JP2024523006A - Novel Replicase Cycling Reaction (RCR) - Google Patents
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Abstract
本発明は、概して、ウイルスRNAレプリカーゼおよび/またはRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)酵素ならびにそれらに関連するmRNAを用いる新規なRNA/mRNAの製造および増幅方法に関する。本発明は、5’末端もしくは3’末端、またはその両方に少なくとも一つのRdRp結合部位を有するあらゆる種類のRNA/mRNA配列の製造および増幅に用いることができる。このようにして得られたRNA/mRNAは、mRNAワクチンおよび/またはRNAベースの医薬を製造するだけでなく、in-vitroおよびin-cellにおける翻訳条件で、mRNA関連タンパク質、ペプチド、および/または抗体を生成するのにも有用である。主に、本発明は、新規なRNAレプリカーゼを介したRNA/mRNA増幅法、すなわちレプリカーゼサイクリング反応(RCR)である。RCRに関与するRNAレプリカーゼとしては、ウイルスおよび/またはバクテリオファージのRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)、特にコロナウイルスおよびC型肝炎ウイルス(HCV)のRdRp酵素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The present invention generally relates to a novel method for the production and amplification of RNA/mRNA using viral RNA replicases and/or RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) enzymes and their associated mRNAs. The present invention can be used for the production and amplification of any kind of RNA/mRNA sequence having at least one RdRp binding site at the 5'-end or 3'-end or both. The RNA/mRNA thus obtained is useful for producing mRNA vaccines and/or RNA-based medicines as well as for generating mRNA-associated proteins, peptides and/or antibodies under in-vitro and in-cell translation conditions. Mainly, the present invention is a novel RNA replicase-mediated RNA/mRNA amplification method, i.e. replicase cycling reaction (RCR). RNA replicases involved in RCR include, but are not limited to, viral and/or bacteriophage RNA-dependent RNA polymerases (RdRps), in particular coronavirus and Hepatitis C virus (HCV) RdRp enzymes.
Description
関連出願の相互参照:
本発明は、「抗ウイルスおよび抗癌ワクチンにおける使用のための新規なmRNA組成物および製造(Novel mRNA Composition and Production for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines)」を発明の名称とする、2021年6月12日に出願された米国仮特許出願第63/209,969号の優先権を主張する。また、本発明は、いずれも、「抗ウイルスおよび抗癌ワクチンにおける使用のための新規なmRNA組成物および製造方法(Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines)」を発明の名称とする、2021年6月15日に出願された米国仮特許出願第63/210,988号、2021年6月19日に出願された米国仮特許出願第63/212,657号、および2021年7月15日に出願された米国仮特許出願第63/222,398号の優先権を主張する。さらに、本発明は、ともに「iPS細胞作製における使用のための新規なRNA組成物および製造方法(Novel RNA Composition and Production Method for Use in iPS Cell Generation)」を発明の名称とする、2021年10月20日に出願された米国仮特許出願第63/270,034号、および2021年11月17日に出願された米国仮特許出願第63/280,226号の優先権を主張する。さらに、本発明は、「抗ウイルスおよび抗癌ワクチンにおける使用のための新規なmRNA組成物および製造方法(Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines)」を発明の名称とする、2021年9月29日に出願された米国特許出願第17/489,357号の優先権を主張する。本出願は、「抗ウイルスおよび抗癌ワクチンにおける使用のための新規なmRNA組成物および製造方法(Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines)」を発明の名称とする、2021年9月29日に出願された米国特許出願第17/489,357号の一部継続出願である。各出願の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS:
This invention claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/209,969, filed June 12, 2021, entitled "Novel mRNA Composition and Production for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines." In addition, the present invention claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/210,988, filed June 15, 2021, U.S. Provisional Patent Application No. 63/212,657, filed June 19, 2021, and U.S. Provisional Patent Application No. 63/222,398, filed July 15, 2021, all of which are entitled "Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines." Additionally, the present invention claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/270,034, filed October 20, 2021, and U.S. Provisional Patent Application No. 63/280,226, filed November 17, 2021, both of which are entitled "Novel RNA Composition and Production Method for Use in iPS Cell Generation." Additionally, the present invention claims priority to U.S. patent application Ser. No. 17/489,357, filed Sep. 29, 2021, entitled "Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines." This application is a continuation-in-part of U.S. patent application Ser. No. 17/489,357, filed Sep. 29, 2021, entitled "Novel mRNA Composition and Production Method for Use in Anti-Viral and Anti-Cancer Vaccines," the contents of which are incorporated herein by reference in their entireties.
発明の分野:
本発明は、概して、ウイルスRNAレプリカーゼおよび/またはRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)酵素とそれらに関連するmRNAを用いる新規なRNA/mRNAの製造および増幅方法に関する。本発明は、5’末端、3’末端、またはその両方に少なくとも一つのRdRp結合部位を有するあらゆる種類のRNA/mRNA配列の製造および増幅に用いることができる。このようにして得られたRNA/mRNAは、mRNAワクチンおよび/またはRNAベースの医薬を製造するだけでなく、in-vitroおよびin-cellにおける翻訳条件(translation condition)下でmRNA関連タンパク質、ペプチドおよび/または抗体を生成するためにも有用である。主に、本発明は、RNAレプリカーゼを介した新規なRNA/mRNA増幅法、すなわちレプリカーゼサイクリング反応(Replicase Cycling Reaction(RCR))である。RCRに関与するRNAレプリカーゼとしては、ウイルスおよび/またはバクテリオファージのRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)、特にコロナウイルスおよびC型肝炎ウイルス(HCV)のRdRp酵素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Field of the invention:
The present invention generally relates to a novel method for the production and amplification of RNA/mRNA using viral RNA replicase and/or RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) enzymes and their associated mRNAs. The present invention can be used to produce and amplify any kind of RNA/mRNA sequence having at least one RdRp binding site at the 5'-end, 3'-end, or both. The RNA/mRNA thus obtained is useful for producing mRNA vaccines and/or RNA-based medicines, as well as for producing mRNA-associated proteins, peptides, and/or antibodies under translation conditions in-vitro and in-cell. Mainly, the present invention is a novel method for RNA/mRNA amplification via RNA replicase, namely Replicase Cycling Reaction (RCR). RNA replicases involved in RCR include, but are not limited to, viral and/or bacteriophage RNA-dependent RNA polymerases (RdRps), in particular coronavirus and Hepatitis C virus (HCV) RdRp enzymes.
背景技術:
従来のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、耐熱性DNAポリメラーゼを用いてDNAテンプレートから二本鎖DNA配列を増幅する方法であり、RNA材料は関与しない。PCRとは異なり、RNAレプリカーゼを介したサイクリング反応(RCR)は、RNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)を用いて、RNAテンプレートから一本鎖RNA配列を増幅する方法であり、DNA材料は関与しない。明らかに、PCRとRCRは大きく異なっており、比較できるものではない。したがって、これまでのPCR研究はRCRには関係しない。
Background:
Conventional polymerase chain reaction (PCR) is a method of amplifying double-stranded DNA sequences from a DNA template using a thermostable DNA polymerase, and does not involve any RNA material. Unlike PCR, RNA replicase-mediated cycling reaction (RCR) is a method of amplifying single-stranded RNA sequences from an RNA template using an RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), and does not involve any DNA material. Obviously, PCR and RCR are very different and cannot be compared. Therefore, previous PCR research does not concern RCR.
Lin等は2002年にRCRを初めて報告した(Linに対するW02002/092774)。Linは、特別なデザインの5’キャップキャプチャー分子連結プライマー(5’-cap-capture-molecule-linked primer)を用いることで、一本鎖RNAテンプレートから、ウイルスおよび/またはバクテリオファージのレプリアーゼを介したRNA増幅を引き起こせることを発見した。このRCR機構は、いくつかのウイルスやバクテリオファージの複製/増幅機構を模倣したものである。しかしながら、多くのRNA種は5’キャップ分子(5’-cap molecules)を持たないため、特別な5’キャップキャプチャー分子連結プライマーが必要であることがその使用を制限する。また、連結された5’キャップキャプチャー分子(linked 5’-cap-capture molecules)は、得られるRNA産物を不純にする。mRNAワクチンの製造において、RNA産物から5’キャップキャプチャー分子を除去するのは面倒であり、RNAの分解を引き起こす可能性もあるため、問題がある。従って、5’キャップキャプチャー分子連結プライマーを使用しない新規なRCR法が強く望まれている。 Lin et al. first reported RCR in 2002 (WO2002/092774 to Lin). Lin discovered that specially designed 5'-capture-molecule-linked primers could be used to trigger viral and/or bacteriophage repliase-mediated RNA amplification from single-stranded RNA templates. This RCR mechanism mimics the replication/amplification mechanisms of some viruses and bacteriophages. However, many RNA species do not have 5'-cap molecules, so the need for special 5'-capture-molecule-linked primers limits its use. In addition, the linked 5'-capture-capture molecules make the resulting RNA product impure. In the production of mRNA vaccines, removing the 5' cap capture molecule from the RNA product is problematic because it is tedious and may cause RNA degradation. Therefore, a new PCR method that does not use a 5' cap capture molecule-linked primer is highly desirable.
今年2021年には、アルファウイルスのRdRpとその結合/認識部位である19ヌクレオチド3’-保存配列要素(19-nucleotide (nt) 3’-conserved sequence element (3’-CSE))を用いた別のRCR法がBloom等によって提案された(Gene Therapy 28:117-129,2021)。ブルームの方法では、5’-キャップキャプチャープライマーを使用しないが、使用する3’-CSEが長すぎて構造的すぎるため、所望のRNAテンプレートに効率よく組み込むことができない。日常業務では、RdRp増幅が可能なRNAテンプレートを作製するために、従来の方法である、ポリメラーゼ連鎖反応-in vitro転写(polymerase chain reaction-in vitro transcription(PCR-IVT))が一般的に用いられている(図1、Linに対する米国特許第7,662,791号、第8,080,652号、第8,372,969号、および第8,609,831号;Methods Mol Biol.221:93-101、2003、Lin等による)。しかしながら、19-ntの3’-CSEは、PCRプライマーに配置するには長すぎて構造的すぎる。また、3’-CSEは高度に構造化されたRNA配列であるため、RNAの転写を妨げ(McDowell等、Science 266:822-825、1994)、従来のIVT法では効率的に生産できない。また、最も問題なのは、3’-CSEがアルファウイルスRdRpによって特異的に認識されることであるが、これは市販されているものではないため、関連技術の開発がさらに妨げられてしまう。異なるウイルスのレプリカーゼ/RdRp種の性質が異なっていることを考慮すると、従来のRCR法の問題点を克服するためには、より簡潔で少ない構造的な結合/認識部位を有する別の種類のレプリカーゼ/RdRp酵素を探索して使用することが望ましい。 This year, in 2021, another PCR method using alphavirus RdRp and its binding/recognition site, the 19-nucleotide (nt) 3'-conserved sequence element (3'-CSE), was proposed by Bloom et al. (Gene Therapy 28:117-129, 2021). Bloom's method does not use a 5'-capped capture primer, but the 3'-CSE used is too long and structural to be efficiently incorporated into the desired RNA template. In routine practice, the traditional method of polymerase chain reaction-in vitro transcription (PCR-IVT) is commonly used to generate RNA templates amenable to RdRp amplification ( FIG. 1 ; U.S. Pat. Nos. 7,662,791, 8,080,652, 8,372,969, and 8,609,831 to Lin; Methods Mol Biol. 221:93-101, 2003, by Lin et al.). However, the 19-nt 3′-CSE is too long and structural to be placed in a PCR primer. In addition, 3'-CSE is a highly structured RNA sequence that interferes with RNA transcription (McDowell et al., Science 266:822-825, 1994), making it impossible to produce efficiently using conventional IVT methods. Most problematic is that 3'-CSE is specifically recognized by alphavirus RdRp, which is not commercially available, further hindering the development of related technologies. Considering the different properties of replicase/RdRp species of different viruses, it is desirable to explore and use another type of replicase/RdRp enzyme with simpler and fewer structural binding/recognition sites to overcome the problems of conventional RCR methods.
これまでのRCR法の欠点に鑑み、本明細書では、レプリカーゼおよび/またはRdRpのより簡潔で少ない構造的な結合/認識部位を用いるだけでなく、高効率のRNA増幅および産生のために5’-キャップキャプチャープライマーを用いない、新規なRCR法を開発することが強く望まれている。 In view of the shortcomings of the previous RCR methods, it is highly desirable to develop a novel RCR method that not only uses simpler and less structural binding/recognition sites for replicase and/or RdRp, but also does not use 5'-capped capture primers for highly efficient RNA amplification and production.
発明の概要:
本発明の原理は、少なくともコロナウイルスおよび/またはC型肝炎ウイルス(HCV)のレプリカーゼ/RdRp結合(認識)部位を所望のRNAテンプレートの5’末端または3’末端、あるいはその両方に組み込み、所望のRNA配列のセンス鎖またはアンチセンス鎖のいずれか、あるいはその両方のサイクリング増幅(cycling amplification)をもたらすことに依拠する。RCRでは、定義されたレプリカーゼ/RdRp結合部位は、レプリカーゼ/RdRp活性のプロモーターおよび/またはエンハンサーとして機能する。図2に示すように、所望のRNAテンプレートの5’末端および/または3’末端に少なくとも一つのレプリカーゼ/RdRp結合部位を組み込んだ後、レプリカーゼ/RdRpサイクリング反応(RCR)の各サイクルで、所望のRNA配列を約15倍から1000倍以上に増幅することができる。RCRでは、センス鎖RNA配列は、センス鎖RNAのアンチセンス鎖を増幅するためのテンプレートとなり、アンチセンス鎖RNA配列は、センス鎖RNAを増幅するためのテンプレートとなる。RCRの各サイクルは、所望のRNA配列の長さおよび構造的複雑さに応じて、規定された時間内に約15倍から1000倍以上のRNA増幅率を提供することができるので、所望のRNA鎖は、センス鎖RNAまたはアンチセンス鎖RNA、あるいはその両方のRCRの停止点に応じて、比較的高い純度比(最大で14/15から>999/1000の純度)で得ることができる。注目すべきは、RCRにおける所望のRNA配列とテンプレートは一種類以上であることができ、得られるRNA産物は一本鎖でも二本鎖でもよいことである。
Summary of the invention:
The principle of the present invention relies on incorporating at least a coronavirus and/or hepatitis C virus (HCV) replicase/RdRp binding (recognition) site at the 5'-end or/and 3'-end of a desired RNA template, resulting in cycling amplification of either the sense strand or the antisense strand, or both, of a desired RNA sequence. In RCR, the defined replicase/RdRp binding site functions as a promoter and/or enhancer of replicase/RdRp activity. As shown in FIG. 2, after incorporating at least one replicase/RdRp binding site at the 5'-end and/or 3'-end of a desired RNA template, the desired RNA sequence can be amplified about 15-fold to more than 1000-fold with each cycle of replicase/RdRp cycling reaction (RCR). In RCR, the sense strand RNA sequence serves as a template for amplifying the antisense strand of the sense strand RNA, and the antisense strand RNA sequence serves as a template for amplifying the sense strand RNA. Each cycle of RCR can provide an RNA amplification rate of about 15-fold to more than 1000-fold within a defined time period, depending on the length and structural complexity of the desired RNA sequence, so that the desired RNA strand can be obtained with a relatively high purity ratio (up to 14/15 to >999/1000 purity), depending on the stopping point of the RCR of the sense strand RNA or the antisense strand RNA, or both. It is worth noting that the desired RNA sequence and template in the RCR can be one or more types, and the resulting RNA product can be single-stranded or double-stranded.
RCR対応のRNAテンプレートを調製するために、まず逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を用いて、所望のRNA配列の相補的DNA(cDNA)の5’末端または3’末端、あるいはその両方に、少なくともコロナウイルスおよび/またはHCVのレプリカーゼ/RdRp結合部位を組み込む。我々の特別な設計では、少なくとも一つのレプリカーゼ/RdRp結合部位がPCRプライマー(RCR対応PCRプライマーと呼ばれる)のそれぞれに合成的に組み込まれ、それゆえ、RT-PCR後に、5’末端または3’末端、あるいはその両方に組み込まれた設計されたレプリカーゼ/RdRp結合部位を有するRCR対応RNAテンプレートのcDNAが形成される。なお、得られたcDNAをプラスミドやウイルスベクターにクローニングし、IVT反応および/またはストレージ保存に利用することもできる。そして、IVT反応を行い、cDNAから目的のRCR対応RNAテンプレートを作製する。その後、得られたRCR対応RNAテンプレートをRCRで使用し、所望のRNA配列を繰り返し増幅及び生産することができる。なお、実際の実施では、IVTとRCRは全く同じバッファー条件下で同時に実施することもできるので、本明細書では、レプリカーゼ/RdRp結合部位を組み込んだcDNA(RCR対応cDNAテンプレートと呼ばれる)は、組み合わせたIVT-RCR反応において所望のRNA配列を増幅するための出発物質とすることも好ましい。 To prepare the RCR-compatible RNA template, we first use reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) to incorporate at least a coronavirus and/or HCV replicase/RdRp binding site into the 5'-end or 3'-end or both of the complementary DNA (cDNA) of the desired RNA sequence. In our special design, at least one replicase/RdRp binding site is synthetically incorporated into each of the PCR primers (called RCR-compatible PCR primers), so that after RT-PCR, the RCR-compatible RNA template cDNA is formed with the designed replicase/RdRp binding site incorporated into the 5'-end or 3'-end or both. The resulting cDNA can also be cloned into a plasmid or viral vector for IVT reactions and/or storage. Then, an IVT reaction is performed to generate the desired RCR-compatible RNA template from the cDNA. The resulting RCR-compatible RNA template can then be used in RCR to repeatedly amplify and produce the desired RNA sequence. In actual practice, IVT and RCR can be performed simultaneously under exactly the same buffer conditions, so in this specification, cDNA incorporating replicase/RdRp binding sites (called RCR-compatible cDNA template) is also preferably used as the starting material for amplifying the desired RNA sequence in a combined IVT-RCR reaction.
本発明者等は、17株以上のコロナウイルスおよびHCVのRNAゲノムをコンピュータースクリーニングした結果、5’末端および3’末端のRdRp結合部位をそれぞれ含む、いくつかの保存されたRdRp結合部位を同定した。具体的には、5’末端RdRp結合部位は、5’-AU(G/C)(U/-)G(A/U)-3’(すなわち、5’-AUSUGW-3’;配列番号1)又は5’-U(C/-)(U/A)C(U/C)(U/A)A-3’(すなわち、5’-UCWCYWA-3’;配列番号2)の少なくともいずれか一方、又はその両方の配列を含む。好ましくは、5’末端RdRp結合部位は、5’-AUCUGU-3’(配列番号3)、5’-UCUCUAA-3’(配列番号4)、5’-UCUCCUA-3’(配列番号5)、および/または5’-UUCAA-3’(配列番号6)、若しくはそれらの組み合わせを含む配列から選択される。一方、3’末端のRdRp結合部位は、5’-(U/A)C(A/-)(C/G)AU-3’(すなわち、5’-WCASAU-3’;配列番号7)、または5’-U(A/U)(A/G)G(A/U)(G/-)A-3’(すなわち、5’-UWRGWR-3’;配列番号8)の少なくともいずれか一方、又はその両方の配列を含む。好ましくは、3’末端RdRp結合部位は、5’-ACAGAU-3’(配列番号9)、5’-UUAGAGA-3’(配列番号10)、5’-UAGGAGA-3’(配列番号11)、および/または5’-UUGAA-3’(配列番号12)、若しくはそれらの組み合わせを含む配列から選択される。また、RCR対応PCRプライマーの設計を促進するために、これらのRdRp結合部位のウリジン/ウラシル(U)成分(contents)をプライマー中のチミジン(dT)および/またはデオキシウリジン(dU)で置換することができる。また、RNAの安定性を高めるために、これらのRdRp結合部位のウリジン/ウラシル(U)成分(contents)を、IVTおよび/またはRCRの間に、シュードウリジンまたは他の修飾ヌクレオチド類似体でさらに置換することができる。これらRdRp結合部位の新規な知見と設計により、現在利用可能なコロナウイルスRdRp酵素は、in vitro、ex vivo、in vivoにおいて、所望のRNA配列のセンス鎖またはアンチセンス鎖のいずれか、あるいは両方を効率的に転写および増幅するために使用することができる。 The present inventors performed computer screening of the RNA genomes of more than 17 strains of coronavirus and HCV, and identified several conserved RdRp binding sites, including 5'- and 3'-terminal RdRp binding sites. Specifically, the 5'-terminal RdRp binding site contains at least one of the sequences 5'-AU(G/C)(U/-)G(A/U)-3' (i.e., 5'-AUSUGW-3'; SEQ ID NO: 1) or 5'-U(C/-)(U/A)C(U/C)(U/A)A-3' (i.e., 5'-UCWCYWA-3'; SEQ ID NO: 2), or both. Preferably, the 5'-terminal RdRp binding site is selected from sequences comprising 5'-AUCUGU-3' (SEQ ID NO:3), 5'-UCUCUAA-3' (SEQ ID NO:4), 5'-UCUCCUA-3' (SEQ ID NO:5), and/or 5'-UUCAA-3' (SEQ ID NO:6), or combinations thereof, while the 3'-terminal RdRp binding site comprises at least one of the sequences 5'-(U/A)C(A/-)(C/G)AU-3' (i.e., 5'-WCASAU-3'; SEQ ID NO:7), and/or 5'-U(A/U)(A/G)G(A/U)(G/-)A-3' (i.e., 5'-UWRGWR-3'; SEQ ID NO:8). Preferably, the 3'-terminal RdRp binding site is selected from sequences comprising 5'-ACAGAU-3' (SEQ ID NO: 9), 5'-UUAGAGA-3' (SEQ ID NO: 10), 5'-UAGGAGA-3' (SEQ ID NO: 11), and/or 5'-UUGAA-3' (SEQ ID NO: 12), or combinations thereof. To facilitate the design of RCR-compatible PCR primers, the uridine/uracil (U) contents of these RdRp binding sites can be replaced with thymidine (dT) and/or deoxyuridine (dU) in the primers. To enhance RNA stability, the uridine/uracil (U) contents of these RdRp binding sites can be further replaced with pseudouridine or other modified nucleotide analogues during IVT and/or RCR. With the novel understanding and design of these RdRp binding sites, currently available coronavirus RdRp enzymes can be used to efficiently transcribe and amplify either the sense or antisense strand, or both, of desired RNA sequences in vitro, ex vivo, and in vivo.
さらに、これら新たに同定された5’末端と3’末端のRdRp結合部位は、異なるRNA増幅率をもたらす。例えば、配列番号1および配列番号7の増幅率は、所望のRNA配列の長さおよび構造的複雑さに応じて、RCRサイクルあたり約25~1400倍であると推定され、一方、配列番号2および配列番号8の増幅率は、RCRサイクルあたり約10~900倍であると推定される。このように増幅の優先傾向が異なるため、RdRp結合部位の組み合わせを変えて、一方のRNA鎖を他方のRNA鎖よりも選択的に増幅したり、ある種のRNA鎖を他種のRNA鎖より選択的に増幅したりすることができる。この手段により、所望のRNA配列の比較的純粋な一本鎖および/または二本鎖RNA産物をRCRにより生成および回収し、さらに他の方法で精製することができる。 Furthermore, these newly identified 5' and 3' end RdRp binding sites result in different RNA amplification rates. For example, SEQ ID NO:1 and SEQ ID NO:7 are estimated to have amplification rates of about 25-1400 fold per RCR cycle, while SEQ ID NO:2 and SEQ ID NO:8 are estimated to have amplification rates of about 10-900 fold per RCR cycle, depending on the length and structural complexity of the desired RNA sequence. These different amplification preferences allow for different combinations of RdRp binding sites to selectively amplify one RNA strand over the other, or to selectively amplify certain RNA strands over other species. By this means, relatively pure single-stranded and/or double-stranded RNA products of the desired RNA sequence can be generated and recovered by RCR and further purified by other methods.
好ましい一実施形態では、所望のRNA配列(すなわち、mRNAおよび/またはマイクロRNA、あるいは他種のRNA種)は、その5’および3’末端領域の両方に少なくとも一つのRdRp結合部位を含む。所望のRNAの両末端は、レプリカーゼ/RdRp活性を有するRNA増幅のための少なくとも一つのRdRp結合部位を有するので、センス鎖RNA配列は、その相補的アンチセンスRNA(cRNAまたはaRNA)を増幅するために使用することができ、一方、アンチセンス鎖RNA配列は、センスRNAの増幅にも使用することができ、これによりセンス鎖RNAとアンチセンス鎖RNAの両方の増幅サイクルが形成されて、所望のRNAの増幅率が最大となる。このようにして得られた所望のRNAは、RCRの停止点に応じて、一本鎖または二本鎖のいずれかの構造になり得る。また、得られたセンス鎖RNAおよびアンチセンス鎖RNAは、さらに二本鎖RNAを形成し、所望のRNA配列のsiRNA、shRNA、miRNA、および/またはpiRNAの生成を促進することができる。 In a preferred embodiment, the desired RNA sequence (i.e., mRNA and/or microRNA, or other RNA species) contains at least one RdRp binding site at both its 5' and 3' terminal regions. Since both ends of the desired RNA have at least one RdRp binding site for RNA amplification with replicase/RdRp activity, the sense strand RNA sequence can be used to amplify its complementary antisense RNA (cRNA or aRNA), while the antisense strand RNA sequence can also be used to amplify the sense RNA, thereby forming an amplification cycle of both the sense strand RNA and the antisense strand RNA, maximizing the amplification rate of the desired RNA. The desired RNA thus obtained can be either single-stranded or double-stranded depending on the stopping point of the RCR. In addition, the obtained sense strand RNA and antisense strand RNA can further form double-stranded RNA to promote the production of siRNA, shRNA, miRNA, and/or piRNA of the desired RNA sequence.
あるいは、別の好ましい実施形態では、所望のRNA配列は、その5’末端または3’末端領域のいずれか一方に少なくとも一つのRdRp結合部位を含む。このようにして、所望のRNAのセンス鎖またはアンチセンス鎖のいずれかを選択的に増幅することができ、所望のRNA鎖のより特異的な増幅が可能となる。特に、このアプローチは、特定の機能性タンパク質やウイルス抗原または抗体のmRNAまたはアンチセンスRNA(aRNA)のいずれかを生成及び増幅するのに有用であり、mRNAワクチンおよび/またはRNA/抗体ベースの医薬の開発を促進する。このようにして得られたmRNAワクチンおよびRNA/抗体ベースの医薬は、特に限定されるものではないが、アルツハイマー病、パーキンソン病、運動ニューロン疾患、脳卒中、糖尿病、心筋梗塞、血友病、貧血、白血病、および様々な癌、ならびに様々なウイルス感染症および細菌感染症を含む様々な人間の疾患の治療に役立つ可能性がある。 Alternatively, in another preferred embodiment, the desired RNA sequence contains at least one RdRp binding site in either its 5'-end or 3'-end region. In this way, either the sense or antisense strand of the desired RNA can be selectively amplified, allowing for more specific amplification of the desired RNA strand. In particular, this approach is useful for generating and amplifying either mRNA or antisense RNA (aRNA) of specific functional proteins, viral antigens or antibodies, facilitating the development of mRNA vaccines and/or RNA/antibody-based medicines. The mRNA vaccines and RNA/antibody-based medicines thus obtained may be useful for the treatment of various human diseases, including, but not limited to, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, motor neuron disease, stroke, diabetes, myocardial infarction, hemophilia, anemia, leukemia, and various cancers, as well as various viral and bacterial infections.
考えられることは、我々の新しいRCR法は、少なくとも一つのRdRp結合部位を持つあらゆる種類のRNA種、特に、抗ウイルスおよび/または抗疾患ワクチンや医薬などの開発に有用なウイルス抗原mRNAおよび/または既知の機能性RNA/mRNAを産生したり増幅したりするために使用することができる。例えば、RCR対応RNAテンプレートと単離されたコロナウイルスRdRp mRNAをヒト体細胞にコトランスフェクション(共導入)することにより、我々の2つの米国優先権特許出願(Linに対する米国仮特許出願第63/270,034号および第63/280,226号)は、iPS細胞作製の新規な方法を実証した。これに対して、当業者であれば、iPS細胞作製のために、特許請求されたmiR-302マイクロRNA前駆体(pre-miRNA)の代わりに、3-/4-山中因子mRNA(three-/four-Yamanaka-factor mRNAs)(すなわち、Oct4/3、Sox2、Nanogおよび/またはLin-28)を使用することを予想することができる。あるいは、別の優先権特許出願(Linに対する米国特許出願第17/489,357号)に示されているように、私たちは、新規なmRNAワクチンやウイルス感染症および癌を治療するための医薬をそれぞれ作製するための、RdRpを介した自己増幅可能なRNA(saRNA)の新しい設計を開発した。さらに、RCRで増幅されたmRNAは、コードされたタンパク質、ペプチドおよび/または抗体を産生するためのin-vitroの翻訳システムでさらに使用することができる。これらの先行発明で証明された成果を考慮すると、本発明の潜在的応用の多くの発展が大いに期待される。 Conceivably, our novel RCR method can be used to produce or amplify any kind of RNA species that has at least one RdRp binding site, especially viral antigen mRNA and/or known functional RNA/mRNA that are useful for developing anti-viral and/or anti-disease vaccines, medicines, etc. For example, by co-transfecting RCR-compatible RNA templates and isolated coronavirus RdRp mRNA into human somatic cells, our two U.S. priority patent applications (U.S. Provisional Patent Applications 63/270,034 and 63/280,226 to Lin) have demonstrated a novel method for generating iPS cells. In response, one skilled in the art can envision using three-/four-Yamanaka-factor mRNAs (i.e. Oct4/3, Sox2, Nanog and/or Lin-28) instead of the claimed miR-302 microRNA precursor (pre-miRNA) for iPS cell generation. Alternatively, as shown in another priority patent application (US patent application Ser. No. 17/489,357 to Lin), we have developed novel designs of RdRp-mediated self-amplifying RNA (saRNA) for generating novel mRNA vaccines and medicines for treating viral infections and cancer, respectively. Furthermore, the RCR-amplified mRNA can be further used in in-vitro translation systems to produce the encoded proteins, peptides and/or antibodies. Considering the achievements demonstrated in these prior inventions, many developments in the potential applications of the present invention are highly anticipated.
高度に構造化されたRNAテンプレートとRdRp mRNAを効率的に生成するために、我々の優先権特許出願(Linに対する米国特許出願第17/489,357号)では、高度に構造化されたRNA生成の低効率問題を克服するための新規なPCR-IVT法を開発した。従来、ヘアピン様RNA構造の存在はRNAの転写を大きく阻害することがよく知られているため、in vitroで高度に構造化されたRNAを効果的に生成することが当業者にとって予期できることだとするのは妥当ではない。事実、ヘアピンのようなステムループ構造は、原核生物のRNAポリメラーゼにとって本質的な転写終結のシグナルである(McDowell等、Science 266:822-825、1994)。この問題を解決するために、我々の優先的方法は、RNAポリメラーゼとヘリカーゼ活性を混合した新しいIVTシステムを採用する。IVTにおける(おそらくRCRにおいても同様であろうが)追加のヘリカーゼ活性は、DNA/RNAテンプレートと得られるRNA産物の両方の二次構造を著しく減少させ、高度に構造化されたRNAをはるかに効率的に生産する。したがって、IVT(およびRCRも同様)における混合したRNAポリメラーゼ/レプリカーゼとヘリカーゼ活性の効率を高めるとともに維持するために、改良されたバッファーシステムも使用される。興味深いことに、いくつかの先行研究では、ヘリカーゼが原核生物の転写終結に関与している可能性が報告されていたが、我々の研究では、IVT中のRNA増幅におけるヘリカーゼの機能は全く異なることが示された。 To efficiently generate highly structured RNA templates and RdRp mRNAs, in our priority patent application (US Patent Application Serial No. 17/489,357 to Lin), we developed a novel PCR-IVT method to overcome the low efficiency problem of highly structured RNA generation. It is well known that the presence of hairpin-like RNA structures significantly inhibits RNA transcription, so it is not reasonable to expect that those skilled in the art can effectively generate highly structured RNA in vitro. In fact, hairpin-like stem-loop structures are essential transcription termination signals for prokaryotic RNA polymerases (McDowell et al., Science 266:822-825, 1994). To solve this problem, our priority method employs a new IVT system that combines RNA polymerase and helicase activities. The additional helicase activity in IVT (and probably in RCR as well) significantly reduces the secondary structure of both the DNA/RNA template and the resulting RNA product, producing highly structured RNA much more efficiently. Therefore, an improved buffer system is also used to enhance and maintain the efficiency of the mixed RNA polymerase/replicase and helicase activities in IVT (and RCR as well). Interestingly, although some previous studies have reported that helicase may be involved in transcription termination in prokaryotes, our study showed that the function of helicase in RNA amplification during IVT is quite different.
in vitro、ex vivo又はin vivoでの細胞内デリバリー/トランスフェクションを促進するために、RCR対応cDNA/RNAテンプレートおよびRdRp mRNAは、特に限定されるものではないが、グリシルグリセリン由来化学物質、リポソーム、ナノ粒子、リポソームナノ粒子(LNP)、コンジュゲート分子、輸液/輸血用化学物質、遺伝子銃材料、エレクトロポレーション剤、トランスポゾン/レトロトランスポゾン、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも一つのデリバリー/トランスフェクション剤と混合、複合化、カプセル化、および/または製剤化することができる。 To facilitate intracellular delivery/transfection in vitro, ex vivo or in vivo, the RCR-compatible cDNA/RNA template and the RdRp mRNA can be mixed, complexed, encapsulated and/or formulated with at least one delivery/transfection agent selected from, but not limited to, glycylglycerin-derived chemicals, liposomes, nanoparticles, liposomal nanoparticles (LNPs), conjugated molecules, infusion/transfusion chemicals, gene gun materials, electroporation agents, transposons/retrotransposons, and combinations thereof.
RCR対応cDNA/RNAテンプレートをRNA/mRNAの生産および増幅に使用する利点には、(1)高いRNA収率、(2)高いRNA純度、(3)すべての反応材料を、RCRおよび/または組み合わせたIVT-RCR反応を行うための生化学的酵素キットにすることができるという容易な調製、(4)他のRT-PCRおよびIVT反応と互換性のある簡単な反応手順、(5)PCR装置または温度制御インキュベーターを使用して容易に達成できる簡単な装置要件、および(6)様々な潜在的応用、が含まれる。その結果、本発明のRCR対応cDNA/RNAテンプレートは、様々な所望のRNA/mRNA配列の産生および増幅に非常に有用であり、特に限定されるものではないが、mRNAワクチンおよびRNA/マイクロRNA関連の医薬の開発、ならびにタンパク質/ペプチド/抗体の生成を含むあらゆる種類の医薬および治療用途に使用できる。 The advantages of using the RCR-enabled cDNA/RNA template for RNA/mRNA production and amplification include: (1) high RNA yield, (2) high RNA purity, (3) easy preparation in that all reaction materials can be made into a biochemical enzyme kit for performing RCR and/or combined IVT-RCR reactions, (4) simple reaction procedure compatible with other RT-PCR and IVT reactions, (5) simple equipment requirements that can be easily achieved using a PCR machine or a temperature-controlled incubator, and (6) various potential applications. As a result, the RCR-enabled cDNA/RNA template of the present invention is very useful for the production and amplification of various desired RNA/mRNA sequences and can be used for all kinds of pharmaceutical and therapeutic applications, including but not limited to the development of mRNA vaccines and RNA/microRNA-related medicines, as well as the generation of proteins/peptides/antibodies.
A.定義
本発明の理解を容易にするため、以下に多くの用語を定義する。
A. Definitions To facilitate the understanding of this invention, a number of terms are defined below.
核酸:一本鎖または二本鎖のデオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)のポリマー。 Nucleic Acid : A polymer of deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA) that may be single- or double-stranded.
ヌクレオチド:糖成分(ペントース)、リン酸、含窒素複素環式塩基からなるDNAまたはRNAの単量体単位。塩基はグリコシド炭素(ペントースの1’炭素)を介して糖成分に結合しており、塩基と糖の組み合わせがヌクレオシドである。ペントースの3'または5'位に少なくとも1つのリン酸基が結合したヌクレオシドがヌクレオチドである。DNAとRNAは、それぞれデオキシリボヌクレオチドとリボヌクレオチドと呼ばれる異なるタイプのヌクレオチド単位から構成されている。 Nucleotide : A monomeric unit of DNA or RNA consisting of a sugar moiety (pentose), a phosphate, and a nitrogen-containing heterocyclic base. The base is attached to the sugar moiety via the glycosidic carbon (the 1' carbon of the pentose), and the combination of base and sugar is a nucleoside. A nucleoside with at least one phosphate group attached to the 3' or 5' position of the pentose is a nucleotide. DNA and RNA are composed of different types of nucleotide units called deoxyribonucleotides and ribonucleotides, respectively.
デオキシリボヌクレオシド三リン酸塩(dNTPs):DNA合成のためのビルディングブロック分子であり、dATP、dGTP、dCTP、dTTPを含み、さらに修飾されたデオキシリボヌクレオチド類似体を含むこともある。 Deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs) : Building block molecules for DNA synthesis, including dATP, dGTP, dCTP, dTTP, and may further include modified deoxyribonucleotide analogs.
リボヌクレオシド三リン酸(rNTPs):RNA合成のためのビルディングブロック分子であり、ATP、GTP、CTP、UTPを含み、シュードウリジンおよび他の修飾リボヌクレオチド類似体を含むこともある。 Ribonucleoside triphosphates (rNTPs) : Building block molecules for RNA synthesis that include ATP, GTP, CTP, UTP, and may also include pseudouridine and other modified ribonucleotide analogs.
ヌクレオチド類似体:アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)、ウラシル(U)とは構造的に異なるが、核酸分子中の通常のヌクレオチドを置換するのに十分な類似性を持つプリンまたはピリミジンヌクレオチド。 Nucleotide Analog : A purine or pyrimidine nucleotide that is structurally different from adenine (A), thymine (T), guanine (G), cytosine (C), or uracil (U), but similar enough to substitute for the normal nucleotides in nucleic acid molecules.
オリゴヌクレオチド:DNAおよび/またはRNAの2つ以上、好ましくは3つ以上、通常は10個以上のモノマー単位からなる分子。13個のヌクレオチドモノマーより長いオリゴヌクレオチドは、ポリヌクレオチドとも呼ばれる。正確なサイズは多くの要因に依存し、それはオリゴヌクレオチドの最終的な機能または用途に依存して変わる。オリゴヌクレオチドは、化学合成、DNA複製、RNA転写、逆転写、またはそれらの組み合わせなど、どのような方法で生成されてもよい。 Oligonucleotide : A molecule consisting of two or more, preferably three or more, usually ten or more monomeric units of DNA and/or RNA. Oligonucleotides longer than 13 nucleotide monomers are also called polynucleotides. The exact size depends on many factors, which vary depending on the ultimate function or use of the oligonucleotide. Oligonucleotides may be produced by any method, such as chemical synthesis, DNA replication, RNA transcription, reverse transcription, or a combination thereof.
核酸組成物:核酸組成物とは、一本鎖または二本鎖の分子構造で、DNAまたはRNA配列、あるいはDNA/RNA混合配列などのオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを指す。 Nucleic Acid Composition : A nucleic acid composition refers to an oligonucleotide or polynucleotide, such as a DNA or RNA sequence, or a mixed DNA/RNA sequence, in a single- or double-stranded molecular structure.
遺伝子:そのオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド配列がRNAおよび/またはポリペプチド(タンパク質)をコードする核酸組成物。遺伝子は、RNAでもDNAでもよい。遺伝子は、スモールヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、rRNA、tRNA、snoRNA、snRNA、およびそれらのRNA前駆体ならびに誘導体などの非コードRNAをコードすることができる。あるいは、遺伝子は、メッセンジャーRNA(mRNA)およびそのRNA前駆体ならびに誘導体など、タンパク質/ペプチド合成に必須なタンパク質コードRNAをコードしていてもよい。場合によっては、遺伝子は、少なくとも一つのマイクロRNAまたはshRNA配列も含むタンパク質コードRNAをコードすることもある。 Gene : A nucleic acid composition whose oligonucleotide or polynucleotide sequence codes for RNA and/or polypeptides (proteins). A gene may be RNA or DNA. A gene may code for non-coding RNA, such as small hairpin RNA (shRNA), microRNA (miRNA), rRNA, tRNA, snoRNA, snRNA, and their RNA precursors and derivatives. Alternatively, a gene may code for protein-coding RNA essential for protein/peptide synthesis, such as messenger RNA (mRNA) and its RNA precursors and derivatives. In some cases, a gene may code for a protein-coding RNA that also contains at least one microRNA or shRNA sequence.
一次RNA転写産物(pre-mRNA):遺伝子から直接転写されたRNA配列であり、RNAプロセシングや修飾を伴わないものである。 Primary RNA transcript (pre-mRNA) : The RNA sequence directly transcribed from a gene, without any RNA processing or modification.
メッセンジャーRNA前駆体(pre-mRNA):タンパク質をコードする遺伝子の一次RNA転写産物であり、真核生物のII型RNAポリメラーゼ(Pol-II)組織(type-II RNA polymerase machineries)によって、転写と呼ばれる細胞内機構を介して産生される。pre-mRNA配列は、5’非翻訳領域(UTR)、3’UTR、エクソンおよびイントロンを含む。 Pre-messenger RNA (pre-mRNA) : The primary RNA transcript of a protein-coding gene, produced by eukaryotic type-II RNA polymerase (Pol-II) machinery through an intracellular mechanism called transcription. The pre-mRNA sequence contains the 5' untranslated region (UTR), 3' UTR, exons, and introns.
イントロン:インフレームイントロン(in-frame intron)、5’-UTR、3’-UTRなど、非タンパク質読み取りフレーム(non-protein-reading frames)をコードする遺伝子転写配列の一部または部分。 Intron : A portion or part of a gene transcribed sequence that codes for non-protein-reading frames, such as an in-frame intron, 5'-UTR, or 3'-UTR.
エクソン:細胞遺伝子、成長因子、インスリン、抗体およびそれらの類似体/ホモログ、ならびに誘導体のためのcDNAなどの、タンパク質読み取りフレーム(protein-reading frames (cDNA))をコードする遺伝子転写配列の一部または全部。 Exon : Part or all of a gene transcribed sequence that encodes protein-reading frames (cDNA), such as cDNAs for cellular genes, growth factors, insulin, antibodies and their analogs/homologs and derivatives.
メッセンジャーRNA(mRNA):pre-mRNAエクソンの集合体であり、細胞内RNAスプライシング組織(例えばスプライソソーム)によってイントロンが除去された後に形成され、ペプチド/タンパク質合成のためのタンパク質コードRNAとして機能する。mRNAによってコードされるペプチド/タンパク質には、酵素、成長因子、インスリン、抗体およびそれらの類似体/ホモログ、ならびに誘導体が含まれるが、これらに限定されるものではない。 Messenger RNA (mRNA) : A collection of pre-mRNA exons, formed after intron removal by the intracellular RNA splicing machinery (e.g., spliceosome), which functions as a protein-coding RNA for peptide/protein synthesis. Peptides/proteins encoded by mRNA include, but are not limited to, enzymes, growth factors, insulin, antibodies and their analogs/homologs and derivatives.
相補的DNA(cDNA):mRNA配列に相補的な配列を含み、イントロン配列を含まない一本鎖または二本鎖のDNA。 Complementary DNA (cDNA) : Single- or double-stranded DNA that contains a sequence complementary to an mRNA sequence and does not contain intron sequences.
センス:相同mRNA(homologous mRNA)と同じ配列順序及び組成の核酸分子。センス型は「+」、「s」または「sense」の記号で表示される。 Sense : A nucleic acid molecule of the same sequence and composition as the homologous mRNA. The sense type is indicated by the symbols "+", "s" or "sense".
アンチセンス:それぞれのmRNA分子に相補的な核酸分子。アンチセンス型は、「-」の記号で表示されるか、または、「aDNA」や「aRNA」のように、DNAやRNAの前に「a」や「antisense」を付けて表示される。 Antisense : A nucleic acid molecule complementary to the respective mRNA molecule. Antisense forms are designated by the symbol "-" or by adding the letter "a" or "antisense" before the DNA or RNA, as in "aDNA" and "aRNA."
塩基対(bp):二本鎖DNA分子中のアデニン(A)とチミン(T)の相互関係、またはシトシン(C)とグアニン(G)の相互関係のこと。RNAでは、チミンの代わりにウラシル(U)が使われている。一般に、相互関係は水素結合によって達成される。例えば、センスヌクレオチド配列「5’-A-T-C-G-U-3’」は、アンチセンス配列「5’-A-C-G-A-T-3’」と完全に塩基対を形成することができる。 Base pair (bp) : The relationship between adenine (A) and thymine (T) or between cytosine (C) and guanine (G) in a double-stranded DNA molecule. In RNA, uracil (U) is used instead of thymine. Generally, the relationship is achieved by hydrogen bonding. For example, the sense nucleotide sequence "5'-A-T-C-G-U-3'" can perfectly base pair with the antisense sequence "5'-A-C-G-A-T-3'".
5’末端:あるヌクレオチドの5’-水酸基が次のヌクレオチドの3’-水酸基とホスホジエステル結合で接合している連続するヌクレオチドにおける5’位のヌクレオチドが欠けた末端である。末端には、1つ以上のリン酸塩などの他の基が存在してもよい。 5' end : The end of a sequence of consecutive nucleotides in which the 5'-hydroxyl group of one nucleotide is joined to the 3'-hydroxyl group of the next nucleotide via a phosphodiester bond, omitting the 5' nucleotide. Other groups, such as one or more phosphates, may be present at the end.
3’末端:あるヌクレオチドの5’-水酸基が次のヌクレオチドの3’-水酸基にホスホジエステル結合で結合している連続するヌクレオチドの3’位のヌクレオチドが欠けた末端である。末端には他の基、多くの場合水酸基が存在してもよい。 3' end : The end of a sequence of consecutive nucleotides in which the 5'-hydroxyl group of one nucleotide is linked to the 3'-hydroxyl group of the next nucleotide by a phosphodiester bond, omitting the 3' nucleotide. Other groups, often hydroxyl groups, may also be present at the end.
テンプレート:核酸ポリメラーゼによってコピーされる核酸分子である。テンプレートは、ポリメラーゼに応じて、一本鎖、二本鎖、または部分二本鎖、RNA若しくはDNAのいずれでもよい。合成されたコピーは、テンプレートに相補的であるか、二本鎖または部分的に二本鎖のテンプレートの少なくとも一本の鎖に相補的である。RNAもDNAも5’から3’の方向で合成される。核酸二重鎖の2本鎖は、常に2本鎖の5’末端が二重鎖の反対側の端になるように(必然的に3’端もそうなるように)整列している。 Template : A nucleic acid molecule that is copied by a nucleic acid polymerase. The template can be single-stranded, double-stranded, or partially double-stranded, RNA or DNA, depending on the polymerase. The synthesized copy is complementary to the template or to at least one strand of a double-stranded or partially double-stranded template. Both RNA and DNA are synthesized in the 5' to 3' direction. The two strands of a nucleic acid duplex are always aligned so that the 5' ends of the duplex (and necessarily the 3' ends) are at opposite ends of the duplex.
核酸テンプレート:二本鎖DNA分子、二本鎖RNA分子、DNA-RNAあるいはRNA-DNAハイブリッドなどのハイブリッド分子、又は一本鎖DNAあるいは一本鎖RNA分子である。 Nucleic acid template : a double-stranded DNA molecule, a double-stranded RNA molecule, a hybrid molecule such as a DNA-RNA or RNA-DNA hybrid, or a single-stranded DNA or RNA molecule.
保存:事前に選択された配列の正確な相補物に非ランダムにハイブリダイズする場合、事前に選択された(参照された)配列に対してヌクレオチド配列が保存されていると言える。 Conserved : A nucleotide sequence is said to be conserved relative to a preselected (referenced) sequence if it non-randomly hybridizes to the exact complement of the preselected sequence.
相同性(Homologous or Homology):ポリヌクレオチドと遺伝子又はmRNA配列との類似性を示す用語である。核酸配列は、例えば、特定の遺伝子やmRNA配列と部分的または完全に相同であることがある。相同性は、ヌクレオチドの総数に対する類似ヌクレオチドの数によって決定される割合で表すことができる。 Homologous or Homology : A term used to indicate the similarity between a polynucleotide and a gene or mRNA sequence. A nucleic acid sequence may, for example, be partially or completely homologous to a particular gene or mRNA sequence. Homology may be expressed as a percentage determined by the number of similar nucleotides relative to the total number of nucleotides.
相補性又は相補的(Complementary or Complementarity or Complementation):前述の「塩基対(bp)」の規則で関連付けられた2つのポリヌクレオチド(すなわち、mRNAとcDNAの配列)間でマッチした塩基対(matched base pairing)を指す用語である。例えば、「5’-A-G-T-3’」という配列は、「5’-A-C-T-3’」だけでなく「5’-A-C-U-3’」にも相補的である。相補性は、2本のDNA鎖間、DNA鎖とRNA鎖間、2本のRNA鎖間であり得る。相補性は「部分的」であっても「完全(complete)」であっても「全体的(total)」であってもよい。部分的な相補性又は相補的(Partial complementarity or complementation)は、核酸塩基の一部のみが塩基対形成規則に従ってマッチする場合に生じる。完全又は全体的な相補性(Complete or total complementarity or complementation)は、塩基が核酸鎖間で完全にまたは完璧にマッチする場合に生じる。核酸鎖間の相補性の程度は、核酸鎖間のハイブリダイゼーションの効率と強さに大きな影響を与える。これは、増幅反応や、核酸同士の結合に依存する検出方法において特に重要である。相補性の割合は、核酸の1本の鎖の全塩基数に対するミスマッチ塩基(mismatch bases)数の割合を指す。したがって、50%の相補性は、半分の塩基がミスマッチで、半分がマッチしていることを意味する。塩基数が2本の鎖で異なっていても、核酸の2本鎖が相補的になることがある。この場合、長い方の鎖の塩基が短い方の鎖の塩基と対になっている部分の間で相補性が生じる。 Complementary or Complementarity or Complementation : A term referring to matched base pairing between two polynucleotides (i.e., mRNA and cDNA sequences) related by the "base pair (bp)" rules described above. For example, the sequence "5'-A-G-T-3'" is complementary to "5'-A-C-T-3'" as well as "5'-A-C-U-3'". Complementarity can be between two DNA strands, between a DNA strand and an RNA strand, or between two RNA strands. Complementarity can be "partial", "complete", or "total". Partial complementarity or complementation occurs when only a portion of the nucleic acid bases match according to the base pairing rules. Complete or total complementarity or complementation occurs when the bases match completely or perfectly between nucleic acid strands. The degree of complementarity between nucleic acid strands has a significant effect on the efficiency and strength of hybridization between nucleic acid strands. This is particularly important in amplification reactions and detection methods that rely on the binding of nucleic acids to each other. The percentage of complementarity refers to the percentage of the number of mismatched bases relative to the total number of bases in one strand of nucleic acid. Thus, 50% complementarity means that half the bases are mismatched and half are matched. Two strands of nucleic acid can be complementary even if the two strands have a different number of bases, where the complementarity occurs between the bases of the longer strand paired with the bases of the shorter strand.
相補的塩基:DNAまたはRNAが二本鎖構造をとる際に、通常対になるヌクレオチドである。 Complementary bases : Nucleotides that normally pair when DNA or RNA forms a double-stranded structure.
相補的ヌクレオチド配列:他の一本鎖上のヌクレオチドと十分に相補的で、二本鎖間で特異的にハイブリダイズし、結果として水素結合が生じる、DNAまたはRNAの一本鎖分子におけるヌクレオチド配列。 Complementary Nucleotide Sequence : A sequence of nucleotides in a single-stranded molecule of DNA or RNA that is sufficiently complementary to the nucleotides on the other single strand to specifically hybridize between the two strands, resulting in hydrogen bonding.
ハイブリダイズおよびハイブリダイゼーション:塩基対を介して複合体を形成するのに十分な相補性を持つヌクレオチド配列間の二重鎖の形成を指す。プライマー(またはスプライステンプレート)が標的(テンプレート)と「ハイブリダイズ」する場合、そのような複合体(またはハイブリッド)は、DNA合成を開始するためにDNAポリメラーゼに要求されるプライミング機能を果たすのに十分安定である。2つの相補的なポリヌクレオチドの間には、特異的な、すなわち非ランダムな相互作用が存在し、競合的に阻害されることがある。 Hybridize and Hybridization : refers to the formation of a duplex between nucleotide sequences that are sufficiently complementary to form a complex through base pairing. When a primer (or splice template) "hybridizes" with a target (template), such a complex (or hybrid) is stable enough to perform the priming function required for DNA polymerase to initiate DNA synthesis. Specific, i.e., non-random, interactions exist between two complementary polynucleotides and can be competitively inhibited.
転写後遺伝子サイレンシング(Posttranscriptional Gene Silencing):mRNAの分解や翻訳抑制のレベルで標的遺伝子をノックアウトまたはノックダウンする効果であり、通常、外来/ウイルスのDNAまたはRNA導入遺伝子、若しくは低分子抑制RNA(small inhibitory RNAs)のいずれかが引き金となる。 Posttranscriptional Gene Silencing : The effect of knocking out or knocking down a target gene at the level of mRNA degradation or translational repression, usually triggered by either an exogenous/viral DNA or RNA transgene, or small inhibitory RNAs.
RNA干渉(RNAi):真核生物における転写後の遺伝子サイレンシングで、マイクロRNA(miRNA)、スモールヘアピンRNA(shRNA)、低分子干渉RNA(small interfering RNA(siRNA))などの低分子阻害性RNA分子(small inhibitory RNA molecules)が引き金となり得る。これらの低分子RNA分子は通常、遺伝子サイレンサーとして機能し、低分子RNAに完全または部分的に相補な部分を含む細胞内遺伝子の発現を阻害する。 RNA interference (RNAi) : Post-transcriptional gene silencing in eukaryotes that can be triggered by small inhibitory RNA molecules, such as microRNA (miRNA), small hairpin RNA (shRNA), and small interfering RNA (siRNA). These small RNA molecules typically function as gene silencers, inhibiting the expression of cellular genes that contain segments that are fully or partially complementary to the small RNA.
マイクロRNA(miRNA):miRNAと部分的に相補性を持つ標的遺伝子の転写産物に結合することができる一本鎖RNA。miRNAは通常17-27オリゴヌクレオチド程度の長さで、miRNAとその標的mRNAの相補性に応じて、細胞内の標的mRNAを直接分解(degrade)したり、標的mRNAのタンパク質翻訳を抑制したりすることが可能である。天然のmiRNAは、ほぼ全ての真核生物に存在し、ウイルス感染に対する防御や、動植物の発達過程における遺伝子発現の制御を可能にしている。 MicroRNA (miRNA) : Single-stranded RNA that can bind to the transcripts of target genes that are partially complementary to the miRNA. miRNAs are usually about 17-27 oligonucleotides in length, and depending on the complementarity of the miRNA with its target mRNA, they can directly degrade the target mRNA in the cell or suppress the protein translation of the target mRNA. Natural miRNAs are present in almost all eukaryotes, and enable defense against viral infections and control of gene expression during the development of animals and plants.
マイクロRNA前駆体(Precursor MicroRNA(Pre-miRNA)):ヘアピン状の一本鎖RNAであり、細胞内のRNaseIIIエンドリボヌクレアーゼと相互作用し、マイクロRNA配列と相補的な遺伝子又は標的遺伝子をサイレンシングできる1つまたは複数のマイクロRNA(miRNA)を生成するためのステムアーム領域とステムループ領域を持つ。Pre-miRNAのステムアームは、完全(100%)または部分的(ミスマッチ)なハイブリッド二重鎖を形成することでき、ステムループはステムアーム二重鎖の一端を連結して円またはヘアピンループ構造を形成する。ただし、本発明では、マイクロRNAの前駆体はpri-miRNAも含むことができる。 Precursor MicroRNA (Pre-miRNA) : A hairpin-shaped single-stranded RNA that has stem-arm and stem-loop regions to interact with cellular RNase III endoribonuclease to generate one or more microRNAs (miRNAs) that can silence genes complementary to the microRNA sequence or target genes. The stem arms of the pre-miRNA can form complete (100%) or partial (mismatched) hybrid duplexes, and the stem-loop links one end of the stem-arm duplex to form a circle or hairpin loop structure. However, in the present invention, the precursor of the microRNA can also include a pri-miRNA.
低分子干渉RNA(small interfering RNA(siRNA)):約18~27個の完全な塩基対リボヌクレオチド二重鎖(perfectly base-paired ribonucleotide duplexes)のサイズであり、ほぼ完全に相補的な標的遺伝子転写物を分解することができる短い二本鎖RNAである。 Small interfering RNA (siRNA) : Short double-stranded RNA that is approximately 18-27 perfectly base-paired ribonucleotide duplexes in size and can degrade nearly perfectly complementary target gene transcripts.
スモール又はショートヘアピンRNA(small or short hairpin RNA(shRNA)):一本鎖RNAで、部分的または完全にマッチしたステムアームヌクレオチド配列のペアが、ミスマッチのループまたはバブルオリゴヌクレオチド(loop or bubble oligonucleotide)で分割され、ヘアピン状の構造を形成したものである。多くの天然miRNAは、スモールヘアピン様RNA前駆体、すなわちマイクロRNA前駆体(pre-miRNA)に由来する。 Small or short hairpin RNA (shRNA) : A single stranded RNA in which a pair of partially or perfectly matched stem-arm nucleotide sequences are separated by a mismatched loop or bubble oligonucleotide to form a hairpin-like structure. Many natural miRNAs are derived from small hairpin-like RNA precursors, or microRNA precursors (pre-miRNAs).
ベクター:異なる遺伝子環境(genetic environments)中を移動及び滞留可能な組換えDNA(rDNA)などの組換え核酸組成物である。一般に、そこに別の核酸が作動可能に連結されている。ベクターは、細胞内で自律的に複製することが可能であり、その場合、ベクターおよび付随するセグメントが複製される。好ましいベクターの1つのタイプは、エピソーム、すなわち、染色体外複製(extrachromosomal replication)が可能な核酸分子である。好ましいベクターは、核酸の自律的な複製および発現が可能なベクターである。1つ以上のポリペプチドおよび/またはノンコーディングRNAをコードする遺伝子の発現を指示することができるベクターは、本明細書において「発現ベクター(expression vectors)」または「発現可能ベクター(expression-competent vectors)」と呼ばれる。特に重要なベクターは、逆転写酵素を用いて産生されたmRNAからcDNAをクローニングすることを可能にする。ベクターは、ウイルスまたはII型RNAポリメラーゼ(Pol-IIまたはpol-2)プロモーター、あるいはその両方、コザックコンセンサス翻訳開始点(Kozak consensus translation initiation site)、ポリアデニル化シグナル、複数の制限/クローニングサイト、pUC複製起点(pUC origin of replication)、複製可能原核細胞(replication-competent prokaryoticcells)において少なくとも抗生物質耐性遺伝子を発現するためのSV40アーリープロモーター(SV40 early promoter)、哺乳動物細胞における複製のためのオプショナルSV40起点(optional SV40 origin)、及び/又はテトラサイクリン応答性要素(tetracycline responsiveelement)からなる構成要素を含むことができる。ベクターの構造は、プラスミド、ウイルスベクター、トランスポゾン、レトロトランスポゾン、DNA導入遺伝子(DNA transgene)、ジャンピング遺伝子(jumping gene)、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される一本鎖または二本鎖DNAの線形または環状の形態であり得る。 Vector : A recombinant nucleic acid composition, such as recombinant DNA (rDNA), capable of movement and residence in different genetic environments. Typically, another nucleic acid is operably linked to it. A vector is capable of autonomous replication in a cell, where the vector and associated segments are replicated. One type of preferred vector is an episome, i.e., a nucleic acid molecule capable of extrachromosomal replication. Preferred vectors are vectors capable of autonomous replication and expression of nucleic acids. Vectors capable of directing the expression of genes encoding one or more polypeptides and/or non-coding RNAs are referred to herein as "expression vectors" or "expression-competent vectors." Vectors of particular interest allow for the cloning of cDNA from mRNA produced using reverse transcriptase. The vectors may contain a viral or type II RNA polymerase (Pol-II or pol-2) promoter, or both, a Kozak consensus translation initiation site, a polyadenylation signal, multiple restriction/cloning sites, a pUC origin of replication, an SV40 early promoter for expressing at least an antibiotic resistance gene in replication-competent prokaryotic cells, an optional SV40 origin for replication in mammalian cells, and/or a tetracycline responsive element. The vector structure may be a linear or circular form of single-stranded or double-stranded DNA selected from the group consisting of a plasmid, a viral vector, a transposon, a retrotransposon, a DNA transgene, a jumping gene, and combinations thereof.
プロモーター:ポリメラーゼ分子が認識し、おそらく結合し、RNAの転写を開始する核酸。本発明の目的によると、プロモーターは、既知のポリメラーゼ結合部位、エンハンサー等であり得、所望のポリメラーゼによるRNA転写産物の合成を開始させることができる任意の配列であり得る。 Promoter : A nucleic acid that a polymerase molecule recognizes, possibly binds to, and initiates transcription of RNA. For purposes of this invention, a promoter may be a known polymerase binding site, an enhancer, etc., and may be any sequence that can initiate synthesis of an RNA transcript by a desired polymerase.
RNAプロセシング:RNAの成熟、修飾、分解を担う細胞機構であり、RNAスプライシング、イントロン切除、エクソソーム消化、ナンセンス依存分解(nonsense-mediated decay (NMD))、RNA編集、RNAプロセシング、5’末端キャッピング、3’末端ポリ(A)テーリング、およびそれらの組合せが含まれる。 RNA processing : The cellular machinery responsible for the maturation, modification, and degradation of RNA, including RNA splicing, intron excision, exosome digestion, nonsense-mediated decay (NMD), RNA editing, RNA processing, 5'-capping, 3'-poly(A) tailing, and combinations thereof.
遺伝子導入:ポリソームトランスフェクション(polysomal transfection)、リポソームトランスフェクション、化学(ナノ粒子)トランスフェクション、エレクトロポレーション、ウイルス感染、DNA組み換え、トランスポゾン挿入、ジャンピング遺伝子挿入(jumping gene insertion)、マイクロインジェクション、遺伝子銃ペネトレーション(gene-gun penetration)、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される遺伝子工学的方法である。 Gene transfer : a genetic engineering method selected from the group consisting of polysomal transfection, liposomal transfection, chemical (nanoparticle) transfection, electroporation, viral infection, DNA recombination, transposon insertion, jumping gene insertion, microinjection, gene-gun penetration, and combinations thereof.
遺伝子工学:DNAの制限およびライゲーション(DNA restriction and ligation)、相同組換え、導入遺伝子組み込み(transgene incorporation)、トランスポゾン挿入、ジャンピング遺伝子組み込み(jumping gene integration)、レトロウイルス感染、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるDNA組換え方法である。 Genetic engineering : A method of DNA recombination selected from the group consisting of DNA restriction and ligation, homologous recombination, transgene incorporation, transposon insertion, jumping gene integration, retroviral infection, and combinations thereof.
トランスフェクト細胞:体細胞、組織細胞、幹細胞、生殖細胞、腫瘍細胞、がん細胞、ウイルス感染細胞、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される細胞内に、少なくとも一つの核酸配列またはタンパク質/ペプチド分子を人為的に挿入した後の単一または複数の真核細胞。 Transfected cell : A single or multiple eukaryotic cells after the artificial insertion of at least one nucleic acid sequence or protein/peptide molecule into a cell selected from the group consisting of somatic cells, tissue cells, stem cells, germ cells, tumor cells, cancer cells, virus-infected cells, and combinations thereof.
抗体:あらかじめ選択されたリガンドと結合できる受容体をコードする、あらかじめ選択された保存ドメイン構造(conserved domain structure)を有するペプチドまたはタンパク質分子である。 Antibody : A peptide or protein molecule having a preselected conserved domain structure that encodes a receptor capable of binding to a preselected ligand.
医薬および/または治療用途:幹細胞作製、医薬/ワクチン開発、非トランスジェニック遺伝子治療、癌治療、疾患治療、創傷治癒、組織/臓器修復および再生、タンパク質/ペプチド/抗体、医薬成分、医薬、ワクチンおよび/または食品の高収率生産、ならびにこれらの組み合わせに有用な生物医学的利用および/または装置。 Pharmaceutical and/or Therapeutic Applications : Biomedical applications and/or devices useful for stem cell generation, drug/vaccine development, non-transgenic gene therapy, cancer treatment, disease treatment, wound healing, tissue/organ repair and regeneration, high yield production of proteins/peptides/antibodies, pharmaceutical ingredients, medicines, vaccines and/or foods, and combinations thereof.
B.組成物及び用途
(a)5’末端または3’末端のRdRp結合部位の少なくともいずれか一方、若しくはその両方を含む少なくとも一つのRNA配列を提供し、
(b)コロナウイルスまたはC型肝炎ウイルス(HCV)のRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)から単離または改変された少なくとも一つのRNAレプリカーゼを提供し、
(c)RNAレプリカーゼを介在した前記RNA配列の製造および増幅を生じさせるように、(a)のRNA配列と(b)のRNAレプリカーゼをバッファー条件下で混合する、
ことを含み、
前記バッファー条件は、RNA合成に必要なリボヌクレオシド三リン酸分子(rNTPs)を含み、pHが6.0~8.0の範囲であり、温度が20℃~45℃の範囲である、
RNAレプリカーゼを介した新規なRNA増幅方法。
B. Compositions and Uses (a) providing at least one RNA sequence that contains at least one RdRp binding site at the 5' end or at the 3' end, or both;
(b) providing at least one RNA replicase isolated or modified from a coronavirus or a Hepatitis C virus (HCV) RNA-dependent RNA polymerase (RdRp);
(c) mixing the RNA sequence of (a) with the RNA replicase of (b) under buffer conditions to cause RNA replicase-mediated production and amplification of said RNA sequence;
Including,
The buffer conditions include ribonucleoside triphosphate molecules (rNTPs) necessary for RNA synthesis, a pH in the range of 6.0 to 8.0, and a temperature in the range of 20° C. to 45° C.
A novel method for amplifying RNA via RNA replicase.
コロナウイルスおよび/またはHCV RdRp酵素の場合、5’末端RdRp結合部位は、5’-AUSUGW-3’(配列番号1)または5’-UCWCYWA-3’(配列番号2)の少なくともいずれか一方の配列、もしくは両方の配列を含む。好ましくは、5’末端RdRp結合部位は、5’-AUCUGU-3’(配列番号3)、5’-UCUCUAA-3’(配列番号4)、5’-UCUCCUA-3’(配列番号5)、および/または5’-UUCAA-3’(配列番号6)、またはそれらの組み合わせを含むRNA配列から選択される。一方、3’末端RdRp結合部位は、5’-WCASAU-3’(配列番号7)または5’-UWRGWR-3’(配列番号8)の少なくともいずれか一方の配列、もしくはその両方の配列を含む。好ましくは、3’末端RdRp結合部位は、5’-ACAGAU-3’(配列番号9)、5’-UUAGAGA-3’(配列番号10)、5’-UAGGAGA-3’(配列番号11)、および/または5’-UUGAA-3’(配列番号12)、またはそれらの組み合わせを含むRNA配列から選択される。これらのRdRp結合部位をPCRプライマーに組み込むために、これらのRdRp結合部位のウリジン/ウラシル(U)成分(contents)を、プライマー中のチミジン(dT)および/またはデオキシウリジン(dU)で置換することができる。また、RNAの安定性を向上させるために、これらのRdRp結合部位のウリジン/ウラシル(U)成分(contents)および得られるRNA産物を、シュードウリジンまたは他の修飾ヌクレオチド類似体で置換することができる。 In the case of coronavirus and/or HCV RdRp enzymes, the 5'-terminal RdRp binding site comprises at least one of the sequences 5'-AUSUGW-3' (SEQ ID NO:1) and/or 5'-UCWCYWA-3' (SEQ ID NO:2), or both. Preferably, the 5'-terminal RdRp binding site is selected from RNA sequences comprising 5'-AUCUGU-3' (SEQ ID NO:3), 5'-UCUCUAA-3' (SEQ ID NO:4), 5'-UCUCCUA-3' (SEQ ID NO:5), and/or 5'-UUCAA-3' (SEQ ID NO:6), or combinations thereof. Meanwhile, the 3'-terminal RdRp binding site comprises at least one of the sequences 5'-WCASAU-3' (SEQ ID NO:7) and/or 5'-UWRGWR-3' (SEQ ID NO:8), or both. Preferably, the 3' terminal RdRp binding site is selected from an RNA sequence containing 5'-ACAGAU-3' (SEQ ID NO: 9), 5'-UUAGAGA-3' (SEQ ID NO: 10), 5'-UAGGAGA-3' (SEQ ID NO: 11), and/or 5'-UUGAA-3' (SEQ ID NO: 12), or a combination thereof. To incorporate these RdRp binding sites into PCR primers, the uridine/uracil (U) contents of these RdRp binding sites can be substituted with thymidine (dT) and/or deoxyuridine (dU) in the primers. Also, to improve RNA stability, the uridine/uracil (U) contents of these RdRp binding sites and the resulting RNA product can be substituted with pseudouridine or other modified nucleotide analogs.
図面を参照するが、説明を目的とするものであり、限定されるものではない。そこには以下の記載がある。 Referring to the drawings, which are for purposes of illustration and not limitation, therein are shown:
実施例:
1.ヒト細胞の単離と培養
出発組織細胞は、Aasenのプロトコル(Nat. Protocols 5,371-382,2010)を用いて酵素的に解離した皮膚細胞か、単にヘパリン処理した末梢血細胞のバフィーコート画分から得ることができる。単離した組織サンプルは新鮮に保ち、4mg/mLのコラゲナーゼIと0.25%のTrypLEを15~45分間、細胞密度に応じて混合することで直ちに使用する必要があり、トリプシン阻害剤を含むHBSSで2回リンスした後、0.3mLのフィーダーフリーSFM培地(IrvineScientific,CA)を入れた滅菌済みマイクロチューブに移した。その後、マイクロチューブインキュベーターにより37℃で1分間振盪して細胞をさらに解離させ、0.3mLの細胞懸濁液全体を、製剤化したpre-miR-302+RdRp mRNA混合物、LIF、およびbFGF/FGF2、またはその他の任意に定義した因子(other optional defined factors)を添加したフィーダーフリーSFM培地1mLを含む35mmマトリゲルコート培養皿に移した。pre-miR-302+RdRp mRNA混合物、LIF、bFGF/FGF2、および他の任意に定義された因子の濃度は、細胞培養培地中でそれぞれにおいて、0.1~500マイクログラム(μg)/mLの範囲である。細胞培養培地と全ての添加物は2~3日ごとにリフレッシュする必要があり、細胞をトリプシン/EDTAに1分間さらし、トリプシン阻害剤を含むHBSSで2回すすぐことにより、約50~60%コンフルエントで継代する。ASCの増殖のために、製剤化されたpre-miR-302+RdRp mRNA混合物、LIF、bFGF/FGF2、および/または他の任意に定義された因子を添加した新鮮なフィーダーフリーMSC Expansion SFM培養培地に、細胞を1:5~1:500希釈で再播種した。ケラチノサイトを培養する場合、細胞を皮膚組織から単離し、ヒトケラチノサイト増殖サプリメント(HKGS、Invitrogen、Carlsbad、CA)を添加したEpiLife無血清細胞培養培地中で、適切な抗生物質の存在下、37℃、5%CO2の条件で培養する。培養細胞は、トリプシン/EDTA溶液に1分間さらし、フェノールレッドを含まないDMEM培地(Invitrogen)で1回すすぐことにより、50~60%のコンフルエントで継代し、剥離した細胞は、HKGSサプリメントを添加した新鮮なEpiLife培地で1:10の希釈率で再播種する。ヒトがん細胞および正常細胞株A549、MCF7、PC3、HepG2、Colo-829およびBEAS-2Bは、American Type Culture Collection(ATCC、Rockville、MD)または共同研究者から入手し、製造業者または提供者の提案に従って維持した。リプログラミング後、得られたiPS細胞(iPSC)は、LinのフィーダーフリーまたはTakahashiのフィーダーベースのiPSC培養プロトコルに従って培養および維持した(Lin等、RNA 14:2115-2124,2008;Lin等,Nucleic Acids Res.39:1054-1065,2011;Takahashi KおよびYamanaka S,Cell 126:663-676,2006)。
Example:
1. Isolation and culture of human cells
Starting tissue cells can be obtained from enzymatically dissociated skin cells using the protocol of Aasen (Nat. Protocols 5, 371-382, 2010) or simply from the buffy coat fraction of heparinized peripheral blood cells. Isolated tissue samples should be kept fresh and used immediately by mixing 4 mg/mL collagenase I and 0.25% TrypLE for 15-45 minutes depending on cell density, rinsing twice with HBSS containing trypsin inhibitor, and then transferring to a sterile microtube containing 0.3 mL of feeder-free SFM medium (Irvine Scientific, CA). The cells were then further dissociated by shaking for 1 minute at 37°C in a microtube incubator, and 0.3 mL of the entire cell suspension was transferred to a 35 mm Matrigel-coated culture dish containing 1 mL of feeder-free SFM medium supplemented with the formulated pre-miR-302+RdRp mRNA mixture, LIF, and bFGF/FGF2, or other optional defined factors. The concentrations of the pre-miR-302+RdRp mRNA mixture, LIF, bFGF/FGF2, and other optional defined factors ranged from 0.1 to 500 micrograms (μg)/mL, respectively, in the cell culture medium. Cell culture medium and all supplements need to be refreshed every 2-3 days, and cells are passaged at approximately 50-60% confluence by exposure to trypsin/EDTA for 1 min and rinsing twice with HBSS containing trypsin inhibitor. For ASC expansion, cells were replated at 1:5 to 1:500 dilution in fresh feeder-free MSC Expansion SFM culture medium supplemented with formulated pre-miR-302+RdRp mRNA mixture, LIF, bFGF/FGF2, and/or any other defined factors. For keratinocyte culture, cells are isolated from skin tissue and cultured in EpiLife serum-free cell culture medium supplemented with human keratinocyte growth supplement (HKGS, Invitrogen, Carlsbad, CA) in the presence of appropriate antibiotics at 37°C and 5% CO2 . Cultured cells were passaged at 50-60% confluence by exposure to trypsin/EDTA solution for 1 min and rinsing once with phenol red-free DMEM medium (Invitrogen), and detached cells were replated at a dilution of 1:10 in fresh EpiLife medium supplemented with HKGS supplement. Human cancer and normal cell lines A549, MCF7, PC3, HepG2, Colo-829, and BEAS-2B were obtained from the American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD) or collaborators and maintained according to the manufacturers' or suppliers' suggestions. After reprogramming, the resulting iPSCs were cultured and maintained according to Lin's feeder-free or Takahashi's feeder-based iPSC culture protocols (Lin et al., RNA 14:2115-2124, 2008; Lin et al., Nucleic Acids Res. 39:1054-1065, 2011; Takahashi K and Yamanaka S, Cell 126:663-676, 2006).
2.In-Vitro RNAトランスフェクション
細胞内導入/トランスフェクションのために、0.5~200μgのRCR増幅RNA/mRNA(すなわち、pre-miR-302またはコロナウイルスSタンパク質mRNA)とRdRp mRNAの混合物(比率は約20:1から1:20の範囲)を0.5mlの新鮮な細胞培養培地に溶解し、1~50μlのIn-VivoJetPEIまたは他の同様のトランスフェクション試薬と混合する。10~30分間インキュベートした後、培養細胞の50~60%コンフルエントを含む細胞培地に混合物を加える。培地は、細胞の種類にもよるが、12~48時間ごとにリフラッシュする。このトランスフェクション手順は、トランスフェクション効率を上げるために繰り返し行うことができる。
2. In-Vitro RNA Transfection For intracellular introduction/transfection, 0.5-200 μg of a mixture of RCR-amplified RNA/mRNA (i.e., pre-miR-302 or coronavirus S protein mRNA) and RdRp mRNA (ratios ranging from about 20:1 to 1:20) is dissolved in 0.5 ml of fresh cell culture medium and mixed with 1-50 μl of In-VivoJetPEI or other similar transfection reagent. After incubation for 10-30 minutes, the mixture is added to cell medium containing 50-60% confluent cultured cells. The medium is flushed every 12-48 hours, depending on the cell type. This transfection procedure can be repeated to increase the transfection efficiency.
3.RCR対応cDNA/RNAテンプレートの調製
所望のRNA/mRNAの逆転写(RT)は、単離したRNA/mRNAの約0.01ng~10マイクログラム(μg)を、メーカーの提案に従い、20~50μLのRT反応液(SuperScript III cDNA RT kit,ThermoFisher Scientific,MA,USA)に加えて行う。RNA/mRNAの量にもよるが、RT反応混合物にはさらに約0.01~20nモルのRTプライマー、適量のデオキシリボヌクレオシド三リン酸分子(dNTPs)、及び逆転写酵素を1xRTバッファーに含む。次に、このRT反応を、所望のRNA/mRNA配列の長さと構造の複雑さに応じて、37~65℃で1~3時間インキュベートし、次のステップのPCRのための相補的DNA(cDNA)テンプレートを作成する。ウイルスRdRp mRNAの単離のために、我々はRT-リバースプライマー5’-GACAACAGGT GCGCTCAGGT CCT-3’(配列番号13)を設計し、コロナウイルスRdRp cDNAを生成するために使用した。
3. Preparation of PCR-Ready cDNA/RNA Template Reverse transcription (RT) of the desired RNA/mRNA is performed by adding approximately 0.01 ng to 10 micrograms (μg) of the isolated RNA/mRNA to 20-50 μL of RT reaction solution (SuperScript III cDNA RT kit, ThermoFisher Scientific, MA, USA) according to the manufacturer's suggestions. Depending on the amount of RNA/mRNA, the RT reaction mixture further contains approximately 0.01-20 nmoles of RT primer, appropriate amounts of deoxyribonucleoside triphosphate molecules (dNTPs), and reverse transcriptase in 1x RT buffer. The RT reaction is then incubated at 37-65°C for 1-3 hours, depending on the length and structural complexity of the desired RNA/mRNA sequence, to generate a complementary DNA (cDNA) template for the next step, PCR. For isolation of viral RdRp mRNA, we designed the RT-reverse primer 5'-GACAACAGGT GCGCTCAGGT CCT-3' (SEQ ID NO: 13) and used it to generate coronavirus RdRp cDNA.
次に、メーカーの提案に従って、20~50μLのPCR調製用混合物(High-Fidelity PCR master kit,ThermoFisher Scientific,MA,USA)に、約0.01pg~10μgのRT-由来cDNAを加えることで、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行う。その後、PCR混合物は、まずインキュベートされて、所望のcDNA配列の構造と長さに応じて、94℃で1分間の変性、30~55℃で30秒~1分間のアニーリング、そして72℃で1~3分間の伸長を行うサイクルを5~20サイクル行う。その後、得られたPCR産物の構造と長さに応じて、94℃で1分間の変性、50~58℃で30秒間のアニーリング、72℃で1~3分間の伸長という一連のサイクリング手順を繰り返しながら、さらに10~20サイクルのPCRを行う。最後に、得られたPCR産物をIVTおよびRCRのためのcDNAテンプレートとして使用する。IVT-RCRテンプレートの調製のために、私たちは、同定されたRdRp結合部位をPCR由来のRdRp cDNAテンプレートに組み込むための、配列番号13および5’-GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAG GTATGGTACT TGGTAGTT-3’(配列番号14)を含む特定のRCR対応PCRプライマー対を設計し使用する。その後、得られたIVT-RCRのmRNA産物に5’キャップ分子がさらに組み込まれることがある。一方、私たちはまた、同定されたRdRp結合部位をヒトpre-miR-302ファミリアルクラスター(pre-miR-302)のPCR由来のcDNAテンプレートに組み込むための、5’-GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAT CTGTGGGAAC TAGTTCAGGA AGGTAA-3’(配列番号15)および5’-GTTCTCCTAA GCCTGTAGCC AAGAACTGCA CA-3’(配列番号16)を含む別のRCR対応PCRプライマー対を設計して使用する。プライマー設計では、T7、T3、および/またはSP6プロモーターなど、RNAプロモーターとRdRp結合部位のさまざまな配列および組み合わせを使用することができ、少なくとも1つのRdRp結合部位が5’末端および/または3’末端プライマーに組み込まれる。 Next, polymerase chain reaction (PCR) is performed by adding approximately 0.01 pg to 10 μg of RT-derived cDNA to 20 to 50 μL of PCR preparation mixture (High-Fidelity PCR master kit, ThermoFisher Scientific, MA, USA) according to the manufacturer's suggestions. The PCR mixture is then first incubated for 5 to 20 cycles of denaturation at 94°C for 1 min, annealing at 30 to 55°C for 30 s to 1 min, and extension at 72°C for 1 to 3 min, depending on the structure and length of the desired cDNA sequence. Then, another 10 to 20 cycles of PCR are performed, repeating the cycle of denaturation at 94°C for 1 min, annealing at 50 to 58°C for 30 s, and extension at 72°C for 1 to 3 min, depending on the structure and length of the resulting PCR product. Finally, the resulting PCR product is used as a cDNA template for IVT and RCR. For the preparation of IVT-RCR template, we design and use a specific RCR-compatible PCR primer pair including SEQ ID NO:13 and 5'-GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAG GTATGGTACT TGGTAGTT-3' (SEQ ID NO:14) to incorporate the identified RdRp binding site into the PCR-derived RdRp cDNA template. A 5' cap molecule can then be further incorporated into the resulting IVT-RCR mRNA product. Meanwhile, we also design and use another PCR-compatible PCR primer pair, including 5'-GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAT CTGTGGGAAC TAGTTCAGGA AGGTAA-3' (SEQ ID NO: 15) and 5'-GTTCTCCTAA GCCTGTAGCC AAGAACTGCA CA-3' (SEQ ID NO: 16), to incorporate the identified RdRp binding site into the PCR-derived cDNA template of human pre-miR-302 familial cluster (pre-miR-302). In the primer design, various sequences and combinations of RNA promoters and RdRp binding sites can be used, such as T7, T3, and/or SP6 promoters, and at least one RdRp binding site is incorporated into the 5'-end and/or 3'-end primer.
RCR対応RNA/mRNAテンプレートを生成する場合、少なくとも一つのプロモーターと少なくとも一つのRdRp結合部位が、得られたPCR由来cDNA産物(RCR対応cDNAテンプレートとして機能)に組み込まれるため、次にIVT-RCR反応を実施することができ、cDNAテンプレートから所望のRNA/mRNA配列が増幅される。IVT-RCR反応混合物には、0.01ng~10μgのPCR由来cDNA産物、0.1~50Uの単離されたコロナウイルスRdRp/ヘリカーゼ(Abcam、MA、USA/Creative Enzymes、NY)、適切な量のリボヌクレオシド三リン酸分子(rNTP)およびRNAポリメラーゼ(すなわち、T7、T3、またはSP6)が1x転写バッファーに含まれる。転写バッファーは市販されており、メーカーの提案に従ってさらに調整することができる。好ましくは、1x転写バッファーは、0.001~10mMのベタイン(トリメチルグリシン、TMG)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、および/または3-(N-モルフォリノ)プロパンスルホン酸(MOPS)、および/またはそれらの組み合わせをさらに含むことができる。次に、使用するRdRpおよびRNAポリメラーゼ酵素の安定性と活性に応じて、IVT-RCR反応を30~40℃で1~6時間インキュベートする。 To generate an RCR-ready RNA/mRNA template, at least one promoter and at least one RdRp binding site are incorporated into the resulting PCR-derived cDNA product (which serves as the RCR-ready cDNA template), so that an IVT-RCR reaction can then be performed to amplify the desired RNA/mRNA sequence from the cDNA template. The IVT-RCR reaction mixture contains 0.01 ng-10 μg of PCR-derived cDNA product, 0.1-50 U of isolated coronavirus RdRp/helicase (Abcam, MA, USA/Creative Enzymes, NY), appropriate amounts of ribonucleoside triphosphate molecules (rNTPs) and RNA polymerase (i.e., T7, T3, or SP6) in 1x transcription buffer. Transcription buffers are commercially available and can be further adjusted according to the manufacturer's suggestions. Preferably, the 1x transcription buffer can further contain 0.001-10 mM betaine (trimethylglycine, TMG), dimethyl sulfoxide (DMSO), and/or 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS), and/or combinations thereof. The IVT-RCR reaction is then incubated at 30-40°C for 1-6 hours, depending on the stability and activity of the RdRp and RNA polymerase enzymes used.
4.新規なRCRプロトコル
出発RCR混合物には、1x転写バッファー中に約0.01ng~10μgのRCR対応RNA/mRNAテンプレート、約0.1~50Uの単離したコロナウイルスRdRp/ヘリカーゼ、および適量のrNTPが含まれる。RdRp/ヘリカーゼは、追加のRNA巻き戻し活性を有するRdRp酵素、またはRdRpとヘリカーゼの混合物のいずれかである。転写バッファーは市販されており、メーカーの提案に従ってさらに調整することができる。また、1x転写バッファーは、0.001~10mMのベタイン(トリメチルグリシン、TMG)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、および/または3-(N-モルフォリノ)プロパンスルホン酸(MOPS)、および/またはそれらの組み合わせをさらに含むことができ、これは、ヘアピンやステムループ構造などの高度に構造化されたRNA/DNA配列の変性を促進する。その後、使用するRdRp酵素の安定性と活性に応じて、RCR反応を20~45℃で1~6時間インキュベートする。
4. Novel RCR Protocol The starting RCR mixture includes about 0.01 ng-10 μg of RCR-ready RNA/mRNA template, about 0.1-50 U of isolated coronavirus RdRp/helicase, and an appropriate amount of rNTPs in 1x transcription buffer. The RdRp/helicase is either an RdRp enzyme with additional RNA unwinding activity or a mixture of RdRp and helicase. Transcription buffers are commercially available and can be further adjusted according to the manufacturer's suggestions. In addition, the 1x transcription buffer can further contain 0.001-10 mM betaine (trimethylglycine, TMG), dimethyl sulfoxide (DMSO), and/or 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS), and/or combinations thereof, which facilitate the denaturation of highly structured RNA/DNA sequences such as hairpins and stem-loop structures. The PCR reaction is then incubated at 20-45° C. for 1-6 hours depending on the stability and activity of the RdRp enzyme used.
5.RNA精製とノーザンブロット分析
メーカーのプロトコルに従って、mirVana(登録商標)RNA単離キット(Ambion、Austin,TX)または同様の精製フィルターカラムを使用して、所望のRNA(10μg)を単離し、5%~10%TBE-尿素ポリアクリルアミドまたは1%~3.5%の低融点アガロースゲル電気泳動によってさらに精製する。ノーザンブロット分析では、ゲルで分画したRNAをナイロン膜上にエレクトロブロットする。RNAとそのIVTテンプレート(PCR由来のcDNA産物)の検出は、所望のRNAの標的配列に相補的な標識された[LNA]-DNAプローブを使用して行われる。プローブは高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によってさらに精製され、色素標識ヌクレオチド類似体または[32P]-dATP(>3000Ci/mM、Amersham International,Arlington Heights,IL)の存在下で20分間、ターミナルトランスフェラーゼ(20ユニット)によりテール標識(tail-labeled)される。
5. RNA Purification and Northern Blot Analysis The desired RNA (10 μg) is isolated using the mirVana® RNA Isolation Kit (Ambion, Austin, TX) or similar purification filter columns according to the manufacturer's protocol and further purified by 5%-10% TBE-urea polyacrylamide or 1%-3.5% low melting point agarose gel electrophoresis. For Northern blot analysis, the gel fractionated RNA is electroblotted onto a nylon membrane. Detection of the RNA and its IVT template (PCR-derived cDNA product) is performed using a labeled [LNA]-DNA probe complementary to the target sequence of the desired RNA. The probes were further purified by high-performance liquid chromatography (HPLC) and tail-labeled with terminal transferase (20 units) in the presence of dye-labeled nucleotide analogs or [ P]-dATP (>3000 Ci /mM, Amersham International, Arlington Heights, IL) for 20 min.
6.タンパク質抽出とウェスタンブロット分析
細胞(106)は、メーカーの推奨に従い、プロテアーゼ阻害剤、ロイペプチン、TLCK、TAME、およびPMSFを添加したCelLytic-M溶解/抽出試薬(Sigma)で溶解する。溶解物は12,000rpm、4℃で20分間遠心分離され、上清を回収する。タンパク質濃度は、E-maxマイクロプレートリーダー(Molecular Devices,CA)の改良されたSOFTmaxタンパク質アッセイパッケージを使用して測定される。各細胞溶解物30μgを還元(+50mM DTT)および非還元(DTTなし)条件下でSDS-PAGEサンプルバッファに添加し、3分間煮沸してから6~8%ポリアクリルアミドゲルにロードする。タンパク質は、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって分離され、ニトロセルロース膜上にエレクトロブロットされて、Odysseyブロッキング試薬(Li-Cor Biosciences、Lincoln、NB)により室温で2時間インキュベートされる。次に、一次抗体を試薬に適用し、混合物を4℃でインキュベートする。一晩インキュベートした後、メンブレンをTBS-Tで3回リンスし、Alexa Fluor 680反応性色素に対するヤギ抗マウスIgG結合二次抗体(1:2,000;Invitrogen-Molecular Probes)に室温で1時間曝露する。さらに3回のTBS-Tリンスの後、Li-Cor Odyssey Infrared ImagerおよびOdyssey Software v.10(Li-Cor)を使用してイムノブロットの蛍光スキャンと画像分析を実施する。
6. Protein extraction and Western blot analysis. Cells (10 6 ) are lysed with CelLytic-M lysis/extraction reagent (Sigma) supplemented with protease inhibitors, leupeptin, TLCK, TAME, and PMSF according to the manufacturer's recommendations. Lysates are centrifuged at 12,000 rpm for 20 min at 4°C, and the supernatants are collected. Protein concentrations are measured using the modified SOFTmax protein assay package of an E-max microplate reader (Molecular Devices, CA). Thirty micrograms of each cell lysate are added to SDS-PAGE sample buffer under reducing (+50 mM DTT) and non-reducing (no DTT) conditions, boiled for 3 min, and then loaded onto a 6-8% polyacrylamide gel. Proteins are separated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), electroblotted onto nitrocellulose membranes, and incubated with Odyssey blocking reagent (Li-Cor Biosciences, Lincoln, NB) for 2 hours at room temperature. Primary antibody is then applied to the reagent, and the mixture is incubated at 4°C. After overnight incubation, the membrane is rinsed three times with TBS-T and exposed to goat anti-mouse IgG-conjugated secondary antibody against Alexa Fluor 680 reactive dye (1:2,000; Invitrogen-Molecular Probes) for 1 hour at room temperature. After three further TBS-T rinses, the membranes are imaged using a Li-Cor Odyssey Infrared Imager and Odyssey Software v. Fluorescent scanning and image analysis of the immunoblots is performed using Li-Cor 10 (Li-Cor).
7.免疫染色アッセイ
細胞/組織サンプルは、100%メタノール中で、4℃で30分間固定され、その後4%パラホルムアルデヒド(1xPBS中、pH7.4)で、20℃で10分間固定される。その後、サンプルを0.1%~0.25%TritonX-100を含む1xPBS中で10分間インキュベートし、その後、1xPBSで5分間3回洗浄する。免疫染色では、一次抗体をそれぞれInvitrogen(CA、USA)およびSigma-Aldrich(MO、USA)から購入した。色素標識ヤギ抗ウサギ抗体またはウマ抗マウス抗体を二次抗体として使用する(Invitrogen、CA、USA)。結果は、Metamorphイメージングプログラム(Nikon)を備えた蛍光80i顕微鏡定量システム(fluorescent 80i microscopic quantitation system)の下で100倍または200倍の倍率で検査および分析される。
7. Immunostaining assay Cell/tissue samples are fixed in 100% methanol for 30 min at 4°C, followed by 4% paraformaldehyde (in 1x PBS, pH 7.4) for 10 min at 20°C. Samples are then incubated in 1x PBS containing 0.1%-0.25% Triton X-100 for 10 min, followed by washing three times with 1x PBS for 5 min. For immunostaining, primary antibodies were purchased from Invitrogen (CA, USA) and Sigma-Aldrich (MO, USA), respectively. Dye-labeled goat anti-rabbit or horse anti-mouse antibodies are used as secondary antibodies (Invitrogen, CA, USA). Results are examined and analyzed at 100x or 200x magnification under a fluorescent 80i microscopic quantitation system equipped with the Metamorph imaging program (Nikon).
8.In Vivoトランスフェクションアッセイ
RCRで増幅されたRNA/mRNAとRdRp mRNAの混合物(比率は約20:1~1:20の範囲)は、メーカー推奨のプロトコルに従って、In-VivoJetPEIトランスフェクション試薬または他の類似のLNPベースの送達/トランスフェクション剤などの適切な量の送達剤とよく混合し、その後、目的の用途に応じて、動物の静脈または筋肉に注射する。送達/トランスフェクション剤は、RNA内容物を分解から保護するだけでなく、in vitro、ex vivoおよび/またはin vivoにおける目的とする特定の標的細胞へのRNA/mRNAとRdRp mRNAの混合物の送達/トランスフェクションを促進するよう、増幅されたRNA/mRNAおよびRdRp mRNA混合物を混合、結合、カプセル化、または製剤化するために使用される。
8. In Vivo Transfection Assay The mixture of RCR amplified RNA/mRNA and RdRp mRNA (ratios ranging from about 20:1 to 1:20) is thoroughly mixed with an appropriate amount of a delivery agent, such as In-VivoJetPEI transfection reagent or other similar LNP-based delivery/transfection agent, following the manufacturer's recommended protocol, and then injected into an animal intravenously or intramuscularly depending on the intended application. The delivery/transfection agent is used to mix, bind, encapsulate, or formulate the amplified RNA/mRNA and RdRp mRNA mixture to protect the RNA content from degradation as well as to facilitate delivery/transfection of the mixture of RNA/mRNA and RdRp mRNA to specific target cells of interest in vitro, ex vivo, and/or in vivo.
9.統計分析
すべてのデータは平均および標準偏差(SD)として示した。各試験群の平均値はMicrosoft ExcelのAVERAGEにより算出した。SDはSTDEVによって実施した。データの統計分析はOne-Way ANOVAにより実施した。TukeyおよびDunnettのt事後検定(Tukey and Dunnett’s t post hoc test)を使用して、各グループのデータ差異の有意性を特定した。p<0.05が有意であるとみなした(SPSS v12.0、Claritas Inc)。
9. Statistical Analysis All data were presented as mean and standard deviation (SD). The mean value of each test group was calculated by AVERAGE in Microsoft Excel. SD was performed by STDEV. Statistical analysis of the data was performed by One-Way ANOVA. Tukey and Dunnett's t post hoc test was used to determine the significance of data differences in each group. p<0.05 was considered significant (SPSS v12.0, Claritas Inc).
参照文献:
1.Shi-Lung Lin等に対するWO2002/092774。
2.Shi-Lung Lin等に対する米国特許第7,662,791号。
3.Shi-Lung Lin等に対する米国特許第8,080,652号。
4.Ying SY及びShi-Lung Linに対する米国特許第8,372,969号。
5.Shi-Lung Lin及びYing SYに対する米国特許第8,609,831号。
6.Shi-Lung Lin及びJi H;cDNA library construction using in-vitro transcriptional amplification.Methods Mol Biol.221:93-101,2003。
7.Bloom等;Self-amplifying RNA vaccines for infectious diseases.GeneTherapy 28:117-129,2021。
8.McDowell等;Determination of intrinsic transcription termination efficiency by RNA polymerase elongation rate.Science 266:822-825,1994。
9.Aasen等;Isolation and cultivation of human keratinocytes from skin or plucked hair for the generation of induced pluripotent stem cells.Nat.Protocols 5:371-382,2010。
10.Shi-Lung Lin等;Mir-302 reprograms humanskin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state.RNA 14:2115-2124,2008。
11.Shi-Lung Lin等;Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression.Nucleic Acids Res.39:1054-1065,2011。
12.Takahashi K及びYamanaka S;Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.Cell 126:663-676,2006。
References:
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12. Takahashi K and Yamanaka S; Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126:663-676, 2006.
配列表
(1)全般情報:
(iii)配列の数:16
(2)配列番号1の情報:
(i)シーケンス特性:
(A)長さ:6塩基対
(B)タイプ:核酸
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(ii)分子タイプ:RNA
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(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
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ACAGAU 6
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UUAGAGA 7
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(A)長さ:7塩基対
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(ii)分子タイプ:RNA
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UAGGAGA 7
(2)配列番号12の情報:
(i)シーケンス特性:
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(ii)分子タイプ:RNA
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(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
(iv)アンチセンス:NO
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UUGAA 5
(2)配列番号13の情報:
(i)シーケンス特性:
(A)長さ:23塩基対
(B)タイプ:核酸
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(ii)分子タイプ:DNA
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(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
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GACAACAGGT GCGCTCAGGT CCT 23
(2)配列番号14の情報:
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(A)長さ:48塩基対
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(D)トポロジー:直線
(ii)分子タイプ:DNA
(A)記述(DESCRIPTION):/desc=“synthetic”
(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
(iv)アンチセンス:NO
(xi)配列記述:配列番号14:
GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAG GTATGGTACT TGGTAGTT 48
(2)配列番号15の情報:
(i)シーケンス特性:
(A)長さ:56塩基対
(B)タイプ:核酸
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(D)トポロジー:直線
(ii)分子タイプ:DNA
(A)記述(DESCRIPTION):/desc=“synthetic”
(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
(iv)アンチセンス:NO
(xi)配列記述:配列番号15:
GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAT CTGTGGGAAC TAGTTCAGGA AGGTAA 56
(2)配列番号16の情報:
(i)シーケンス特性:
(A)長さ:32塩基対
(B)タイプ:核酸
(C)ストランド(STRANDEDNESS):シングル
(D)トポロジー:直線
(ii)分子タイプ:DNA
(A)記述(DESCRIPTION):/desc=“synthetic”
(iii)仮説(HYPOTHETICAL):NO
(iv)アンチセンス:YES
(xi)配列記述:配列番号16:
GTTCTCCTAA GCCTGTAGCC AAGAACTGCA CA 32
Sequence Listing
(1) General information:
(iii) Number of sequences: 16
(2) Information of SEQ ID NO:1:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 6 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO:1:
AUSUGW6
(2) Information of SEQ ID NO:2:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 7 bases (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:2:
U.C.W.Y.W.A. 7
(2) Information of SEQ ID NO:3:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 6 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:3:
AUCUGU 6
(2) Information of SEQ ID NO:4:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 7 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:4:
UCUCUAA7
(2) Information of SEQ ID NO:5:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 7 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:5:
UCUCCCUA 7
(2) Information of SEQ ID NO:6:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 5 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:6:
UUCAA5
(2) Information of SEQ ID NO:7:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 6 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:7:
WCASAU6
(2) Information of SEQ ID NO:8:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 6 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:8:
UWRGWR 6
(2) Information of SEQ ID NO:9:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 6 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:9:
ACAGAU 6
(2) Information of SEQ ID NO:10:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 7 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:10:
UUAGAGAA 7
(2) Information of SEQ ID NO:11:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 7 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:11:
UAGGAGA 7
(2) Information of SEQ ID NO:12:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 5 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: RNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:12:
UUGAA5
(2) Information of SEQ ID NO:13:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 23 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: DNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:13:
GACAACAGGT GCGCTCAGGT CCT 23
(2) Information of SEQ ID NO:14:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 48 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: DNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:14:
GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAG GTATGGTTACT TGGTAGTTT 48
(2) Information of SEQ ID NO:15:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 56 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: DNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:15:
GATATCTAAT ACGACTCACT ATAGGGAGAT CTGTGGGAAC TAGTTCAGGA AGGTAA 56
(2) Information of SEQ ID NO:16:
(i) Sequence characteristics:
(A) Length: 32 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Strandedness: Single (D) Topology: Linear
(ii) Molecule type: DNA
(A) Description: /desc="synthetic"
(iii) HYPOTHETICAL: NO
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence description: SEQ ID NO:16:
GTTCTCCTAA GCCTGTAGCC AAGAACTGCA CA 32
Claims (21)
(b)コロナウイルスまたはC型肝炎ウイルスのRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)から単離または改変された少なくとも一つのRNAレプリカーゼを提供し、
(c)RNAレプリカーゼを介在した前記RNA配列の製造および増幅が生じるように、(a)のRNA配列と(b)のRNAレプリカーゼをバッファー条件下で混合する、ことを含み、
前記バッファー条件は、RNA合成に必要なリボヌクレオシド三リン酸分子(rNTPs)を含み、pHが6.0~8.0の範囲であり、温度が20℃~45℃の範囲である、
RNAレプリカーゼを介した新規なRNA増幅方法。 (a) providing at least one RNA sequence comprising at least one RdRp binding site at the 5' end or at the 3' end, or both;
(b) providing at least one RNA replicase isolated or modified from a coronavirus or Hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase (RdRp);
(c) mixing the RNA sequence of (a) with the RNA replicase of (b) under buffer conditions such that RNA replicase-mediated production and amplification of the RNA sequence occurs;
The buffer conditions include ribonucleoside triphosphate molecules (rNTPs) necessary for RNA synthesis, a pH in the range of 6.0 to 8.0, and a temperature in the range of 20° C. to 45° C.
A novel method for amplifying RNA via RNA replicase.
The method of claim 1 , wherein the RNA sequence is used as a medicine or therapeutic component.
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