))を用意し、w個の(A2(a-v)-Sp-C-B2(a-v)混合物)に対し、それぞれ工程(c)(d)を実施する。すると、n=2と3のステップを通じ、(v+w)回の合成で、(v×w)種類のA3-Sp-C-B3が効率よく合成できることになる。
(生物評価)
 得られたw個の生成物を混合すると、(v×w)種類のA3-Sp-C-B3化合物ライブラリの混合物が得られる。例えば、この混合物に対し薬物受容体の結合試験を行えば、(v×w)種類の化合物のスクリーニングを1回で行えることとなる。薬物受容体に結合しなかった化合物を洗い流すことで、結合した化合物のみを単離することができる。本発明のようなDELでは、単離したA3-Sp-C-B3化合物のDNAを配列解読可能な量にまで増幅し、その配列情報によりA3の構造が把握できることとなる。
 なお、化合物ライブラリ、ビルディングブロック、スプリット・アンド・プールなどは、コンビナトリアル化学などの分野で当業者に周知に用語であり、以下の文献等を参考に適時行うことができる。
(1)高橋孝志、土井隆行「コンビナトリアルケミストリー」、有機合成化学協会誌、2002年、 60巻、426-433頁
(2)コンビナトリアルケミストリー研究会編、「コンビナトリアルケミストリー」、化学同人
 DNAコード化ライブラリ(又はDEL)とは、DNA、もしくはDNAと実質的に同等の機能を有するオリゴヌクレオチドによって標識された化合物(DNAコード化化合物)の群からなる化合物ライブラリである。上記に記載したようなスプリット・アンド・プール合成によって、標識DNAには各化合物の構造、もしくは合成履歴が配列情報として付与される。このような特性から、DNAコード化ライブラリは10~1020種の化合物の混合物の形態で、スクリーニングし、取得された化合物に含まれるDNA配列を当技術分野で知られる手法(例えば、次世代シーケンサーの使用及び/又はマイクロアレイの使用)によって同定することにより、化合物の構造を同定することが可能となる。前記スクリーニングの手法の一つの態様として、タンパク質などの標的をDNAコード化ライブラリと接触させ、標的と結合した化合物を選別するという手法が選択されうる。
 「生物学的標的」とは当業者に周知の用語であるが、一つの態様として、本発明において、「生物学的標的」とは、医農薬に代表される薬剤等の開発において標的となりうる生物学的な物質群のことであり、例えば酵素(たとえば、キナーゼ、ホスファターゼ、メチラーゼ、デメチラーゼ、プロテアーゼ、およびDNA修復酵素)、タンパク質:タンパク質相互作用に関係するタンパク質(たとえば、受容体のリガンド)、受容体標的(たとえば、GPCR)、イオンチャンネル、細胞、細菌、ウイルス、寄生虫、DNA、RNA、プリオン、または糖質が含まれる。
 「生物活性評価」とは当業者に周知の用語であるが、一つの態様として、本発明において、「生物活性評価」とは、化合物の有する生物活性(例えば、生物学的標的との結合能、酵素活性の阻害機能、酵素活性の促進機能など)の有無、又は強弱を評価することである。生物活性評価の具体例として、前述の特許文献2および3、非特許文献1~6なども参照できる。
 「機能性評価」とは当業者に周知の用語であるが、一つの態様として、本発明において、「機能性評価」とは、化合物の有する特定の機能(例えば、結合能、生物活性、発光特性など)の有無、又は強弱を評価することである。
 本発明は、切断可能な部位を有するDNA鎖を用いることで、DEL、及びDELの製造方法に関して、いくつかの利点を有する複数の手法を提供する。様式1乃至7を以下に詳細に記述する。
様式1
 本発明は、前記の「切断可能な部位を有するヘアピン型のヘッドピース」を用いたDELを提供する。
 図1で例示されるように、様式1では、切断可能な部位をDNA鎖中に含む第1のオリゴヌクレオチド鎖、ループ部位および第2のオリゴヌクレオチド鎖を含むヘッドピースを出発原料とし、ビルディングブロックの結合と、該ビルディングブロックに対応するオリゴヌクレオチドタグの2本鎖ライゲーションとを繰り返し(図1では3回)、さらに所望によりプライマー領域を含むオリゴヌクレオチドタグの2本鎖ライゲーションをすることによって、DELの製造が達成される。
 図2で例示されるように、様式1では、切断可能な部位をヘッドピースの第1のオリゴヌクレオチド鎖中に含むDELに対し、酵素などの切断手段を用いて切断可能な部位を切断し、ループ部位で結合されていない2本鎖オリゴヌクレオチドへと誘導することで、高い効率でPCRを行うことができる。
 (様式2について)
 図3で例示されるように、「切断可能な部位を有するヘアピン型のヘッドピース」を用いたDELでは、切断可能な部位が第2のオリゴヌクレオチド鎖に存在しても良い。様式2の特徴は、切断可能な部位以外には、様式1と同様である。
 (様式3について)
 図4で例示されるように、「切断可能な部位を有するヘアピン型のヘッドピース」を用いたDELでは、切断可能な部位が、第1と第2の双方のオリゴヌクレオチド鎖に存在しても良い。本態様では、ループ部位が双方のオリゴヌクレオチド鎖から切断されることで、PCR効率がさらに向上することが期待される。
 (様式4について)
 図5で例示されるように、本発明では、切断可能な部位が、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)と第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)の双方に存在しても良く、さらに切断可能な部位の構造は異なっていても良い。そのような場合、2つの(またはそれ以上の)切断可能な部位の特性の差を利用し、切断部位を制御することができる。
 たとえば、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)での切断可能な部位としてデオキシウリジンを、第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)での切断可能な部位としてデオキシイノシンを用いても良い。
 この場合USER酵素を用いると、第1のオリゴヌクレオチド鎖(E)のデオキシウリジンを選択的に切断できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

 一方、アルキルアデニンDNAグリコシラーゼとエンドヌクレアーゼVIIIを用いると、第2のオリゴヌクレオチド鎖(F)において、デオキシイノシンを起点とする切断部位を選択的に切断できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

 このように、切断部位を所望に応じ選択することで、より幅広いDELの修飾が可能となり、その後の評価もより幅広い手法が適応可能となる。
が期待できる。
 (様式5について)
 図6で例示されるように、本発明では、切断可能な部位を、DNAタグ部分(例えばオリゴヌクレオチド鎖(Y))に有することもできる。DNAタグの末端近くに切断可能な部位を設け、所望に応じて当該部位を切断することで、新たな突出末端を生成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

 当該突出末端は粘着末端として利用して、所望の核酸配列、例えばUMIs(特定分子識別配列)などをライゲートすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030

 生物評価ののち、選抜されたDEL化合物に対し、上記のようにUMIs領域を付与し、DNAシーケンシングすることで、PCRによる増幅バイアスが減少した解析が可能となる。
 このように、本発明では、核酸配列に選択的に切断可能な部位を有することで、DEL化合物の製造や使用の局面で、従来にない性能を付与することができる。
 ここでUMIs(特定分子識別配列)とは、あるサンプル中に含まれるDNAに付与することで、DNA分子一つ一つに個別のDNA配列を与える分子識別子である(文献ネイチャー メソッド、2012年、9巻、72-74頁参照)。このような分子識別子をPCR増幅前に付与することで、サンプル中の特定配列を有するDNA分子数を定量する際、PCR重複(同一分子由来配列)の識別が可能となり、PCR増幅バイアスを減少させた定量が可能となる。
(様式6について)
 図7で例示されるように、本発明では、切断可能な部位と、修飾基や機能性分子を組み合わせて使用することでき、例えば、ヘアピン鎖DNAを1本鎖DNAに変換したDELを調製することが可能である。
図7に従い、E部分に切断可能な部位を有するヘッドピースを用いたDEL化合物を例に挙げる。
(ステップA)合成されたDEL化合物に対し、3‘末端に固相担持除去可能な修飾基(例えばビオチン)を有する2本鎖オリゴヌクレオチド鎖をライゲートする。
(ステップB)切断可能な部位を切断する。
(ステップC)修飾基の機能に応じた処理を加える。例えばビオチンの場合、ビオチン親和性を有するストレプトアビジンビーズなどを用い、ビオチンが結合したオリゴヌクレオチド鎖を選択的に系中から除去する。それにより、1本鎖DNAを有するDELを取得することが可能である。
 ここで機能性分子とは、特定の化学的、又は生物学的機能(例えば、溶解性、光反応性、基質特異的反応性、標的タンパク分解誘導特性)を有する分子のことであり、DELに付与することで、機能に応じたDELの評価や精製が可能となる。
 ここでビオチンとは、アビジンと結合するビオチン類全般を意味し、ビタミンBだけでなく、例えばデスチオビオチンをも含む。
 一つの側面として、本発明は、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法における適切な条件を提供する。
 ヘアピン鎖DNAを1本鎖DNAに変換したDELを調製する別の方法として、次のエキソヌクレアーゼを用いた方法も挙げられる。
 (ステップA)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型を、例えばUSER(登録商標)Enzymeなどの、切断反応後に切断部位の5‘末端がリン酸化された状態で切断される酵素を用いて、切断する。
 (ステップB)例えば、ラムダエキソヌクレアーゼによる処理によって、5‘末端がリン酸化されている一方のオリゴヌクレオチド鎖を分解し除去する。それにより、1本鎖DNAを有するDEL(1本鎖DEL)を取得する。
 上記で取得される1本鎖DELは、好ましくは、オリゴヌクレオチド鎖の3‘方向にライブラリ分子を有する1本鎖DELである。該1本鎖DELは、5‘末端にクロスリンカーを有するクロスリンカー修飾プライマーを用いて、プライマー伸長反応の実施が可能である。本手法により、クロスリンカーが、コード配列を有するオリゴヌクレオチドと、共有結合を介して連結されている「クロスリンカー修飾2本鎖DEL」を容易に合成可能となる。 
 上記の3‘方向にライブラリ分子を有する1本鎖DELを取得する場合、原料となるヘアピン型DELの「選択的に切断可能な部位」は、ライブラリ分子が結合している部位より3‘方向に存在している。
 図8で例示されるように、1本鎖DNAを有するDELは、所望の機能部位を有する修飾オリゴヌクレオチド(例えば光反応性クロスリンカーなどのクロスリンカー修飾DNAや、光反応性クロスリンカーなどのクロスリンカー修飾プライマー)と2本鎖を形成させることで、新たな機能を付与することが可能となる。
 さらに、クロスリンカー修飾プライマーを用いた場合は、任意で付与したプライマーを伸長し、クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物に誘導しても良い。そのようなクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物は、スクリーニング後に、生物学的標的とコード配列との間に共有結合が形成されるため、本発明において有用である。
(様式7について)
 図9で例示されるように、本発明では、切断可能な部位を利用し、クロスリンカーを導入することができる。
 図9に従い、E部分に切断可能な部位を有するヘッドピースを用いたDEL化合物を例に挙げる。
(ステップA)合成されたDEL化合物に対し、切断可能な部位を切断する。
(ステップB)所望の機能部位を有する修飾プライマー(例えば光反応性クロスリンカーなどのクロスリンカー修飾プライマー)を付与する。
(ステップC)付与したプライマーを伸長し、クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物を合成する。
 DEL評価の場面において、クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物は、ビルディングブロック化合物(ライブラリ低分子化合物)が標的タンパクに結合する際、さらにクロスリンカーを標的タンパクに結合させることができ、検出感度を顕著に向上させることができる(非特許文献7、11など参照)。非常に多数のライブラリ化合物を評価するDEL技術の実務上、ライブラリ化合物のアフィニティーを増強し、検出感度を向上させることは、非常に有用である。
 本発明は、斬新で高効率なクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物の製造法を提供するものであり、非常に有用である。
 一つの側面として、本発明は、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法における適切な条件を提供する。
  一つの態様として、クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物は、クロスリンカーが、コード配列を有するオリゴヌクレオチドと、共有結合を介して連結されていることが好ましい。このような「クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物」は、スクリーニング後に、標的とコード配列との間に共有結合が形成され、非特異な結合剤の除去などのために、従来よりも強い分離や溶出条件にも耐性があり、非常に有用である。
 (クロスリンカー)
 一つの態様として、本発明において、「クロスリンカー」とは、タンパク質や核酸分子などの生物学的標的との反応により、共有結合形成可能な反応性を有する反応性基を意味する。例えば、Thermo Scientific Crosslinking Technical Handbookに掲載のようなクロスリンカーが知られている。
 本発明で用いられるクロスリンカーは、好ましくは、アジド基、ジアジリン基、スルホニルフルオリド基、ジアゾ基、シンナモイル基、またはアクリレート基を少なくとも一つ含む反応性基であり、より好ましくは、アジド基、ジアジリン基、またはスルホニルフルオリド基を少なくとも一つ含む反応性基である。
 一つの態様として、本発明において、「クロスリンカーを有する」、及び「クロスリンカー修飾」とは、クロスリンカーを含む部分構造を置換基として有することを意味する。
 一つの好ましい態様として、「クロスリンカー修飾2本鎖DEL」、「クロスリンカー修飾DNA」、及び「クロスリンカー修飾プライマー」は、それぞれ「2本鎖DEL」、「DNA」、及び「プライマー」の5‘末端にクロスリンカーが直接結合するか、2官能性スペーサーを介して結合している。
 その際、クロスリンカーは、次の式(AA)~(AE)または(BA)もしくは(BB
)のいずれかの構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032

(式中、*は「2本鎖DEL」、「DNA」、又は「プライマー」の5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
 一つの好ましい態様として、本発明で用いられるクロスリンカーは、光反応性クロスリンカーである。本発明で、光反応性クロスリンカーとは、光照射により反応活性の高い反応性基(例えば、ナイトレン、及びカルベン)に変化し、近傍の生物学的標的と共有結合を形成する反応性基を意味する。例えば、アジド基、及びジアジリン基が知られており、前記の式(AA)~(AE)の構造が知られている。
 また、一つの好ましい態様として、本発明で用いられるクロスリンカーは、スルホニルフルオリド基を少なくとも一つ含む反応性基である。スルホニルフルオリド基は、例えば、生物学的標的タンパク中のセリン、トレオニン、チロシン、リジン、システイン、及びヒスチジンなどの残基と反応し、共有結合を形成する。例えば、前記の式(BA)~(BB)の構造が知られている。
 本発明において、クロスリンカーと生物学的標的との架橋反応は、生物学的標的の望みの高次構造が大きく変化しない温度範囲で実施されることが好ましい。好ましい温度は、例えば、4~40℃の範囲である。
 (クロスリンカーの2官能性スペーサー)
 前記のとおり、2官能性スペーサーは、化合物ライブラリの部分構造Anとヘッドピースとの結合を可能にする少なくとも2つの反応基を有するスペーサー部分である。
 さらに本発明において、2官能性スペーサーは、クロスリンカーと「2本鎖DEL」、「DNA」、もしくは「プライマー」との結合を可能にする2つの反応基を有するスペーサー部分である。この態様の2官能性スペーサーを「クロスリンカーの2官能性スペーサー」と呼ぶことがある。対照として、前述の化合物ライブラリに結合する2官能性スペーサーを「化合物ライブラリの2官能性スペーサー」と呼ぶことがある。
 一つの態様として、「クロスリンカーの2官能性スペーサー」の好ましい様態は、前述の「化合物ライブラリの2官能性スペーサー」における好ましい態様と同じである。
 また、一つの態様として、「クロスリンカーの2官能性スペーサー」は、スクリーニング時に、化合物ライブラリが生物学的標的と結合した際、クロスリンカーを生物学的標的と反応させるために適した分子鎖長であることが好ましく、「化合物ライブラリの2官能性スペーサー」と同等の分子鎖長であることが好ましい。
 (コード配列)
 本発明において、「コード配列」とは、DELに含まれるオリゴヌクレオチドの配列のうち、ライブラリ分子の構造を同定可能な配列を有するオリゴヌクレオチドの配列部分である。
 「クロスリンカー修飾のための反応基」とは、後述のクロスリンカーユニットと反応しうる反応基であれば、特に制限されない。
 一つの態様として、「クロスリンカー修飾のための反応基」は、クロスリンカーと反応性選択性をもつ反応基である。クロスリンカーと反応選択性をもつことで、クロスリンカーが先に反応して構造変換を受けてしまうなど、クロスリンカーが適用できない反応条件を本発明に適用できるようになる。すなわち、クロスリンカー修飾のための反応基を有するユニットを本発明のプロセスに導入し、クロスリンカーが適用できない反応条件を本発明のプロセスに用い、そののちクロスリンカーユニットと反応させることで、本発明に必要なクロスリンカーを、本発明のクロスリンカー修飾DELに導入することができる。
 一つの態様として、「クロスリンカー修飾のための反応基」および「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」は、結合反応における高い親和性をもつ一対の反応基である。この対をそれぞれ有する2つの化合物が結合する場合、たとえ化合物中にさまざまな他の官能基があったとしても、高い選択性をもって当該対が優先的に反応し結合を形成する。
 上記の対の例として、クリック反応における官能基の対が挙げられる。
 「クリック反応」は、当業者に周知の概念である。(H. C. Kolb, M. G. Finn & K. B. Sharpless : Angew. Chem. Int. Ed., 40, 2004(2001)などを参照)
 「クリック反応」は一つの態様として次のとおりに理解される。
 「クリック反応」は、少なくとも以下の特徴、(1)官能基の直交性を呈すること(すなわち、官能性部分は、他の反応性部位と反応することなく、その官能性部分に相補的な反応性部位だけと反応する)、および(2)得られた結合が不可逆的であること(すなわち、反応物が反応して生成物を形成すると、反応物への生成物の分解が困難になる)、またはある場合には、得られた結合が可逆的であり得ること(すなわち、適切な条件下では、反応物に戻る)を有する反応を指す。任意選択的に、「クリック」ケミストリーは、以下の特徴、(1)立体特異性、(2)厳密な精製、雰囲気制御等を伴わない反応条件、(3)容易に利用可能な出発材料および試薬、(4)無害な溶媒を利用できることまたは溶媒を全く利用せずに済むこと、(5)晶出または蒸留によって生成物が単離されること、(6)生理的安定性、(7)熱力学的駆動力が大きいこと(例えば、10~20kcal/mol)、(8)単一の反応生成物、ならびに(9)高い化学的収率(例えば、50%超)であること、の一つまたは複数をさらに有することができる。
 一つの態様として、「クロスリンカー修飾のための反応基」および「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」は、好ましくはクリック反応のための反応基であり、より好ましくは、アルキニル基、アルケニル基、アジド基またはテトラジニル基であり、さらに好ましくは式(CA)~(CL)のいずれかである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 ここで、「クロスリンカー修飾のための反応基」と「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」の対としては、好ましくは、アルキニル基に対するアジド基、アルケニル基に対するテトラジニル基が挙げられる。これらの対は、いわゆるボルトとナットの関係であり、相互に交換可能である。例えば、「クロスリンカー修飾のための反応基」にアルキニル基を用いた場合、「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」としてアジド基を用いることができる。それらの選択は当業者に周知である。
 「クロスリンカー修飾のための反応基」と「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」の好ましい例としては、前記の(CA)と(CH)、(CB)と(CH)、(CC)と(CH)、(CE)と(CI)、(CE)と(CJ)、(CE)と(CK)、(CE)と(CL)、(CF)と(CI)、(CF)と(CJ)、(CF)と(CK)、(CF)と(CL)、(CG)と(CI)、(CG)と(CJ)、(CG)と(CK)、(CG)と(CL)などが挙げられる。
 「クロスリンカーユニット」とは、前述の「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」およびクロスリンカーを有するユニットであれば、特に制限されない。
 一つの態様として、「クロスリンカーユニット」は、「クロスリンカー修飾のための反応基と対となる反応基」、「2官能スペーサー」および「クロスリンカー」で構成される。「2官能スペーサー」」の態様は前述のとおりである。
 「クロスリンカー修飾のための反応基を有するDNA」とは、前述の前述の「クロスリンカー修飾のための反応基」を有する化合物であれば、特に制限されない。
 一つの態様として、「クロスリンカー修飾のための反応基を有するDNA」は、「クロスリンカー修飾のための反応基」、「2官能スペーサー」および「DNA」で構成される。「2官能スペーサー」」の態様は前述のとおりである。
 「クロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマー」の態様は、前述の「クロスリンカー修飾プライマー」が参照される。ただし、「クロスリンカー」を「クロスリンカー修飾のための反応基」と読み替えて参照する。
 以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
 なお、実施例における各種の配列の核酸は、例えば、核酸自動合成機により定法にしたがい調製することができる。核酸自動合成機の例としては、nS-8II(ジーンデザイン社製)などが挙げられる。また、核酸の調製には、委託合成やコントラクトラボなどを利用することもできる。当業者に周知にコントクトラボとしては、ジーンデザイン社やLGC Biosearch Technologies社などが挙げられる。一般に
これらコントラクトラボは、秘密保持契約のもと、委託者の指定した配列の核酸を調製し、委託者に納入する。
実施例1
 [デオキシウリジンを含むヘアピン型DELの部分構造のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の検証]
 表1に示す配列の化合物を、核酸自動合成機nS-8II(ジーンデザイン社製)を使用して調製した。なお、表1中の配列表記において、当業者には明らかであるが、各配列単位間はリン酸ジエステル結合で結合していて、「A」はデオキシアデノシンを意味し、「T」はチミジンを意味し、「G」はデオキシグアノシンを意味し、「C」はデオキシシチジンを意味し、「(dU)」はデオキシウリジンを意味し、「(p)」はリン酸を意味し、「(amino-C6-dT)」は次の式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034

で表される修飾核酸を意味し、「(amino-NC6-dT)」は次の式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035

で表される修飾核酸を意味し、「(dSpacer)」は次の式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036

で表される基を意味し、「(aminoC7)」は次の式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

で表される基を意味する。また、amino-NC6-dTは、(米国化学会誌,1993年、115巻、7128-7134貢)に記載の方法に準じて合成した次の式(5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038

 の核酸合成試薬を用いて導入した。
 表1中、左カラムの“No.”は配列番号を表し、右カラムの“Seq.”は配列を表す。配列は左側が5‘側を表し、右側が3’側を表す。また、各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.1:U-DEL1-sh   No.2:U-DEL2-sh
No.3:U-DEL3-sh   No.4:U-DEL4-sh
No.5:U-DEL5-HP   No.6:U-DEL6-HP
No.7:U-DEL7-HP   No.8:U-DEL8-HP
No.9:U-DEL9-HP   No.10:U-DEL10-HP
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 表1に示す配列の化合物それぞれ0.1mM水溶液を調製し、以下の手順でUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の検討を行った。
 PCRチューブに、1μLの表1に示す配列の化合物0.1mM水溶液;10μLのCutSmart(登録商標) Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号B7204S)及び79μLの脱イオン水を加えた。溶液に10μLのUSER(登録商標)enzyme(New England BioLabs製、カタログ番号M5505S)を加え、得られた溶液を37℃でインキュベーションを開始した。
 各反応溶液をインキュベーション開始後、1時間、及び3時間経過した後に、それぞれ20μLサンプリングした。U-DEL1-sh、U-DEL5-HP、U-DEL6-HP、U-DEL7-HP、U-DEL8-HP、U-DEL9-HP、及びU-DEL10-HPは20時間経過後もそれぞれ20μLサンプリングした。U-DEL8-HP、及びU-DEL9-HPは、さらに90℃で1時間インキュベーションした後に、それぞれ20μLサンプリングした。
 サンプリングした溶液のうち、U-DEL1-sh、U-DEL2-sh、U-DEL3-sh、及びU-DEL4-shは以下に示す分析条件1で分析を行い、U-DEL5-HP、U-DEL6-HP、U-DEL7-HP、U-DEL8-HP、U-DEL9-HP、及びU-DEL10-HPは以下に示す分析条件2で分析を行った。
分析条件1:
装置:maXis(Bruker製)、UltiMate 3000(Dionex製)
カラム:ACQUITY UPLC Oligonucleotide BEH C18 Column(130Å、1.7μm、2.1×50mm)
カラム温度:50℃
溶媒:
  A液:水(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
  B液:90% v/v メタノール水溶液(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
グラジエント条件:
流速0.36mL/min、A液とB液の混合比を95/5(v/v)に固定して測定開始し、0.56分後に5.5分間でA液とB液の混合比を40/60(v/v)に直線的に変えた。
検出波長:260nm
分析条件2:
装置:Waters ACQUITY UPLC/SQ Detector
カラム:ACQUITY UPLC Oligonucleotide BEH C18 Column(130Å、1.7μm、2.1×50mm)
カラム温度:50℃
溶媒:
  A液:水(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
  B液:90% v/v メタノール水溶液(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
グラジエント条件:
流速0.36mL/min、A液とB液の混合比を95/5(v/v)に固定して測定開始し、0.56分後に5.5分間でA液とB液の混合比を40/60(v/v)に直線的に変えた。
検出波長:260nm
 各反応溶液において想定される生成物(デオキシウリジン部分の脱塩基体、及び切断されたフラグメント)の配列と理論分子量、及び各反応溶液において検出された分子量を表2、表3に示す。なお、表2、表3中、の各カラムの表記は以下のとおりである。
 “Entry”( 一番左):
 実験番号を示し、各実験番号(Entry)に該当する基質は以下のとおりである。
Entry.1:U-DEL1-sh   Entry.2:U-DEL2-sh
Entry.3:U-DEL3-sh   Entry.4:U-DEL4-sh
Entry.5:U-DEL5-HP   Entry.6:U-DEL6-HP
Entry.7:U-DEL7-HP   Entry.8:U-DEL8-HP
Entry.9:U-DEL9-HP   Entry.10:U-DEL10-HP
 “No.”(左から2番目):
 配列番号を表す。なお、各配列番号(No.)のうち、No.1、2、3、4、5、6、7、8、9、及び10は各反応溶液の基質であり、No.11、14、17、20、22、25、29 、31、33、及び35は、各基質のデオキシウリジン部分の脱塩基体であり、残りの配列番号は各基質が切断されたフラグメントである。
 “Seq.” (左から3番目):
 配列を表し、左側が5‘側を表し、右側が3’側を表す。
 なお、配列表記において、「(B)」は次の式(6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

で表される基(脱塩基部位)を意味し、その他の表記は表1と同じである。
 “Expected MW.” (左から4番目):
 各配列の理論分子量(Da)の数値を表す。
 “Observed MW.” ( 一番右):
 各配列として同定した検出された分子量(Da)の数値を表す。なお、「-」表記は未検出であることを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
 検出された各配列に該当するピークの面積比から、脱塩基反応および切断反応の転化率を算出した。脱塩基反応はすべての基質において、37℃、1時間の段階で99%以上転化していた(基質のピークが1%未満であり、残りのピークが脱塩基体と切断されたフラグメントのみ)。
 また、切断反応の転化率を表したグラフを図10に示す。グラフに示すように、U-DEL8-HPとU-DEL9-HPを除く、すべての基質において37℃、20hまでに95%以上切断反応が進行しており、U-DEL8-HPとU-DEL9-HPにおいても、90℃、1時間のインキュベーションを追加することで、切断反応が100%完了した。
 以上の結果から、各種デオキシウリジンを含むヘアピン型DELの部分構造は、デオキシウリジン部位でUSER(登録商標)enzymeによる脱塩基反応、続いて切断反応が進行することが示された。
実施例2
 [従来型ヘアピンDELと切断可能なヘアピンDEL(デオキシウリジンを含むヘアピン型DEL)のPCR効率の比較]
 図11に示す概略図のように、表4に示す配列の化合物(ヘアピンDEL)を以下の手順にて合成した。なお、表4中の配列表記において、「S」は次の式(7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043

で表される基を意味し、その他の表記は表1と同じである。
各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.37:U-DEL1   No.38:U-DEL2
No.39:U-DEL4   No.40:U-DEL7
No.41:U-DEL8   No.42:U-DEL9
No.43:U-DEL10  No.44:H-DEL
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044

 なお、各ヘアピンDELを合成するための原料ヘッドピースの化合物名はそれぞれ以下のとおりである。
ヘアピンDEL :原料ヘッドピース
U-DEL1  :U-DEL1-HP   
U-DEL2  :U-DEL2-HP
U-DEL4  :U-DEL4-HP   
U-DEL7  :U-DEL7-HP
U-DEL8  :U-DEL8-HP   
U-DEL9  :U-DEL9-HP
U-DEL10 :U-DEL10-HP   
H-DEL   :H-DEL-HP
さらに、U-DEL1-HP、U-DEL2-HP、U-DEL4-HP、及びH-DEL-HPの配列番号“No.”および配列“Seq”は以下の表5のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 表5に示す原料ヘッドピースを、実施例1と同様に核酸自動合成機nS-8II(ジーンデザイン社製)を使用して調製した。
 PCRチューブに、2.0μLの各種原料ヘッドピースの1mM水溶液;2.4μLのPr_TAGの1mM水溶液(実施例1と同様に合成したPr_TAG_aとPr_TAG_bをアニーリングして調製、表6に配列を示す);0.8μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び2.0μLの脱イオン水を加えた。溶液に0.8μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)の10倍希釈水溶液を加え、得られた溶液を16℃で24時間インキュベーションした。なお、表6中の配列表記は表1と同じである。また、各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.49:Pr_TAG_a   No.50:Pr_TAG_b
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
 反応溶液を、0.8μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および17.6μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で2時間精置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。各ペレットに2.0μL脱イオン水を加え溶液を調製した。
 得られた各溶液に、2.4μLのCPの1mM水溶液(実施例1と同様に合成したCP_aとCP_bをアニーリングして調製、表7に配列を示す);0.8μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び2.0μLの脱イオン水を加えた。溶液に0.8μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)の10倍希釈水溶液を加え、得られた溶液を16℃で24時間インキュベーションした。なお、表7中の配列表記は表1と同じである。また、各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.51:CP_a   No.52:CP_b
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
 反応溶液を、0.8μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および17.6μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で2時間精置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットに10μL脱イオン水を加え溶液にした。
 得られた溶液のうち1.0μLをサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例1の分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(各配列の理論分子量、及び検出された分子量を表4中に示す)。溶液の残りを凍結乾燥した後、それぞれ脱イオン水を加え、20μMに調製した。
 上記で得られた8種ヘアピン型DELのうち、H-DELは従来型ヘアピンDELであり、残りの7種はデオキシウリジンを含む切断可能なヘアピンDELである。各種ヘアピン型DELのUSER(登録商標)enzymeによる処理前のPCR効率と、処理後のPCR効率を比較するため、リアルタイムPCR解析を実施した。また、比較対象の2本鎖DELとして表7に示すDS-DEL(配列No.47とNo.48の化合物をアニーリングして調製)を用いた。なお、表8中の配列表記において、「(amino-C6-L)」は次の式(8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048

で表される基を意味し、その他の表記は表1と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
<USER(登録商標)enzymeによる処理工程>
 8種のヘアピンDEL、及び2本鎖DEL(DS-DEL)のUSER(登録商標)enzymeによる処理を以下の手順で行った。
 PCRチューブに、1μLの各種DEL20μM水溶液;1μLのCutSmart(登録商標)Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号B7204S)及び7μLの脱イオン水を加えた。溶液に1μLのUSER(登録商標)enzyme(New England BioLabs製、カタログ番号M5505S)を加え、得られた溶液を37℃で1時間インキュベーションした。
<DEL試料の調製>
 各種DELのUSER(登録商標)enzyme処理前のサンプル、および処理後の反応溶液をそれぞれ脱イオン水で希釈し、0.05pM、0.5pM、および5pMのDEL試料を調製した。
<リアルタイムPCRのよるCt値の測定>
  上記で得られた各種DEL試料を、リアルタイムPCRによりCt値を測定し、PCR効率を比較した。条件は以下のとおりであり、結果を図12に示す。なお、Ct値とは、リアルタイムPCRにおいて、DNAの増幅に伴って生じる蛍光シグナルが任意の閾値に到達するサイクル数のことである。すなわち、初期のDNA分子数が同等である場合、PCR効率が高いほどCt値が低くなる。
装置:7500リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems社製)
プレート:MicroAmp 96-Wellプレート(Applied Biosystems社製、カタログ番号N8010560)
PCR反応溶液:
・TB Green Premix Ex taqII(タカラバイオ社製、カタログ番号RR820)                           :10μL
・フォワードプライマー(表9、配列番号55)           :0.80μL
・リバースプライマー(表9、配列番号56)            :0.80μL
・ROX Refference DyeII(タカラバイオ社製、カタログ番号RR39LR)                              :0.40μL
・各種DEL試料の水溶液(0.05pM、0.5pM、5pM)*1 :2.0μL
・脱イオン水                           :6.0μL
* 1 :DEL試料のモル数は、0.1amоl、1amоl、10amоlとなる。
温度条件:
・95℃で2分間保持した後、以下のサイクルを35サイクル繰り返した。
・95℃、5秒間
・52℃、30秒間
・72℃、30秒間
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050

 なお、表9中の配列表記は表1と同じである。
 図12に示すように、従来型ヘアピンDEL(H-DEL)はUSER(登録商標)enzyme処理の前後でCt値が変化しないが、デオキシウリジンを含む切断可能なヘアピンDEL(U-DEL1、U-DEL2、U-DEL4、U-DEL7、U-DEL8、U-DEL9、及びU-DEL10)は、USER(登録商標)enzyme処理後に2本鎖DELであるDS-DELと同等までCt値が低下した。
 本結果は、USER(登録商標)enzymeにより切断されたDELは、切断前よりもPCR効率が向上していること、及び、デオキシウリジンを含む切断可能なヘアピンDELは、USER(登録商標)enzymeにより高効率、高選択的に切断されていることを示している。
実施例3
 [デオキシウリジンを含むヘアピンDELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の検証]
<4種のヘアピンDEL(U-DEL5、U-DEL11、U-DEL12、及びU-DEL13)の合成>
 表10に示す配列の化合物(ヘアピンDEL)を以下の手順にて合成した。なお、表10中の配列表記において、「[mdC(TEG-amino)]」は次の式(9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051

で表される基を意味し、その他の表記は表4と同じである。
各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.57:U-DEL5   No.58:U-DEL11
No.59:U-DEL12  No.60:U-DEL13
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052

 なお、各ヘアピンDELを合成するための原料ヘッドピースの化合物名はそれぞれ以下のとおりである。
ヘアピンDEL :原料ヘッドピース
U-DEL5  :U-DEL5-HP   
U-DEL11 :U-DEL11-HP
U-DEL12 :U-DEL12-HP   
U-DEL13 :U-DEL13-HP
さらに、U-DEL11-HP、U-DEL12-HP、及びU-DEL13-HPの配列番号“No.”および配列“Seq”は以下の表11のとおりである。なお、表11中の表記は表10と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 表11に示す原料ヘッドピースのうちU-DEL12-HP及びU-DEL13-HPは、実施例1と同様に核酸自動合成機nS-8II(ジーンデザイン社製)を使用して調製した。U-DEL11-HPも同様に定法に従い調製した。
 実施例2と同様に、各種原料ヘッドピースを用い、2本鎖オリゴヌクレオチドPr_TAG、及びCPとの2段階の2本鎖ライゲーションを実施した。
 得られた溶液の一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、以下に示す分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(各配列の理論分子量、及び検出された分子量を表10中に示す)。溶液の残りを凍結乾燥した後、それぞれ脱イオン水を加え、20μMに調製した。
分析条件3:
装置:Waters ACQUITY UPLC/SQ Detector
カラム:ACQUITY UPLC Oligonucleotide BEH C18 Column(130Å、1.7μm、2.1×50mm)
カラム温度:60℃
溶媒:
  A液:水(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
  B液:90% v/v メタノール水溶液(0.75% v/v ヘキサフルオロイソプロパノール;0.038% v/v トリエチルアミン;5μM エチレンジアミン四酢酸)
グラジエント条件:
流速0.36mL/min、A液とB液の混合比を95/5(v/v)に固定して測定開始し、0.56分後に5.5分間でA液とB液の混合比を40/60(v/v)に直線的に変えた。
検出波長:260nm
デコンボリューション:
イオンシグナルをProMass for MassLynx Software(Waters製)を用いて解析した。
<USER(登録商標)enzymeによる切断反応>
 6種のデオキシウリジンを含むヘアピンDEL(U-DEL5、U-DEL7、U-DEL9、U-DEL11、U-DEL12、及びU-DEL13)のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応の検討を以下の手順で行った。
 PCRチューブに、2μLの各種ヘアピンDEL20μM水溶液;2μLのCutSmart(登録商標)Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号B7204S)及び14μLの脱イオン水を加えた。溶液に2μLのUSER(登録商標)enzyme(New England BioLabs製、カタログ番号M5505S)を加え、得られた溶液を37℃で16時間インキュベーションした後、さらに90℃で1時間インキュベーションした。
<LC―MS測定による切断後の生成物の確認>
 得られた反応溶液のうち5.0μLをサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行った。各反応溶液において想定される切断後の生成物の配列と理論分子量、及び各反応溶液において検出された分子量を表12に示す。なお、各実験番号(Entry)に該当する基質は以下のとおりであり、その他の表記は表10と同じである。
Entry.1:U-DEL5   Entry.2:U-DEL7
Entry.3:U-DEL9  Entry.4:U-DEL11
Entry.5:U-DEL12  Entry.6:U-DEL13
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 いずれのサンプルも基質のMSは検出されず、切断後の生成物のMSがメインピークとして観測された。
<ゲル電気泳動による切断反応の確認>
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、以下に示す条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図13に示す結果から、いずれの基質も高収率で切断反応が進行していることが確認された。なお、図13の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:U-DEL5
レーン3:U-DEL5の切断反応実施後サンプル
レーン4:U-DEL7
レーン5:U-DEL7の切断反応実施後サンプル
レーン6:U-DEL9
レーン7:U-DEL9の切断反応実施後サンプル
レーン8:U-DEL11
レーン9:U-DEL11の切断反応実施後サンプル
レーン10:U-DEL12
レーン11:U-DEL12の切断反応実施後サンプル
レーン12:U-DEL13
レーン13:U-DEL13の切断反応実施後サンプル
変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動:
ゲル:Novex(商品商標)10%TBE-ウレアゲル(Invitrogen by ThermoFisher SCIENTIFIC製、カタログ番号EC68755BOX)
ローディングバッファー:Novex(商品商標)10%TBE-Urea Sample Buffer(2×)(Invitrogen by ThermoFisher SCIENTIFIC製、カタログ番号LC6876)
温度:60℃
電圧:180V
泳動時間:30分
染色試薬:SYBER(商品商標) GreenII Nucleic Acid Gel Stain(タカラバイオ社製、カタログ番号5770A)
 以上の結果から、各種デオキシウリジンを含むヘアピン型DELは、デオキシウリジン部位でUSER(登録商標)enzymeによる切断反応が進行することが示された。
実施例4
 [デオキシイノシンを含むヘアピンDELのエンドヌクレアーゼVによる切断反応の検証]
<4種のデオキシイノシンを含むヘアピンDEL(I-DEL1、I-DEL2、I-DEL3、及びI-DEL4)の合成>
 表13に示す配列の化合物(ヘアピンDEL)を以下の手順にて合成した。なお、表13中の配列表記において、「I」はデオキシイノシンを意味し、その他の表記は表2と同じである。
各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.73:I-DEL1   No.74:I-DEL2
No.75:I-DEL3   No.76:I-DEL4
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055

 なお、各ヘアピンDELを合成するための原料ヘッドピースの化合物名はそれぞれ以下のとおりである。
ヘアピンDEL :原料ヘッドピース
I-DEL1  :I-DEL1-HP   
I-DEL2  :I-DEL2-HP
I-DEL3  :I-DEL3-HP   
I-DEL4  :I-DEL4-HP
さらに、I-DEL1-HP、I-DEL2-HP、I-DEL3-HP、及びI-DEL4-HPの配列番号“No.”および配列“Seq”は以下の表14のとおりである。なお、表14中の表記は表13と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
 表14に示す原料ヘッドピースは、定法に従い調製した。
 実施例2と同様に、各種原料ヘッドピースを用い、2本鎖オリゴヌクレオチドPr_TAG、及びCPとの2段階の2本鎖ライゲーションを実施した。
 得られた溶液の一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(各配列の理論分子量、及び検出された分子量を表13中に示す)。溶液の残りを凍結乾燥した後、それぞれ脱イオン水を加え、20μMに調製した。
<エンドヌクレアーゼVによる切断反応>
 4種のデオキシイノシンを含むヘアピンDEL(I-DEL1、I-DEL2、I-DEL3、I-DEL4)のエンドヌクレアーゼVによる切断反応の検討を以下の手順で行った。
 PCRチューブに、1μLの各種ヘアピンDEL20μM水溶液;2μLのNEBuffer(登録商標)4(New England BioLabs製、カタログ番号B7004)及び15μLの脱イオン水を加えた。溶液に2μLのEndnuclease V(New England BioLabs製、カタログ番号M0305S)を加え、得られた溶液を37℃で24時間インキュベーションした。
<LC―MS測定による切断後の生成物の確認>
 得られた反応溶液のうち8.0μLをサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行った。各反応溶液において想定される切断後の生成物の配列と理論分子量、及び各反応溶液において検出された分子量を表15に示す。なお、各実験番号(Entry)に該当する基質は以下のとおりであり、その他の表記は表13と同じである。
Entry.1:I-DEL1   Entry.2:I-DEL2
Entry.3:I-DEL3   Entry.4:I-DEL4
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000057
 いずれのサンプルも基質のMSは検出されず、切断後の生成物のMSがメインピークとして観測された。
<ゲル電気泳動による切断反応の確認>
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例3と同じ条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図14に示す結果から、いずれの基質も高収率で切断反応が進行していることが確認された。なお、図14の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:I-DEL1
レーン3:I-DEL1の切断反応実施後サンプル
レーン4:I-DEL2
レーン5:I-DEL2の切断反応実施後サンプル
レーン6:I-DEL3
レーン7:I-DEL3の切断反応実施後サンプル
レーン8:I-DEL4
レーン9:I-DEL4の切断反応実施後サンプル
 以上の結果から、各種デオキシイノシンを含むヘアピン型DELは、エンドヌクレアーゼVにより、デオキシイノシンから3‘方向に2番目のホスホジエステル結合が切断されることが示された。
 実施例5
 [リボヌクレオシドを含むヘアピンDELのRNaseHIIによる切断反応の検証]
<リボヌクレオシドを含むヘアピンDEL(R-DEL1)の合成>
 表16に示す配列の化合物(ヘアピンDEL)を以下の手順にて合成した。なお、表16中の配列表記において、「u」はウリジンを意味し、その他の表記は表2と同じである。
配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.87:R-DEL1
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058

 なお、各ヘアピンDELを合成するための原料ヘッドピースの化合物名は以下のとおりである。
ヘアピンDEL :原料ヘッドピース
R-DEL1  :R-DEL1-HP   
さらに、R-DEL1-HPの配列番号“No.”および配列“Seq”は以下の表17のとおりである。なお、表17中の表記は表16と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
 表17に示す原料ヘッドピースは、定法に従い調製した。
 実施例2と同様に、原料ヘッドピースを用い、2本鎖オリゴヌクレオチドPr_TAG、及びCPとの2段階の2本鎖ライゲーションを実施した。
 得られた溶液の一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(各配列の理論分子量、及び検出された分子量を表16中に示す)。溶液の残りを凍結乾燥した後、それぞれ脱イオン水を加え、200μMに調製した。
<RNaseHIIによる切断反応>
 リボヌクレオシドを含むヘアピンDEL(R-DEL1)のRNaseHIIによる切断反応の検討を以下の手順で行った。
 PCRチューブに、0.5μLのヘアピンDEL200μM水溶液;4.9μLのThermoPol(登録商標) Reaction Buffer Pack(New England BioLabs製、カタログ番号B9004)及び43.6μLの脱イオン水を加えた。溶液に1μLのRNase HII(New England BioLabs製、カタログ番号M0288S)を加え、得られた溶液を37℃で8時間インキュベーションした。
<LC―MS測定による切断後の生成物の確認>
 得られた反応溶液のうち10μLをサンプリングし、分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行った。想定される切断後の生成物の配列と理論分子量、及び検出された分子量を表18に示す。なお、実験番号(Entry)に該当する基質は以下のとおりであり、その他の表記は表16と同じである。
Entry.1:R-DEL1
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
 いずれのサンプルも基質のMSは検出されず、切断後の生成物のMSがメインピークとして観測された。
<ゲル電気泳動による切断反応の確認>
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例3と同じ条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図15に示す結果から、いずれの基質も高収率で切断反応が進行していることが確認された。なお、図15の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:R-DEL1
レーン3:R-DEL1の切断反応実施後サンプル
 以上の結果から、リボヌクレオシドを含むヘアピン型DELは、RNaseHIIにより、リボヌクレオチドの5’側のホスホジエステル結合が切断されることが示された。
実施例6
 [U-DEL9-HPを原料としたモデルライブラリの作成]
 図16に示す概略図のように、U-DEL9-HPを原料とし、スプリット・アンド・プール合成により3×3×3(27)化合物種を含むモデルライブラリの合成を、以下の試薬を用いて実施した。
・U-DEL9-HP
・ビルディングブロック3種(BB1、BB2、及びBB3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061

・2本鎖オリゴヌクレオチドタグ10種(表19のタグ番号:Pr、A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、及びC3)
 表19中、“Tag No.”(一番左)はタグ番号を表し、“No.”(左から2番目)は配列番号を表し、“Seq.”(左から3番目)は配列を表す。なお、配列表記は表1と同じである。
 なお、各2本鎖オリゴヌクレオチドタグは、表19中に示すように、各タグ番号に対応する配列番号2種のオリゴヌクレオチドをアニーリングして調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
<化合物「AOP-U-DEL9-HP」の合成>
 表20中に示す配列の化合物「AOP-U-DEL9-HP」を以下の手順にて合成した。なお、表20中の配列表記において、「(AOP-AminoC7)」は次の式(10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000064
 4個のビオラモ遠沈管チューブに、10℃に冷却したホウ酸ナトリウム緩衝液(150mM、pH9.4)のU-DEL9-HPの溶液(2.5mL、1mM)を加えた。それぞれのチューブに、40当量のN-Fmoc-15-アミノ-4,7,10,13-テトラオキサオクタデカン酸(250μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて40当量の塩化4-(4,6-ジメトキシ[1.3.5]トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウム水和物(DMTMM)(200μL、0.5M水溶液)を加え、得られた溶液を10℃で5時間振とうした。
 上記溶液を、それぞれ295μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び9.7mLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットにそれぞれ2.75mLの脱イオン水を加え溶解し、0℃で306μLのピペリジンを加え、10℃で3時間振とうした。混合物を遠心分離した後、沈殿物をろ過により除去し、1.47mLの脱イオン水で2回洗浄した。得られたろ液を、それぞれ600μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び19.8mLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜精置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。
 得られたペレットに、10mLの脱イオン水を加え溶液にした。得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈した後、実施例1の分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表20中に示す)。溶液の残りを凍結乾燥した後、脱イオン水を加え、5mMに調製した。
<2本鎖オリゴヌクレオチドタグ「Pr」の導入>
 化合物「AOP-U-DEL9-HP」と2本鎖オリゴヌクレオチドタグ「Pr」をライゲーションすることで表21中に示す配列の化合物「AOP-U-DEL9-HP-Pr」を以下の手順にて合成した。なお、表21中の配列表記は表20と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000065
 ビオラモ遠沈管チューブに、40μLの化合物「AOP-U-DEL9-HP」の5mM水溶液;160μLの100mM 炭酸水素ナトリウム水溶液水;240μLの2本鎖オリゴヌクレオチドタグ「Pr」の1mM水溶液;80μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩。化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び272μLの脱イオン水を加えた。溶液に8.0μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)を加え、得られた溶液を16℃で24時間インキュベーションした。
 反応溶液を、80μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および2640μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で2時間精置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに400μLの脱イオン水を加えた。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra  Centrifugalフィルタ(30kDカットオフ)により濃縮した。得られた溶液の一部をサンプリングし、分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表21中に示す)。以上の工程により、純度84.5%の化合物「AOP-U-DEL9-HP-Pr」が133nmol得られた。得られた化合物「AOP-U-DEL9-HP-Pr」に100mM 炭酸水素ナトリウム水溶液水を加え、1mMに調製した。
<サイクルA>
 3本の各PCRチューブに、20μLの上記で得られた化合物「AOP-U-DEL9-HP-Pr」の1mM溶液;30μLの2本鎖オリゴヌクレオチドタグA1~A3のうちの一つの1mM水溶液;8.0μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び21.6μLの脱イオン水を加えた。溶液に0.4μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)を加え、得られた溶液を16℃で18時間インキュベーションした。
 反応溶液をそれぞれ、8.0μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および264μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットをそれぞれ、20μLの150mMホウ酸ナトリウム緩衝液(pH9.4)に溶解させた。
 それぞれのチューブに、40当量のビルディングブロックBB1~BB3(4.0μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)のうちの一つ、続いて40当量の塩化4-(4,6-ジメトキシ[1.3.5]トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウム水和物(DMTMM)(4.0μL、200mM水溶液)を加え、10℃で2時間振とうした。さらに、それぞれのチューブに、20当量のビルディングブロック(2.0μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて20当量のDMTMM(2.0μL、200mM水溶液)を加え、10℃で30分間振とうした。
 反応溶液をそれぞれ、3.2μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および106μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットにそれぞれ18μLの脱イオン水を加えたのち、3種の溶液を1本のPCRチューブに混合した。
 混合した溶液に、0℃で6.0μLのピペリジンを加え、室温で1時間振とうした。反応溶液を、6.0μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および198μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で18時間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに400μLの脱イオン水を加えた。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra  Centrifugalフィルタ(30kDカットオフ)により濃縮し、100mM 炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、1mMに調製し、次工程の出発原料として使用した。
<サイクルB>
 3本の各PCRチューブに、13.7μLのサイクルAで得られた出発原料1mM溶液;20.6μLの2本鎖オリゴヌクレオチドタグB1~B3のうちの一つの1mM水溶液;5.5μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び14.8μLの脱イオン水を加えた。溶液に0.3μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)を加え、得られた溶液を16℃で16時間インキュベーションした。
 反応溶液をそれぞれ、5.5μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および181μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットをそれぞれ、13.7μLの150mMホウ酸ナトリウム緩衝液(pH9.4)に溶解させた。
 それぞれのチューブに、80当量のビルディングブロックBB1~BB3(5.5μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)のうちの一つ、続いて80当量のDMTMM(5.5μL、200mM水溶液)を加え、10℃で1時間振とうした。さらに、それぞれのチューブに、40当量のビルディングブロック(2.3μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて40当量のDMTMM(2.3μL、200mM水溶液)を加え、10℃で2時間振とうした。
 反応溶液をそれぞれ、2.5μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および81.4μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットにそれぞれ12.3μLの脱イオン水を加えたのち、3種の溶液を1本のPCRチューブに混合した。
 混合した溶液に、0℃で4.1μLのピペリジンを加え、室温で3時間振とうした。反応溶液を、4.1μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および136μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で3時間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに400μLの脱イオン水を加えた。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra  Centrifugalフィルタ(30kDカットオフ)により濃縮し、100mM 炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、0.48mMに調製し、次工程の出発原料として使用した。
<サイクルC>
 3本の各PCRチューブに、14.5μLのサイクルBで得られた出発原料0.48mM溶液;10.5μLの2本鎖オリゴヌクレオチドタグC1~C3のうちの一つの1mM水溶液;及び2.8μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)を加えた。溶液に0.14μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)を加え、得られた溶液を16℃で16時間インキュベーションした。
 反応溶液をそれぞれ、2.8μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および92μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットをそれぞれ、7.0μLの150mMホウ酸ナトリウム緩衝液(pH9.4)に溶解させた。
 それぞれのチューブに、80当量のビルディングブロックBB1~BB3(2.8μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)のうちの一つ、続いて80当量のDMTMM(2.8μL、200mM水溶液)を加え、10℃で1時間振とうした。さらに、それぞれのチューブに、40当量のビルディングブロック(1.4μL、200mM N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて40当量のDMTMM(1.4μL、200mM水溶液)を加え、10℃で2時間振とうした。
 反応溶液をそれぞれ、1.3μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および41.4μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットにそれぞれ6.3μLの脱イオン水を加えたのち、3種の溶液を1本のPCRチューブに混合した。
 混合した溶液に、0℃で2.1μLのピペリジンを加え、室温で2時間振とうした。反応溶液を、2.1μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および69μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で3時間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに400μLの脱イオン水を加えた。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra  Centrifugalフィルタ(30kDカットオフ)により濃縮し、100mM 炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、0.41mMに調製し、次工程の出発原料として使用した。
<CPのライゲーション>
 PCRチューブに、12.2μLのサイクルCで得られた出発原料0.41mM溶液;6.0μLのCPの1mM水溶液(実施例2で使用したものと同じである);2.1μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;100mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び0.7μLの脱イオン水を加えた。溶液に0.1μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)を加え、得られた溶液を16℃で16時間インキュベーションした。
 反応溶液を、2.1μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液および69.6μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに400μLの脱イオン水を加えた。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra  Centrifugalフィルタ(30kDカットオフ)により濃縮し、脱イオン水を加え20μMに調製した。
<結果>
 各サイクルの2本鎖オリゴヌクレオチドタグのライゲーション後のサンプルを2.2%アガロースゲル(ロンザ製、FlashGel(登録商標)カセット、カタログ番号57031)を用いて、電気泳動により分析した。図17に示す結果から、各サイクルにおいて、2本鎖オリゴヌクレオチドタグによるコード化が、高効率で達成されたことが確認された。なお、図17の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:AOP-U-DEL9-HP-Pr
レーン2:サイクルAの2本鎖オリゴヌクレオチドタグA1ライゲーション後のサンプル
レーン3:サイクルAの2本鎖オリゴヌクレオチドタグA2ライゲーション後のサンプル
レーン4:サイクルAの2本鎖オリゴヌクレオチドタグA3ライゲーション後のサンプル
レーン5:サイクルBの2本鎖オリゴヌクレオチドタグB1ライゲーション後のサンプル
レーン6:サイクルBの2本鎖オリゴヌクレオチドタグB2ライゲーション後のサンプル
レーン7:サイクルBの2本鎖オリゴヌクレオチドタグB3ライゲーション後のサンプル
レーン8:サイクルCの2本鎖オリゴヌクレオチドタグC1ライゲーション後のサンプル
レーン9:サイクルCの2本鎖オリゴヌクレオチドタグC2ライゲーション後のサンプル
レーン10:サイクルCの2本鎖オリゴヌクレオチドタグC3ライゲーション後のサンプル
レーン11:CPライゲーション後のサンプル
レーン12:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
 サイクルC完了後のサンプルを、分析条件3にて分析を行った。図18クロマトグラフとマススペクトルの結果を示す。得られたマススペクトルのデコンボリューションにより、平均分子量として35532.4が観測された。この結果は、サイクルC完了後に予想される平均分子量(35514.2)と一致し、ライブラリ合成のための反応(2本鎖オリゴヌクレオチドタグのライゲーション、およびビルディングブロックの導入)が高効率で達成されていることが示された。
 以上により、上記合成手順にて、U-DEL9-HPを原料とした3×3×3(27)化合物種を含むモデルライブラリの合成が達成された。
<得られたモデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断>
 上記にて得られたモデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応を以下の手順で実施した。
 PCRチューブに、2.0μLのモデルライブラリ20μM水溶液;2μLのCutSmart(登録商標)Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号B7204S)及び14μLの脱イオン水を加えた。溶液に2μLのUSER(登録商標)enzyme(New England BioLabs製、カタログ番号M5505S)を加え、得られた溶液を37℃で16時間インキュベーションした後、さらに90℃で1時間インキュベーションした。
 得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例3と同じ条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図19に示す結果から、U-DEL9-HPを原料としたモデルライブラリが、USER(登録商標)enzymeにより、高効率で切断反応が進行することが確認された。なお、図19の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:モデルライブラリ
レーン3:モデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後サンプル
実施例7
 [DEL化合物のヘアピンDNAから1本鎖DNAへの変換、及び新たな機能の付与]
<DEL化合物の原料ヘッドピース(AAZ-DEL-HP)の合成>
 表22中に示す配列のAAZ-DEL-HPを以下の手順にて合成した。なお、表22中の配列表記において、「(AAZ-AOP-AminoC7)」は次の式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
 8本のPCRチューブに、それぞれジメチルスルホキシド(599μL)、4-オキソ-4-[(5-スルファモイル-1,3,4-チアジアゾール-2-イル)アミノ)ブタン酸(37.5μL、0.2M ジメチルスルホキシド溶液)、1-ヒドロキシ-2,5-ジオキソピロリジン-3-スルホン酸ナトリウム(60μL、0.33M ジメチルスルホキシド/脱イオン水(2:1,v/v)溶液)、続いて1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(72μL、0.1M ジメチルスルホキシド溶液)を加え、得られた溶液を30℃で30分間振とうした。そして、それぞれの溶液に、150μLのトリエチルアミン塩酸緩衝液(500mM、pH10)、続いてAOP-U-DEL9-HP(実施例6にて合成)の水溶液(75μL、0.67mM)を加え、37℃で6時間振とうした。
 反応溶液を、1本のビオラモ遠沈管チューブにまとめ、800μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び26.3mLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットを脱イオン水に溶解させ、Phenomenex Gemini C18カラムを用いる逆相HPLCにより精製した。二元移動相勾配プロファイルを用いて、50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)及びアセトニトリル/水(100:1、v/v)を使用し、目的物を溶出した。目的物を含む画分をそれぞれ収集し、混合し、濃縮した。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩し、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに脱イオン水を加え1mM水溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例2の分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物のAAZ-DEL-HPを同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表22中に示す)。
<3種のDEL化合物の原料ヘッドピース(SABA-DEL-HP、ClSABA-DEL-HP、mSABA-DEL-HP)の合成>
 表23中に示す配列の化合物を以下の手順にて合成した。なお、表23中の配列表記において、「(SABA-AOP-AminoC7)」は次の式(12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068

で表される基を意味し、「(ClSABA-AOP-AminoC7)」は次の式(13)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069

で表される基を意味し、「(mSABA-AOP-AminoC7)」は次の式(14)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.114:SABA-DEL-HP
No.115:ClSABA-DEL-HP
No.116:mSABA-DEL-HP
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071

 なお、各化合物を合成するための原料カルボン酸はそれぞれ以下のとおりである。
化合物:           原料カルボン酸
SABA-DEL-HP:   4-スルファモイル安息香酸
ClSABA-DEL-HP: 4-クロロ-3-スルファモイル安息香酸
mSABA-DEL-HP:  3-スルファモイル安息香酸
 それぞれPCRチューブに、原料カルボン酸(50μL、0.2M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加えた。それぞれのチューブに、3-ヒドロキシトリアゾロ[4、5-b]ピリジン(16.7μL、0.6M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、N、N′-ジイソプロピルカルボジイミド(16.7μL、0.6M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いてN、N-ジイソプロピルエチルアミン(16.7μL、0.6M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加え、得られた溶液を25℃で30分間振とうした。そして、それぞれの溶液に、ホウ酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH9.4)のAOP-U-DEL9-HP(実施例6にて合成)の溶液(100μL、1mM)を加え、25℃で90分間振とうした。
 上記溶液を、それぞれ20μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び660μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットをそれぞれ50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)に溶解させ、Phenomenex Gemini C18カラムを用いる逆相HPLCにより精製した。二元移動相勾配プロファイルを用いて、50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)及びアセトニトリル/水(100:1、v/v)を使用し、目的物を溶出した。それぞれ目的物を含む画分を収集し、混合し、濃縮した。それぞれの得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩し、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに脱イオン水を加え1mM水溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例2の分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、それぞれ目的物を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表23中に示す)。
<5種の3’末端にビオチンを有するDEL化合物(「AAZ-BIO-DEL」、「SABA-BIO-DEL」、「ClSABA-BIO-DEL」、「mSABA-BIO-DEL」、及び「Amino-BIO-DEL」)の合成>
 表24に示す配列のDEL化合物を以下の手順にて合成した。なお、表24中の配列表記において、「(BIO)」は次の式(15)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072

で表される基を意味し、その他の表記は表2、表20、表22、及び表23と同じである。
各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.117:AAZ-BIO-DEL
No.118:SABA-BIO-DEL
No.119:ClSABA-BIO-DEL
No.120:mSABA-BIO-DEL
No.121:Amino-BIO-DEL
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000073

 なお、各DEL化合物を合成するための原料ヘッドピースの化合物名はそれぞれ以下のとおりである。
DEL化合物        :原料ヘッドピース
AAZ-BIO-DEL   :AAZ-DEL-HP
SABA-BIO-DEL  :SABA-DEL-HP
ClSABA-BIO-DEL:ClSABA-DEL-HP
mSABA-BIO-DEL :mSABA-DEL-HP
Amino-BIO-DEL :AOP-U-DEL9-HP
 PCRチューブに、10μLの各種原料ヘッドピースの1mM水溶液;12μLのPr_TAG2_CP-BIOの1mM水溶液(実施例1と同様に合成したPr_TAG2_CP_aとPr_TAG2_CP-BIO_bをアニーリングして調製、表25に配列を示す);4μLの10Xリガーゼ緩衝液(500mM トリス塩酸、pH7.5;500mM 塩化ナトリウム;10mM 塩化マグネシウム;100mM ジチオスレイトール;20mM アデノシン三リン酸)及び10μLの脱イオン水を加えた。溶液に4μLのT4DNAリガーゼ(サーモフィッシャー製、カタログ番号EL0013)の10倍希釈水溶液を加え、得られた溶液を16℃で終夜インキュベーションした。なお、表25中の配列表記は表24と同じである。また、各配列番号に(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.122:Pr_TAG2_CP_a
No.123:Pr_TAG2_CP-BIO_b
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
 反応溶液を、4μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び132μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾し、ペレットを脱イオン水に溶解した。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩した。
 得られた上清のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、それぞれ目的物を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表24中に示す)。
<5種の3’末端にビオチンを有するDEL化合物(AAZ-BIO-DEL、SABA-BIO-DEL、ClSABA-BIO-DEL、mSABA-BIO-DEL、Amino-BIO-DEL)のUSER(登録商標)enzymeによる切断>
 上記で得られた5種のDEL化合物「AAZ-BIO-DEL」、「SABA-BIO-DEL」、「ClSABA-BIO-DEL」、「mSABA-BIO-DEL」、及び「Amino-BIO-DEL」のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応を以下の手順で行い、それぞれ表26に示す配列の2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-AAZ-BIO-DEL」、「DS-SABA-BIO-DEL」、「DS-ClSABA-BIO-DEL」、「DS-mSABA-BIO-DEL」、及び「DS-Amino-BIO-DEL」に変換した。なお、表26中の配列表記は表24と同じであり、5種の化合物がそれぞれ、配列番号124と配列番号125、配列番号126と配列番号127、配列番号128と配列番号129、配列番号130と配列番号131、及び配列番号132と配列番号133のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
 PCRチューブに、10μLの各種DEL化合物100μM水溶液;100μLのCutSmart(登録商標)Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号7240S)及び860μLの脱イオン水を加えた。溶液にそれぞれ30μLのUSER(登録商標)enzyme(New England BioLabs製、カタログ番号5505S)を加え、得られた溶液を37℃で1時間インキュベーションした。
 得られた反応溶液を、それぞれAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩濃縮し、エタノール沈殿を実施した後、それぞれの得られたペレットに脱イオン水を加えて水溶液とした。
 得られた溶液の一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-AAZ-BIO-DEL」、「DS-SABA-BIO-DEL」、「DS-ClSABA-BIO-DEL」、「DS-mSABA-BIO-DEL」、及び「DS-Amino-BIO-DEL」をそれぞれ同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表26中に示す)
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例3と同じ条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図20に示す結果から、「AAZ-BIO-DEL」、「SABA-BIO-DEL」、「ClSABA-BIO-DEL」、「mSABA-BIO-DEL」、及び「Amino-BIO-DEL」が、高収率で切断され、それぞれ「DS-AAZ-BIO-DEL」、「DS-SABA-BIO-DEL」、「DS-ClSABA-BIO-DEL」、「DS-mSABA-BIO-DEL」、及び「DS-Amino-BIO-DEL」に変換されていることが確認された。なお、図20の各レーンのサンプルは以下のとおりである。また、濃度1及び濃度2はそれぞれ、DEL化合物のロード量が約40ng及び約80ngになるようサンプルを調製したことを意味する。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:AAZ-BIO-DEL(濃度1)
レーン3:AAZ-BIO-DEL(濃度2)
レーン4:AAZ-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度1)
レーン5:AAZ-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度2)
レーン6:SABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン7:SABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン8:SABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度1)
レーン9:SABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度2)
レーン10:ClSABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン11:ClSABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン12:ClSABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度1)
レーン13:ClSABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度2)
レーン14:mSABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン15:mSABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン16:mSABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度1)
レーン17:mSABA-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度2)
レーン18:Amino-BIO-DEL(濃度1)
レーン19:Amino-BIO-DEL(濃度2)
レーン20:Amino-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度1)
レーン21:Amino-BIO-DELのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル(濃度2)
レーン22:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
<ストレプトアビジンビーズを用いた1本鎖DNAを有するDELの調製>
 上記で得られた2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-AAZ-BIO-DEL」、「DS-SABA-BIO-DEL」、「DS-ClSABA-BIO-DEL」、「DS-mSABA-BIO-DEL」、及び「DS-Amino-BIO-DEL」を、それぞれストレプトアビジンビーズにて処理し、以下の手順で1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」を調製した。なお、5種の化合物は、それぞれ表26中の配列番号125、127、129、131、及び133のオリゴヌクレオチド鎖である。
 5本のPCRチューブに、それぞれ450μLのMagnosphere(商品商標)MS160/Streptavidin(JSR Life Sciences、カタログ番号J-MS-S160S)を加え、磁気分離により上清を除去した後、900μLの1×バインディング緩衝液(10mM トリス塩酸、pH7.5;0.5mM エチレンジアミン四酢酸;1M 塩化ナトリウム;0.05% v/v Tween20)を加え磁気分離により上清を除去した。得られた粒子にそれぞれ、「DS-AAZ-BIO-DEL」、「DS-SABA-BIO-DEL」、「DS-ClSABA-BIO-DEL」、「DS-mSABA-BIO-DEL」、あるいは「DS-Amino-BIO-DEL」の水溶液(それぞれ700pmol、450μL)、及び450μLの2×バインディング緩衝液(20mM トリス塩酸、pH7.5;1mM エチレンジアミン四酢酸;2M 塩化ナトリウム;0.1% v/v Tween20)を加えて混合し、室温で20分間振とうした。
 それぞれの混合物から磁気分離により上清を除去し、900μLの1×バインディング緩衝液(10mM トリス塩酸、pH7.5;0.5mM エチレンジアミン四酢酸;1M 塩化ナトリウム;0.05% v/v Tween20)を用いた粒子の洗浄及び磁気分離による上清の除去をそれぞれ2回繰り返した。その後、それぞれ900μLの変性溶液(0.1M 水酸化ナトリウム;0.1M 塩化ナトリウム)を加え、磁気分離により上清を回収した。
 得られた上清に、それぞれ900μLの3-(N-モルホリノ)プロパンスルホン酸緩衝液(1.0M、pH7.0)を加え、Amicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩した。得られた上清それぞれを、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに脱イオン水を加え溶液した。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行ったところ、それぞれ分子量24255.3、24170.5、24208.8、24176.7、及び23984.8が観測され、目的の1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」を同定した。
<光反応性クロスリンカー修飾プライマーの合成>
 表27に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr」を以下の手順にて合成した。なお、表27中の配列表記において、「X」は次の式(16)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000077
 PCRチューブに、10℃に冷却したホウ酸ナトリウム緩衝液(150mM、pH9.4)のL-Pr(実施例1と同様に合成、表28に配列を示す)の溶液(200μL、1mM)を加えた。チューブに、40当量のN-Fmoc-15-アミノ-4,7,10,13-テトラオキサオクタデカン酸(20μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて40当量の、塩化4-(4,6-ジメトキシ[1.3.5]トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウム水和物(DMTMM)(16μL、0.5M 水溶液)を加え、生じた混合物を10℃で4時間振とうした。なお、表28中の配列表記は表8と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000078
 反応液を、23.6μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び778.8μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットに180μLの脱イオン水を加え溶液にした後、20μLのピペリジンを加え、10℃で3時間振とうした。
 得られた溶液を、20μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び660μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに200μLの脱イオン水を加え1mMの溶液にした。
 上記で得られた溶液100μLに、75μLのトリエチルアミン塩酸緩衝液(500mM、pH10)、続いて50当量の、1-((3-(3-メチル-3H-ジアジリン-3-イル)プロパノイル)オキシ)-2,5-ジオキソピロリジン-3-スルホン酸ナトリウム(Sulfo-SDA)(25μL、200mM水溶液)を加え、37℃で2時間振とうした。
 得られた溶液を、20μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び660μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに100μLの脱イオン水を加え、続いて75μLのトリエチルアミン塩酸緩衝液(500mM、pH10)、50当量のSulfo-SDA(25μL、200mM水溶液)を加え、37℃で1時間20分振とうした。さらに50当量のSulfo-SDA(25μL、200mM水溶液)を加え、37℃で40分間振とうした。
 得られた溶液を、22.5μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び743μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに100μLの脱イオン水を加え、続いて75μLのトリエチルアミン塩酸緩衝液(500mM、pH10)、続いて50当量の、Sulfo-SDA(25μL、200mM水溶液)を加え、37℃で3時間振とうした。
 得られた溶液を、20μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び660μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットを50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)に溶解させ、Phenomenex Gemini C18カラムを用いる逆相HPLCにより精製した。二元移動相勾配プロファイルを用いて、50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)及びアセトニトリル/水(100:1、v/v)を使用し、目的物を溶出した。目的物を含む画分を収集し、混合し、濃縮した。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩し、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに100μLの脱イオン水を加え溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表27中に示す)。
<光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの合成>
 上記で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」)を鋳型DNAとし、それぞれ「PXL-Pr」を用いたプライマー伸長反応を以下の手順で行い、表29に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物(「PXL-DS-AAZ-DEL」、「PXL-DS-SABA-DEL」、「PXL-DS-ClSABA-DEL」、「PXL-DS-mSABA-DEL」、及び「PXL-DS-Amino-DEL」)を合成した。なお、表29中の配列表記は表26、及び表27と同じであり、5種の化合物がそれぞれ、配列番号136と配列番号125、配列番号136と配列番号127、配列番号136と配列番号129、配列番号136と配列番号131、及び配列番号136と配列番号133のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000079
 PCRチューブに、30μLの各種1本鎖DNAを有するDEL化合物の10μM水溶液;0.505μLの「PXL-Pr」594μM水溶液;60μLの10×NEBuffer(登録商標)2(New England BioLabs製、カタログ番号B7002S)及び476μLの脱イオン水を加えた。溶液に6μLのDNA Polymerase I、Large(Klenow)Fragment(New England BioLabs製、カタログ番号M0210)及び12μLのDeoxynucleotide(dNTP)Solution Mix(New England BioLabs製、カタログ番号N0447)を加え、得られた溶液を25℃で90分間インキュベーションした。
 得られた溶液を、Amicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩した。得られた上清に、脱イオン水を加え60μLの溶液とし、その後6μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び198μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットに30μLの脱イオン水を加え溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL「PXL-DS-AAZ-DEL」、「PXL-DS-SABA-DEL」、「PXL-DS-ClSABA-DEL」、「PXL-DS-mSABA-DEL」、及び「PXL-DS-Amino-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表29中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、以下に示す条件で、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図21に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率でそれぞれ、「PXL-DS-AAZ-DEL」、「PXL-DS-SABA-DEL」、「PXL-DS-ClSABA-DEL」、「PXL-DS-mSABA-DEL」、及び「PXL-DS-Amino-DEL」に変換されていることが確認された。なお、図21の各レーンのサンプルは以下のとおりである。また、濃度1及び濃度2はそれぞれ、DEL化合物のロード量が約40ng及び約80ngになるようサンプルを調製したことを意味する。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:DS-AAZ-BIO-DEL(濃度1)
レーン3:SS-AAZ-DEL(濃度1)
レーン4:SS-AAZ-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-AAZ-DEL)(濃度1)
レーン5:DS-AAZ-BIO-DEL(濃度2)
レーン6:SS-AAZ-DEL(濃度2)
レーン7:SS-AAZ-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-AAZ-DEL)(濃度2)
レーン8:DS-SABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン9:SS-SABA-DEL(濃度1)
レーン10:SS-SABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-SABA-DEL)(濃度1)
レーン11:DS-SABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン12:SS-SABA-DEL(濃度2)
レーン13:SS-SABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-SABA-DEL)(濃度2)
レーン14:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン15:DS-ClSABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン16:SS-ClSABA-DEL(濃度1)
レーン17:SS-ClSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-ClSABA-DEL)(濃度1)
レーン18:DS-ClSABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン19:SS-ClSABA-DEL(濃度2)
レーン20:SS-ClSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-ClSABA-DEL)(濃度2)
レーン21:DS-mSABA-BIO-DEL(濃度1)
レーン22:SS-mSABA-DEL(濃度1)
レーン23:SS-mSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-mSABA-DEL)(濃度1)
レーン24:DS-mSABA-BIO-DEL(濃度2)
レーン25:SS-mSABA-DEL(濃度2)
レーン26:SS-mSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-mSABA-DEL)(濃度2)
レーン27:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン28:DS-Amino-BIO-DEL(濃度1)
レーン29:SS-Amino-DEL(濃度1)
レーン30:SS-Amino-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-Amino-DEL)(濃度1)
レーン31:DS-Amino-BIO-DEL(濃度2)
レーン32:SS-Amino-DEL(濃度2)
レーン33:SS-Amino-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-Amino-DEL)(濃度2)
ポリアクリルアミドゲル電気泳動:
ゲル:SuperSep(商品商標)DNA15%TBEゲル(富士フイルム和光純薬製、カタログ番号190-15481)
ローディングバッファー:6× Loading Buffer(タカラバイオ社製、カタログ番号9156) 
温度:室温
電圧:200V
泳動時間:50分
染色試薬:SYBER(商品商標) GreenII Nucleic Acid Gel Stain(タカラバイオ社製、カタログ番号5770A)
実施例8
 [光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの光架橋反応有無での結合剤回収効率の比較]
<DEL試料の調製>
 上記で得られた5種の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELをそれぞれ脱イオン水で希釈し、50nMのDEL試料を調製した。
<光架橋反応>
装置:CL-1000 Ultraviolet Crosslinker(UVP,INC社製)
反応チューブ:96穴用ボトムバイアル (テクノラボスシィ株式会社製、カタログ番号96-V050FB)
光架橋反応溶液:
・Salmon Sperm DNA, sheared  (Invitrogen、カタログ番号AM9680):1.6μL
・1M NaCl水溶液:5.0μL
・D-PBS(-)(FUJIFILM社製9、カタログ番号045―29795):32.4μL
 ・Carbonic Anhydrase IX/CA9 (Sino Biologi
cal社製、カタログ番号10107-H08H):10.0μL
・各種DEL試料の50nM水溶液:1.0μL
反応条件:
 上記組成のCA9タンパク質とDEL溶液を混合したものを氷上で1時間インキュベーションさせた。その後、溶液の一部を回収した(溶液S)。残りの溶液を、氷上に維持し、365nmのUV照射を20分間行った。
<タンパクと架橋されたDELの回収>
・Dynabeads Histag isolation & pulldown (Invitrogen社製、カタログ番号10104D)     :10.0μL
・Tween20 (Sigma社製、カタログ番号P7949―100ML)
・10%SDS (NIPPON GENE社製、カタログ番号311-90271)
・Wash buffer(D-PBS(-)をTween20と10%SDSで希釈し0.2%に調製)
UV照射後の反応溶液を、Dyanebeads his-tag pulldownと混合し、室温で30分間インキュベーションした。マグネットスタンドに固定し、2分間静置後上清を取り除き、200μLのWash bufferを加えて、Dynabeadsを懸濁した。さらにこの洗浄操作を5回繰り返した。洗浄後のDybabeadsに80μLのD-PBS(-)を加えて、95℃、10分間反応させた。反応後Dynabeadsをマグネットスタンドに設置し、2分後に上清を回収した(溶液E)。
<光架橋反応をしないサンプルの調製>
 上記一連の操作を、UV照射の操作をせずに実施し、それぞれ溶液S、溶液Eをサンプルとして調製した。
<リアルタイムPCRのよるCt値の測定>
 上記で得られた各種DEL試料を、リアルタイムPCRによりCt値を測定し、PCR効率を比較した。条件は以下のとおりであり、結果を図22に示す。
装置:7500リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems社製)
プレート:MicroAmp 96-Wellプレート(Applied Biosystems社製、カタログ番号N8010560)
PCR反応溶液:
・TaqMan Gene Expression Master Mix(Applied Biosystems社製、カタログ番号4369016):10.0μL
・フォワードプライマー1(表30、配列番号137):1.0μL
・リバースプライマー1(表30、配列番号138):1.0μL
・Taqman MGBプローブ(Thermo Fisher社製、製品番号4316034、表30の配列番号139の塩基配列の5’末端にFAM(登録商標)蛍光色素、3’末端にNFQおよびMGBによって標識したTaqMan(登録商標)プローブ):0.50μL
・各種DEL試料の水溶液(S、Eサンプル):2.0μL
・脱イオン水:5.5μL
温度条件:
・50℃で2分間保持した後、95℃で10分間保持し以下のサイクルを40サイクル繰り返した。
・95℃、15秒間
・59℃、1分間
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000080
 CA9タンパクと各化合物との結合剤としての親和性の強度は下記の順となると想定される(非特許文献6、及び7)。
「PXL-DS-AAZ-DEL」>「PXL-DS-SABA-DEL」>「PXL-DS-ClSABA-DEL」>「PXL-DS-mSABA-DEL」>「PXL-DS-Amino-DEL(ネガティブコントロール)」
 図22のグラフに示すように、UV照射のない溶液Eにおいては、高い親和性の結合剤を有する「PXL-DS-AAZ-DEL」、及び「PXL-DS-SABA-DEL」は、ネガティブコントロールと比較し、優位にCt値が低下した。しかし、中程度の親和性の結合剤を有する「PXL-DS-ClSABA-DEL」、及び「PXL-DS-mSABA-DEL」は、ネガティブコントロールと比較し、優位なCt値変化は確認されなかった。本結果は、DELスクリーニングにおいて、光架橋反応を実施しない場合には、高い親和性の結合剤の取得は期待できるが、中程度の親和性の結合剤の取得は困難であることを示唆している。
 一方で、UV照射を実施した溶液Eにおいては、いずれの化合物もネガティブコントロールと比較し、優位にCt値が低下する結果となった。すなわち、本結果は、DELスクリーニングにおいて、光架橋反応を実施した場合には、中程度の親和性の結合剤の取得にも期待ができることを示唆している。
 本結果は、「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELより誘導された、光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELが、光架橋反応を利用したDELスクリーニングにおいて、有用であることを意味する。
実施例9
 [Lambda Exonucleaseを用いた1本鎖DNAを有するDELの調製]
 2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-Amino-BIO-DEL」のLambda Exonuclease処理による、1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-Amino-DEL」への変換を以下の手順で行った。
 PCRチューブに、DS-Amino-BIO-DEL(500pmоl)の水溶液;5μLの10×Lambda Exonuclease Reaction Buffer(New England BioLabs製、カタログ番号B0262);1μLのLambda Exonuclease(New England BioLabs製、カタログ番号M0262)を加えた後、脱イオン水で総液量が50μLの溶液になるよう調製した。得られた溶液を37℃で30分間インキュベーションした。
 得られた反応溶液のうち10μLをサンプリングし、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行ったところ、24024.9が観測され、目的の1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-Amino-DEL」を同定した。
 DS-Amino-BIO-DELに含まれる、一方のオリゴヌクレオチド鎖(配列番号132)のMSは検出されず、1本鎖化後の生成物のMSがメインピークとして観測され、高収率で一本鎖化反応が進行していることが確認された。
実施例10
 [実施例8で使用した光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELとリンカー構造が異なる光クロスリンカー修飾2本鎖DELの合成]
<5種の1本鎖DNAを有するDELの調製>
 実施例7と同様に、5種の1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」を調製した。ただし、実施例7記載における<5種の3’末端にビオチンを有するDEL化合物の合成>工程では、Pr_TAG2_CP-BIOの代わりに、Pr_TAG2_CP(実施例1と同様に合成したPr_TAG2_CP_aとPr_TAG2_CP_bをアニーリングして調製、表31に配列を示す)を用い、<ストレプトアビジンビーズを用いた1本鎖DNAを有するDELの調製>工程の代わりに、実施例9と同様の手順で1本鎖DNAを有するDELの調製を実施した。なお、表31中の配列表記は表25と同じである。また、各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.122:Pr_TAG2_CP_a
No.140:Pr_TAG2_CP_b
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
<光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」の合成>
 表32に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」を以下の手順にて合成した。なお、表32中の配列表記において、「(X2)」は次の式(17)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000083
 PCRチューブに、3-(3-メチル-3H-ジアジリン-3-イル)プロパン酸(5μL、0.2M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加えた。チューブに、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(2.5μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いてN、N-ジイソプロピルエチルアミン(2.5μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加え、得られた溶液を4℃で10分間振とうした。そして、得られた溶液に、ホウ酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH9.5)のL-Pr(表28に配列を示す)の溶液(100μL、1mM)を加え、10℃で30分間振とうした。
 上記溶液を、11μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び363μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。得られたペレットを脱イオン水で溶解した後、溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩した。
 得られた上清のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表32中に示す)。
<光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの合成>
 上記で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL」、「SS-SABA-DEL」、「SS-ClSABA-DEL」、「SS-mSABA-DEL」、及び「SS-Amino-DEL」)を鋳型DNAとし、「PXL-Pr2」を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で行い、表33に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物(「PXL-DS-AAZ-DEL2」、「PXL-DS-SABA-DEL2」、「PXL-DS-ClSABA-DEL2」、「PXL-DS-mSABA-DEL2」、及び「PXL-DS-Amino-DEL2」)を合成した。なお、表33中の配列表記は表26、及び表32と同じであり、5種の化合物がそれぞれ、配列番号142と配列番号125、配列番号142と配列番号127、配列番号142と配列番号129、配列番号142と配列番号131、及び配列番号142と配列番号133のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000084
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL「PXL-DS-AAZ-DEL2」、「PXL-DS-SABA-DEL2」、「PXL-DS-ClSABA-DEL2」、「PXL-DS-mSABA-DEL2」、及び「PXL-DS-Amino-DEL2」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表33中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例7で示した条件にて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図23に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率でそれぞれ、「PXL-DS-AAZ-DEL2」、「PXL-DS-SABA-DEL2」、「PXL-DS-ClSABA-DEL2」、「PXL-DS-mSABA-DEL2」、及び「PXL-DS-Amino-DEL2」に変換されていることが確認された。なお、図23の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:SS-AAZ-DEL
レーン3:SS-AAZ-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-AAZ-DEL2)
レーン4:SS-SABA-DEL
レーン5:SS-SABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-SABA-DEL2)
レーン6:SS-ClSABA-DEL
レーン7:SS-ClSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-ClSABA-DEL2)
レーン8:SS-mSABA-DEL
レーン9:SS-mSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-mSABA-DEL2)
レーン10:SS-Amino-DEL
レーン11:SS-Amino-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-Amino-DEL2)
レーン12:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
<1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-Amino-DEL3」の調製>
 1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-Amino-DEL3」(表34に配列を示す)を、実施例1と同様に核酸自動合成機nS-8II(ジーンデザイン社製)を使用して調製した。なお、「SS-Amino-DEL3」は、「U-DEL12-HP」(表11に配列を示す)を原料ヘッドピースとして、上記<5種の1本鎖DNAを有するDELの調製>と同じ手順によって誘導されるオリゴヌクレオチドと同じ構造である。また、表34中の配列表記は表10と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000085
<1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-AAZ-DEL3」の合成>
 表35に示す配列の1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-AAZ-DEL3」を以下の手順にて合成した。なお、表35中の配列表記において、「[AAZ-mdC(TEG-amino)]」は次の式(18)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086

で表される基を意味し、その他の表記は表10と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
 実施例7<DEL化合物の原料ヘッドピース(AAZ-DEL-HP)の合成>と同様に、原料に「SS-Amino-DEL3」を用い、4-オキソ-4-[(5-スルファモイル-1,3,4-チアジアゾール-2-イル)アミノ)ブタン酸との縮合反応を実施した。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-AAZ-DEL3」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表35中に示す)。
<3種の1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、及び「SS-mSABA-DEL3」)の合成>
 表36に示す配列の3種の1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、及び「SS-mSABA-DEL3」)を以下の手順にて合成した。なお、表36中の配列表記において、「[SABA-mdC(TEG-amino)]」は次の式(19)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088

で表される基を意味し、「[ClSABA-mdC(TEG-amino)]」は次の式(20)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089

で表される基を意味し、「[mSABA-mdC(TEG-amino)]」は次の式(21)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090

で表される基を意味し、その他の表記は表10と同じである。各配列番号(No.)に該当する化合物の名称は以下のとおりである。
No.145:SS-SABA-DEL3
No.146:SS-ClSABA-DEL3
No.147:SS-mSABA-DEL3
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000091

 なお、各化合物を合成するための原料カルボン酸はそれぞれ以下のとおりである。
化合物:           原料カルボン酸
SABA-DEL-HP:   4-スルファモイル安息香酸
ClSABA-DEL-HP: 4-クロロ-3-スルファモイル安息香酸
mSABA-DEL-HP:  3-スルファモイル安息香酸
 PCRチューブに、原料カルボン酸(4μL、0.2M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加えた。チューブに、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(2μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いてN、N-ジイソプロピルエチルアミン(2μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)を加え、得られた溶液を10℃で30分間振とうした。そして、得られた溶液に、ホウ酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH9.5)のSS-Amino-DEL3の溶液(50μL、1mM)を加え、10℃で2時間振とうした。
 上記溶液を、5.8μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び192μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。
 得られたペレットを50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)に溶解させ、Phenomenex Gemini C18カラムを用いる逆相HPLCにより精製した。二元移動相勾配プロファイルを用いて、50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)及びアセトニトリル/500mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(9:1、v/v)を使用し、目的物を溶出した。目的物を含む画分を収集し、混合し、濃縮した。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩し、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに脱イオン水を加え溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、及び「SS-mSABA-DEL3」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表36中に示す)。
<光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr3」の合成>
 表37に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr3」を上記<光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」の合成>と同様の手順にて合成した。ただし、原料に「L-Pr」の代わりに、「L-Pr3」(実施例1と同様に合成、表38に配列を示す)を用いた。なお、表37中の配列表記は表32と同じである。また、表38中の配列表記は表8と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000092
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000093
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr3」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表37中に示す)。
<5種の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL「PXL-DS-DEL3」の合成>
 上記で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-AAZ-DEL3」、「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、「SS-mSABA-DEL3」、及び「SS-Amino-DEL3」)を鋳型DNAとし、「PXL-Pr3」を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で行い、表39に示す配列の5種の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物(「PXL-DS-AAZ-DEL3」、「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL3」、及び「PXL-DS-Amino-DEL3」)を合成した。なお、表39中の配列表記は表34~37と同じであり、5種の化合物がそれぞれ、配列番号150と配列番号144、配列番号150と配列番号145、配列番号150と配列番号146、配列番号150と配列番号147、及び配列番号150と配列番号143のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000094
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「PXL-DS-AAZ-DEL3」、「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL3」、及び「PXL-DS-Amino-DEL3」をそれぞれ同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表39中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例7で示した条件にて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図24に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率でそれぞれ、「PXL-DS-AAZ-DEL3」、「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL3」、及び「PXL-DS-Amino-DEL3」に変換されていることが確認された。なお、図24の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:SS-AAZ-DEL3
レーン3:SS-AAZ-DEL3のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-AAZ-DEL3)
レーン4:SS-SABA-DEL3
レーン5:SS-SABA-DEL3のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-SABA-DEL3)
レーン6:SS-ClSABA-DEL3
レーン7:SS-ClSABA-DEL3のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-ClSABA-DEL3)
レーン8:SS-mSABA-DEL3
レーン9:SS-mSABA-DEL3のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-mSABA-DEL3)
レーン10:SS-Amino-DEL3
レーン11:SS-Amino-DEL3のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-Amino-DEL3)
レーン12:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
実施例11
 [実施例10で合成した光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの光架橋反応有無での結合剤回収効率の比較]
<DEL試料の調製>
 実施例10で得られた4種の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(PXL-DS-mSABA-DEL2、PXL-DS-Amino-DEL2、PXL-DS-mSABA-DEL3、及びPXL-DS-Amino-DEL3)をそれぞれ脱イオン水で希釈し、50nMのDEL試料を調製した。
<光架橋反応>
装置:CL-1000 Ultraviolet Crosslinker(UVP,INC社製)
マイクロチューブ:1.5mL シリコナイズ マイクロチューブ 丸底 (ワトソン株式会社製、カタログ番号131-615CH)
反応チューブ:96穴用ボトムバイアル (テクノラボスシィ株式会社製、カタログ番号96-V050FB)
光架橋反応溶液:
・Salmon Sperm DNA, sheared  (Invitrogen、カタログ番号AM9680) :1.6μL
・1M NaCl (FUJIFILM社製、カタログ番号191-01665) :5.0μL
・D-PBS(-)(FUJIFILM社製、カタログ番号045―29795) :32.4μL
・Carbonic Anhydrase IX/CA9 (Sino Biologocal社製、カタログ番号10107-H08H) :10.0μL
・各種DEL試料の水溶液(50nM) :1.0μL
反応条件:
 マイクロチューブに上記組成のCA9タンパク質とDEL溶液を混合し、氷上で1時間反応させた。全量を反応チューブに分注し、氷上に維持し、365nmのUV照射を20分間行った。
<タンパクと架橋されたDELの回収>
・Dynabeads Histag isolation & pulldown (Invitrogen社製、カタログ番号10104D) :10.0μL
・Tween20 (Sigma社製、カタログ番号P7949―100ML)
・10%SDS (NIPPON GENE社製、カタログ番号311-90271)
・Wash buffer(D-PBS(-)をTween20と10%SDSで希釈し0.2%に調製)
・イミダゾール (FUJIFILM社製、カタログ番号097-05391)
・Elution buffer(D-PBS(-)に200mMとなるようイミダゾールを溶解し、pH7.4に調製)
 UV照射後の反応溶液にD-PBS(-)を加えた。その後、残りの溶液を、Dyanebeads his-tag pulldownと混合し、室温で30分間インキュベーションした。マグネットスタンドに固定し、2分間静置後上清を取り除き、200μLのWash bufferを加えて、Dynabeadsを懸濁した。さらにこの操作を5回繰り返した。洗浄後のDynabeadsに100μLのElution bufferを加えて、室温で10分間静置した。反応後Dynabeadsをマグネットスタンドに設置し、2分後に上清をサンプルとして回収した。
<光架橋反応をしないサンプルの調製>
 上記一連の操作を、UV照射の操作をせずに実施し、それぞれサンプルを回収した。
<リアルタイムPCRのよるCt値の測定>
 上記で得られた各種DEL試料を、実施例8と同様に、リアルタイムPCRによりCt値を測定した。ΔCt値(ネガティブコントロールのCt値との差分)を比較した結果を図25に示す。
 実施例8に記載した通り、CA9タンパクと「PXL-DS-mSABA-DEL2」、及び「PXL-DS-mSABA-DEL3」との親和性の強度は、それぞれ中程度になると想定される(非特許文献6、及び7)。
 図25のグラフに示すように、UV照射のないサンプルにおいては、いずれもΔCt値が小さく、実施例8の結果と同様、DELスクリーニングにおいて、光架橋反応を実施しない場合には、中程度の親和性の結合剤の取得は困難であることを示唆している。
 一方で、UV照射を実施したサンプルにおいては、UV照射のないサンプルと比較し、いずれもΔCt値が上昇する結果となった。本実施例で使用した光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(いずれも実施例8で使用した光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELとリンカー構造が異なる)においても、中程度の親和性の結合剤の取得に期待ができることを示唆している。
 本結果は、「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELより誘導された、様々なリンカー構造を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELが、光架橋反応を利用したDELスクリーニングにおいて、有用であることを意味する。
実施例12
 [「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」と「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」との結合剤回収効率(DNA検出感度)の比較]
<クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの合成>
 実施例10で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、「SS-mSABA-DEL3」、及び「SS-Amino-DEL3」)を用い、「PXL-Pr3」を用いたアニーリングを以下の手順で行い、表40に示す配列の4種の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物(「PXL-DS-SABA-DEL4」、「PXL-DS-ClSABA-DEL4」、「PXL-DS-mSABA-DEL4」、及び「PXL-DS-Amino-DEL4」)を合成した。なお、表40中の配列表記は表34、表36、及び表37と同じであり、4種の化合物がそれぞれ、配列番号148と配列番号145、配列番号148と配列番号146、配列番号148と配列番号147、及び配列番号148と配列番号143のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000095
 PCRチューブに、30μLの各種1本鎖DNAを有するDEL化合物の10μM水溶液;3.77μLの「PXL-Pr3」159μM水溶液を加えた。得られた水溶液に脱イン水を加え、総液量を60μLとした。その後、90℃で2分間インキュベーションした後、30分かけて室温まで冷却した。
<DEL試料の調製>
 上記で得られた「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」4種(「PXL-DS-SABA-DEL4」、「PXL-DS-ClSABA-DEL4」、「PXL-DS-mSABA-DEL4」、及び「PXL-DS-Amino-DEL4」)、及び実施例10で得られた「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」4種(「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL3」、及び「PXL-DS-Amino-DEL3」)をそれぞれ脱イオン水で希釈し、50nMのDEL試料を調製した。
<光架橋反応>
装置:CL-1000 Ultraviolet Crosslinker(UVP,INC社製)
マイクロチューブ:1.5mL シリコナイズ マイクロチューブ 丸底 (ワトソン株式会社製、カタログ番号131-615CH)
反応チューブ:96穴用ボトムバイアル (テクノラボスシィ株式会社製、カタログ番号96-V050FB)
光架橋反応溶液:
・Salmon Sperm DNA, sheared(Invitrogen、カタログ番号AM9680) :1.6μL
・1M NaCl (FUJIFILM社製、カタログ番号191-01665) :5.0μL
・D-PBS(-)(FUJIFILM社製9、カタログ番号045―29795) :32.4μL
 ・Carbonic Anhydrase IX/CA9 (Sino Biologocal社製、カタログ番号10107-H08H) :10.0μL
・各種DEL試料の水溶液(50nM) :1.0μL
反応条件:
 上記組成のCA9タンパク質とDEL溶液を混合したものを氷上で2時間インキュベーションさせた。その後、氷上に維持し、365nmのUV照射を20分間行った。
<タンパクと架橋されたDELの回収>
・Dynabeads Histag isolation & pulldown (Invitrogen社製、カタログ番号10104D) :10.0μL
・Tween20 (Sigma社製、カタログ番号P7949―100ML)
・10%SDS (NIPPON GENE社製、カタログ番号311-90271)
・Wash buffer(D-PBS(-)をTween20と10%SDSで希釈し0.2%に調製)
・イミダゾール (FUJIFILM社製、カタログ番号097-05391)
・Elution buffer(D-PBS(-)に200mMとなるようイミダゾールを溶解し、pH7.4に調製)
 UV照射後の反応溶液を、Dynabeads his-tag pulldownと混合し、室温で30分間インキュベーションした。マグネットスタンドに固定し、2分間静置後上清を取り除き、200μLのWash bufferを加えて、Dynabeadsを懸濁した。さらにこの操作を5回繰り返した。洗浄後のDynabeadsに100μLのをElution buffer加えて、室温で10分間反応させた。反応後Dynabeadsをマグネットスタンドに設置し、2分後に上清をサンプルとして回収した。
<光架橋反応をしないサンプルの調製>
 上記一連の操作を、UV照射の操作をせずに実施し、それぞれサンプルを回収した。
<リアルタイムPCRのよるCt値の測定>
 上記で得られた各種DEL試料を、実施例8と同様に、リアルタイムPCRによりCt値を測定した。ΔCt値(ネガティブコントロールのCt値との差分)を比較した結果を図26に示す。
 実施例8と同様に、CA9タンパクと各化合物との結合剤としての親和性の強度は下記の順となると想定される(非特許文献6、及び7)。
「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-SABA-DEL4」>「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL4」>「PXL-DS-mSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL4」>「PXL-DS-Amino-DEL3(ネガティブコントロール)」、「PXL-DS-Amino-DEL4(ネガティブコントロール)」
 図26のグラフに示すように、UV照射を実施したサンプルにおいて、いずれの結合剤においても、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(PXL-DS-DEL3)」の方が、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(PXL-DS-DEL4)」よりもΔCt値が優位に高い結果となっている。結合剤の種類は同じであっても、光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの構造の違いで、ΔCt値が異なっており、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」の方が、結合剤回収効率(DNA検出感度)が高いことを示唆している。
 本結果は、「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELより誘導された「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」が、光架橋反応を利用したDELスクリーニングにおいて、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」よりも有用であることを意味する。
実施例13
 [強い分離、溶出条件に適用した光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの光架橋反応での結合剤回収効率の検証] 
<DEL試料の調製>
 実施例12と同様に、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光架反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」4種(「PXL-DS-SABA-DEL4」、「PXL-DS-ClSABA-DEL4」、「PXL-DS-mSABA-DEL4」、及び「PXL-DS-Amino-DEL4」)、及び「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」4種(「PXL-DS-SABA-DEL3」、「PXL-DS-ClSABA-DEL3」、「PXL-DS-mSABA-DEL3」、及び「PXL-DS-Amino-DEL3」)をそれぞれ脱イオン水で希釈し、50nMのDEL試料を調製した。
<光架橋反応>
 装置:CL-1000 Ultraviolet Crosslinker(UVP,INC社製)
反応チューブ:96穴用ボトムバイアル (テクノラボスシィ株式会社製、カタログ番号96-V050FB)
光架橋反応溶液:
・Salmon Sperm DNA, sheared  (Invitrogen、カタログ番号AM9680) :1.6μL
・1M NaCl (FUJIFILM社製、カタログ番号191-01665) :5.0μL
・D-PBS(-)(FUJIFILM社製9、カタログ番号045―29795) :39.4μL
 ・Carbonic Anhydrase IX/CA9 (Sino Biologocal社製、カタログ番号10107-H08H) :3.0μL
・各種DEL試料の水溶液(50nM) :1.0μL
反応条件:
 上記組成のCA9タンパク質とDEL溶液を混合したものを氷上で2時間インキュベートさせた。その後、氷上に維持し、365nmのUV照射を20分間行った。
<タンパクと架橋されたDELの回収>
・Dynabeads Histag isolation & pulldown (Invitrogen社製、カタログ番号10104D) :10.0μL
・Tween20 (Sigma社製、カタログ番号P7949―100ML)
・Wash buffer(D-PBS(-)をTween20で希釈し0.2%に調製)
・200mM イミダゾール溶液(FUJIFILM社製、カタログ番号097-05391)
 UV照射後の反応溶液を、Dynabeads his-tag pulldownと混合し、室温で30分間インキュベーションした。マグネットスタンドに固定し、2分間静置後上清を取り除き、200μLのWash bufferを加えて、Dynabeadsを懸濁し、90℃、10分間反応させた。さらにこの操作を3回繰り返した。洗浄後のDynabeadsに30μLの200mMイミダゾール溶液を加えて、室温で10分間反応させた。反応後Dynabeadsをマグネットスタンドに設置し、2分後に上清をサンプルとして回収した。
<光架橋反応をしないサンプルの調製>
 上記一連の操作を、UV照射の操作をせずに実施し、それぞれサンプルを回収した。
 上記<タンパクと架橋されたDELの回収>に記載の通り、タンパクと架橋されたDELの回収時に、加熱条件に臥しており、強い分離、溶出条件となっている。
<リアルタイムPCRのよるCt値の測定>
 上記で得られた各種DEL試料を、実施例8と同様に、リアルタイムPCRによりCt値を測定した。ΔCt値(ネガティブコントロールのCt値との差分)を比較した結果を図27に示す。
 図27のグラフに示すように、UV照射を実施したサンプルにおいて、いずれの結合剤においても、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(PXL-DS-DEL3)」の方が、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL(PXL-DS-DEL4)」よりもΔCt値が優位に高い結果となっている。結合剤の種類は同じであっても、光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DELの構造の違いで、ΔCt値が異なっており、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」の方が、結合剤回収効率(DNA検出感度)が高いことを示唆している。
 本結果は、「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELより誘導された「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」が、光架橋反応を利用したDELスクリーニングにおいて、「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合のない光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」よりも有用であることを意味する。
 また、本結果は、「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELより誘導された「クロスリンカーとコード配列の間に共有結合を有する光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL」は、非特異な結合剤などの除去を目的とした、強い分離条件や溶出条件でのDELスクリーニングにも適応可能であることを示唆している。
実施例14
 [U-DEL-13-HPを原料としたヘアピンDNAから1本鎖DNAへの変換、及び新たな機能の付与]
<DEL化合物の原料ヘッドピース(「mSABA-DEL-HP5」)の合成>
 表41中に示す配列の「mSABA-DEL-HP5」を、原料に「U-DEL13-HP」を用い、実施例10<3種の1本鎖DNAを有するDEL化合物(「SS-SABA-DEL3」、「SS-ClSABA-DEL3」、及び「SS-mSABA-DEL3」)の合成>と同様の手順にて合成した。なお、表41中の表記は表36と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000096
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の「mSABA-DEL-HP5」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表41中に示す)。
<ヘアピンDEL化合物(「mSABA-DEL5」)の合成>
 表42に示す配列のヘアピンDEL化合物(「mSABA-DEL5」)を実施例10と同様に、原料ヘッドピース「mSABA-DEL-HP5」とPr_TAG2_CPとの2本鎖ライゲーションにより合成した。なお、表42中の配列表記は表36と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の「mSABA-DEL5」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表42中に示す)。
<ヘアピンDEL化合物(「mSABA-DEL5」)のUSER(登録商標)enzymeによる切断>
 上記で得られたヘアピンDEL化合物「mSABA-DEL5」のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応を実施例7<5種の3’末端にビオチンを有するDEL化合物(AAZ-BIO-DEL、SABA-BIO-DEL、ClSABA-BIO-DEL、mSABA-BIO-DEL、Amino-BIO-DEL)のUSER(登録商標)enzymeによる切断>と同様の手順で行い、表43に示す配列の2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-mSABA-DEL5」に変換した。なお、表43中の配列表記は表36と同じであり、配列番号153と配列番号154のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000098
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-mSABA-DEL5」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表43中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例3と同じ条件で、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図28に示す結果から、「mSABA-DEL5」が、高収率で切断され、「DS-mSABA-DEL5」に変換されていることが確認された。なお、図28の各レーンのサンプルは以下のとおりである。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:mSABA-DEL5
レーン3:mSABA-DEL5のUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後のサンプル
レーン4:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
<2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-mSABA-DEL5」のLambda Exonucleaseによる1本鎖DELへの変換>
 上記で得られた2本鎖核酸を有するDEL化合物「DS-mSABA-DEL5」を、実施例9と同様にLambda Exonucleaseにより処理し、1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-mSABA-DEL5」を調製した。なお、「SS-mSABA-DEL5」は、表43中の配列番号154のオリゴヌクレオチド鎖である。
 得られた上清のうち一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行ったところ、分子量23825.8が観測され、目的の1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-mSABA-DEL5」を同定した。
<光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr5」の合成>
 表44に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr5」を実施例10<光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr2」の合成>と同様の手順にて合成した。ただし、原料に「L-Pr」の代わりに、「L-Pr5」(実施例1と同様に合成、表45に配列を示す)を用いた。なお、表44中の配列表記は表32と同じである。また、表45中の配列表記は表8と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000099
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000100
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾プライマー「PXL-Pr5」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表44中に示す)。
<光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物(「PXL-DS-mSABA-DEL5」)の合成>
 上記で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-mSABA-DEL5」を
を鋳型DNAとし、「PXL-Pr5」を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で行い、表46に示す配列の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「PXL-DS-mSABA-DEL5」を合成した。なお、表46中の配列表記は表36、及び表44と同じであり、配列番号157と配列番号154のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000101
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL「PXL-DS-mSABA-DEL5」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表46中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例7で示した条件にて、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図29に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率で「PXL-DS-mSABA-DEL5」に変換されていることが確認された。なお、図29の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:DS-mSABA-DEL5
レーン3:SS-mSABA-DEL5
レーン4:SS-mSABA-DEL5のプライマー伸長反応実施後のサンプル(PXL-DS-mSABA-DEL5)
レーン5:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
実施例15
 [クロスリンカー修飾2本鎖DELの合成]
<3種のクロスリンカー修飾プライマー(PA-Pr、TPD-Pr、ACA-Pr)の合成>
 表47に示す配列の各種クロスリンカー修飾プライマーを以下の手順にて合成した。なお、表47中の配列表記において、「(PA)」は次の式(22)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102

で表される基を意味し、「(TPD)」は次の式(23)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103

で表される基を意味し、「(ACA)」は次の式(24)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000105

 なお、各化合物を合成するための原料活性エステルはそれぞれ以下のとおりである。
化合物:    原料活性エステル
PA-Pr:  4-アジド安息香酸 N-スクシンイミジル
TPD-Pr: 4-(3-(トリフルオロメチル)-3H-ジアジリン-3-イル)安息香酸 N-スクシンイミジル
ACA-Pr: アクリル酸 N-スクシンイミジル
 PCRチューブに、10℃に冷却したホウ酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH9.4)のL-Pr(実施例7に記載)の溶液(1mM)を加えた。チューブに、50当量の原料活性エステル(25μL、0.2M ジメチルスルホキシド溶液)を加え、生じた混合物を10℃で30分間時間振とうした。
 反応液を、12μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び396μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。
 得られたペレットを50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)に溶解させ、Phenomenex Gemini C18カラムを用いる逆相HPLCにより精製した。二元移動相勾配プロファイルを用いて、50mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(pH7.5)及びアセトニトリル/500mM酢酸トリエチルアンモニウム緩衝液(9:1、v/v)を使用し、目的物を溶出した。目的物を含む画分を収集し、混合し、濃縮した。得られた溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩し、エタノール沈殿を実施した後、ペレットに脱イオン水を加え溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、それぞれ目的物を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表47中に示す)。
<化合物「AOP-L-Pr」の合成>
 表48に示す配列の化合物「AOP-L-Pr」を以下の手順にて合成した。なお、表48中の配列表記において、「(AOP-aminoC6-L)」は次の式(25)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000107
 PCRチューブに、10℃に冷却したホウ酸ナトリウム緩衝液(150mM、pH9.4)のL-Pr(実施例1と同様に合成、表28に配列を示す)の溶液(200μL、1mM)を加えた。チューブに、40当量のN-Fmoc-15-アミノ-4,7,10,13-テトラオキサオクタデカン酸(20μL、0.4M N,N-ジメチルアセトアミド溶液)、続いて40当量の、塩化4-(4,6-ジメトキシ[1.3.5]トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウム水和物(DMTMM)(16μL、0.5M 水溶液)を加え、生じた混合物を10℃で4時間振とうした。
 反応液を、23.6μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び778.8μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で終夜静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。ペレットに180μLの脱イオン水を加え溶液にした後、20μLのピペリジンを加え、10℃で3時間振とうした。
 得られた溶液を、20μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び660μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットに200μLの脱イオン水を加え1mMの溶液にした。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例1の分析条件2の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的物を同定した(各配列の理論分子量、及び検出された分子量を表48中に示す)。
<クロスリンカー修飾プライマー(BMP-Pr)の合成>
 表49に示す配列のクロスリンカー修飾プライマー(BMP-Pr)を以下の手順にて合成した。なお、表49中の配列表記において、「(BMP)」は次の式(26)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000109
 PCRチューブに、10℃に冷却したリン酸ナトリウム緩衝液(125mM、pH9.4)のAOP-L-Prの溶液(40μL、0.5mM)を加えた。チューブに、50当量の3-マレイミドプロピオン酸 N-スクシンイミジル(5μL、0.2M ジメチルスルホキシド溶液)を加え、生じた混合物を10℃で40分間振とうした。その後、ジメチルスルホキシド20μLを加え、生じた混合物をさらに10℃で25分間振とうした。
 反応液を、5μLの5Mの塩化ナトリウム水溶液及び215μLの冷却された(-20℃)エタノールにより処理し、-78℃で30分間静置した。遠心分離後、上清を除き、得られたペレットを風乾した。得られたペレットを脱イオン水で溶解した後、溶液をAmicon(登録商標)Ultra Centrifugalフィルタ(3kDカットオフ)により脱塩した。
 得られた上清のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクロスリンカー修飾プライマー「BMP-Pr」を同定した(各化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表49中に示す)。
<クロスリンカー修飾2本鎖DEL(「TPD-DS-mSABA-DEL」)の合成>
 実施例10で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-mSABA-DEL」を鋳型DNAとし、上記<3種のクロスリンカー修飾プライマーの合成>で得られたクロスリンカー修飾プライマー「TPD-Pr」を用いたプライマー伸長反応を以下の手順で行い、表50に示す配列のクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「TPD-DS-mSABA-DEL」を合成した。なお、表50中の配列表記は表26、及び表47と同じであり、「TPD-DS-mSABA-DEL」が、配列番号163と配列番号131のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000110
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクロスリンカー修飾2本鎖DEL「TPD-DS-mSABA-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表50中に示す)。
<クロスリンカー修飾2本鎖DEL(「ACA-DS-ClSABA-DEL」)の合成>
 実施例10で得られた1本鎖DNAを有するDEL化合物「SS-ClSABA-DEL」を鋳型DNAとし、上記で得られたクロスリンカー修飾プライマー「ACA-Pr)を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で行い、表51に示す配列のクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「ACA-DS-ClSABA-DEL」を合成した。なお、表51中の配列表記は表26、及び表47と同じであり、「ACA-DS-ClSABA-DEL」が、配列番号164と配列番号129のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000111
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクロスリンカー修飾2本鎖DEL「ACA-DS-ClSABA-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表51中に示す)。
<ゲル電気泳動によるプライマー伸長反応の確認>
 上記<クロスリンカー修飾2本鎖DEL(「TPD-DS-mSABA-DEL」)の合成>、及び<クロスリンカー修飾2本鎖DEL(「ACA-DS-ClSABA-DEL」)の合成>で得られた溶液のうち一部をサンプリングし、実施例7で示した条件で、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図30に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率で「TPD-DS-mSABA-DEL」、及び「ACA-DS-ClSABA-DEL」に変換されていることが確認された。なお、図30の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:SS-mSABA-DEL
レーン3:SS-mSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(TPD-DS-mSABA-DEL)
レーン4:SS-ClSABA-DEL
レーン5:SS-ClSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(ACA-DS-ClSABA-DEL)
レーン6:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
実施例16
 [クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELを用いたクロスリンカー修飾2本鎖DELの合成]
<クロスリンカー修飾のための反応基を有するプライマー(「BCN-Pr」)の合成>
 表52に示す配列のクロスリンカー修飾のための反応基を有するプライマー「BCN-Pr」を以下の手順にて合成した。なお、表52中の配列表記において、「(BCN)」は次の式(27)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112

で表される基を意味し、その他の表記は表2と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000113
 実施例15と同様に、原料に「AOP-L-Pr」を用い、原料活性エステルに炭酸スクシンイミジル(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメチルを用い、「BCN-Pr」の合成を実施した。
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的の「BCN-Pr」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表52中に示す)。
<クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELの合成>
 実施例10で得られた「SS-mSABA-DEL」を鋳型DNAとし、「BCN-Pr」を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で行い、表53に示す配列のクロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DEL化合物「BCN-DS-mSABA-DEL」を合成した。なお、表53中の配列表記は表26、及び表52と同じであり、「BCN-DS-mSABA-DEL」が、配列番号166と配列番号131のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000114
 得られた溶液のうち、一部をサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DEL「BCN-DS-mSABA-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表53中に示す)。
 また、得られた反応溶液のうち一部をサンプリングし、実施例7で示した条件で、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図31に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率で「BCN-DS-mSABA-DEL」に変換されていることが確認された。なお、図31の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:SS-mSABA-DEL
レーン3:SS-mSABA-DELのプライマー伸長反応実施後のサンプル(BCN-DS-mSABA-DEL)
レーン4:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
<クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELとのクリック反応によるクロスリンカー修飾2本鎖DEL(「PSF-DS-mSABA-DEL」)の合成>
 上記で得られた「BCN-DS-mSABA-DEL」に対し、クリック反応によりクロスリンカーを導入し、表54に示す配列のクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「PSF-DS-mSABA-DEL」を合成した。合成手順を以下に示す。なお、表54中の配列表記において、「(PSF-t)」は次の式(28)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115

で表される基を意味し、その他の表記は表26と同じであり、「PSF-DS-mSABA-DEL」が、配列番号131と配列番号167のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000116
 PCRチューブに、2-アジド酢酸 N-スクシンイミジル(125μL、0.2M ジメチルスルホキシド溶液)を加えた。チューブに、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(5.2μL)、続いて4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオリド塩酸塩(30mg)を加え、得られた混合物を10℃で1時間振とうした。
 得られた混合物にジメチルスルホキシドを加え、10倍希釈した(希釈液)。
 PCRチューブに、リン酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH7.0)のBCN-DS-mSABA-DEL溶液(2μL、0.1mM)を加え、続いてジメチルスルホキシド1.8μLを加えた。その後、上記で得られた希釈液0.2μLを加え、得られた溶液を25℃で2時間振とうした。
 得られた溶液の内1μLをサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクリック修飾2本鎖DEL「PSF-DS-mSABA-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表54中に示す)。
<クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELとのクリック反応によるクロスリンカー修飾2本鎖DEL(「BMP-DS-mSABA-DEL」)の合成>
 上記で得られた「BCN-DS-mSABA-DEL」に対し、クリック反応によりクロスリンカーを導入し、表55に示す配列のクロスリンカー修飾2本鎖DEL化合物「BMP-DS-mSABA-DEL」を合成した。合成手順を以下に示す。なお、表55中の配列表記において、「(BMP-t)」は次の式(29)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117

で表される基を意味し、その他の表記は表26と同じであり、「BMP-DS-mSABA-DEL」が、配列番号131と配列番号168のオリゴヌクレオチド鎖の2本鎖により形成されていることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000118
 PCRチューブに、3-アジドプロピルアミン(4.8mg、0.2M ジメチルスルホキシド溶液)を加えた。チューブに、3-マレイミドプロピオン酸 N-スクシンイミジル(30mg)を加え、得られた混合物を10℃で1時間振とうした。
 得られた混合物にジメチルスルホキシドを加え、10倍希釈した(希釈液)。
 PCRチューブに、リン酸ナトリウム緩衝液(250mM、pH7.0)のBCN-DS-mSABA-DEL溶液(2μL、0.1mM)を加え、続いてジメチルスルホキシド1.8μLを加えた。その後、上記で得られた希釈液0.2μLを加え、得られた溶液を25℃で2時間振とうした。
 得られた溶液の内1μLをサンプリングし、脱イオン水で希釈したのち、実施例3の分析条件3の条件にて、ESI-MSによる質量分析を行い、目的のクリック修飾2本鎖DEL「BMP-DS-mSABA-DEL」を同定した(化合物の理論分子量、及び検出された分子量を表55中に示す)。
実施例17
 [U-DEL9-HPを原料としたモデルライブラリから1本鎖DNAへの変換、及び新たな機能の付与]
<Lambda Exonucleaseを用いたモデルライブラリの1本鎖DNAを有するDEL化合物への変換>
 モデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後サンプル(実施例6で合成)を用いて、実施例9と同様の手順でモデルライブラリの1本鎖DNAを有するDEL化合物への変換を実施した。そして、得られた溶液を次工程の出発原料とした。
<1本鎖DNAを有するDELに変換したモデルライブラリのクロスリンカー修飾2本鎖DELへの変換>
 上記で得られた1本鎖DNAを有するDELに変換したモデルライブラリを鋳型DNAとし、「PXL-Pr」(実施例7で合成)、及び「BCN-Pr」(実施例16で合成)を用いたプライマー伸長反応を実施例7と同様の手順で実施した。
<結果>
 上記2種のプライマー伸長反応より得られた反応溶液のうち一部をそれぞれサンプリングし、実施例7に示した条件で、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析を行った。図32に示す結果から、プライマーの伸長反応により、高収率で、1本鎖DEL化したモデルライブラリが光反応性クロスリンカー修飾2本鎖DEL、及びクロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELへ変換されていることが確認された。なお、図32の各レーンのサンプルは以下のとおりである。なお、各DEL化合物のロード量がそれぞれ約40ngとなるよう、サンプルを調製した。
レーン1:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
レーン2:モデルライブラリのUSER(登録商標)enzymeによる切断反応実施後サンプル
レーン3:モデルライブラリのLambda Exonucleaseによる1本鎖DEL化反応実施後のサンプル
レーン4:1本鎖DEL化したモデルライブラリとPXL-Prとのプライマー伸長反応実施後のサンプル
レーン5:1本鎖DEL化したモデルライブラリとBCN-Prとのプライマー伸長反応実施後のサンプル
レーン6:20bp DNAラダー(ロンザ製、Lonza 20 bp DNA Ladder、カタログ番号50330)
 本発明では、選択的に切断可能な部位を含む核酸化合物を利用する方法を提供する。さらに本発明では、切断可能な部位をDNA鎖中に含むDELを、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導し、評価する方法を提供し、従来よりも、「簡便なDEL合成手法」と「DEL評価手法の拡大・改善」とを兼ね備えた化合物スクリーニングが可能となる。

Claims (123)

  1.  「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DNAコード化ライブラリ(DEL)から誘導されたクロスリンカー修飾2本鎖DELの評価方法であって、以下のステップ:
    (1)当該DELを、生物学的標的と、当該DELの少なくとも1つのライブラリ分子が生物学的標的と結合するために適した条件下で接触させる、
    (2)生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる、
    (3)架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる、
    (4)回収された複合体中のライブラリ分子が有するオリゴヌクレオチドの配列を同定する、
    (5)(4)において決定された配列を使用し、生物学的標的と結合する1つ以上の化合物の構造を同定する、
    により構成される方法。
  2.  前記クロスリンカー修飾2本鎖DELのクロスリンカーが、コード配列を有するオリゴヌクレオチドと、共有結合を介して連結されている、請求項1に記載の方法。
  3.  前記クロスリンカー修飾2本鎖DELのクロスリンカーが、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合している、請求項1または2に記載の方法。
  4.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
    (iii)(ii)で得られた1本鎖DELと、クロスリンカー修飾DNAとを2本鎖形成させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  5.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
    (iii)(ii)で得られた1本鎖DELと、クロスリンカー修飾のための反応基を有するDNAとを2本鎖形成させ、
    (iv)クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  6.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
    (iii)(ii)で得られた1本鎖DELに、クロスリンカー修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  7.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELのうち、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドを除去し、1本鎖DELに変換する。
    (iii)(ii)で得られた1本鎖DELに、クロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾のための反応基を有する2本鎖DELへ誘導し、
    (iv)クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  8.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELに、クロスリンカー修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  9.  クロスリンカー修飾2本鎖DELへの誘導が、以下のステップを含む、請求項1~請求項3のいずれかに1項に記載の方法、
    (i)「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELの、少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」を切断し、2本鎖DELに変換する。
    (ii)(i)で得られた2本鎖DELに、クロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを付与し、付与したプライマーを伸長させ、クロスリンカー修飾のための反応基と、クロスリンカーユニットとを反応させることで、クロスリンカー修飾2本鎖DELへ誘導する。
  10.  以下を特徴とする請求項6または請求項8に記載の方法。
    (I)少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」が、ライブラリ分子が結合している部位より3‘方向に存在するヘアピン型DELを用いる。
    (II)クロスリンカーが、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合しているクロスリンカー修飾プライマーを用いる。
  11.  以下を特徴とする請求項7または請求項9に記載の方法。
    (I)少なくとも一つの「選択的に切断可能な部位」が、ライブラリ分子が結合している部位より3‘方向に存在するヘアピン型DELを用いる。
    (II)クロスリンカー修飾のための反応基が、オリゴヌクレオチドの5‘末端に直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合しているクロスリンカー修飾のための反応基を有する修飾プライマーを用いる。
  12.  前記(ii)のステップにおいて、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドが、機能性分子を有し、該機能性分子の機能に応じた処理により除去される、請求項4~7のいずれか1項に記載の方法。
  13.  機能性分子がビオチンである、請求項12に記載の方法。
  14.  前記(ii)のステップにおいて、ライブラリ分子が結合していないオリゴヌクレオチドの除去が、エキソヌクレアーゼによる分解である、請求項4~7のいずれか1項に記載の方法。
  15.  エキソヌクレアーゼが、ラムダエキソヌクレアーゼである、請求項14に記載の方法。
  16.  クロスリンカーが、アジド基、ジアジリン基、スルホニルフルオリド基、ジアゾ基、シンナモイル基、またはアクリレート基を少なくとも一つ含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  17.  クロスリンカーが、アジド基、ジアジリン基、またはスルホニルフルオリド基を少なくとも一つ含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  18.  クロスリンカーが、式(AA)~(AE):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
    のいずれかの構造を含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  19.  クロスリンカーが、式(AA)~(AE):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
    のいずれかの構造である、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  20.  クロスリンカーが、式(BA)または(BB):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
    のいずれかの構造を含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  21.  クロスリンカーが、式(BA)または(BB):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (式中、*は2本鎖DELの5‘末端、もしくは該5‘末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
    のいずれかの構造である、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
  22.  クロスリンカー修飾のための反応基が、クリック反応のための反応基である、請求項5、7、9または11のいずれか1項に記載の方法。 
  23.  クロスリンカー修飾のための反応基が、アルキニル基、アルケニル基、アジドを基またはテトラジニル基である、請求項5、7、9または11のいずれか1項に記載の方法。
  24.  クロスリンカー修飾のための反応基が、式(CA)~(CL):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

    (式中、*は2本鎖DELの5’末端、もしくは5’末端と結合している2官能性スペーサー側との結合位置を意味する)
    のいずれかの構造である請求項5、7、9または11のいずれか1項に記載の方法。
  25.  (2)の「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる」工程が、「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、光照射により生物学的標的と架橋させる」工程である、請求項1~19のいずれか1項に記載の方法。
  26.  光照射の条件が、波長250~500nmの光照射である、請求項25に記載の方法。
  27.  光照射の条件が、波長365nmの光照射である、請求項25に記載の方法。
  28.  光照射の条件が、10秒~180分間の光照射である、請求項25~27のいずれか1項に記載の方法。
  29.  光照射の条件が、30秒~30分間の光照射である、請求項25~27のいずれか1項に記載の方法。
  30.  (2)の「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、生物学的標的と架橋させる」工程が、「生物学的標的と結合したライブラリ分子のクロスリンカーを、インキュベーションにより生物学的標的と架橋させる」工程である、請求項1~24のいずれか1項に記載の方法。
  31.  (3)の「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる」工程が、「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から電気泳動により分離させる」工程である、請求項1~30のいずれか1項に記載の方法。
  32.  電気泳動が、ゲル電気泳動である、請求項31に記載の方法。
  33.  電気泳動が、キャピラリー電気泳動である、請求項31に記載の方法。
  34.  (3)の「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、架橋されていないライブラリ分子から分離させる」工程が、「架橋されたライブラリ分子と生物学的標的との複合体を、生物学的標的の固定化用担体への固定化と、架橋されていないライブラリ分子の洗浄除去により分離させる」である、請求項1~30のいずれか1項に記載の方法。
  35.   「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELが、式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (式中、
    XおよびYは、オリゴヌクレオチド鎖であり、
    EおよびFは、それぞれ独立して
    ヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    ただし、EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
    LPは、ループ部位であり、
    Lは、リンカーであり、
    Dは、反応性官能基由来の2価の基であり、
    Spは、結合又は2官能性スペーサーであり、
    Anは、少なくとも1つのビルディングブロックにより構成される部分構造である。)
    で表される化合物であり、
    XとYは、少なくとも一部で二重鎖を形成しうる配列を有し、
    Xは5‘末端でEに結合し、
    Yは3‘末端でFに結合し、
    E、F、又はLPの少なくともいずれか1つの部位に、少なくとも1つの選択的に切断可能な部位を有する。)
    で表されるDELである、
    請求項1~34のいずれか1項に記載の方法。
  36.  「選択的に切断可能な部位」を有するヘアピン型DELが、式(III)
    An-Sp-C-Bn (III)
    (式中、
    AnおよびSpは、請求項35と同じ意味を表し、
    Bnは、オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとで形成される2本鎖オリゴヌクレオチドタグを表し、
    Cは、式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    (式中、E、LP、L、DおよびFは、請求項35と同じ意味を表し、ただし、DはAnと直接結合するか、または2官能性スペーサーを介して結合し、EとFとは2本鎖オリゴヌクレオチドタグBnのそれぞれ対応する末端側に結合する。)
    で表されるDELである、
    請求項35に記載の方法。
  37.  Anが、請求項35と同じであり、かつ、n個のビルディングブロックα1~αn(nは、1~10の整数である。)により構築される部分構造であり、
    Bnが、オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとで形成される2本鎖オリゴヌクレオチドタグであり、かつ、Anの構造を同定することができる塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを含む部分構造である、
    請求項35又は36に記載の方法。
  38.  LPが、
    (LP1)p-LS-(LP2)qで表されるループ部位であり、
    LSは、以下の(A)ないし(C)に記載される化合物群から選ばれる部分構造であり、
    (A)ヌクレオチド
    (B)核酸アナログ
    (C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基
    LP1は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってp個選ばれる各部分構造であり、
    (1)ヌクレオチド
    (2)核酸アナログ
    LP2は、以下の(1)および(2)に記載される化合物群から単独もしくは異なってq個選ばれる各部分構造であり、
    (1)ヌクレオチド
    (2)核酸アナログ
    pとqの総数が0~40である、
    請求項35~37のいずれか1項に記載の方法。
  39.  pとqの総数が2~20である、請求項38に記載の方法。
  40.  pとqの総数が2~10である、請求項38に記載の方法。
  41.  pとqの総数が2~7である、請求項38に記載の方法。
  42.  pとqの総数が0である、請求項38に記載の方法。
  43.  LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
    (A)ヌクレオチド
    または
    (B)以下の(B11)から(B15)を要件とする核酸アナログ
     (B11)リン酸(または相当部位)および水酸基(またはその相当部位)を有する、
     (B12)炭素、水素、酸素、窒素、リン又は硫黄により構成される、
     (B13)分子量が142から1500である、
     (B14)残基間原子数が3~30である、
     (B15)残基間の原子の結合様式は、全て単結合であるか、または1乃至2つの二重結合を含み残りは単結合である、
    から単独もしくは異なって選ばれる構造である、請求項38~42のいずれか1項に記載の方法。
  44.  LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
    (A)ヌクレオチド
    または
    (B)以下の(B21)から(B25)を要件とする核酸アナログ
     (B21)リン酸および水酸基を有する、
     (B22)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される、
     (B23)分子量が142から1000である、
     (B24)残基間原子数が3~15である、
     (B25)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である、
    から単独もしくは異なって選ばれる構造である、請求項38~43のいずれか1項に記載の方法。
  45.  LP1、LP2およびLSが、それぞれ以下の構造: 
    (A)ヌクレオチド
    または
    (B)以下の(B31)から(B35)を要件とする核酸アナログ
     (B31)リン酸および水酸基を有する、
     (B32)炭素、水素、酸素、窒素又はリンにより構成される、
     (B33)分子量が142から700である、
     (B34)残基間原子数が4~7である、
     (B35)残基間の原子の結合様式は、全て単結合である、
    から単独もしくは異なって選ばれる構造である請求項38~44のいずれか1項に記載の方法。
  46.  LP1およびLP2が、それぞれ以下: 
    (B41)d-Spacer、
    (B5)ポリアルキレングリコールリン酸エステル
    のいずれかである、請求項38~45のいずれか1項に記載の方法。
  47.  LP1およびLP2が、それぞれジエチレングリコールリン酸エステルまたはトリエチレングリコールリン酸エステルである、請求項38~46のいずれか1項に記載の方法。
  48.  LP1およびLP2が、それぞれトリエチレングリコールリン酸エステルである、請求項38~47のいずれか1項に記載の方法。
  49.  LP1およびLP2が、それぞれd-Spacerである、請求項38~46のいずれか1項に記載の方法。
  50.  LP1およびLP2が、それぞれヌクレオチドである、
    請求項38~45のいずれか1項に記載の方法。
  51.  LSが、式(a)~式(g): 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味し、Rは、水素原子またはメチル基である。)
    のいずれかである、請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  52.  LSが、式(h): 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

    (式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する)
    である、請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  53.  LSが、ポリアルキレングリコールリン酸エステルである、請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  54.  LSが、式(i)~式(k): 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

     (式中、n1、m1、p1、及びq1はそれぞれ独立して、1~20の整数であり、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する。)
    である、請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  55.  LSが、式(l): 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

    (式中、*はリンカーとの結合位置を意味し、**はLP1又はLP2との結合位置を意味する)
    である、請求項38~50いずれか1項に記載の方法。
  56.  LSが、(B42)、(B43)又は(B44):
    (B42)Amino C6 dT
    (B43)mdC(TEG-Amino)
    (B44)Uni-Link(商標登録)Amino Modifier 
    のいずれかである、請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  57.  LSが、ヌクレオチドである、
    請求項38~50のいずれか1項に記載の方法。
  58.  LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
    (1)置換基を有しても良く、1~3個のヘテロ原子で置き換えられても良いC1~10脂肪族炭化水素、
    (2)置換基を有してもよいC6~14芳香族炭化水素、
    (3)置換基を有してもよいC2~9芳香族複素環、 または
    (4)置換基を有してもよいC2~9非芳香族複素環
    のいずれかである、請求項38~42及び46~50のいずれか1項に記載の方法。
  59.  LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
    (1)置換基を有しても良いC1~6脂肪族炭化水素、
    (2)置換基を有しても良いC6~10芳香族炭化水素、または
    (3)置換基を有してもよいC2~5芳香族複素環
    のいずれかである請求項38~42及び46~50のいずれか1項に記載の方法。
  60.  LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
    (1)C1~6脂肪族炭化水素、
    (2)ベンゼン、または
    (3)C2~5含窒素芳香族複素環
     ここで、前記(1)~(3)は無置換であるか、または置換基群ST1から単独もしくは異なって選ばれる1~3個の置換基で置換されてもよく、置換基群ST1は、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子により構成される群であり、ただし、置換基群ST1が脂肪族炭化水素に置換する場合、置換基群ST1からアルキル基は選択されない、
    のいずれかである請求項38~42及び46~50のいずれか1項に記載の方法。
  61.  LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
    (1)C1~6アルキル基、または
    (2)無置換であるか1つまたは2つのC1~3アルキル基若しくはC1~3アルコキシ基で置換されたベンゼン
    のいずれかである請求項38~42及び46~50のいずれか1項に記載の方法。
  62.  LSが、(C)置換基を有してもよいC1~14の3価の基であり、(C)が以下の構造: 
    (1)C1~6アルキル基
    である、請求項38~42及び46~50いずれか1項に記載の方法。
  63.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    EおよびFの鎖長が、それぞれ3乃至40である、
    請求項36~62のいずれか1項に記載の方法。
  64.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    EおよびFの鎖長が、それぞれ4乃至30である
    請求項35~63のいずれか1項に記載の方法。
  65.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    EおよびFの鎖長が、それぞれ6乃至25である
    請求項35~64のいずれか1項に記載の方法。
  66.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
    EとFの二重鎖オリゴヌクレオチドが突出末端である、
    請求項35~65のいずれか1項に記載の方法。
  67.  前記突出末端の突出部が、2塩基以上の長さである、請求項66に記載の方法。
  68.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチド又は核酸アナログにより構成されるオリゴマーであり、
    EとFが互いに相補的な塩基配列を含み、二重鎖オリゴヌクレオチドを形成し、
    EとFの二重鎖オリゴヌクレオチドが平滑末端である、
    請求項35~65のいずれか1項に記載の方法。
  69.  EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ3塩基以上 である
    請求項35~68のいずれか1項に記載の方法。
  70.  EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ4塩基以上である
    請求項35~69のいずれか1項に記載の方法。
  71.  EとFに含まれる、互いに相補的な塩基配列の鎖長が、それぞれ6塩基以上である
    請求項35~70のいずれか1項に記載の方法。
  72.  EおよびFが、それぞれ独立してヌクレオチドにより構成されるオリゴマーである、
    請求項35~71のいずれか1項に記載の方法。
  73.  ヌクレオチドが、リボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドである請求項35~72のいずれか1項に記載の方法。
  74.  ヌクレオチドが、デオキシリボヌクレオチドである請求項35~73のいずれか1項に記載の方法。
  75.  ヌクレオチドが、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、又はデオキシシチジンである請求項35~74のいずれか1項に記載の方法。
  76.  EおよびFが、それぞれ独立して核酸アナログにより構成されるオリゴマーである、請求項35~71のいずれか1項に記載の方法。
  77.  Lが、
    (1)置換基を有しても良く、1~3個のヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、
    又は
    (2)置換基を有してもよいC6~14芳香族炭化水素
    である、請求項35~76のいずれか1項に記載の方法。
  78.  Lが、置換基を有しても良いC1~6脂肪族炭化水素、1若しくは2個の酸素原子で置き換えられても良いC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基を有しても良いC6~10芳香族炭化水素である、請求項35~77のいずれか1項に記載の方法。
  79.  Lが、置換基群ST1で置換可能なC1~6脂肪族炭化水素、又は置換基群ST1で置換可能なベンゼンであり、ここで、置換基群ST1は、C1~6アルキル基、C1~6アルコキシ基、フッ素原子および塩素原子により構成される群である(ただし、置換基群ST1が脂肪族炭化水素に置換する場合、置換基群ST1からアルキル基は選択されない。)、請求項35~78のいずれか1項に記載の方法。
  80.  Lが、C1~6アルキル基、又は無置換であるか1つまたは2つのC1~3アルキル基若しくはC1~3アルコキシ基で置換されたベンゼンである、請求項35~79のいずれか1項に記載の方法。
  81.  Lが、C1~6アルキル基である、請求項35~80のいずれか1項に記載の方法。
  82.  Dの反応性官能基が、
    C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合を構成しうる反応性官能基である、請求項35~81のいずれか1項に記載の方法。
  83.  Dの反応性官能基が、脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボニル基の前駆体、チオール基、又はアルデヒド基である、請求項35~82のいずれか1項に記載の方法。
  84.  Dの反応性官能基が、ハロゲン原子を有するC1炭化水素、スルホン酸系脱離基を有するC1炭化水素、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン化カルボキシ基、チオール基、又はアルデヒド基である、請求項35~83のいずれか1項に記載の方法。
  85.  Dの反応性官能基が、-CHCl、-CHBr、-CHOSOCH、-CHOSOCF、アミノ基、水酸基、又はカルボキシ基である、請求項35~84のいずれか1項に記載の方法。
  86.  Dの反応性官能基が、第1級アミノ基である、請求項35~85のいずれか1項に記載の方法。
  87.  選択的に切断可能な部位が、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、チミジン、及びデオキシシチジンのいずれでもないデオキシリボヌクレオシドである、
    請求項35~87のいずれか1項に記載の方法。
  88.  選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジン、ブロモデオキシウリジン、デオキシイノシン、8-ヒドロキシデオキシグアノシン、3-メチル-2’-デオキシアデノシン、N6-エテノ-2’-デオキシアデノシン、7-メチル-2’-デオキシグアノシン、2’-デオキシキサントシン、又は5,6-ジヒドロキシ-5,6ジヒドロデオキシチミジンである、
    請求項35~87のいずれか1項に記載の方法。
  89.  選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジン、又はデオキシイノシンである、
    請求項35~88のいずれか1項に記載の方法。
  90.  選択的に切断可能な部位が、デオキシウリジンである、
    請求項35~89のいずれか1項に記載の方法。
  91.  選択的に切断可能な部位が、デオキシイノシンである、
    請求項35~89のいずれか1項に記載の方法。
  92.  選択的に切断可能な部位が、デオキシイノシンから3‘方向に2番目のホスホジエステル結合である、
    請求項35~86のいずれか1項に記載の方法。
  93.  選択的に切断可能な部位が、リボヌクレオシドである、
    請求項35~86のいずれか1項に記載の方法。
  94.  選択的に切断可能な部位が、1つである、
    請求項35~93のいずれか1項に記載の方法。
  95.  少なくとも1つの切断可能な部位を、E又は(LP1)pに含み、かつ少なくとも1つの切断可能な部位を、F又は(LP2)qに含む、
    請求項35~93のいずれか1項に記載の方法。
  96.  E又は(LP1)pに含まれる切断可能な部位と、F又は(LP2)qに含まれる切断可能な部位が異なる条件で切断可能である、
    請求項95に記載の方法。
  97.  Anが、n個のビルディングブロックα1~αn(nは、1~10の整数である。)により構築される部分構造である、
    請求項35~96のいずれか1項に記載の方法。
  98.  Anが、低分子有機化合物である、請求項35~97のいずれか1項に記載の方法。
  99.  Anのビルディングブロックが、分子量500以下の化合物である、請求項35~98のいずれか1項に記載の方法。
  100.  Anのビルディングブロックが、分子量300以下の化合物である、請求項35~99のいずれか1項に記載の方法。
  101.  Anのビルディングブロックが、分子量150以下の化合物である、請求項35~100のいずれか1項に記載の方法。
  102.  Anが、H、B、C、N、O、Si、P、S、F、Cl、Br及びIからなる元素群より単独又は異なって選ばれる元素により構成される有機化合物である、請求項35~101のいずれか1項に記載の方法。
  103.  Anが、アリール基、非芳香族シクリル基、ヘテロアリール基及び非芳香族ヘテロシクリル基からなる置換基群より単独又は異なって選ばれる置換基を有する低分子有機化合物である、請求項35~102のいずれか1項に記載の方法。
  104.  Anが、分子量5000以下である、請求項35~103のいずれか1項に記載の方法。
  105.  Anが、分子量800以下である、請求項35~104のいずれか1項に記載の方法。
  106.  Anが、分子量500以下である、請求項35~105のいずれか1項に記載の方法。
  107.  Anが、ポリペプチドである、
    請求項35~97のいずれか1項に記載の方法。
  108.  Spが2官能性スペーサーである、請求項35~107のいずれか1項に記載の方法。
  109.  2官能性スペーサーが、それぞれSpD-SpL-SpXであり、
    SpDが、C―C、アミノ、エーテル、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホンアミド、又はスルホニル結合を構成しうる反応性基由来の2価の基であり、
    SpLが、ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、任意にヘテロ原子で置き換えられても良いC1~20脂肪族炭化水素、ペプチド、オリゴヌクレオチド、またはこれらの組み合わせあり、
    SpXが、アミノ、カルボニル、アミド、エステル、ウレア、又はスルホンアミド結合を形成する反応基由来の2価の基である、
    請求項1~107のいずれか1項に記載の方法。
  110.  2官能性スペーサーが、それぞれSpD-SpL-SpXであり、
    SpDが、第一級アミノ基由来の2価の基であり、
    SpLが、ポリエチレングリコール、またはポリエチレンであり、
    SpXが、カルボキシ基由来の2価の基である、
    請求項1~107のいずれか1項に記載の方法。
  111.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、二重鎖を形成可能な配列である、請求項35~110のいずれか1項に記載の方法。
  112.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、相補的な塩基配列を含む、請求項35~111のいずれか1項に記載の方法。
  113.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ1~200塩基の長さである、請求項35~112のいずれか1項に記載の方法。
  114.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ3~150塩基の長さである、請求項35~113のいずれか1項に記載の方法。
  115.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、それぞれ30~150塩基の長さである、請求項35~114のいずれか1項に記載の方法。
  116.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、平滑末端を有する、請求項35~115のいずれか1項に記載の方法。
  117.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、突出末端を有する、請求項35~115のいずれか1項に記載の方法。
  118.  突出末端の突出部が、1~30塩基の長さである、請求項117に記載の方法。
  119.  突出末端の突出部が、2~5塩基の長さである、請求項117又は118に記載の方法。
  120.  オリゴヌクレオチド鎖Xとオリゴヌクレオチド鎖Yとが、突出末端を有し、当該突出末端に、さらに特定分子識別配列が結合する、請求項117~119のいずれか1項に記載の方法。
  121.  XおよびYのいずれか一方に、機能性分子が結合した、請求項35~120のいずれか1項に記載の方法。
  122.  XおよびYのいずれか一方に、ビオチンが結合した、請求項35~120のいずれか1項に記載の方法。
  123.  Spが結合である、請求項35~107のいずれか1項に記載の方法。
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