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KR20020059608A - Altering Gene Expression with ssDNA Produced in vivo - Google Patents

Altering Gene Expression with ssDNA Produced in vivo Download PDF

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Publication number
KR20020059608A
KR20020059608A KR1020027004395A KR20027004395A KR20020059608A KR 20020059608 A KR20020059608 A KR 20020059608A KR 1020027004395 A KR1020027004395 A KR 1020027004395A KR 20027004395 A KR20027004395 A KR 20027004395A KR 20020059608 A KR20020059608 A KR 20020059608A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sequence
dna
nucleic acid
gene
target
Prior art date
Application number
KR1020027004395A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
찰스 에이. 콘라드
인 첸
Original Assignee
조나단 에프. 엘리스톤
사이토제닉, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조나단 에프. 엘리스톤, 사이토제닉, 인크. filed Critical 조나단 에프. 엘리스톤
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Abstract

본 발명은 표적 세포의 생체내에서 단일-가닥 cDNA (ss-cDNA)를 생성함으로써 표적 세포에서 표적 핵산 서열의 발현을 변화시키는 방법에 관한 것이다. 표적 세포는 목적 서열, 역위 탠덤 반복서열, 및 상기 역위 탠덤 반복서열의 3'에 위치한 프라이머 결합 부위를 포함하는 카세트로 형질감염된다. 표적 세포에 의한 카세트의 전사는 RNA 주형을 생성하고, 이 RNA 주형이 역전사되어 특정 서열의 ss-cDNA를 생성한다. 역전사효소/RNase H 코딩 유전자도 표적 세포 내로 형질감염시킬 수 있다. ss-cDNA는 변형되어 ss-cDNA의 "스템-루프" 구조를 이용함으로써 모든 벡터 인접 서열을 제거하게 되는데, 여기서 상기 스템-루프 구조는 역위 탠덤 반복서열로 인해 ss-cDNA가 스스로 폴딩되어 이중-가닥 DNA 스템이 형성된 것이다. 이중-가닥 스템은 하나 이상의 제한효소 인식 부위를 함유하며, ssDNA로 남아 있는 루프는 임의의 원하는 뉴클레오티드일 수 있는 목적 서열을 포함한다. 이러한 디자인으로 인해, 스템-루프 중간체의 이중-가닥 스템은 바람직한 상응 제한효소(들)로 절단되며, 루프 부분 (즉, 목적 서열)은 그 후에 선형화된 단일-가닥 DNA 조각으로서 방출된다. 이렇게 방출된 (또는 절단된) ssDNA 조각은, 존재한다면 이중 가닥 스템으로부터의 상류 5' 또는 하류 3'에 최소한의 서열 정보를 함유한다. 결과의 ssDNA는 내생성 표적 핵산 서열에 결합함으로써, 치료 목적으로 이중체 또는 삼중체 핵산 결합, 부위-지정 돌연변이 유발, 특정 세포 단백질에의 결합에 의한 세포 기능의 손상, 및 RNA 스플라이싱 기능의 손상 등을 이용하여 유전자를 불활성화시켜 상기 서열의 발현을 변화시킨다.The present invention relates to a method of changing the expression of a target nucleic acid sequence in a target cell by generating a single-stranded cDNA (ss-cDNA) in vivo of the target cell. The target cell is transfected with a cassette comprising a target sequence, an inverted tandem repeat sequence, and a primer binding site located 3 ′ of the inverted tandem repeat sequence. Transcription of the cassette by the target cell produces an RNA template, which is reverse transcribed to produce ss-cDNA of a particular sequence. Reverse transcriptase / RNase H coding genes can also be transfected into target cells. The ss-cDNA is modified to remove all vector contiguous sequences by using the "stem-loop" structure of the ss-cDNA, where the stem-loop structure is folded into a double-folded ss-cDNA by itself due to an inverted tandem repeat sequence. Stranded DNA stems formed. The double-stranded stem contains one or more restriction enzyme recognition sites and the loop remaining with ssDNA contains the desired sequence, which can be any desired nucleotide. Due to this design, the double-stranded stem of the stem-loop intermediate is cleaved with the desired corresponding restriction enzyme (s) and the loop portion (ie, the desired sequence) is then released as a linearized single-stranded DNA fragment. This released (or truncated) ssDNA fragment, if present, contains minimal sequence information upstream 5 'or downstream 3' from the double stranded stem. The resulting ssDNA binds to an endogenous target nucleic acid sequence, thereby causing duplication or triplet nucleic acid binding, site-directed mutagenesis, impairment of cellular function by binding to specific cellular proteins, and RNA splicing functions for therapeutic purposes. Damage or the like is used to inactivate the gene to change the expression of the sequence.

Description

생체내에서 생성된 ssDNA를 이용한 유전자 발현의 변화{Altering Gene Expression with ssDNA Produced in vivo}Altering Gene Expression with ssDNA Produced in vivo

본 발명은, 원핵 또는 진핵 숙주 세포에서 이후의 핵산 서열 생성을 위한 주형으로 사용하기 위해 혼입된 핵산 서열을 포함하는 안정한 DNA 작제물 (편의상 카세트라 불리움)을 이용한 유전자 발현의 변화, 및 진핵 숙주 세포 내에서 인접 서열이 없게 (또는 최소의 인접 서열을 포함하도록) 상기 서열을 발현하는 시스템에 관한 것이다. 작제물, 즉 카세트는 표적 유전자에 결합하거나 그와 상호작용함으로써 표적 유전자의 발현을 변화시키는 단일 가닥 DNA (ssDNA) 서열로서 생체내에서 서열 (목적 서열이라고도 불리움)을 발현시키는 기능을 하는 스템-루프 중간체의 스템 구조를 형성하는 역위 탠덤 (tandem) 반복서열을 포함한다. 본 발명의 발현 시스템은, 스템-루프의 형성 및 그 이후의 스템에 의한 역전사 반응의 종결에 의해, 또는 스템-루프 중간체의 절단에 의해 인접 플라스미드 (또는 다른 벡터) 서열의 대부분 또는 전부를 ssDNA로부터 제거한다. 이 방법에 의해 생성된 ssDNA는 임의의 내생성 핵산 서열 표적에 상보적이고(이거나) 상기 서열 표적에 결합하여, 임의의 목적 유전자를 표적으로 할 수 있게 디자인된다.The present invention relates to alterations in gene expression using stable DNA constructs (called for convenience cassettes) containing nucleic acid sequences incorporated for use as templates for subsequent nucleic acid sequence generation in prokaryotic or eukaryotic host cells, and eukaryotic host cells. To a system that expresses the sequence so that there is no contiguous sequence within (or to include the least contiguous sequence). The construct, or cassette, is a stem-loop that functions to express a sequence (also called a target sequence) in vivo as a single stranded DNA (ssDNA) sequence that changes the expression of the target gene by binding to or interacting with the target gene. Inverted tandem repeats forming the stem structure of the intermediate. The expression system of the present invention is capable of removing most or all of the adjacent plasmid (or other vector) sequences from ssDNA by formation of stem-loops and termination of reverse transcription reactions by stems thereafter, or by cleavage of stem-loop intermediates. Remove The ssDNA generated by this method is designed to be complementary to any endogenous nucleic acid sequence target and / or to bind to the sequence target, thereby targeting any desired gene.

안티센스 유전자 치료법이 유전자 기능을 하향 조절 (down regulation)하기 위한 다양한 분야에서 성공적으로 사용되고 있다 (Jain, K.K., Handbook of GeneTherapy, New York: Hofgrefe & Huber Publishing (1998)). 그러나 현재까지, 그러한 치료법에는 안티센스 분자의 짧은 반감기, 효과의 비특이성, 안티센스 서열의 불확실한 작용 방식, 및 동물 연구에서의 잠재적 독성 작용 비롯한 이러한 치료법 유형의 유용성을 감소시키는 다수의 단점 및 제한 요인 (일부는 심각함)이 존재한다. 예를 들어, 안티센스 올리고뉴클레오티드 (ODN) 및 그의 유사체는 정맥내 투여되어야 하는데, 이는 세포 흡수와 분포에 있어서의 문제점 (Cossum, P.A., et al., Disposition of the14C-labeled phosphorothioate oligonucleotide ISIS 2105 after intravenous administration to rats, 267 J. Pharmacol. Exp. Ther. 1181-1190 (1993), Sands, H., et al., Biodistribution and metabolism of internally3H-labeled oligonucleotides. II. 3',5'-blocked oligonucleotides, 47 Mol. Pharmacol. 636-646 (1995))뿐 아니라, 높은 혈중 농도로 인한 독성의 문제점 (Henry, S. P., et al., Evaluation of the toxicity of ISIS 2302, a phosphorothioate oligonucleotide, in a 4-week study in CD-1 mice, 7 Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 473-481 (1997), Henry, S.P., et al., Comparison of the toxicity profiles of ISIS 1082 and ISIS 2105, phosphorothioate oligonucleotides, following subacute intradermal administration in Sprague-Dawley rates, 116 Toxicology 77-88 (1997))을 수반한다.Antisense gene therapies have been successfully used in various fields for down regulation of gene function (Jain, KK, Handbook of Gene Therapy, New York: Hofgrefe & Huber Publishing (1998)). However, to date, such therapies include a number of disadvantages and limiting factors that reduce the usefulness of these types of therapies, including the short half-life of the antisense molecule, the nonspecificity of the effects, the uncertainty of the antisense sequence of action, and the potential toxic effects in animal studies. Is serious). For example, antisense oligonucleotides (ODNs) and analogs thereof should be administered intravenously, which is a problem in cellular uptake and distribution (Cossum, PA, et al., Disposition of the 14 C-labeled phosphorothioate oligonucleotide ISIS 2105 after intravenous administration to rats, 267 J. Pharmacol.Exp. Ther. 1181-1190 (1993), Sands, H., et al., Biodistribution and metabolism of internally 3 H-labeled oligonucleotides.II. 3 ', 5'-blocked oligonucleotides, 47 Mol. Pharmacol. 636-646 (1995), as well as problems with toxicity due to high blood concentrations (Henry, SP, et al., Evaluation of the toxicity of ISIS 2302, a phosphorothioate oligonucleotide, in a 4- week study in CD-1 mice, 7 Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 473-481 (1997), Henry, SP, et al., Comparison of the toxicity profiles of ISIS 1082 and ISIS 2105, phosphorothioate oligonucleotides, following subacute intradermal administration in Sprague-Dawley rates, 116 Toxicology 77-88 (1997) The.

지금까지 대부분의 안티센스 치료법에 사용된 안티센스 ODN 유사체는 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트이다. 그러나, 포스포로티오에이트 ODN은 혈청 및 세포내 단백질에 비특이적으로 결합하는 경향이 있으며 (Crooke, S.T., et al., Pharmocokinetic properties of several novel oligonucleotide analogs in mice, 227 J. Pharmacol. Exp. Ther. 923-937 (1996), Gao, W. Y., et al., Phosphorothioate oligonucleotides are inhibitors of human DNA polymerases and RNase H: implications for antisense technology, 41 Mol. Pharmacol. 223-229 (1992)), 높은 농도에서는 RNase H 활성을 억제하는 경향이 있다 (Crooke, S.T., et al., Kinetic characteristice of Escherichia coli Rnase H: Cleavage of various antisense oligonucleotide-RNA duplexes, 312 Biochem. J. 599-608 (1995)). 포스포로티오에이트 ODN은 DNA의 경우보다 RNA의 경우에 Tm이 더 낮다 (염기쌍당 평균 0.5℃)(Crooke, S.T. and B. LeBleu, Antisense research and application, Boca Raton: CRC Press (1993)). 이렇듯 낮은 Tm으로 인해, 효과적인 결합을 위해서는 포스포로티오에이트 ODN이 포스포디에스테르 DNA보다 통상적으로 더 길어야 한다. 그러나, ODN 길이의 증가는 혼성화 특이성을 손실시킬 수 있다 (Toulme, J.J., et al., Antisense technology: A practical approach, in C. Lichtenstein and W. Nellen (Eds.), New York: IRL Press, pp. 39-74 (1997)). 또한, 메틸포스포네이트 ODN은 RNase H 효소 활성을 활성화시키지 않으며 (Maher, L.J, et al., Inhibition of DNA binding proteins by oligonucleotide-directed triple helix formation, 245 Science 725-730 (1989), Miller, P.S.. Oligodeoxynucleotides: Antisense inhibitors of gene expression, in J.S. Cohen (Ed.), Boca Raton: CRC Press, p. 79 (1989)), 빠르게 제거된다 (Chen, T.L., etal., Disposition and metabolism of oligodeoxynucleoside methylphosphonate following a single i.v. injection in mice., 18 Drug Metab. Dispos. 815-818 (1990)).The antisense ODN analogs used to date for most antisense therapies are phosphorothioates or methylphosphonates. However, phosphorothioate ODN tends to nonspecifically bind to serum and intracellular proteins (Crooke, ST, et al., Pharmocokinetic properties of several novel oligonucleotide analogs in mice, 227 J. Pharmacol. Exp. Ther. 923 -937 (1996), Gao, WY, et al., Phosphorothioate oligonucleotides are inhibitors of human DNA polymerases and RNase H: implications for antisense technology, 41 Mol.Pharmacol. 223-229 (1992)), RNase H activity at high concentrations (Crooke, ST, et al., Kinetic characteristic of Escherichia coli Rnase H: Cleavage of various antisense oligonucleotide-RNA duplexes, 312 Biochem. J. 599-608 (1995)). Phosphorothioate ODN has a lower Tm for RNA (average 0.5 ° C per base pair) than for DNA (Crooke, S.T. and B. LeBleu, Antisense research and application, Boca Raton: CRC Press (1993)). Due to this low Tm, phosphorothioate ODN should typically be longer than phosphodiester DNA for effective binding. However, increasing ODN length can cause loss of hybridization specificity (Toulme, JJ, et al., Antisense technology: A practical approach, in C. Lichtenstein and W. Nellen (Eds.), New York: IRL Press, pp 39-74 (1997). In addition, methylphosphonate ODN does not activate RNase H enzyme activity (Maher, LJ, et al., Inhibition of DNA binding proteins by oligonucleotide-directed triple helix formation, 245 Science 725-730 (1989), Miller, PS Oligodeoxynucleotides: Antisense inhibitors of gene expression, in JS Cohen (Ed.), Boca Raton: CRC Press, p. 79 (1989)), are rapidly removed (Chen, TL, etal., Disposition and metabolism of oligodeoxynucleoside methylphosphonate following a single iv injection in mice., 18 Drug Metab. Dispos. 815-818 (1990)).

유전자 치료법에 대한 다른 접근법은 해당 유전자 및(또는) 그 유전자의 전사 산물을 저해하는 촉매 활성을 지닌 분자를 투여하는 것이다. 리보자임 (ribozyme)은 RNA 분자만을 포함하며 특정 mRNA 서열의 절단을 촉매하고, 그 촉매능으로 인하여 아마도 안티센스 ODN보다 더 효과적일 것으로 생각된다 (Woolf, T.M., To cleave or not to cleave: Ribozymes and antisense, 5 Antisense Res. Dev. 227-232 (1995)). 리보자임은 유전자 발현 및 바이러스 복제의 억제제로서 사용되어 왔다 (Jain, 상기 문헌 (1998)). 안티센스 ODN과는 달리, 리보자임은 내재적으로 (예를 들면, 바이러스 벡터를 이용하여) 또는 외부에서 전달될 수 있다. 그러나, 리보자임은 생체내에서 RNase에 의해 분해되기 때문에 그 안정성에 한계가 있다 (Jain, 상기 문헌 (1998)).Another approach to gene therapy is to administer molecules with catalytic activity that inhibit the gene and / or its transcription products. Ribozymes contain only RNA molecules and catalyze the cleavage of specific mRNA sequences, and are probably more effective than antisense ODN due to their catalytic capacity (Woolf, TM, To cleave or not to cleave: Ribozymes and antisense). , 5 Antisense Res. Dev. 227-232 (1995)). Ribozymes have been used as inhibitors of gene expression and viral replication (Jain, supra) (1998). Unlike antisense ODN, ribozymes can be delivered internally (eg, using viral vectors) or externally. However, ribozymes are limited in their stability because they are degraded by RNase in vivo (Jain, supra) (1998).

크기가 작은 여러가지 단일-가닥 DNA가 RNA의 절단을 촉매한다는 것이 최근에 시험관내 선별을 이용하여 입증되었고 (Breaker, R.R., Catalytic DNA: In training and seeking employment, 17 Nature Biotechnology 422-423 (1999)), 이에 의해 특정 유전자를 저해하는 표적화된 활성을 제공할 수 있다는 전망이 생겨났다. 특허 및 과학문헌에서는, 소위 "10-23 DNA 효소" 및, 예를 들어 구리-의존성 DNA 리가아제 및 칼슘-의존성 DNA 키나아제로서 작용하는 다른 ssDNA 서열들을 비롯하여, 촉매 활성을 지닌 것으로 밝혀진 다수의 이러한 짧은 데옥시핵산 서열에대해 설명하고 있다 (Breaker, R.R. and G.F. Joyce, 1 Chem. Biol. 223-229 (1994); Cuenoud, B. and J.W. Szostak, 375 Nature 611-613 (1995), Santoro, S.W. and G.F. Joyce, 94 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 4262-4266 (1997); Faulhammer and M. Famulok, 269 J. Molec. Bio. 188-203 (1997); Carmi, N, et al., 95 Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1998); Li, Y. and R.R. Breaker, 96 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2746-2751 (1999); 및 미국 특허 제5,807,718호 및 동 제5,910,408호). 그러한 서열들의 촉매 효율은 2가 마그네슘의 존재시 mRNA 표적을 109m-1/min-1으로 절단함이 입증되었고, 따라서 기질 분자를 표적화하여 파괴할 수 있는 기회를 제공할 수 있다 (예를 들어, R.R. Breaker, 상기 문헌 (1999)). 비록 이 기술 분야에서 이 효소 활성을 치료 목적에 이용하는 잠재성을 인식하는 것 같지만, 지금까지 알려진 바로는 생체내에서 치료 효과를 나타내는 표적-특이적인 효소적 핵산 서열을 생성하기 위해 이용할 수 있는 시스템은 없다.Several small-stranded single-stranded DNA catalyzes the cleavage of RNA, and has recently been demonstrated using in vitro screening (Breaker, RR, Catalytic DNA: In training and seeking employment, 17 Nature Biotechnology 422-423 (1999)). This has led to the prospect of providing targeted activity that inhibits certain genes. In the patent and scientific literature, many of these short have been found to have catalytic activity, including so-called "10-23 DNA enzymes" and other ssDNA sequences that act as, for example, copper-dependent DNA ligase and calcium-dependent DNA kinases. Deoxynucleic acid sequences are described (Breaker, RR and GF Joyce, 1 Chem. Biol. 223-229 (1994); Cuenoud, B. and JW Szostak, 375 Nature 611-613 (1995), Santoro, SW and GF Joyce, 94 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 4262-4266 (1997); Faulhammer and M. Famulok, 269 J. Molec. Bio. 188-203 (1997); Carmi, N, et al., 95 Proc Natl.Acad. Sci. USA (1998); Li, Y. and RR Breaker, 96 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2746-2751 (1999); and US Pat. Nos. 5,807,718 and 5,910,408). The catalytic efficiency of such sequences has been demonstrated to cleave the mRNA target to 10 9 m −1 / min −1 in the presence of divalent magnesium, thus providing an opportunity to target and destroy substrate molecules (eg See, for example, RR Breaker, supra (1999). Although it appears in the art to recognize the potential of using this enzyme activity for therapeutic purposes, so far known systems are available that can be used to generate target-specific enzymatic nucleic acid sequences that exhibit therapeutic effects in vivo. none.

따라서, 유전자 발현의 변화를 위해 이들 효소적 핵산 서열의 효율적인 촉매 활성을 이용할 수 있는 시스템이 없다. 그러므로, 본 발명의 목적은 생체내에서 mRNA 표적을 특이적으로 절단하여 그 표적 mRNA를 생성하는 유전자의 발현을 변화시키는 서열을 함유하는 ssDNA를 합성할 수 있는 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Thus, there is no system that can utilize the efficient catalytic activity of these enzymatic nucleic acid sequences for changing gene expression. It is therefore an object of the present invention to provide a DNA construct capable of synthesizing an ssDNA containing a sequence that specifically cleaves an mRNA target in vivo and changes the expression of the gene producing the target mRNA.

2차 구조 폴딩 (folding)은 ssDNA의 효소적 서열의 촉매적 기능에 필수적일 수 있기 때문에, 본 발명의 다른 목적은, 표적 핵산을 포함하는 유전자의 발현을 변화시키는 데 사용하기 위해, 표적 핵산을 저해하는 ssDNA의 효소적 기능을 보존할 수 있도록 진핵 세포 내에서 원치않는 개재 또는 인접 뉴클레오티드 염기들 없이 임의의 원하는 뉴클레오티드 서열로 된 DNA 효소 서열을 포함하는 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Since secondary structure folding may be essential for the catalytic function of the enzymatic sequence of ssDNA, another object of the present invention is to use a target nucleic acid for use in altering the expression of a gene comprising the target nucleic acid. Provided are methods and DNA constructs for generating ssDNA comprising DNA enzyme sequences of any desired nucleotide sequence without unwanted intervening or contiguous nucleotide bases in eukaryotic cells to preserve the enzymatic function of the inhibiting ssDNA. It is.

본 발명의 다른 목적은 치료 목적으로 표준 올리고뉴클레오티드 전달 방법의 이용시 나타나는 심각한 문제점을 극복하기 위해 진핵 세포 내에서 DNA 효소 서열을 함유하는 ssDNA의 생성을 위한 방법, 및 그러한 방법에 이용할 수 있는 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a method for the production of ssDNA containing DNA enzyme sequences in eukaryotic cells to overcome the serious problems encountered with the use of standard oligonucleotide delivery methods for therapeutic purposes, and DNA constructs that can be used in such methods. To provide.

본 발명의 다른 목적은, 예를 들어 안티센스 방식으로 mRNA에 결합하여 목적 유전자 산물 또는 바이러스성 유전자 산물을 하향 조절하거나, 또는 핵산 서열을 인식하는 단백질에의 결합을 통해 특정 세포성 기능을 억제하는 억제성 핵산으로서 기능 (이에 한정되지는 않음)하는 임의의 생체내 뉴클레오티드 서열에 대한 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to inhibit, for example, binding to mRNA in an antisense manner to downregulate the desired gene product or viral gene product, or inhibit specific cellular function through binding to a protein that recognizes a nucleic acid sequence. Provided are methods and DNA constructs for generating ssDNA for any in vivo nucleotide sequence that functions as, but is not limited to, a sexual nucleic acid.

본 발명의 다른 목적은 이중체 (duplex) (천연 DNA)에 우선적으로 결합하여 정상적인 유전자 전사 및 조절을 방해할 수 있는 삼중체 (triplex)를 형성하도록 디자인된 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a method and DNA construct for generating ssDNA designed to preferentially bind to a duplex (natural DNA) to form a triplex that can interfere with normal gene transcription and regulation. To provide.

본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 세포 기능을 방해할 목적으로 진핵 세포 내에서 ssDNA를 생성하는 것이다.Another object of the present invention is to produce ssDNA in eukaryotic cells for the purpose of interfering with one or more cellular functions.

본 발명의 또다른 목적은, ssDNA 올리고뉴클레오티드가 단백질의 촉매 작용에 의존하거나, 또는 전사, 번역 및 DNA 복제와 같은 핵산 단백질 상호작용에 의존하는 다양한 세포의 기능을 나타내는 핵산에 결합하고(하거나) 그렇지 않으면 그러한 기능을 억제 또는 활성화시키도록 그 2차 구조가 디자인된 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention that the ssDNA oligonucleotide binds to and / or binds a nucleic acid that exhibits the function of various cells depending on the catalysis of the protein or on nucleic acid protein interactions such as transcription, translation and DNA replication. Or to provide a method and DNA construct for generating ssDNA whose secondary structure is designed to inhibit or activate such function.

본 발명의 다른 목적은, 치료 분야에 적용하도록 생체내에서 부위-지정 돌연변이 유발 또는 유전자 낙아웃 (knockout)을 위해 ssDNA를 생성하는 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and a DNA construct for generating ssDNA for site-directed mutagenesis or gene knockout in vivo for application in the therapeutic field.

본 발명의 다른 목적은 치료 목적으로 게놈 내로의 부위-특이적 삽입을 유도하는, 정확하게 정해진 조성의 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide methods and DNA constructs for producing ssDNA of precisely defined composition which induce site-specific insertion into the genome for therapeutic purposes.

본 발명의 또다른 목적은 핵산 서열 표적을 포함하는 유전자의 발현을 변화시키는 데 사용하도록 임의의 내생성 핵산 표적에 상보적인 ssDNA를 생성하기 위한 방법 및 DNA 작제물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method and DNA construct for generating ssDNA complementary to any endogenous nucleic acid target for use in altering the expression of a gene comprising a nucleic acid sequence target.

본 발명의 또다른 목적은, 리포펙션 (lipofection), 세포의 직접 흡입 및(또는) 미세주입 (microinjection)에 의해 ssDNA를 직접 투여하는 것에 대한 장애물을 극복하도록 진핵 세포 내로 형질감염시키기 위한 mRNA 표적에 대한 촉매 활성을 나타내는 서열을 포함하는 ssDNA를 생체내에서 생산하기 위한 방법, 및 그러한 방법에 이용되는 DNA 발현을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an mRNA target for transfection into eukaryotic cells to overcome obstacles to direct administration of ssDNA by lipofection, direct inhalation of cells and / or microinjection. It is to provide a method for producing ssDNA in vivo comprising a sequence exhibiting catalytic activity for, and the DNA expression used in such a method.

본 발명의 다른 목적은 단일 또는 이중 플라스미드 발현 시스템 내에서 선택된 표적 mRNA에 대한 효소적 활성을 지닌 서열을 함유하는 ssDNA를 생체내에서 생성하는 데 필수적인 모든 효소적 기능을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide all the enzymatic functions necessary for in vivo production of ssDNA containing sequences having enzymatic activity for selected target mRNAs in single or dual plasmid expression systems.

본 발명의 다른 목적은 치료 효과를 나타내는 방식으로 표적 세포에 대한 효소적 활성을 지닌 서열을 포함하는 억제성 핵산 서열을 전달하기 위한 방법, 및 제약상 허용되는 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for delivering an inhibitory nucleic acid sequence comprising a sequence having enzymatic activity to a target cell in a manner that produces a therapeutic effect, and a pharmaceutically acceptable composition.

본 발명의 목적을 나열한 상기 목록은 본 발명의 모든 목적에 대한 목록은 아니다. 간결함과 실용성을 위해 본원에서 언급하지 않았지만 생체내 ssDNA 생성에 의해 조절할 수 있는, 세포의 게놈에 의해 매개되는 다른 세포성 기능들도 많이 있다. 예를 들어, 엑소뉴클레아제는 이중-가닥 DNA (dsDNA)보다 ssDNA를 훨씬 더 잘 분해한다. 따라서, 본 발명의 다른 목적은 세포 내에서 dsDNA처럼 천연 엑소뉴클레아제에 의해 분해되지 않는 ssDNA 작제물, 및 생체내에서 그러한 작제물을 생성하는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 사실로부터, 본 발명의 일부 목적을 나열하는 상기 목록은 예시하기 위해 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 알 수 있다.The above list listing the objects of the present invention is not a list of all the objects of the present invention. There are many other cellular functions that are mediated by the genome of the cell that are not mentioned herein for brevity and practicality but that can be regulated by in vivo ssDNA production. Exonucleases, for example, degrade ssDNA much better than double-stranded DNA (dsDNA). Accordingly, another object of the present invention is to provide ssDNA constructs that are not degraded by natural exonucleases such as dsDNA in cells, and methods of producing such constructs in vivo. From this fact, it can be seen that the above list listing some of the objects of the present invention is provided for illustration, and is not intended to limit the scope of the present invention.

이들 목적은 목적 서열, 그의 양 끝에 위치한 역위 탠덤 반복서열 및 3' 프라이머 결합 부위 (PBS)를 포함하는 카세트를 표적 세포에 도입하는 단계, 및 카세트의 mRNA 전사체를 PBS에서부터 역전사시켜 세포에서 단일-가닥 cDNA 전사체를 방출시키는 단계를 포함하는, 표적 세포에서 내생성 핵산 표적 서열의 발현을 변화시키는 방법에 의해 성취된다. 목적 서열은, 표적 서열의 발현을 변화시키기 위해 역전사되는 경우에 내생성 표적 핵산 서열에 결합하는 핵산 서열을 생성하는 핵산 서열을 포함한다.These objectives include introducing a cassette comprising a target sequence, an inverted tandem repeat sequence located at both ends thereof, and a 3 ′ primer binding site (PBS) into a target cell, and reverse transcription of the mRNA transcript of the cassette from PBS to mono- Achieved by a method of altering the expression of an endogenous nucleic acid target sequence in a target cell, comprising releasing the strand cDNA transcript. The sequence of interest includes nucleic acid sequences that, when reverse transcribed to alter the expression of a target sequence, produce a nucleic acid sequence that binds to an endogenous target nucleic acid sequence.

본 발명의 몇가지 실시양태를 하기 도면에서 설명한다.Some embodiments of the invention are described in the following figures.

도 1은 본 발명에 따른 숙주 세포에서의 ss-cDNA 생성에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of ss-cDNA production in a host cell according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 방법에 의해 형성된 스템-루프 중간체의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a stem-loop intermediate formed by the method shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명 발현 시스템에서의 제1 실시양태의 제1 성분을 포함하는 pssXA 플라스미드의 개략도이다. pssXA를 만들기 위해 역전사효소 (RT) 및 MboⅡ 유전자를 포유동물 발현 벡터 pBK-RSV (Stratagene)에 서브클로닝하여, 단일 폴리펩티드로서 발현시켰다. RT 및 MboⅡ 도메인은 히스티딘-풍부 링커에 의해 분리된다.3 is a schematic of a pssXA plasmid comprising the first component of the first embodiment in an expression system of the present invention. Reverse transcriptase (RT) and MboII genes were subcloned into mammalian expression vector pBK-RSV (Stratagene) to make pssXA and expressed as a single polypeptide. RT and MboII domains are separated by histidine-rich linkers.

도 4A 및 4B는 목적 서열이 포함된 본 발명 발현 시스템에서의 제1 실시양태의 제2 성분을 포함하는 pssXB 플라스미드의 개략도 (도 4A)로서, 이는 (1) MoMuLV 역전사효소 프로모터 영역, (2) 목적 DNA 서열의 서브클로닝을 위한 2개의 NotⅠ 부위, 1개의 PacⅠ 부위 및 1개의 BamHⅠ 부위, 및 (3) 탠덤 역위 반복서열인 IR-L 및 IR-R, 및 pssXB 플라스미드의 삽입체 영역 서열 (도 4B)을 포함한다.4A and 4B are schematic representations (p. 4A) of a pssXB plasmid comprising the second component of the first embodiment in the expression system of the present invention comprising the sequence of interest, (1) MoMuLV reverse transcriptase promoter region, (2) Insert region regions of two NotI sites, one PacI site and one BamHI site for subcloning the DNA sequence of interest, and (3) the IR-L and IR-R, and pssXB plasmids, which are tandem inversion repeats (FIG. 4B).

도 5A는 본 발명 발현 시스템에서의 제2 실시양태를 포함하는 pssXC 플라스미드의 개략도로서, 이는 도 5B에 개략적으로 도시된 10-23 DNA 효소 서열을 포함한다.FIG. 5A is a schematic of the pssXC plasmid comprising the second embodiment in the expression system of the present invention, which includes the 10-23 DNA enzyme sequence schematically depicted in FIG. 5B.

도 6A 및 6B는 본 발명 발현 시스템에서의 제3 실시양태 (도 6A) 및 pssXD 플라스미드의 비대해진 부분 (도 6B)을 포함하는 pssXD 플라스미드의 개략도이다.6A and 6B are schematic diagrams of a pssXD plasmid comprising a third embodiment (FIG. 6A) and an enlarged portion of the pssXD plasmid (FIG. 6B) in the expression system of the present invention.

도 7은 pssXA로 형질감염된 세포 용해물에서의 RT 활성에 대한 PCR 분석의 결과를 보여준다. 레인 1 및 2: pBK-RSV 벡터로 일시적 형질감염된 A549 세포; 레인 3 및 4: pssXA로 일시적 감염된 A549 세포; 레인 5 및 6: pssXA로 안정하게 형질감염된 A549 세포 (E10). PCR 증폭 전에, 역전사 반응을 각각 10분 (레인 1,3 및 5) 또는 30분 (레인 2,4 및 6) 및 30분 동안 37℃에서 수행하였다.Figure 7 shows the results of PCR analysis of RT activity in cell lysates transfected with pssXA. Lanes 1 and 2: A549 cells transiently transfected with a pBK-RSV vector; Lanes 3 and 4: A549 cells transiently infected with pssXA; Lanes 5 and 6: A549 cells stably transfected with pssXA (E10). Prior to PCR amplification, reverse transcription reactions were performed at 37 ° C. for 10 minutes (lanes 1,3 and 5) or 30 minutes (lanes 2,4 and 6) and 30 minutes, respectively.

도 8은 PCR 분석에 의한 ssDNA 검출 분석의 결과를 보여준다. pssXB 벡터, pssXB-Ⅰ 또는 pssXB-Ⅱ로 일시적 형질감염된 E10 세포로부터 전체 RNA를 단리하였다. PCR 증폭 전에, 전체 RNA를 S1 뉴클레아제 (레인 1 및 3) 또는 RNase (레인 2,4 및 5)로 30분 동안 37℃에서 예비처리하였다. 레인 1 및 2: pssXB-Ⅰ, 레인 3 및 4: pssSB-Ⅱ; 레인 5: pssXB 벡터.8 shows the results of ssDNA detection assay by PCR analysis. Total RNA was isolated from E10 cells transiently transfected with pssXB vector, pssXB-I or pssXB-II. Prior to PCR amplification, total RNA was pretreated with 37 nucleases (lanes 1 and 3) or RNases (lanes 2,4 and 5) at 37 ° C. for 30 minutes. Lanes 1 and 2: pssXB-I, lanes 3 and 4: pssSB-II; Lane 5: pssXB vector.

도 9는 ssDNA의 검출을 위한 도트 블롯 분석의 결과를 보여준다. 1: pssXB-Ⅰ로 형질감염된 E10 세포; 2: pssXB-Ⅱ로 형질감염된 E10 세포; 3: E10 세포; 4: A549 세포.9 shows the results of dot blot analysis for detection of ssDNA. 1: E10 cells transfected with pssXB-I; 2: E10 cells transfected with pssXB-II; 3: E10 cells; 4: A549 cell.

도 10은 본 발명에 따라 제작된, c-raf 키나아제에 대한 안티센스 서열을 생성하는 ssDNA-생성 벡터의 노던 블롯을 정량한 막대 그래프를 보여준다. 레인 1-3: 형질감염 24시간 후에 수획한 세포; 레인 4-6: 형질감염 48시간 후에 수획한 세포. 레인 1: pssXB 벡터로 형질감염된 E10 세포; 레인 2 및 5: pssXB-Ⅰ로 형질감염된 E10 세포; 레인 3 및 6: pssXB-Ⅱ로 형질감염된 E10 세포.FIG. 10 shows a bar graph quantifying the northern blot of an ssDNA-producing vector that produces an antisense sequence for c-raf kinase, constructed according to the present invention. Lanes 1-3: cells harvested 24 hours after transfection; Lanes 4-6: cells harvested 48 hours after transfection. Lane 1: E10 cells transfected with a pssXB vector; Lanes 2 and 5: E10 cells transfected with pssXB-I; Lanes 3 and 6: E10 cells transfected with pssXB-II.

도 11은 대조군 pssXD-Ⅰ 또는 c-raf DNA 효소 서열을 함유하는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 A549 세포에서 ssDNA의 검출을 위한 도트 블롯 분석의 결과를 보여준다. S1 뉴클레아제의 존재시에는, 이 S1 뉴클레아제에 의해 ssDNA 효소가 특이적으로 분해되었기 때문에 검출가능한 신호가 생성되지 않았다.11 shows the results of dot blot analysis for the detection of ssDNA in A549 cells transfected with pssXD-II containing control pssXD-I or c-raf DNA enzyme sequences. In the presence of S1 nuclease, no detectable signal was produced because the ssDNA enzyme was specifically degraded by this S1 nuclease.

도 12는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 A549 세포에서 발현된 ssDNA가 c-raf mRNA의양을 변화시키는지 여부를 측정하기 위한 정량 RT-PCR의 결과를 보여준다. 레인 1: 대조군 pssXD-Ⅰ; 레인 2: pssXD-Ⅱ.12 shows the results of quantitative RT-PCR to determine whether ssDNA expressed in A549 cells transfected with pssXD-II changes the amount of c-raf mRNA. Lane 1: control pssXD-I; Lane 2: pssXD-II.

도 13은 pssXD-Ⅰ 또는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 A549 세포에서 c-raf 단백질 발현의 억제에 대한 웨스턴 블롯의 결과를 보여준다. 레인 1: pssXD-Ⅱ; 레인 2: 대조군 pssXD-Ⅰ; 레인 3: 형질감염되지 않은 세포.FIG. 13 shows the results of western blot for inhibition of c-raf protein expression in A549 cells transfected with pssXD-I or pssXD-II. Lane 1: pssXD-II; Lane 2: control pssXD-I; Lane 3: untransfected cells.

도 14는 c-raf 유전자 발현의 억제에 의해 세포 아팝토시스 (apoptosis)를 유도하는 게놈 DNA 절단에 대한 웨스턴 블롯의 결과를 보여준다. 레인 1: pssXD-Ⅱ; 레인 2: 대조군 pssXD-Ⅰ; 레인 3: 형질감염되지 않은 세포.14 shows the results of Western blot for genomic DNA cleavage inducing cellular apoptosis by inhibition of c-raf gene expression. Lane 1: pssXD-II; Lane 2: control pssXD-I; Lane 3: untransfected cells.

도 15는 c-raf 유전자 발현의 억제에 의해 세포 아팝토시스를 유도하는 PARP 절단에 대한 웨스턴 블롯의 결과를 보여준다. 레인 1: pssXD-Ⅱ; 레인 2: 대조군 pssXD-Ⅰ; 레인 3: 형질감염되지 않은 세포.FIG. 15 shows the results of Western blot for PARP cleavage inducing cellular apoptosis by inhibition of c-raf gene expression. Lane 1: pssXD-II; Lane 2: control pssXD-I; Lane 3: untransfected cells.

본 발명의 이러한 설명에서의 방법 및 핵산 작제물은, 효모, 원핵 세포 및(또는) 진핵 세포 등의 생체내에서 표적 유전자의 발현을 변화시키는 데 사용하기 위해 인접 뉴클레오티드 서열을 포함하거나 포함하지 않는, 사실상 임의의 예정된 또는 목적 뉴클레오티드 염기 조성의 단일-가닥 데옥시리보핵산 (ss-DNA) 올리고뉴클레오티드를 생성하기 위해 기재된 것이다. 본 발명의 방법 및 조성물은 원하는 뉴클레오티드 염기 조성의 ss-cDNA를 시험관내에서 또는 인공으로 합성하는 것보다는 생물학적 합성을 이용하는 것을 기재하고 있다. 생물학적 반응, 즉 효소 반응이 본 발명의 방법에 사용되기 때문에, 이들은 어떠한 생체내 시스템에도 적용할 수 있다.The methods and nucleic acid constructs in this description of the present invention may or may not include contiguous nucleotide sequences for use in altering the expression of a target gene in vivo, such as yeast, prokaryotic and / or eukaryotic cells, It is described to generate single-stranded deoxyribonucleic acid (ss-DNA) oligonucleotides of virtually any predetermined or desired nucleotide base composition. The methods and compositions of the present invention describe the use of biological synthesis rather than in vitro or artificially synthesizing ss-cDNA of the desired nucleotide base composition. Since biological reactions, ie enzymatic reactions, are used in the methods of the invention, they can be applied to any in vivo system.

한 실시양태에서, 본 발명의 발현 시스템은 임의의 목적 서열을 ss-cDNA 분자로서 생성하도록 디자인된 벡터 (본원에 사용된 "벡터"라는 용어는 합성되고(되거나) 자연발생적인 핵산 서열의 전달 및 조작에 사용되는 플라스미드 또는 변형된 바이러스성 또는 비-바이러스성 재조합 생물학적 작제물을 의미함)를 포함하며, 바람직하게는 인접 벡터 서열이 거의 없다. 이 벡터 시스템은 숙주 세포에서 ss-cDNA를 생성하는데 필요한 모든 효소적 기능 및 신호전달 명령을 지니고 있다. 본 발명의 벡터가 전달되는 숙주 세포는 진핵 세포 프로모터에 의해 유도된 RNA 전사체 (도 1)를 생성하는데, 이는 임의의 원하는 단일-가닥 DNA 서열 ("목적 서열")을 합성하기 위한 주형으로서 사용된다.In one embodiment, an expression system of the present invention is a vector designed to generate any desired sequence as an ss-cDNA molecule (the term “vector” as used herein is intended to synthesize and / or transfer naturally occurring nucleic acid sequences and Plasmid used in the manipulation or modified viral or non-viral recombinant biological constructs), preferably with few contiguous vector sequences. This vector system has all the enzymatic functions and signaling commands required to produce ss-cDNA in host cells. The host cell to which the vector of the present invention is delivered produces an RNA transcript derived by the eukaryotic cell promoter (FIG. 1), which is used as a template for synthesizing any desired single-stranded DNA sequence (“target sequence”). do.

보다 상세히 설명하자면, 적합한 숙주 세포 (효모이거나, 또는 임의의 원핵 또는 진핵 세포일 수 있음) 내로 동시-형질감염되는 2개의 플라스미드를 포함함으로써, 유전자 발현을 변화시키기 위한 세포에서 목적 ssDNA 서열을 생성하는 벡터가 포함된 제1 발현 시스템이 본원에 기재되어 있다. 또한, 제2 발현 시스템은 유전자 발현을 변화시키기 위한 세포에서 목적 ssDNA 서열을 생성하기 위한 숙주 세포 내로 형질감염된 단일 플라스미드를 포함하는 것으로 기재되어 있다.More specifically, by including two plasmids co-transfected into a suitable host cell (which may be yeast or any prokaryotic or eukaryotic cell), it is possible to generate the desired ssDNA sequence in a cell for changing gene expression. Described herein is a first expression system comprising a vector. The second expression system is also described as comprising a single plasmid transfected into a host cell to generate the desired ssDNA sequence in a cell for altering gene expression.

본원에 기재된 발현 시스템을 이용하여 생체내에서 생성된 ssDNA는 억제성 핵산일 수 있다. 억제성 핵산은 mRNA 주형으로부터 합성된 ssDNA일 수도 또는 mRNA 주형 그 자체일 수도 있는데, 이는 상보적 핵산 서열에 특이적으로 결합할 수 있다. 적당한 표적 핵산 서열에 결합함으로써, RNA--RNA, DNA--DNA 또는 RNA--DNA 이중체 또는 삼중체가 형성된다. 보다 일반적으로, 이들 핵산은 유전자의 센스 또는 코딩 가닥에 대해 상보적이기 때문에 대체로 "안티센스"라 명명되는데, "센스" 서열도 치료 목적으로 세포에 이용할 수 있다. 따라서, 본원에 사용된 "억제성 핵산"이란 용어는 "센스" 및 "안티센스" 핵산 모두를 지칭하는 것이다.The ssDNA generated in vivo using the expression system described herein can be an inhibitory nucleic acid. The inhibitory nucleic acid may be ssDNA synthesized from an mRNA template or the mRNA template itself, which may specifically bind to a complementary nucleic acid sequence. By binding to the appropriate target nucleic acid sequence, RNA--RNA, DNA--DNA or RNA--DNA duplexes or triplets are formed. More generally, these nucleic acids are generally termed "antisense" because they are complementary to the sense or coding strand of a gene, although "sense" sequences can also be used in cells for therapeutic purposes. Thus, the term "inhibitory nucleic acid" as used herein refers to both "sense" and "antisense" nucleic acids.

표적 핵산에 결합함으로써, 억제성 핵산은 표적 핵산의 기능을 변화시킨다. 이 변화 (통상적으로 억제 효과임)는, 예를 들어 DNA 전사의 차단, mRNA에 대한 프로세싱 또는 poly(A) 부가, DNA 복제, 번역, 또는 세포의 억제성 메카니즘의 촉진 (예를 들어, RNA 분해의 촉진)에서 기인한다. 따라서, 억제성 핵산 방법은 유전자 발현을 변화시키기 위한 다수의 상이한 접근법을 포함한다. 이들 상이한 유형의 억제성 핵산 기술은 문헌 [Helene, C. and J. Toulme, 1049 Biochim. Biophys. Acta. 99-125 (1990)]에 기재되어 있으며, 이하 이 문헌을 "헬렌 및 토울메의 문헌 (Helene and Toulme)"라 부르며, 이 문헌은 이 거명을 통해 그 전문이 본 명세서에 포함되는 것이다.By binding to the target nucleic acid, the inhibitory nucleic acid changes the function of the target nucleic acid. This change (usually an inhibitory effect) may be, for example, blocking DNA transcription, processing or addition of poly (A) to mRNA, DNA replication, translation, or promotion of the inhibitory mechanism of the cell (eg, RNA degradation). Due to the promotion of). Thus, inhibitory nucleic acid methods include a number of different approaches for altering gene expression. These different types of inhibitory nucleic acid techniques are described in Helene, C. and J. Toulme, 1049 Biochim. Biophys. Acta. 99-125 (1990), hereinafter referred to as "Helene and Toulme," which is hereby incorporated by reference in its entirety.

요컨대, 억제성 핵산 치료법은 (1) DNA 서열을 표적으로 하는 것, (2) RNA 서열 (프리-mRNA 및 mRNA 포함)을 표적으로 하는 것, (3) 단백질을 표적으로 하는 것 (센스 가닥 접근법), 및 (4) 본원에서 소위 "10-23 효소"라 불리우는 것을 비롯한 ssDNA 효소와 같은 표적 핵산의 절단 또는 화학적 변화를 초래하는 것으로 분류할 수 있다. 첫번째 접근법은 여러가지 카테고리를 고려한다. 핵산은 이중체 DNA의 매이저 그루브 (major groove)에 결합하여 삼중 헬릭스 또는 "삼중체" 구조를 형성하도록 디자인되어 있다. 또는, 억제성 핵산은 복제 또는 전사시 이중체 DNA가 벌어져서 생긴 단일 가닥 DNA의 영역에 결합하도록 디자인되어 있다. 보다 통상적으로는 억제성 핵산이 mRNA 또는 mRNA 전구체에 결합하도록 디자인되어 있다. 억제성 핵산은 또한 프리-mRNA의 성숙을 방지하는 데 사용된다. 억제성 핵산은 RNA 프로세싱, 스플라이싱 또는 번역을 방해하도록 디자인될 수도 있다. 두번째 접근법에서, 억제성 핵산은 mRNA를 표적으로 한다. 이 접근법에서, 억제성 핵산은 코딩된 단백질의 번역을 특이적으로 방해하도록 디자인되어 있다. 상기 두번째 접근법을 이용하여, 억제성 핵산은 중요한 단백질을 코딩하는 mRNA의 번역을 억제함으로써 특정 세포 기능을 선택적으로 억제하는 데 이용된다. 그러한 억제성 핵산의 예로는 c-myc mRNA 영역에 상보적인 서열이 있는데, 이는 c-myc 원시-종양유전자 (Wickstrom E. L., et al., 85 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1028-1032 (1988) and Harel-Bellan, A., et al., 168 Exp. Med. 2309-2318 (1988))를 과발현하는 인간 전골수구성 백혈병 세포주인 HL60에서 c-myc 단백질의 발현을 억제한다. 헬렌 및 토울메의 문헌에 기재된 바와 같이, mRNA를 표적으로 하는 억제성 핵산은 여러가지 상이한 메카니즘에 의해 작용하여 코딩된 단백질(들)의 번역을 억제하는 것으로 밝혀졌다.In sum, inhibitory nucleic acid therapies include (1) targeting a DNA sequence, (2) targeting an RNA sequence (including pre-mRNA and mRNA), and (3) targeting a protein (a sense strand approach). ), And (4) result in cleavage or chemical alteration of the target nucleic acid, such as the ssDNA enzyme, including so-called "10-23 enzymes" herein. The first approach considers several categories. Nucleic acids are designed to bind to the major grooves of the duplex DNA to form triple helix or "triple" structures. Alternatively, the inhibitory nucleic acid is designed to bind to regions of single stranded DNA resulting from the spreading of the duplex DNA upon replication or transcription. More typically, inhibitory nucleic acids are designed to bind mRNA or mRNA precursors. Inhibitory nucleic acids are also used to prevent the maturation of pre-mRNAs. Inhibitory nucleic acids may be designed to interfere with RNA processing, splicing or translation. In a second approach, inhibitory nucleic acids target mRNA. In this approach, inhibitory nucleic acids are designed to specifically interfere with the translation of the encoded protein. Using this second approach, inhibitory nucleic acids are used to selectively inhibit specific cellular functions by inhibiting translation of mRNA encoding important proteins. An example of such inhibitory nucleic acid is a sequence complementary to the c-myc mRNA region, which is a c-myc primitive-oncogene (Wickstrom EL, et al., 85 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1028-1032 (1988). and Harel-Bellan, A., et al., 168 Exp. Med. 2309-2318 (1988)) inhibit the expression of c-myc protein in HL60, a human promyelocytic leukemia cell line. As described in Helen and Toulme's literature, inhibitory nucleic acids targeting mRNA have been found to act by several different mechanisms to inhibit translation of encoded protein (s).

또한, 억제성 핵산은 유전자 또는 mRNA의 "센스" 가닥을 디자인하는 세번째 접근법을 이용하여, 헬렌 및 토울메의 문헌에 기재된 mRNA 번역에 관여하는 효소 또는 결합 단백질을 포획하거나 이들과 경쟁할 수 있다. 마지막으로, 억제성 핵산은 표적 유전자 또는 mRNA의 화학적 불활성화 또는 절단을 유도하는 데 사용된다. 화학적 불활성화는, 예를 들어 세포 내에서 억제성 핵산과 표적 핵산 사이에 가교를 유도함으로써 발생하고, 본원에서 고려된 방법, 즉 본 발명의 카세트에 혼입되고 효소 활성을 지닌 서열에 의해 표적 핵산이 절단됨으로써 발생한다.Inhibitory nucleic acids can also capture or compete with enzymes or binding proteins involved in mRNA translation described in Helen and Toulme's literature using a third approach to designing the "sense" strand of a gene or mRNA. Finally, inhibitory nucleic acids are used to induce chemical inactivation or cleavage of a target gene or mRNA. Chemical inactivation occurs, for example, by inducing crosslinking between an inhibitory nucleic acid and a target nucleic acid in a cell, and the target nucleic acid is introduced by a method contemplated herein, ie, by a sequence incorporated in the cassette of the invention and having enzymatic activity. Occurs by cutting.

요컨대, 제1 측면에서, 본 발명은 유전자 발현의 변화를 위해 시험관내에서 또는 생체내에서 ssDNA를 생성하도록 세포 내로의 전달을 위해 채택된 유전자 성분들의 세트, 상기 유전자 성분들의 세트를 포함하는 발현 시스템, 및 상기 유전자 성분들의 세트를 포함하는 안정하게 형질감염된 1종 이상의 세포(들)을 포함한다. 상기 유전자 성분들의 세트는 세포 내로의 전달을 위한 발현 시스템에 혼입되어 있으며,In short, in a first aspect, the present invention provides an expression system comprising a set of gene components, said set of gene components adapted for delivery into cells to produce ssDNA in vitro or in vivo for alteration of gene expression. And one or more cell (s) stably transfected comprising the set of gene components. The set of gene components is incorporated into an expression system for delivery into cells,

(A) RNA 의존성 DNA 중합효소 (역전사효소) 유전자, 및(A) an RNA dependent DNA polymerase (reverse transcriptase) gene, and

(B) (1) 역위 탠덤 반복서열 (IR), (2) (a) 역위 반복서열 (IR) 사이에, (b) IR의 3'에, 또는 (c) IR 사이와 IR의 3' 모두에 위치하는 1종 이상의 목적 서열, 및 (3) 도 2에 도시된 바와 같이 IR의 3'에 위치하는 역전사효소에 대한 프라이머 결합 부위 (PBS)를 포함하는 카세트(B) (1) inversion tandem repetition sequence (IR), (2) (a) between inversion repetition sequence (IR), (b) at 3 'of IR, or (c) between IR and 3' of IR A cassette comprising at least one target sequence located at and (3) a primer binding site (PBS) for reverse transcriptase located at 3 ′ of the IR as shown in FIG. 2.

를 포함한다.It includes.

필수적이지는 않지만, 발현 시스템은 바람직하게는 이들 성분의 생체내 전사를 위한 기능 및 신호전달 명령, 및 역전사효소 (RT) 유전자의 번역을 위한 기능 및 신호전달 명령을 포함한다. 본 발명 유전자 성분들의 세트에 임의로 포함될 수 있는 부가적인 성분으로는, 대체로 RT 유전자에 관여하는 1종 이상의 RNase 유전자, 제한효소 (RE) 유전자 (하기 설명된 목적을 위한 것임), 진핵 세포에서의 발현을 위해 목적 서열이 poly(A) 꼬리부 (도 1 참조)를 포함하도록 mRNA가 생성되게 하는 하류 폴리아데닐화 신호 서열, 및 ssDNA가 적당한 2차 구조로 폴딩되는 경우에 효소 활성을 지니는 DNA 서열이 포함될 수 있다. 본 발명이 그렇게 제한되는 것은 아니지만, 유전자 성분들에 대한 한 실시양태에서, DNA 효소 서열은 목적 서열이 역위 반복서열 (IR) 사이에 위치하든지 IR의 3' 쪽과 PBS 사이에 위치하든지 무관하게 목적 서열 내에 위치한다.Although not essential, the expression system preferably includes functions and signaling instructions for in vivo transcription of these components, and functions and signaling instructions for translation of reverse transcriptase (RT) genes. Additional components that may optionally be included in the set of gene components of the invention include, generally, one or more RNase genes, restriction enzyme (RE) genes (for the purpose described below), expression in eukaryotic cells involved in the RT gene. For the downstream polyadenylation signal sequence, which causes the mRNA to be produced such that the target sequence comprises a poly (A) tail (see FIG. 1), and a DNA sequence with enzymatic activity if the ssDNA is folded into a suitable secondary structure. May be included. Although the present invention is not so limited, in one embodiment for the gene components, the DNA enzyme sequence may be used regardless of whether the target sequence is located between inverted repeats (IR) or between the 3 'side of the IR and PBS. Located in the sequence.

본원에 기재된 발현 시스템의 제1 실시양태에서, 2개의 플라스미드를 포함하는 벡터 시스템이 제공되며, 세포 내로 전달하여 생체내에서 ssDNA를 생성하기 위해 채택된 상기 기재된 유전자 성분들의 세트는 RNA-의존성 DNA 중합효소 (역전사효소)를 포함하는데, 이는 히스티딘-프롤린 링커로 제한효소 유전자에 연결된 RNase H 유전자를 부가적으로 함유한다. 이들 유전자는 제작된 후에 폴리아데닐화 꼬리부 서열과 함께 필수적인 전사 및 번역 조절 성분들을 함유하는 플라스미드 벡터 내로 삽입된다. 이 플라스미드는 본원에서, 도 3에 도시된 바와 같이 "A" 플라스미드, pssXA라 불리운다. 제2의 "B" 플라스미드는 본원에 설명된 실시양태에서, 카세트의 상기 3가지 성분, 즉 역전사효소 (RT)에 매치되는 프라이머 결합 부위 (PBS), 목적 서열 (SOI) 및 역위 반복서열 (IR)을 포함하도록 제작된다. 도 4의 플라스미드 pssXB에 의해 도시된 상기 제2 플라스미드에서, SOI는 역위 탠덤 반복서열들 사이에 위치하거나, 또는 PBS에 대해 5' 위치 (mRNA 전사체에 대해)에 위치하는데, 여기서 PBS는 mRNA 전사체의 3' 끝쪽에 위치한다. 즉, SOI는 (1) IR 사이에, (2) IR과 PBS 사이에, 및(또는) (3) IR 사이 및 IR과 PBS 사이 모두에 위치하며, 하기에 설명되는 바와 같이 본원에서 2개의 B 플라스미드가 설명되는데, 이중 하나 (pssXB-Ⅰ)는 IR 사이 (예를 들어, NotⅠ 부위)에 SOI가 있고, 다른 하나(pssXB-Ⅱ)는 IR과 PBS 사이 (예를 들어, PacⅠ/BamHⅠ 부위에 클로닝)에 SOI가 있다. 플라스미드 A와 유사하게, 플라스미드 B도 전사 조절 성분들의 조합을 포함한다. 그러나, 본원의 다른 바람직한 실시양태에서, 플라스미드 B는 번역 조절 성분들을 포함하지 (또는 필요로하지) 않는데, 그 이유는 이 작제물로부터 단백질 산물이 생성되지 않기 때문이다.In a first embodiment of the expression system described herein, a vector system comprising two plasmids is provided wherein the set of gene components described above adapted for delivery into cells to produce ssDNA in vivo is an RNA-dependent DNA polymerization Enzyme (reverse transcriptase), which additionally contains an RNase H gene linked to a restriction enzyme gene with a histidine-proline linker. These genes are constructed and then inserted into plasmid vectors containing the necessary transcriptional and translational regulatory components along with the polyadenylation tail sequence. This plasmid is referred to herein as the "A" plasmid, pssXA, as shown in FIG. The second “B” plasmid, in the embodiments described herein, comprises a primer binding site (PBS), a target sequence (SOI) and an inversion repeat (IR) that match the three components of the cassette, namely reverse transcriptase (RT). It is designed to include). In the second plasmid shown by plasmid pssXB of Figure 4, the SOI is located between inverted tandem repeats, or at the 5 'position (for mRNA transcript) with respect to PBS, where PBS is before mRNA Located at the 3 'end of the body. That is, the SOI is located between (1) IR, (2) between IR and PBS, and / or (3) between IR and between IR and PBS, as described below. Plasmids are described, one of which (pssXB-I) has an SOI between IR (eg, NotI site) and the other (pssXB-II) is located between IR and PBS (eg, PacI / BamHI site) Cloning). Similar to plasmid A, plasmid B also contains a combination of transcriptional regulatory components. However, in another preferred embodiment herein, plasmid B does not contain (or need) translational control components because no protein product is produced from this construct.

본원에 기재된 다른 실시양태에서, 본 발명의 발현 시스템은 도 5 및 도 6에 도시되어 각각 플라스미드 pssXC 및 pssXD라 불리우며, 설명한 유전자 성분들의 세트를 포함하는 단일 플라스미드 벡터를 포함한다. 상기 설명한 B 플라스미드의 성분들, 예를 들어 PBS, SOI 및 IR은 C 플라스미드에서 RT 폴리단백질의 비번역 3' 부분에 존재한다. 즉, C 플라스미드의 RT-RNase H 성분이 적당한 프로모터 (본원에 기재된 실시양태에서는 RSV 프로모터를 사용했음)의 조절하에 전사될 때, 생성된 mRNA 전사체는 RT-RNase H 폴리단백질에 대한 코딩 영역을 함유하며, 번역이 끝나는 무렵의 정지 신호에서 부가의 mRNA 전사체는 (번역된 단백질에 대해 3'에) RT-RNase H 성분으로부터 손상되지 않고 남아있는, 폴리아데닐화 신호를 위해 추가로 3' 하류로 신호를 전달하는 B 플라스미드로부터의 성분들을 함유한다.In other embodiments described herein, the expression system of the present invention, shown in FIGS. 5 and 6, called plasmids pssXC and pssXD, respectively, comprises a single plasmid vector comprising a set of described gene components. The components of the B plasmid described above, such as PBS, SOI and IR, are present in the untranslated 3 'portion of the RT polyprotein in the C plasmid. In other words, when the RT-RNase H component of the C plasmid is transcribed under the control of a suitable promoter (in the embodiments described herein, the RSV promoter was used), the resulting mRNA transcripts were directed to the coding region for RT-RNase H polyprotein. And additional mRNA transcripts at the stop signal at the end of the translation are further 3 'downstream for the polyadenylation signal, which remains intact from the RT-RNase H component (to 3' for the translated protein). It contains components from the B plasmid that deliver the signal to the.

본원에서 설명한 특정 단일 플라스미드 발현 시스템은 제한효소 (RE) 유전자를 함유하지 않기 때문에, 역위 반복서열에 의해 형성된 스템-루프 중간체의 스템을 분해하지 않는다. 따라서, SOI (DNA 효소를 포함)는 C 또는 D 플라스미드에서 IR에 대한 3' 위치에만 삽입되며, 원치않는 벡터 서열들은 전사체가 스템-루프 중간체의 비교적 안정한 스템과 접촉할 때 ss-cDNA 산물의 성숙 전 말단 절단(truncation)에 의해 제거되어 mRNA 전사체로부터 ss-cDNA의 전사를 유지할 수 없다. 보다 구체적으로는, 하기 설명에서 명백해지는 바와 같이, 각각의 SOI를 pssXC 및 pssXD 플라스미드의 PacⅠ/BamHⅠ 제한 부위에만 삽입하였다.Certain single plasmid expression systems described herein do not contain restriction enzyme (RE) genes and therefore do not degrade the stem of stem-loop intermediates formed by inversion repeats. Thus, the SOI (including DNA enzymes) is inserted only at the 3 'position for the IR in the C or D plasmid, and unwanted vector sequences mature the ss-cDNA product when the transcript is in contact with the relatively stable stem of the stem-loop intermediate. It is not possible to maintain transcription of ss-cDNA from mRNA transcripts by elimination by whole terminal truncation. More specifically, as will be apparent from the description below, each SOI was inserted only at the PacI / BamHI restriction sites of the pssXC and pssXD plasmids.

B, C 및 D 플라스미드에 대한 하기 설명에서 명백해지는 바와 같이, 이 플라스미드들은 SOI의 삽입을 위한 클로닝 부위를 포함한다. NotⅠ 부위 (IR 사이에 위치) 및 PacⅠ/BamHⅠ 부위 (IR에 대해 3', 예를 들어 IR과 PBS 사이에 위치) 둘 다가 본원에 기재된 B 플라스미드의 바람직한 실시양태에서 제공된다. 본원에서 설명한 C 및 D 플라스미드는 이러한 목적을 위해 단지 PacⅠ/BamHⅠ 부위만을 포함한다. 그러나, 본 개시 내용을 이용하는 당업자라면, 이들 특정 클로닝 부위가 본원에서 설명한 특정 시스템을 위해 선택된 것임을 알 것이며, 다른 클로닝 부위가 동일한 목적을 위해 동등하게 사용될 수 있음도 알 것이다. 본원에서 설명한 2개의 플라스미드 벡터 시스템을 포함하는 A 플라스미드가 SOI를 포함하는 것은 아니지만, 당업자는 2개의 플라스미드 벡터 시스템이 사용된다면 본 발명의 유전자 성분들의 세트 및, 특히 SOI가 편의에 따라 어느 한 플라스미드에 삽입될 수 있음을 알 것이다.As will be apparent from the description below for B, C and D plasmids, these plasmids comprise a cloning site for insertion of SOI. Both the NotI site (located between IRs) and the PacI / BamHI site (3 'relative to the IR, eg, located between IR and PBS) are provided in preferred embodiments of the B plasmid described herein. The C and D plasmids described herein contain only PacI / BamHI sites for this purpose. However, one of ordinary skill in the art using the present disclosure will appreciate that these particular cloning sites have been selected for the particular systems described herein, and that other cloning sites may equally be used for the same purpose. Although A plasmid comprising the two plasmid vector systems described herein does not comprise SOI, those skilled in the art will appreciate that if two plasmid vector systems are used, the set of genetic components of the present invention, and in particular SOI, may be It will be appreciated that it may be inserted.

본원에서 카세트로서 언급한 핵산 서열은 표적 세포에서 ss-cDNA의 합성을 위한 주형을 제공한다. 여기에는 SOI, IR 및 PBS가 성분으로 포함된다. 본 발명 유전자 성분 세트의 다른 성분에 대한 경우와 같이, 이 유전자 성분은 바람직하게는 넓은 범위의 또는 조직-특이적인 적당한 프로모터/인핸서 (예를 들어, CMV 프로모터), 또는 유전자 성분의 상류에 위치하는 프로모터/인핸서의 조합에 의해 조절된다. 또한, 다른 유전자 성분들에 대한 경우와 같이, 프로모터/인핸서는 구성적인 프로모터 또는 유도가능 프로모터일 수 있다. 본 개시 내용을 이용하는 당업자라면, SV-40, RSV (무세포형 특이적) 또는 조직 특이적인 신경교 비골 산성 단백질 (gilal fibulary acidic protein; GFAP)을 비롯한 다수의 진핵 세포 프로모터가 SOI의 발현을 조절하는 데 유리하게 사용될 수 있음을 알 것이다.Nucleic acid sequences, referred to herein as cassettes, provide templates for the synthesis of ss-cDNA in target cells. This includes SOI, IR and PBS as components. As with other components of the set of gene components of the invention, this gene component is preferably located upstream of the gene component, or a wide range or tissue-specific suitable promoter / enhancer (e.g., a CMV promoter). Controlled by a combination of promoter / enhancer. In addition, as is the case with other genetic components, the promoter / enhancer may be a constitutive promoter or an inducible promoter. Those of ordinary skill in the art using the present disclosure, a number of eukaryotic promoters, including SV-40, RSV (cell-free specific) or tissue-specific glial fibulary acidic protein (GFAP), regulate the expression of SOI. It will be appreciated that it can be used to advantage.

cDNA를 합성하도록 프라이밍을 개시하기 위한 프라이머 결합 부위 (PBS)는 3' IR과 폴리아데닐화 신호 사이에 위치한다. PBS는 진핵 표적 세포에 존재하는 전이 RNA (tRNA)에 상보적인 서열이다. 본 발명에서 사용되는 것으로 본원에 기재된 생쥐 몰로니 (Moloney) 역전사효소 (MoMULV RT)의 경우, PBS는 프롤린 tRNA를 이용한다. 본원에 기재된 현재 바람직한 본 발명의 실시양태에 따라 이용되는 PBS는 생쥐 몰로니 바이러스 영역의 실제 18개 뉴클레오티드로부터 얻었다 (Shinnick, T.M., et al., Nucleotide sequence of Moloney murine leukemia virus, 293 Nature 543-548 (1981)). 하기 언급하는 바와 같이 시험된 인간 면역결핍 바이러스로부터의 RT 유전자의 경우, 이용된 PBS는 HIV (Y. Li, et al., 66 J. Virology 6587-6600 (1992))로부터 얻었다. 요컨대, 특정 RT와 매치되는 임의의 PBS가 이 목적을 위해 이용될 수 있다. PBS는 표적 세포에 대해 내생성인 프라이머 tRNA에 의해 배타적으로 인식된다. 각 tRNA는 아미노산을 코딩하는 mRNA 전사체 상에서 독특한 서열 (즉, 코돈)을 인식하는 능력이 있고, 특정 아미노산에 공유결합하는 능력이 있다 (즉, 특정 아미노산에 결합시 tRNA는 "충전된 (charged)" 상태가 됨). 그러나, 프라이머 tRNA가 mRNA 전사체 PBS에 결합하고 아미노산에 공유결합되지 않았을 때 (즉, "미충전된 (uncharged)" 상태), 그 프라이머 tRNA는 RT에 의해 ssDNA 합성을 개시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원의 실시예에서 사용된 MoMULV RT는 미충전된 리신 tRNA를 인식 및 이용한다. 바꾸어 말하면, PBS에서 독특한 서열을 인식하여 그에 결합한다. 따라서, 본 발명의 발현 시스템에 혼입된 각 PBS는 프라이머 tRNA에 의해 인식되는 독특한 서열을 함유해야 하며, 프라이머 tRNA는 이용되는 특정 RT에 의해 인식되는 프라이머 tRNA여야 한다.A primer binding site (PBS) for initiating priming to synthesize cDNA is located between the 3 ′ IR and the polyadenylation signal. PBS is a sequence complementary to transfer RNAs (tRNAs) present in eukaryotic target cells. For the mouse Moloney reverse transcriptase (MoMULV RT) described herein as used in the present invention, PBS uses proline tRNA. The PBS used according to the presently preferred embodiments of the invention described herein was obtained from the actual 18 nucleotides of the mouse moronivirus region (Shinnick, TM, et al., Nucleotide sequence of Moloney murine leukemia virus, 293 Nature 543-548) (1981). For the RT gene from human immunodeficiency virus tested as mentioned below, the PBS used was from HIV (Y. Li, et al., 66 J. Virology 6587-6600 (1992)). In short, any PBS that matches a particular RT can be used for this purpose. PBS is exclusively recognized by primer tRNAs that are endogenous to target cells. Each tRNA has the ability to recognize a unique sequence (ie codon) on an mRNA transcript that encodes an amino acid, and has the ability to covalently bind to a specific amino acid (ie, when bound to a specific amino acid, the tRNA is “charged”). "Status). However, when the primer tRNA binds to the mRNA transcript PBS and is not covalently bound to an amino acid (ie, in an "uncharged" state), the primer tRNA can be used to initiate ssDNA synthesis by RT. For example, MoMULV RT used in the Examples herein recognizes and utilizes unfilled lysine tRNAs. In other words, PBS recognizes and binds unique sequences. Thus, each PBS incorporated into the expression system of the present invention must contain a unique sequence recognized by the primer tRNA, and the primer tRNA must be a primer tRNA recognized by the specific RT used.

다른 레트로바이러스의 RT/RNase H 유전자도 본 발명에 따라 이용될 수 있는데, 이 경우에 RT/RNase H 유전자는 인간 세포에서의 발현을 위한 CMV 또는 RSV 프로모터와 같은 적당한 상류 진핵 세포 프로모터/인핸서에 의해 조절되는 것이 바람직하다. 본 발명에 적합한 RNA-의존성 DNA 중합효소/RT 유전자로는 레트로바이러스, B형 간염 바이러스, C형 간염 바이러스, 세균성 레트론 (retron) 성분, 및 다양한 효모 및 세균 종으로부터 단리된 레트론으로부터의 유전자가 포함된다. 자연 상태에서 나타나는 바와 같이, 이들 RNA-의존성 DNA 중합효소는 대체로 동일한 코딩 전사체 내에 복합 RNase H 성분 효소를 포함하고 있다. 그러나, 본 발명은 특정 RT에 대한 자연발생적인 RNase H 유전자를 필요로하지 않는다. 즉, 당업자는 본 개시 내용으로부터 다양한 RT와 RNaseH 유전자들의 조합이 본 발명에 따라 사용되도록 만들어져서 그 기능을 수행할 수 있음을 알 것이며, 이들 두 시스템에 대한 변형 및(또는) 하이브리드 버전이 입수 가능하고(하거나) 당업자에게 공지되어 의도된 방식으로 기능할 수 있음을 알 것이다. 또한, 당업자는 표적 세포 그 자체가 충분한 내생성 RNase H 활성을 지니고 있어서 본 발명의 기능을 수행할 수 있음을알 것이다. 이와 유사하게, 당업자는 표적 세포 그 자체가, 예를 들어 레트로바이러스 감염 전에 충분한 내생성 RT 활성을 지니고 있어서 본 발명의 기능을 수행할 수 있음을 알 것이다.RT / RNase H genes of other retroviruses may also be used in accordance with the present invention, in which case the RT / RNase H genes may be used by appropriate upstream eukaryotic cell promoters / enhancers such as CMV or RSV promoters for expression in human cells. It is preferred to be adjusted. RNA-dependent DNA polymerase / RT genes suitable for the present invention include retroviruses, hepatitis B virus, hepatitis C virus, bacterial retron components, and genes from retrons isolated from various yeast and bacterial species. Included. As it appears in nature, these RNA-dependent DNA polymerases generally contain complex RNase H component enzymes within the same coding transcript. However, the present invention does not require a naturally occurring RNase H gene for a particular RT. That is, those skilled in the art will appreciate from the present disclosure that combinations of various RT and RNaseH genes can be made to be used in accordance with the present invention to perform their functions, and modified and / or hybrid versions of these two systems are available. And / or may be known to those skilled in the art and function in the intended manner. Those skilled in the art will also recognize that the target cell itself has sufficient endogenous RNase H activity to perform the functions of the present invention. Similarly, those skilled in the art will appreciate that the target cells themselves may have sufficient endogenous RT activity, for example prior to retroviral infection, to perform the functions of the present invention.

또한, RT/RNase H 유전자는 바람직하게는 하류 폴리아데닐화 신호 서열을 포함하여, 이 RT/RNase H 유전자로부터 생성된 mRNA가 3' poly(A) 꼬리부를 포함함으로써 mRNA의 안정성을 보장한다. 당업계에 잘 공지된 바와 같이, 다중의 poly(A) 꼬리부가 입수 가능하며, 이는 발현된 진핵 세포 유전자의 생성을 위해 통상적으로 사용된다.In addition, the RT / RNase H gene preferably comprises a downstream polyadenylation signal sequence, such that mRNA generated from this RT / RNase H gene includes the 3 ′ poly (A) tail to ensure stability of the mRNA. As is well known in the art, multiple poly (A) tails are available, which are commonly used for the production of expressed eukaryotic cell genes.

또한, 당업자는 다수의 조직-특이적 또는 넓은 범위의 프로모터/인핸서, 또는 상기 기재되지 않은 프로모터/인핸서의 조합도 RT/RNase H 유전자, RE 유전자 (만약 이용된다면) 및 목적 서열의 조절에 이용될 수 있음을 알 것이다. 입수 가능한 모든 프로모터/인핸서의 목록을 본 발명에서 예시할 필요는 없지만, 상기 언급한 바와 같이 프로모터/인핸서는 구성적이거나 유도 가능한 것일 수 있으며, 여기에는 본원에 기재된 CMV 또는 RSV (무세포형 특이적) 또는 GFAP (조직 특이적) 프로모터/인핸서 및 무수한 다른 바이러스성 또는 포유동물 프로모터가 포함될 수 있다. 본 발명의 카세트에 사용하기 적합한 대표적인 프로모터/인핸서로는 HSVtk (S.L. McKnight, et al., 217 Science 316 (1982)), 인간 β-글로불린 프로모터 (R. Breathnach, et al., 50 Ann. Rev. of Biochem. 349 (1981)), β-액틴 (T. Kawamoto, et al., 8 Mol. Cell Biol. 267 (1988)), 쥐 성장 호르몬 (P.R. Larsen, et al., 83 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 8283 (1986)), MMTV (A.L. Huang, etal., 27 Cell 245 (1981)), 아데노바이러스 5 E2 (M.J. Imperiale, et al., 4 Mol. Cell. Biol. 875 (1984)), SV40 (P. Angel, et al., 49 Cell 729 (1987)), α-2-마크로글루불린 (D. Kunz, et al., 17 Nucl. Acids Res. 1121 (1989)), MHC 클래스 Ⅰ 유전자 H-2kb (M.A. Blanar. et al., 8 EMBO J. 1139 (1989)) 및 갑상선 자극 호르몬 (V.K. Chatterjee, et al., 86 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 9114 (1989))이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.In addition, one of ordinary skill in the art will appreciate that multiple tissue-specific or wide ranges of promoters / enhancers, or combinations of promoters / enhancers not described above, may be used to modulate the RT / RNase H gene, RE gene (if used) and the desired sequence. You will know. The list of all available promoters / enhancers need not be exemplified in the present invention, but as mentioned above the promoters / enhancers may be constitutive or inducible and may include CMV or RSV (cell-free specific) described herein. ) Or GFAP (tissue specific) promoters / enhancers and myriad other viral or mammalian promoters. Representative promoters / enhancers suitable for use in the cassettes of the invention include HSVtk (SL McKnight, et al., 217 Science 316 (1982)), human β-globulin promoter (R. Breathnach, et al., 50 Ann. Rev. of Biochem. 349 (1981)), β-actin (T. Kawamoto, et al., 8 Mol. Cell Biol. 267 (1988)), rat growth hormone (PR Larsen, et al., 83 Proc. Natl. Acad Sci. USA 8283 (1986)), MMTV (AL Huang, etal., 27 Cell 245 (1981)), adenovirus 5 E2 (MJ Imperiale, et al., 4 Mol. Cell. Biol. 875 (1984)) , SV40 (P. Angel, et al., 49 Cell 729 (1987)), α-2-macroglobulin (D. Kunz, et al., 17 Nucl. Acids Res. 1121 (1989)), MHC class I Gene H-2kb (MA Blanar. Et al., 8 EMBO J. 1139 (1989)) and thyroid stimulating hormone (VK Chatterjee, et al., 86 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 9114 (1989)) But not limited to.

세포에서 생성된 RT는 하기 설명되는 SOI를 포함하는 유전자 성분을 주형으로서 이용하여 상보적인 DNA (cDNA)를 합성한다. RT의 RNase H 활성에 의해 RNA/cDNA 하이브리드의 mRNA 주형 성분이 분해되어 생체내에서 ss-cDNA를 생성한다.The RT generated in the cells synthesizes complementary DNA (cDNA) using the genetic component comprising SOI described below as a template. The RNase H activity of RT degrades the mRNA template component of the RNA / cDNA hybrid to produce ss-cDNA in vivo.

RE를 코딩하는 유전자 (2개 플라스미드 발현 시스템에서 사용되며 그 시스템에 필수적인 성분은 아님)는 RE들을 코딩하는 임의의 여러 유전자일 수 있으며, 상기 기재된 1종 이상의 구성적인 또는 유도 가능한 넓은 범위의 및(또는) 조직-특이적인 프로모터/인핸서에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 시험된 특정 RE는 MboⅡ 및 FokⅠ이었으나, 본 개시 내용을 이용하는 당업자라면 임의의 RE (유형 Ⅰ, Ⅱ, Ⅱs 또는 Ⅲ) 부위가 IR에 포함될 수 있음을 알 것이다. 이들 효소는 하기 설명되는 스템-루프 중간체의 스템을 "절단 (clip)"하거나 분해하여 SOI를 단일-가닥 DNA로 선형화시킨다.The gene encoding the RE (used in two plasmid expression systems, but not an essential component of the system) may be any of several genes encoding REs, and may include one or more of the constitutive or inducible broad ranges described above and ( Or) controlled by a tissue-specific promoter / enhancer. While the specific REs tested were MboII and FokI, those skilled in the art using the present disclosure will appreciate that any RE (type I, II, IIs or III) site may be included in the IR. These enzymes “clip” or digest the stem of the stem-loop intermediate described below to linearize SOI into single-stranded DNA.

RE 유전자의 발현이 제한효소 유전자의 상류에 위치한 적당한 구성적 또는 유도가능 프로모터/인핸서 (예를 들어, 인간 세포에서의 발현을 위한 CMV 또는 RSV프로모터)에 의해 조절되기는 하지만, 플라스미드 pssXA의 경우에는 RE 유전자 (MboⅡ)가 RT-RNase H 폴리단백질에 연결되어 있다. 또한, RE 유전자는 RE 유전자로부터의 mRNA 전사체가 3' poly(A) 꼬리부를 갖도록 하류 폴리아데닐화 신호 서열을 포함하는 것이 바람직하다.Although expression of the RE gene is regulated by a suitable constitutive or inducible promoter / enhancer (e.g., CMV or RSV promoter for expression in human cells) upstream of the restriction enzyme gene, for the plasmid pssXA The gene (MboII) is linked to the RT-RNase H polyprotein. In addition, the RE gene preferably comprises a downstream polyadenylation signal sequence such that the mRNA transcript from the RE gene has a 3 'poly (A) tail.

또한, 본 발명의 카세트는 역위 탠덤 반복서열 (IR)을 포함한다. mRNA-cDNA 이종이중체 (heteroduplex)로부터 RNase H에 의해 mRNA를 분해한 후, IR은 미국 특허 제6,054,299호에 기재되고 도 2에 도시된 방식으로 ss-cDNA가 그 자체로 폴딩되어 스템-루프 구조의 스템을 형성하도록 하는데, 여기서 이 스템 구조는 이중 가닥의 평행하지 않는 DNA를 포함하며, 이 카세트가 세포 내에서 전사되고 RT/RNase H가 유전자의 전사에 의해 생성된 후, 목적 ss-cDNA 서열이 세포 내의 mRNA 전사체로부터 생성된다. RE 유전자 (RE 유전자를 포함하는 플라스미드의 경우)로부터 생성된 RE에 의해 절단되는 하나 이상의 RE 부위(들)이 스템-루프 중간체의 스템을 형성하는 이중 가닥 부분, 즉 IR이 되도록 디자인될 수 있다. 생성된 ss-cDNA는 스템에 인접하는 코딩된 5' 및 3' 영역 (IR을 이룸) 및 SOI를 함유하는 루프와 함께 전사된다. 이어서, 스템 내부에 디자인된 (RE 유전자가 본 발명의 벡터 시스템에 포함되지 않을지라도 엔도뉴클레아제 인식 부위는 스템 내부에 디자인될 수 있음을 주의) 절단 부위를 인식하는 다수의 RE 효소에 의해 스템을 잘라서 (또한, 분해 또는 절단이라고도 칭함) ss-cDNA 루프를 방출한다 (도 1 참조). 어떤 외관상의 이중체 DNA도 형성하지 않는 ss-cDNA의 루프 부분은, RE가 이중 가닥 DNA만을 표적 기질로서 인식하기 때문에 RE 활성에 의해 영향받지 않는다.The cassettes of the invention also include inverted tandem repeats (IR). After digesting mRNA by RNase H from mRNA-cDNA heteroduplex, the IR is ss-cDNA itself folded in the manner described in US Pat. No. 6,054,299 and shown in FIG. Wherein the stem structure comprises double stranded non-parallel DNA, the cassette being transcribed in the cell and the RT / RNase H generated by transcription of the gene, followed by the desired ss-cDNA sequence. It is produced from mRNA transcripts in these cells. The one or more RE site (s) cleaved by the RE generated from the RE gene (in the case of a plasmid comprising the RE gene) may be designed to be a double stranded portion, ie, an IR, forming the stem of the stem-loop intermediate. The resulting ss-cDNA is transcribed with a loop containing the SOI and coded 5 'and 3' regions adjacent to the stem (IR). Subsequently, the stem is designed by a number of RE enzymes that recognize the cleavage site designed inside the stem (note that the endonuclease recognition site may be designed inside the stem, even if the RE gene is not included in the vector system of the present invention). Is cut (also called digestion or cleavage) to release the ss-cDNA loop (see FIG. 1). The loop portion of ss-cDNA that does not form any apparent duplex DNA is not affected by RE activity since RE recognizes only double stranded DNA as the target substrate.

상기 언급한 바와 같이, 당업자라면 PBS와 IR 사이에 위치한 SOI로부터 ssDNA를 생성하길 원하는 경우에도 RE 부위(들)이 스템-루프 중간체의 스템을 형성하는 IR (IR에 의해 형성된 스템에서 카세트의 전사가 종결됨) 내부에 디자인될 필요가 없음을 알 것이다. 다른 옵션은 특정 진핵, 원핵 또는 바이러스성 단백질의 DNA 결합 부위에 IR을 디자인하는 것인데, 이는 선택된 세포의 단백질과 경쟁하여 그 단백질의 결합을 방해하는 작용을 한다. 제한 부위들의 조합 또는 다른 서열 특이적 성분들이, 선형의 또는 정확하게 잘린 ssDNA의 스템-루프 중간체 형태가 생성되도록 IR에 대해 선택된 염기쌍 조성에 따라 IR에 포함될 수도 있다. 일반적으로는 자연발생적인 역위 반복서열이 제한 부위들과 적절하게 정렬되지 않기 때문에, 합성에 의해 제작된 서열 특이적 성분들을 IR에 사용하는 것이 바람직하다.As mentioned above, one of skill in the art would appreciate that if the RE site (s) form the stem of the stem-loop intermediate, the transcription of the cassette in the stem formed by the IR may be desired even if one wishes to generate ssDNA from the SOI located between the PBS and the IR. Will not need to be designed inside). Another option is to design the IR at the DNA binding site of a particular eukaryotic, prokaryotic or viral protein, which competes with the protein of the selected cell to interfere with the binding of that protein. Combinations of restriction sites or other sequence specific components may be included in the IR depending on the base pair composition selected for the IR such that a stem-loop intermediate form of linear or correctly truncated ssDNA is produced. Generally, since naturally occurring inversion repeats are not properly aligned with restriction sites, it is preferable to use synthetically produced sequence specific components for IR.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명 유전자 성분들의 세트 중 하나의 성분을 포함하는 카세트는 또한 촉매 활성을 지닌 DNA 서열도 포함할 수도 있다. 카세트 중에 소위 "DNA 효소"를 포함 (본원에 기재된 실시양태에서는 DNA 효소가 목적 서열 내에 위치함)하기 때문에, 본 발명은 목적 서열이 억제성 핵산 (안티센스 서열임)의 합성을 위한 주형으로 작용하는 경우에 특히 유리하게 사용된다. 이러한 이유로, 본원에 기재된 실시예는, 안티센스 ISIS 5132 (Monia, B.P., et al., 2 Nature Medicine 668-675 (1996); 이 거명을 통해 그 전문이 본 명세서에 포함됨)에 의해 표적화되는 c-raf mRNA의 3' 비번역 영역에 특이적으로 결합하도록 디자인된 c-raf 절단 효소가 포함된 mRNA에 대한 효소 활성을 지닌 서열을 포함하는 도 5B의 안티센스 SOI의 생성에 대해 설명하고 있다. 2개의 9 bp 표적 특이적 결합 암 (arm)은15 bp의 촉매 도메인에 인접해 있다 (Santoro, S.W. and G.F. Joyce, Mechanism and utility of an RNAcleaving DNA enzyme, 37 Biochemistry 13330-13342 (1998); 이 거명을 통해 그 전문이 본 명세서에 포함됨). 상용성 제한 부위를 DNA 효소 올리고뉴클레오티드에 가하여 NotⅠ 부위 또는 PacⅠ 및 BamHⅠ 부위에 삽입되도록 하여, 결과의 플라스미드를 각각 pssXB-Ⅰ 및 pssXB-Ⅱ라 명명하였다.As mentioned above, a cassette comprising one component of the set of gene components of the invention may also comprise a DNA sequence with catalytic activity. Since the cassette contains a so-called "DNA enzyme" (in the embodiments described herein, the DNA enzyme is located within the target sequence), the present invention acts as a template for the synthesis of the inhibitory nucleic acid (antisense sequence). It is particularly advantageous in this case. For this reason, the examples described herein include c-targeted by antisense ISIS 5132 (Monia, BP, et al., 2 Nature Medicine 668-675 (1996); incorporated herein by reference in its entirety). The generation of antisense SOI of FIG. 5B comprising a sequence with enzymatic activity for mRNA comprising c-raf cleavage enzyme designed to specifically bind to the 3 'untranslated region of raf mRNA is described. Two 9 bp target specific binding arms are adjacent to a 15 bp catalytic domain (Santoro, SW and GF Joyce, Mechanism and utility of an RNAcleaving DNA enzyme, 37 Biochemistry 13330-13342 (1998); The entirety of which is incorporated herein by reference). A compatibility restriction site was added to the DNA enzyme oligonucleotide to allow insertion into the NotI site or the PacI and BamHI sites, and the resulting plasmids were named pssXB-I and pssXB-II, respectively.

당업자라면, 본 발명이 안티센스 서열에만 한정되지 않고, 안티센스 서열이 반드시 촉매 활성을 지닌 핵산 서열을 함유해야하는 것을 아니며, 억제성 핵산 서열이 상기 기재된 억제성 핵산 서열의 임의의 다른 유형일 수도 있음을 알 것이다. A549 폐암 세포 시스템에서의 c-raf 키나아제는 잘 특성화되어 있기 때문에, 본 발명을 입증하기 위해 상기 SOI를 선택하였다 (Monia, et al., 상기 문헌 (1996)). Raf 단백질은 MEK1/MEK2 하류 활성화 및 이후의 ERK1 및 ERK2 활성화가 포함된 MAP 키나아제 신호전달 경로 내에서 Ras 단백질에 대한 직접적인 하류 이펙터 (effector)로서 작용하는 세린/트레오닌 단백질 키나아제이다 (Daum, G., et al., The ins and outs of raf kinases, 19 Trends Biol. Sci. 474-480 (1994)). 다수의 충실성 종양 및 백혈병에서 ras에 돌연변이가 유발되어 있거나 MAP 키나아제 신호전달 경로가 상향조절되어 있는 것으로 밝혀졌다. 종양과 관련된 c-raf와 같은 신호전달 경로는 종양학적 치료법에서 훌륭한 표적이었으며, 상기 언급한 포스포로티오에이트 ODN ISIS 5132는 잠재적인 안티센스 억제제일 것으로 입증되었다 (Monia, et al., 상기 문헌 (1996)). 또한, ISIS 5132는 아팝토시스를 유도하는 것으로 밝혀졌으며 (Lau, Q.C., et al., 16 Oncogene 1899-1902 (1998); 이 거명을통해 그 전문이 본 명세서에 포함됨), 또한 그러한 종양에 대해 잠재적 치료 효과를 나타내는 것 같다. 이 안티센스 ODN은 최근 Ⅰ상 임상시험에 들어갔으며 (O'Dwyer, P.J., et al., C-raf-1 depletion and tumor responses in patients treated with the c-raf-1 antisense oligonucleotide ISIS 5132 (CGP 69846A), 5 Clinical Cancer Res. 3977-3982 (1999)), 또한 c-raf-관련 종양의 치료에 유용한 것으로 입증될 것이다. 본 발명의 발현 시스템을 이용한 발현을 위해 플라스미드 내로 클로닝된 다른 SOI는, 10-23 DNA 효소 서열 (Santoro and Joyce, 상기 문헌 (1997))이 5'과 3' 상보 서열들 사이에 삽입된 h-ras 안티센스 결합 서열의 23번째 코돈 부분 서열, 10-23 DNA 효소 서열이 5'과 3' 상보 서열들 사이에 삽입된 플레이오트로핀 (pleiotropin) 안티센스 결합 서열의 부분 서열, 및 10-23 DNA 효소 서열이 5'과 3' 상보 서열들 사이에 삽입된 SIV 서열의 tat 안티센스 결합 영역 부분 서열을 포함한다. 이들 서열 각각이 DNA 효소 서열에 포함되기는 하지만, 당업자라면 본 개시 내용으로부터 DNA 효소 서열이 반드시 이들 SOI 또는 임의의 다른 SOI에 포함될 필요는 없음을 알 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention is not limited to antisense sequences, and that the antisense sequences do not necessarily contain nucleic acid sequences with catalytic activity, and that the inhibitory nucleic acid sequences may be any other type of inhibitory nucleic acid sequences described above. . Since c-raf kinase in the A549 lung cancer cell system is well characterized, the SOI was chosen to demonstrate the present invention (Monia, et al., Supra (1996)). Raf protein is a serine / threonine protein kinase that acts as a direct downstream effector for Ras protein in the MAP kinase signaling pathway, including downstream MEK1 / MEK2 activation and subsequent ERK1 and ERK2 activation (Daum, G., et al., The ins and outs of raf kinases, 19 Trends Biol. Sci. 474-480 (1994)). Many loyal tumors and leukemias have been shown to be mutagenic or upregulated in the MAP kinase signaling pathway. Signaling pathways such as c-raf associated with tumors have been excellent targets in oncological therapies, and the aforementioned phosphorothioate ODN ISIS 5132 has proven to be a potential antisense inhibitor (Monia, et al., Supra (1996) )). In addition, ISIS 5132 has been shown to induce apoptosis (Lau, QC, et al., 16 Oncogene 1899-1902 (1998); incorporated herein by reference in its entirety) and also for such tumors. It seems to indicate a potential therapeutic effect. This antisense ODN has recently entered Phase I clinical trials (O'Dwyer, PJ, et al., C-raf-1 depletion and tumor responses in patients treated with the c-raf-1 antisense oligonucleotide ISIS 5132 (CGP 69846A) , 5 Clinical Cancer Res. 3977-3982 (1999)), and will also prove useful in the treatment of c-raf-associated tumors. Another SOI cloned into the plasmid for expression using the expression system of the present invention is a h- with a 10-23 DNA enzyme sequence (Santoro and Joyce, supra (1997)) inserted between the 5 'and 3' complementary sequences. ras antisense binding sequence, 23rd codon subsequence, 10-23 DNA enzyme sequence, partial sequence of pleiotropin antisense binding sequence inserted between 5 'and 3' complementary sequences, and 10-23 DNA enzyme The sequence comprises a tat antisense binding region subsequence of the SIV sequence inserted between the 5 'and 3' complementary sequences. Although each of these sequences is included in the DNA enzyme sequence, those skilled in the art will appreciate from the present disclosure that the DNA enzyme sequences need not necessarily be included in these SOIs or any other SOIs.

본원에 기재된 유전자 발현의 변화 방법에 이용되는 효소 활성을 지닌 핵산 서열은 10-23 DNA효소 (Santoro and Joyce, 상기 문헌 (1997))이다. 이 효소 서열은 카세트 중에서 (a) IR 사이의 SOI 내부 (NotⅠ 부위) 또는 (b) IR에 대해 3' 및 PBS에 대해 5'에 위치하는 제2 SOI 내부 (PacⅠ/BamHⅠ 부위) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 삽입된다. 여하튼, 결과의 압타머 (aptamer)는 SOI의 표적에 특이적이기 때문에, 다른 DNA 서열, mRNA 서열 및 임의의 다른 적합한 기질을 표적화하는데 사용되어, DNA 또는 mRNA 스플라이싱 메카니즘을 억제 또는 변화시키거나 심지어는 특이적인 방식으로 직접 세포의 게놈을 변화시킬 수 있다.Nucleic acid sequences with enzymatic activity used in the methods of changing gene expression described herein are 10-23 DNA enzymes (Santoro and Joyce, supra) (1997). This enzyme sequence can either be (a) inside the SOI (NotI site) between IRs or (b) inside the second SOI (PacI / BamHI site) located 3 'for IR and 5' for PBS, or It is inserted in both. In any case, because the resulting aptamer is specific for the target of the SOI, it can be used to target other DNA sequences, mRNA sequences, and any other suitable substrate to inhibit or change the DNA or mRNA splicing mechanism or even Can directly alter the genome of a cell in a specific way.

당업자라면 본 개시 내용으로부터, 효소 활성을 지닌 임의의 DNA 서열이 본 발명의 카세트에 삽입되었을 때 의도된 목적으로 기능할 수 있음을 알 것이다. 효소 활성을 지닌 다수의 핵선 서열들이 문헌에 보고되었는데, 그 예로는Those skilled in the art will appreciate from the present disclosure that any DNA sequence having enzymatic activity may function for the intended purpose when inserted into the cassette of the present invention. Numerous nuclear line sequences with enzymatic activity have been reported in the literature.

소위 "10-23 효소" 및 "8-17 효소"와 같이 RNase 활성을 지닌 서열 (Santoro, S.W. and G.F. Joyce, 상기 문헌 (1997)) 및 기타 금속-의존성 RNase 활성을 지닌 서열 (Breaker, R.R. and G.F. Joyce, 1 Biol. Chem. 223-229 (1994) and Breaker, R.R. and G.F. Joyce, 2 Biol. Chem. 655-660 (1995)) 및 히스티딘-의존성 RNase 활성을 지닌 서열 (Roth, A. and R.R. Breaker, 95 Proc. Natl Acad. Sci. USA 6027-6031 (1998));Sequences with RNase activity (Santoro, SW and GF Joyce, supra (1997)) and other metal-dependent RNase activities such as so-called "10-23 enzyme" and "8-17 enzyme" (Breaker, RR and GF Joyce, 1 Biol. Chem. 223-229 (1994) and Breaker, RR and GF Joyce, 2 Biol. Chem. 655-660 (1995)) and sequences with histidine-dependent RNase activity (Roth, A. and RR Breaker, 95 Proc. Natl Acad. Sci. USA 6027-6031 (1998);

구리-의존성 DNase와 같이 DNase 활성을 지닌 서열 (Carmi, N., et al., 3 Chem. Biol. 1039-1046 (1996), Carmi, et al., 상기 문헌, (1997); Sen, D. and C.R. Geyer, 2 Curr. Opin. Chem. Biol. 680-687 (1998)) 및 보조인자로서 2가 음속 이온을 필요로하거나 기질에 독립적으로 2가 금속 이온을 가수분해하는 DNase 활성을 지닌 서열 (Faulhammer, D. and M. Famulok 269 J. Molec. Bio. 18-203 (1997));Sequences with DNase activity such as copper-dependent DNase (Carmi, N., et al., 3 Chem. Biol. 1039-1046 (1996), Carmi, et al., Supra, (1997); Sen, D. and CR Geyer, 2 Curr. Opin. Chem. Biol. 680-687 (1998)) and sequences with DNase activity that require divalent sonic ions as cofactors or hydrolyze divalent metal ions independently of the substrate ( Faulhammer, D. and M. Famulok 269 J. Molec. Bio. 18-203 (1997));

구리-의존성 DNase (Breaker, R.R., 97 Chem. Rev. 371-390 (1997)) 및 아연-의존성 E47 리가아제 (Cuenoud, B. and J.W. Szostak, 375 Nature 611-613 (1995))와 같이 DNA 리가아제 활성을 지닌 서열;DNA ligase such as copper-dependent DNase (Breaker, RR, 97 Chem. Rev. 371-390 (1997)) and zinc-dependent E47 ligase (Cuenoud, B. and JW Szostak, 375 Nature 611-613 (1995)) Sequences with an aze activity;

칼슘-의존성 DNA 키나아제와 같이 DNA 키나아제 활성을 지닌 서열 (Li, Y. and R.R. Breaker, 96 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2746-2751 (1999)); 및Sequences with DNA kinase activity such as calcium-dependent DNA kinases (Li, Y. and R. R. Breaker, 96 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2746-2751 (1999)); And

칼슘-의존성 DNA 키나아제와 같이 RNA 키나아제 활성을 지닌 서열 (Li, Y., 상기 문헌 (1999))이 포함된다.Included are sequences with RNA kinase activity such as calcium-dependent DNA kinases (Li, Y., supra (1999)).

일반적으로, 이들 DNA 서열은 생리적 조건으로부터 유래한 효소 활성을 지니고 있으며, 바람직하게는 본 발명의 카세트에 사용된다.In general, these DNA sequences have enzymatic activity derived from physiological conditions and are preferably used in the cassette of the present invention.

본 발명 유전자 성분들의 세트를 포함하는 성분들이 표적 세포 중에서 발현 벡터 내로 혼입되는 경우, 벡터는 자신 및 카세트를 포함하는 세포의 확인을 촉진시켜주고(주거나) 상기 카세트를 포함하는 유전자 성분들의 세트의 발현량을 증가시켜주는 다른 특별한 유전자 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 특별한 유전자 성분으로는 벡터가 형질전환되어 원핵 세포 시스템에서 증폭될 수 있도록 하는 선별 마커 유전자가 포함된다. 예를 들어, 통상적으로 사용되는 대부분의 선별 마커는 세균 (예를 들어, 이. 콜라이 (E. coli))에게 앰피실린, 클로람페니콜, 카나아미신 (네오마이신) 또는 테트라싸이클린과 같은 항생제에 대한 내성을 부여하는 유전자이다. 또한, 벡터는 진핵 세포 시스템에서 이후의 형질감염, 확인 및 발현을 위한 특별한 유전자 성분들을 함유하는 것이 바람직하다. 진핵 세포에서의 발현을 위해, 다중 선별 전략 (예를 들어, 중국 햄스터 난소 세포: CHO)을 사용하여 세포에게 항생제 또는 다른 약물에 대한 내성을 부여하거나, 또는 형태학적 변화, 접촉 억제의 상실 또는 성장률 증가와 같은 표현형 변화를 초래할 수 있다. 진핵 세포 시스템에서 사용되는 선별가능 마커로는 제오신에 대한 내성 마커, G418에 대한 내성 마커, 아미노글리코시드 항생제에 대한 내성 마커, 또는 β-gal 또는 녹색 형광 단백질과 같은 표현형 선별 마커가 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.When components comprising a set of gene components of the invention are incorporated into an expression vector in a target cell, the vector facilitates identification of and / or the expression of the set of gene components comprising the cassette. It is desirable to contain other special genetic components that increase the amount. Particular genetic components include selectable marker genes that allow vectors to be transformed and amplified in prokaryotic system. For example, most of the commonly used selectable markers are resistant to bacteria (eg, E. coli ) to antibiotics such as ampicillin, chloramphenicol, kanamicin (neomycin) or tetracycline. It is a gene to be given. The vector also preferably contains special genetic components for subsequent transfection, identification and expression in eukaryotic cell systems. For expression in eukaryotic cells, multiple selection strategies (e.g., Chinese hamster ovary cells: CHO) are used to confer the cells resistance to antibiotics or other drugs, or morphological changes, loss of contact inhibition or growth rate It can lead to phenotypic changes such as increases. Selectable markers used in eukaryotic cell systems include resistance markers for zeosin, resistance markers for G418, resistance markers for aminoglycoside antibiotics, or phenotypic selection markers such as β-gal or green fluorescent protein, It is not limited to this.

본 발명의 발현 시스템을 포함하는 플라스미드에 이들 성분을 혼입시키면, ssDNA의 생성 이후에 예정된 벡터 서열을 제거하기 위한 2가지 편리한 방법이 제공된다. 제1 방법에서는 카세트가 PBS에서부터 역전사되고, IR 사이의 SOI는 IR을 포함하는 뉴클레오티드가 쌍을 이루어 스템-루프 벡터의 스템을 형성할 때 생성되는 ssDNA 스템-루프 중간체 (스템은 RE 부위를 포함함)의 루프 부분을 포함하며, 적당한 RE로 분해한 후에 상기 루프는 인접 서열 없이 (및(또는) 최소한의 인접 서열을 포함하여) 선형화된 단일-가닥 cDNA를 방출한다. 제2 방법에서는 카세트가 PBS에서부터 역전사되고, IR에 대해 3'에 포함된 SOI도 유사하게 전사되지만, 역전사는 IR의 뉴클레오티드들이 쌍을 이루어 형성된 스템-루프 구조의 스템에서 종결된다. 여하튼, 결과의 ssDNA는 인접 서열없이 (및(또는) 최소한의 인접 서열을 포함하여) 생성된다. 제2 방법을 이용하여 ssDNA를 생성하는 것이 바람직하다면, 카세트는 본 발명의 제1 측면에 따라 스템을 분해하여 생성된 ssDNA (예를 들어, IR이 RE 부위를 포함하지 않도록 디자인함)의 경우에 필요한 스템보다 더 안정한 스템을 형성하는 IR을 포함하도록 디자인된다. 카세트가 본 발명의 제1 측면에 따라 용이하게 변성되는 스템을 형성하는 IR을 포함하도록 디자인함으로써, 역전사는 제2 SOI (카세트 내로 디자인된 경우)를 통해 IR 사이에 위치한 SOI로 진행된다. 따라서, 스템 구조의 3' 쪽에서 나타나는 역전사 cDNA 전사체의 "성숙 전 종결"은 생체내-생산된 ss-cDNA에 함유된 개재 벡터 서열을 제한하는 제2 방법을 제공한다.안정성이 중간인 스템은 제1 SOI 및 제2 SOI 모두를 생성할 수 있게 해준다.Incorporation of these components into plasmids comprising the expression system of the present invention provides two convenient methods for removing a predetermined vector sequence after generation of ssDNA. In the first method, the cassette is reverse transcribed from PBS, and the SOI between the IRs is an ssDNA stem-loop intermediate (stem contains an RE site) generated when the nucleotides comprising the IR pair to form a stem of the stem-loop vector. ), And after digestion with a suitable RE, the loop releases the linearized single-stranded cDNA without contiguous sequences (and / or with minimal contiguous sequences). In the second method, the cassette is reverse transcribed from PBS and the SOI contained 3 ′ to IR is similarly transcribed, but reverse transcription is terminated in the stem of the stem-loop structure formed by pairing the nucleotides of the IR. In any case, the resulting ssDNA is produced without contiguous sequences (and / or with minimal contiguous sequences). If it is desired to generate ssDNA using the second method, the cassette is in the case of ssDNA (eg, designed to not include an RE site) produced by digesting the stem according to the first aspect of the invention. It is designed to include an IR that forms a more stable stem than the stem needed. By designing the cassette to include an IR forming a stem that is readily denatured according to the first aspect of the present invention, reverse transcription proceeds through the second SOI (if designed into the cassette) to the SOI located between the IRs. Thus, "premature termination" of the reverse transcriptase cDNA transcript, appearing on the 3 'side of the stem structure, provides a second method of limiting intervening vector sequences contained in in vivo-produced ss-cDNA. It is possible to generate both the first SOI and the second SOI.

또한, 당업자에게는 이 설명으로부터 손상되지 않은 스템-루프 ss-cDNA 구조가 선형 ss-cDNA 형태와 같이 많은 분야에서 유사하게 기능할 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 카세트는 또한 제한효소 유전자 및 관련 조절 성분들을 포함하지 않고(않거나) 상응하는 제한효소 부위가 결여된 목적 서열을 포함하도록 하기 위해 사용될 수 있다.It will also be apparent to those skilled in the art from this description that the intact stem-loop ss-cDNA structure can function similarly in many fields, such as in the form of a linear ss-cDNA. Thus, cassettes can also be used to include a target sequence that does not contain restriction enzyme genes and related regulatory components and / or lacks a corresponding restriction enzyme site.

또한, 당업자에게는 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 설명으로부터 카세트가 "잘려진 (trimmed)" 스템-루프 구조를 갖는 ss-cDNA를 코딩하도록 만들어질 수 있음은 명백할 것이다. SOI에 인접하는 IR에서 코딩된 RE 부위는, 스템을 포함하는 dsDNA가 스템 부분 및 관련 인접 서열을 제거하되, 전사체가 상기 스템-루프 구조를 보유하는 충분한 이중체 DNA를 남기는 방식으로 절단되도록 하기 위해 스템 부분 (이중체 형성 후)이 상응하는 RE로 분해되도록 디자인된다. 그러한 ss-cDNA 구조는 이중 가닥 형태의 ssDNA "말단"을 보유함으로써 세포내 뉴클레아제에 대해 더 내성이 클 수 있다.It will also be apparent to those skilled in the art from the description of the preferred embodiment of the present invention that the cassette can be made to encode ss-cDNA having a “trimmed” stem-loop structure. The RE region encoded in the IR adjacent to the SOI is such that the dsDNA comprising the stem is cleaved in such a way as to remove the stem portion and related contiguous sequences, leaving the transcript leaving sufficient duplex DNA to retain the stem-loop structure. The stem portion (after duplex formation) is designed to decompose into the corresponding RE. Such ss-cDNA structures may be more resistant to intracellular nucleases by retaining the double stranded form of ssDNA "end".

또한, 당업자에게는 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 설명으로부터 스템 (이중체 DNA)이 예정된 서열 (또는 서열들), 즉 특정 DNA-결합 단백질에 의해 인식 및 그에 결합되는 압타머를 함유하도록 디자인될 수 있음은 명백한 것이다. 다른 용도들 중에서, 그러한 스템 구조는 세포에서 경쟁자로 사용되어, 특정 유전자 기능을 조절하는 선별된 단백질(들)의 결합을 방해한다. 예를 들어, ss-cDNA 스템-루프는, 아데노바이러스 E1a와 같은 선택된 양성 전사 인자를 함유하는 세포에서본 발명에 따라 생성된다. 다른 종양유전자와 유사하게, 아데노바이러스 E1a도 세포-코딩 전사 인자의 활성에 영향을 미침으로써 여러가지 아데노바이러스 유전자 및 세포 유전자의 발현을 조절하여, 정상 세포를 형질전환된 세포로 변화시킨다 (Jones, et al, 2 Genes Dev. 267-281 (1988)). 따라서, 본 발명에 따라 생성된 스템-루프 중간체의 이중체 스템은 이 전사 인자를 "묶어주는 (bind up)" 기능을 하도록 디자인되어, 그 단백질이 프로모터에 결합하지 못하게 함으로써 특정 유해 유전자의 발현을 억제한다. 당업자에게는 이중체 스템 구조가 임의로 다중 결합 부위, 예를 들어 특정 유전자의 발현을 활발하게 조절하는 다양한 전사 인자에 의해 인식되는 부위를 함유할 수 있음은 명백할 것이다. 예를 들어 아데노바이러스 E1a는, 12-O-테트라데카노일포르볼 13-아세테이트 (TPA)에 의해, 다수의 다른 마이토젠 (mitogen)에 의해, 및 ras, mos, src 및 trk 종양유전자에 의해 전사의 유도를 담당하는 프로모터 성분인 포르볼 에스테르-반응성 성분을 통해 콜라게나제 유전자의 전사를 억제하는 것으로 밝혀졌다. 이 메카니즘은 전사 인자 족인 AP-1의 기능 억제를 포함한다 (Offringa, et al., 62 Cell 527-538 (1990)). 임의의 바람직한 뉴클레오티드 서열은 스템-루프 중간체의 "루프" 부분을 코딩하는 유전자 성분 내로 삽입되어, 본원에서 설명된 안티센스 결합 및 유전자의 하향 조절 등과 같은 바람직한 억제 기능을 수행할 수 있다.In addition, those skilled in the art from the description of the preferred embodiment of the present invention can be designed such that the stem (duplex DNA) contains a predetermined sequence (or sequences), ie, aptamers that are recognized and bound by a particular DNA-binding protein. It is obvious. Among other uses, such stem structures are used as competitors in cells, interfering with the binding of selected protein (s) to regulate specific gene functions. For example, ss-cDNA stem-loops are produced according to the invention in cells containing selected positive transcription factors, such as adenovirus El. Similar to other oncogenes, adenovirus E1a also regulates the expression of various adenovirus genes and cellular genes by affecting the activity of cell-coding transcription factors, transforming normal cells into transformed cells (Jones, et. al, 2 Genes Dev. 267-281 (1988)). Thus, the duplex stems of stem-loop intermediates produced according to the present invention are designed to "bind up" this transcription factor, preventing the protein from binding to the promoter, thereby preventing the expression of certain harmful genes. Suppress It will be apparent to those skilled in the art that the duplex stem structure may optionally contain multiple binding sites, eg, sites recognized by various transcription factors that actively regulate the expression of a particular gene. For example, adenovirus E1a is transcribed by 12-O-tetradecanoylphorball 13-acetate (TPA), by a number of other mitogens, and by ras, mos, src and trk oncogenes. It has been shown to inhibit transcription of the collagenase gene through the phorbol ester-reactive component, a promoter component responsible for the induction of. This mechanism involves the inhibition of function of the transcription factor family AP-1 (Offringa, et al., 62 Cell 527-538 (1990)). Any preferred nucleotide sequence can be inserted into the genetic component encoding the "loop" portion of the stem-loop intermediate to perform the desired inhibitory functions such as the antisense binding described herein and down regulation of the gene.

당업자에게 인식될 다른 측면에서, 본 발명은 2차 구조의 폴딩을 토대로 cDNA 전사체 상에서 생물학적 반응을 부여하는 복잡한 ssDNA 구조를 제작하는 데 사용된다. 그러한 2차 구조는 임의의 여러 기능을 수행하도록 조작될 수 있다.예를 들어, 목적 서열은 단일-가닥 cDNA 전사체의 루프 부분에 혼입되는 서열을 포함 (이에 제한되지는 않음)하여, 아데노-관련 바이러스 또는 레트로트랜스포손 (retrotransposon)의 장쇄 말단 반복서열 (long terminal repeat)에서 발견되는 소위 "클로버잎 (clover leaf)" 또는 "도가니형 (crucible-like)" 구조를 형성할 수 있다. 올바른 조건하에서는 그러한 구조가 부위-특이적 방식으로 숙주 게놈에 통합되어 있다.In another aspect that will be appreciated by those skilled in the art, the present invention is used to construct complex ssDNA structures that impart biological responses on cDNA transcripts based on the folding of secondary structures. Such secondary structures can be engineered to perform any of a number of functions. For example, the desired sequence includes, but is not limited to, sequences incorporated into the loop portion of a single-stranded cDNA transcript. It may form a so-called "clover leaf" or "crucible-like" structure found in long terminal repeats of related viruses or retrotransposons. Under the right conditions, such structures are integrated into the host genome in a site-specific manner.

본 발명의 카세트는 포유동물 및 인간의 치료를 목적으로 상업적으로 시판되는 다수의 전달 벡터로의 혼입에 적용할 수 있기 때문에, 특정 표적 세포에 대해 선택된 벡터에 따라 다수의 전달 경로가 가능하다. 예를 들어, 바이러스 벡터는 대체로 환자의 세포를 형질전환시켜 게놈 내로 DNA를 도입하는 데 사용된다. 간접적인 방법으로, 새로운 유전 정보를 지닌 바이러스 벡터는 신체로부터 분리된 표적 세포를 감염시킨 후, 감염된 세포를 다시 이식 (즉, 생체외)하는 데 사용된다. 출생 후의 동물에게 생체내에 유전자를 직접 전달하는 것으로는, 리포좀에 캡슐화된 DNA의 제형 및 바이러스 외피 수용체 단백질을 함유하는 프로테오리포좀에 포획된 DNA의 제형에 대해 보고되어 있다 (Nicolau, et al., 80 Proc. Natl. Acad Sci USA 1068-1072 (1983); Kaneda, et al., 243 Science 375-378 (1989); Mannino, et al., 6 Biotechniques 682-690 (1988)). 또한, 인산칼슘과 함께 침전된 DNA를 이용해도 긍정적인 결과가 나오는 것으로 설명되어 있다 (Benvenisty and Reshef, 83 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 9551-9555 (1986)). 본 발명 유전자 성분들의 세트를 포함하는 발현 시스템을 투여하는 데 사용되는 다른 시스템으로는 정맥내 주사, 근육내 주사 및 피하 주사뿐 아니라, 종양내 및 체강내 직접 주사가 포함된다. 선택된 발현 시스템 내에 삽입되는 경우, 카세트는 국소, 점막, 직장, 경구 또는 흡입형 전달 방법을 통해 투여되는 것이 바람직하다.Since the cassettes of the invention can be applied to incorporation into a number of commercially available delivery vectors for the treatment of mammals and humans, multiple delivery pathways are possible depending on the vector chosen for a particular target cell. For example, viral vectors are generally used to transform cells of a patient to introduce DNA into the genome. In an indirect manner, viral vectors with new genetic information are used to infect target cells isolated from the body, and then to re-infect (ie ex vivo) the infected cells. Direct delivery of genes in vivo to animals after birth has been reported for formulation of DNA encapsulated in liposomes and formulation of DNA captured in proteoliposomes containing viral envelope receptor proteins (Nicolau, et al., 80 Proc. Natl. Acad Sci USA 1068-1072 (1983); Kaneda, et al., 243 Science 375-378 (1989); Mannino, et al., 6 Biotechniques 682-690 (1988)). In addition, the use of DNA precipitated with calcium phosphate has been shown to yield positive results (Benvenisty and Reshef, 83 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 9551-9555 (1986)). Other systems used to administer expression systems comprising the set of genetic components of the invention include intravenous and intracavitary injections, as well as intravenous, intramuscular and subcutaneous injections. When inserted into the chosen expression system, the cassette is preferably administered via topical, mucosal, rectal, oral or inhalational delivery methods.

본 발명의 카세트는, 특정 목적 서열을 카세트 내로 스플라이싱시키기 위해 공지된 분해 및 라이게이션 기술을 이용하여, 안티센스, 삼중체, 또는 임의의 억제성 핵산 또는 단일-가닥 목적 뉴클레오티드를 전달하는 데 유리하게 이용될 수 있다. 또한, 본 개시 내용을 이용하는 당업자라면 진핵 세포 내에서의 발현을 위해 사용되는 상기 신호가 특적 목적 서열에 따라 당업계에 공지된 방법을 이용하여 변형될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 가능한 변형은 프로모터를 변화시켜 목적 서열을 발현하는 데 바람직한 시스템 중의 카세트 상에 유리한 발현 특성을 부여하는 것이다. 또한, 변형 가능한 다수의 프로모터 및 다른 신호가 존재하는데, 이들은 목적 서열을 위해 선택된 특정 표적 세포에 의존적이기 때문에, 특정 표적 세포 및 목적 서열에 바람직할 수 있는 모든 잠재적 인핸서, 유도가능 및 구성적 프로모터 시스템 및(또는) poly(A) 꼬리부 시스템을 모두 나열하는 것은 불가능하다.Cassettes of the invention are advantageous for delivering antisense, triplex, or any inhibitory nucleic acid or single-stranded target nucleotides using known digestion and ligation techniques to splice specific target sequences into the cassette. Can be used. In addition, those skilled in the art using the present disclosure will appreciate that the signals used for expression in eukaryotic cells may be modified using methods known in the art, depending on the particular sequence of interest. For example, a possible modification is to alter the promoter to confer favorable expression properties on the cassette in the system that is desirable to express the desired sequence. In addition, there are a number of modifiable promoters and other signals, which are dependent on the particular target cell selected for the target sequence, and therefore all potential enhancer, inducible and constitutive promoter systems that may be desirable for the particular target cell and target sequence. It is not possible to list both and / or poly (A) tail systems.

특히 바람직한 한 실시양태에서, 본 발명은 상기 RNA-의존성 DNA 중합효소 및 거기에 클로닝된 RE 유전자, 및 킷트의 사용자가 특정 SOI를 삽입한 다중 클로닝 부위 (MCS)를 포함하는 킷트의 형태를 취한다. SOI가 삽입된 클로닝 부위는 상기 IR 사이에 위치한다. 결과의 플라스미드는, 이후에 세포를 유지하는 세포 배양액으로부터 정제하거나, 동결건조시키거나, 또는 포장하여 사용자에게 배달하기 위해 저장할 수 있다. 또한 바람직하게는, 킷트는 SOI가 클로닝된 MCS에 대한 RE(들), 리가아제 및 다른 효소들 (SOI를 플라스미드 내로 라이게이션시키기 위한 적합한 완충액과 함께), 및 플라스미드의 지도를 포함한다.In one particularly preferred embodiment, the invention takes the form of a kit comprising said RNA-dependent DNA polymerase and the RE gene cloned therein, and multiple cloning sites (MCS) into which the user of the kit has inserted a particular SOI. . The cloning site into which the SOI is inserted is located between the IRs. The resulting plasmid can then be purified, lyophilized, or packaged from cell cultures holding the cells and stored for delivery to the user. Also preferably, the kit includes RE (s), ligase and other enzymes (with suitable buffer for ligating the SOI into the plasmid), and a map of the plasmid for the MCS to which the SOI is cloned.

본원에서 설명된 특정 실시양태에서, SOI(들)은 세포를 2개의 플라스미드 (상기 나열된 성분들을 포함하도록 디자인 및 제작되었으며, 각각 A 및 B라 불리움)로 동시-형질감염시키는 것에 의해 숙주 세포에 전달되거나, 또는 단일 C 또는 D 플라스미드에 의해 숙주 세포에 전달된다. 2개의 플라스미드 시스템에서, B 플라스미드는 IR을 포함하는 인접 서열들 내에 포함되거나, 또는 IR과 PBS 사이에 존재하는 SOI를 포함하며, mRNA의 ssDNA로의 전환을 매개하는 전사 후 가공 신호를 제공하는 카세트를 코딩한다. 벡터 서열 및 가공 신호를 제거하여 B 플라스미드의 1차 유전자 산물을 ssDNA로 가공하기 위해 필요한 활성들, 구체적으로 RT/RNase H 및 RE (사용된 경우)는 A 플라스미드로부터 발현된다. 생체내에서 이들 성분에 대한 전사 산물들의 상호작용에 의해 방출된 단일-가닥 DNA 서열은, 안티센스 및 삼중체 전략에서 mRNA 종 및 DNA 프로모터와 같은 세포내 표적에 자유롭게 결합할 수 있다.In certain embodiments described herein, the SOI (s) are delivered to the host cell by co-transfecting the cells with two plasmids (designed and constructed to include the components listed above, respectively called A and B). Or is delivered to host cells by a single C or D plasmid. In two plasmid systems, the B plasmid contains a cassette contained within contiguous sequences comprising the IR, or comprising an SOI present between the IR and PBS, and providing a post-transcriptional processing signal that mediates the conversion of mRNA to ssDNA. Coding The activities required to remove the vector sequence and processing signals to process the primary gene product of the B plasmid into ssDNA, specifically RT / RNase H and RE (if used), are expressed from the A plasmid. Single-stranded DNA sequences released by the interaction of transcription products to these components in vivo are free to bind intracellular targets such as mRNA species and DNA promoters in antisense and triplex strategies.

본원의 상기에 언급한 바와 같이, B 플라스미드는 임의의 DNA SOI가 위치하는 클로닝 부위 (NotⅠ 부위를 본원의 B 플라스미드에 사용)를 포함한다 (상기 언급한 바와 같이, 본원에 기재된 예에서, SOI는 10-23 효소 서열을 포함하는 c-raf 키나아제에 대한 안티센스 서열이지만, 본원에서 설명된 발현 시스템을 이용하여 생체내에서 생성된 상기 기재된 바와 같은 다른 서열들이 "스터퍼 (stuffer)" 또는 시험 서열, 텔로머 반복서열, h-ras, 맥관형성 성장 인자 플레이오트로핀, 및 tat를 코딩하는 영역 (SIV로부터)을 포함함). 클로닝 부위에 인접하는 서열은 프로모터 (CMV 프로모터를 본원의 B 플라스미드에 사용)로부터 생성된 1차 mRNA 전사체의 원하는 단일-가닥 억제성 핵산으로의 가공을 유도하는 신호이다. 원하는 SOI를 B 플라스미드에 클로닝한 후, A 및 B 플라스미드를 선택된 세포주에 동시-형질감염시켜 ssDNA를 구성적으로 발현하였다. 이와 유사하게, 본원에서 설명된 단일 플라스미드 발현 시스템에서는 SOI를 상기 플라스미드에 클로닝하여 추가의 가공을 위한 세포주에 형질감염시킨다. 2개의 (또는 그 이상의) 플라스미드 사이에서 상기 언급한 유전자 성분들의 세트 중 성분들의 분포와 무관하게, 또는 상기 성분들이 모두 단일 플라스미드에 함유된 경우, 이 가공은 단일-가닥 DNA 영역 (즉, SOI, IR 및 PBS)의 전사 이후에 하기 3가지 단계로 진행된다:As mentioned above herein, the B plasmid comprises a cloning site (where the NotI site is used in the B plasmid herein) where any DNA SOI is located (as mentioned above, in the examples described herein, the SOI is An antisense sequence for c-raf kinase comprising a 10-23 enzyme sequence, but other sequences as described above generated in vivo using the expression system described herein may be a "stuffer" or test sequence, Telomer repeat, h-ras, angiogenic growth factor iotropin, and regions encoding tat (from SIV). The sequence adjacent to the cloning site is a signal that induces the processing of the primary mRNA transcript generated from the promoter (using the CMV promoter in the B plasmid herein) into the desired single-strand inhibitory nucleic acid. After cloning the desired SOI into the B plasmid, A and B plasmids were co-transfected into selected cell lines to constitutively express ssDNA. Similarly, in the single plasmid expression system described herein, SOI is cloned into the plasmid and transfected into cell lines for further processing. Regardless of the distribution of the components in the above-mentioned set of genetic components between two (or more) plasmids, or if they are all contained in a single plasmid, this processing is performed in a single-stranded DNA region (ie, SOI, IR and PBS) following transcription in three steps:

(1) RT에 의한 플라스미드 RNA 전사체의 역전사 단계 [본원의 실시양태에서는 RT가 A, C 또는 D 플라스미드에 의해 발현되어 (본원의 실시양태에서는 RT가 MoMuLV RT임), 도 1에 도시된 SOI (SOI는 임의로 효소 활성을 지닌 서열을 포함할 수 있음), IR 및 PBS에 대해 3'에 위치하는 프라이머 결합 부위에서부터 진행됨];(1) Reverse transcription step of plasmid RNA transcript by RT [in embodiments herein RT is expressed by A, C or D plasmids (in embodiments herein RT is MoMuLV RT) and the SOI shown in FIG. 1 (SOI may optionally include sequences with enzymatic activity), proceeding from primer binding sites located 3 ′ to IR and PBS;

(2) 결과의 이종 이중체를, RT 폴리단백질이 RNase H 활성 또는 내생성 RNase H 활성에 의해 분해하여 RNA 상보 서열로부터 단일-가닥 DNA 전구체를 방출하는 단계; 및(2) the resulting heterologous duplexes are resolved by RT polyproteins by RNase H activity or endogenous RNase H activity to release single-stranded DNA precursors from RNA complementary sequences; And

(3) IR을 포함하는 염기들의 왓슨-크릭 (Watson-Crick) 염기쌍에 기초하여 형성된 스템-루프 중간체의 스템을 분해하거나, 또는 자가-상보성 IR에 의해 스템-루프 이차 구조의 형성에 의해 성숙 전 종결시킴으로써 인접 서열들을 제거하는 단계.(3) prior to maturation by degrading the stem of the stem-loop intermediate formed based on Watson-Crick base pairs of bases comprising IR, or by forming a stem-loop secondary structure by self-complementary IR Removing contiguous sequences by terminating.

당업자라면 본 개시 내용으로부터, SOI, 특정 RT, RE (사용되는 경우), 프로모터, PBS, 및 본 발명 유전자 성분들의 세트 중의 모든 다른 성분들에 인접한 특정 클로닝 부위가 특정 SOI 및 (또는) ssDNA가 발현되는 시스템에 의존적으로 선택됨을 알 것이다.Those skilled in the art will appreciate from the present disclosure that a particular cloning site adjacent to an SOI, a specific RT, RE (if used), a promoter, PBS, and all other components of the set of gene components of the invention expresses a particular SOI and / or ssDNA. It will be appreciated that the choice depends on the system being created.

달리 언급하지 않는 한, 하기 기재된 실시예에서는 이 거명을 통해 그 전문이 본 명세서에 포함되는 문헌 [J. Seabrook, et al, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), Cold Spring Harbor Press (1989), 이하 "Maniatis, et al. (1989)"라 칭함] 및 [F.M. Ausubel, et al., Current Protocols in Molecular Biology, New York: John Wiley & Sons (1987)]에 기재된 표준 기술들을 이용하였다. 자연적인 과정에 의해, 및 상이한 효소 산물 또는 시스템을 이용하는 인공적인 방법을 디자인함으로써 ssDNA를 생성하는 다른 방법도 본 발명의 방법에 따라 이용될 수 있음을 이해해야 하며, 또한 본원에 기재된 실시예는 본 발명의 예시하기 위한 것이지 본원에서 설명된 개시 내용의 범위나 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.Unless stated otherwise, in the Examples set forth below, this disclosure is incorporated by reference in its entirety. Seabrook, et al, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), Cold Spring Harbor Press (1989), hereinafter referred to as "Maniatis, et al. (1989)" and [F.M. Ausubel, et al., Current Protocols in Molecular Biology, New York: John Wiley & Sons (1987). It is to be understood that other methods of producing ssDNA by natural processes and by designing artificial methods using different enzyme products or systems may also be used in accordance with the methods of the present invention, and the examples described herein may also be used in the present invention. It is to be understood that the purpose of the description is not to limit the scope of the disclosure or the invention as described herein.

플라스미드 pcDNA3.1Zeo+는 인비트로젠사 (Invitrogen Corp., Carlsbad, CA)에서 구입하였고, 플라스미드 pBK-RSV는 스트라타진사 (Stratagene, La Jolla, CA)에서 구입하였다. 올리고데옥시뉴클레오티드 (ODN)는 미드랜드 서티파이드 리에이전트 컴퍼티 (Midland Certified Reagent Co., Midland, TX)에서 합성하였다. 중합효소 연쇄 반응 (PCR)은 뵈링거 만하임사 (Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, IN)에서 구입한 Taq DNA 중합효소를 사용하여 로보-그레이디언트 써말 싸이클러 (Robo-gradient thermal cycler; Stratagene, La Jolla, CA)에서 수행하였다. 제한효소 및 T4 DNA 리가아제는 뵈링거 만하임사 (Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, IN)에서 얻었다. 사용된 ODN은 첨부된 서열목록에 기재되어 있다.Plasmid pcDNA3.1Zeo + was purchased from Invitrogen Corp., Carlsbad, Calif., And plasmid pBK-RSV was purchased from Stratagene, La Jolla, Calif. Oligodeoxynucleotides (ODNs) were synthesized in Midland Certified Reagent Co., Midland, TX. Polymerase chain reaction (PCR) was performed using a Taq DNA polymerase purchased from Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, Ind. (Robo-gradient thermal cycler; Stratagene, La). Jolla, CA). Restriction enzymes and T4 DNA ligase were obtained from Boehringer Mannheim Corp., Indianapolis, IN. The ODN used is listed in the attached sequence listing.

모든 ODN을 별개의 튜브에서 1 ㎕ (물 중의 5 ㎍/㎕) 용량으로 혼성화시켰는데, 70℃에서 5분 동안 인큐베이션시키고 실온에서 15분 동안 혼성화시켰다. 표준 제한효소 절단은 총 15 ㎕의 반응 부피 및 적당한 반응 완충액 중에서 효소 10 단위로 수행하였다 (EcoRⅠ을 음성 대조군으로 사용함). 앰피실린 플레이트 상에서 양성 클론의 선별은, 문헌 [Maniatis, et al (1989)]에 기재된 바와 같이 수용성 XL1-Blue MRF 세포 (Stratagene)로 형질전환시킨 후에 수행하였다. 양성 클론을 선별한 후, 퀴아젠 (Quiagen) 플라스미드 단리 킷트를 이용하여 플라스미드 DNA를 단리하였다.All ODNs were hybridized to 1 μl (5 μg / μl in water) doses in separate tubes, incubated at 70 ° C. for 5 minutes and hybridized at room temperature for 15 minutes. Standard restriction enzyme cleavage was performed with 10 units of enzyme in a total reaction volume of 15 μL and appropriate reaction buffer (EcoRl was used as negative control). Selection of positive clones on ampicillin plates was performed after transformation with water-soluble XL1-Blue MRF cells (Stratagene) as described in Maniatis, et al (1989). After selecting positive clones, plasmid DNA was isolated using the Qiagen plasmid isolation kit.

<플라스미드의 제작><Production of plasmid>

4가지 발현 플라스미드의 제작에 대해 설명한다. 제1 플라스미드인 pssXB (도 3)는, pcDNA3.1Zeo(+) (Invitrogen Corp.)로부터 유래하였으며, 본원에서 사용된 목적 ss-cDNA 서열을 코딩하는 유전자 성분을 함유한다. pcDNA3.1Zeo(+)를 제한효소 HindⅢ 및 NotⅠ으로, 각각 911 및 978 위치에서 분해하였다. 합성된 단일 가닥 올리고데옥시뉴클레오티드인 ODN-5'-N/M(link)2-H/N 및 ODN-3'-N/M(link)2-H/N에 의해 형성되었으며 상용성 HindⅢ 및 NotⅠ 말단을 갖는 이중-가닥 링커 영역을, SureⅡ 세포 (Stratagene, Inc.)로 형질전환된 HindⅢ/NotⅠ 이중-분해 pcDNA3.1Zeo(+) 내로 표준 조건하에서 라이게이션시켰다. ODN은 에펜도르프 튜브에서 1 ㎕ (물 중의 5 ㎍/㎕) 용량으로 혼성화시켰는데, 70℃에서 5분 동안 인큐베이션시키고 실온에서 15분 동안 혼성화시켰다. 적당한 클론을 선별하여, 링커 영역의 적절한 삽입을 확인하기 위해 서열분석하였다. 결과의 플라스미드를 pssXB라 명명하였다. pssXB는 도 4A에 도시되어 있으며, 목적 서열 (도 4B)이 클로닝된 플라스미드이다. 역위 탠덤 반복서열 사이에 목적 서열을 클로닝하기 위해, 각각 935 및 978에 위치하는 2개의 NotⅠ 부위 (도 4A)를 이용하였다. 이들 2개의 부위른 역위 탠덤 반복서열 사이에 함유되어 있다. 목적 서열을 역위 탠덤 반복서열과 프라이머 결합 부위 사이에 삽입하기 위하여, 각각 1004 및 1021에 위치하는 2개의 편리한 제한효소 부위인 PacⅠ 및 BamHⅠ 부위를 이용하였다.The production of four expression plasmids is described. The first plasmid, pssXB (FIG. 3), is derived from pcDNA3.1Zeo (+) (Invitrogen Corp.) and contains the genetic component encoding the target ss-cDNA sequence used herein. pcDNA3.1Zeo (+) was digested with restriction enzymes HindIII and NotI at positions 911 and 978, respectively. Formed by synthesized single stranded oligodeoxynucleotides ODN-5'-N / M (link) 2-H / N and ODN-3'-N / M (link) 2-H / N Double-stranded linker regions with Notl ends were ligated under standard conditions into HindIII / Notl double-lyzed pcDNA3.1Zeo (+) transformed with SureII cells (Stratagene, Inc.). ODN was hybridized to 1 μl (5 μg / μl in water) dose in an Eppendorf tube, incubated at 70 ° C. for 5 minutes and hybridized at room temperature for 15 minutes. Appropriate clones were selected and sequenced to confirm proper insertion of linker regions. The resulting plasmid was named pssXB. pssXB is shown in FIG. 4A and is a plasmid in which the target sequence (FIG. 4B) has been cloned. To clone the desired sequence between inverted tandem repeats, two NotI sites (FIG. 4A) located at 935 and 978, respectively, were used. These two sites are contained between inverted tandem repeats. To insert the desired sequence between the inverted tandem repeat sequence and the primer binding site, two convenient restriction sites, PacI and BamHI sites, located at 1004 and 1021, respectively, were used.

제2 플라스미드도 본원에서 설명된 2가지 플라스미드 벡터 시스템의 성분인 pssXA (도 3)이다. 이 "A" 플라스미드는 Mo-MuLV-RT (Shinnick, T.M., et al., 293 Nature 543-548 (1981)) 및 제한효소 유전자를 함유하고, pBK-RSV (Stratagene)로부터 유래하였으며, 또한 XL-1 Blue MRF'을 숙주 세포로서 이용한다. 몰로니 쥐 백혈병 바이러스를 발현하는 생쥐 세포주는 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 (#CRL-1858)으로부터 얻었다. 바이러스 RNA는 문헌 [Chomczymski, P. and N. Sacchi, 162 Anal. Biochem. 156-159 (1987)]에 기재된 방법에 따라 트리졸 시약 (Trizol reagent; GibcoBRL)을 이용하여 단리하였으며, 프라이머 3'-RT-HindⅢ(5'-CTTGTGCACAAGCTTTGCAGGTCT-3')를 이용하여 역전사 반응시켰다. 이어서, 전사체를 TaqPlus 장쇄 중합효소 시스템 (Stratagene)을 이용하고, 94℃ 1분, 67℃ 1분 및 72℃ 2.5 분의 주기를 35주기 반복하여 PCR로 증폭시켰다. PCR 반응에 사용된 프라이머는 5'-RT-SacⅠ (5'-GGGATCAGGAGCTCAGATCATGGGAC-CAATGG-3') 및 3'-RT-HindⅢ (역전사에 사용된 것과 동일)였다. 이들 프라이머는 상용성인 SacⅠ 및 HindⅢ 부위를 각각 포함하고 있다. 얻어진 2.4 kb의 산물은 2546 및 4097 위치 사이에 Mo-MuLV의 서열을 포함하고 있었다. 성숙 바이러스 RT 펩티드는 2337 및 4349 위치 사이의 서열에 의해 코딩 (Petropoulos, C.J., Retroviral taxonomy, protein structure, sequences and genetic maps, in J.M. Coffin, et al. (Eds.), Retroviruses, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, pp. 757-805 (1997))되지만, 아미노 말단에서 말단이 잘린 펩티드는 완전한 활성을 유지하고 있었다 (Tanese, N. and S.P. Golf, 85 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1777-1781 (1988)). 이 작제물에 의해 코딩되는 펩티드는 인테그라제 (integrase) 유전자의 일부를 포함하는데, 이는 MoMuLV 폴리단백질에서 RT 다음에 있다 (Petropoulos, 상기 문헌 (1997)).The second plasmid is also pssXA (FIG. 3), which is a component of the two plasmid vector systems described herein. This "A" plasmid contains Mo-MuLV-RT (Shinnick, TM, et al., 293 Nature 543-548 (1981)) and restriction enzyme genes and is derived from pBK-RSV (Stratagene) and also XL- 1 Blue MRF 'is used as host cell. Mouse cell lines expressing Moroni rat leukemia virus were obtained from the American Type Culture Collection (# CRL-1858). Viral RNA is described in Chomczymski, P. and N. Sacchi, 162 Anal. Biochem. 156-159 (1987)] was isolated using a Trizol reagent (GibcoBRL), and reverse transcription using primer 3'-RT-HindIII (5'-CTTGTGCACAAGCTTTGCAGGTCT-3 '). Subsequently, the transcript was amplified by PCR using a TaqPlus long chain polymerase system (Stratagene) and repeating the cycle of 94 ° C 1 minute, 67 ° C 1 minute, and 72 ° C 2.5 minutes. Primers used for the PCR reaction were 5'-RT-SacI (5'-GGGATCAGGAGCTCAGATCATGGGAC-CAATGG-3 ') and 3'-RT-HindIII (the same as used for reverse transcription). These primers contain compatible Sac I and HindIII sites, respectively. The resulting 2.4 kb product contained a sequence of Mo-MuLV between 2546 and 4097 positions. Mature viral RT peptides are encoded by sequences between positions 2337 and 4349 (Petropoulos, CJ, Retroviral taxonomy, protein structure, sequences and genetic maps, in JM Coffin, et al. (Eds.), Retroviruses, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, pp. 757-805 (1997)), but peptides truncated at the amino terminus retained full activity (Tanese, N. and SP Golf, 85 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1777- 1781 (1988)). The peptide encoded by this construct includes a portion of the integrase gene, which is followed by RT in the MoMuLV polyprotein (Petropoulos, supra (1997)).

제한효소인 MboⅡ를 코딩하는 세균인 모락셀라 보비스 (Moraxella bovis) (Bocklage, H., et al., 19 Nucleic Acids Res. 1007-1013 (1991))는 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 (ATCC#10900)으로부터 얻었다. 스트라타진 DNA 추출 킷트를 제조자의 지시에 따라 이용하여 엠. 보비스 (M. bovis)로부터 게놈 DNA를 단리하여, PCR에서 주형 DNA로서 사용하였다. 2개의 프라이머 5'-MboⅡ-HindⅢ (5'-CAATTAAGGAAAGCTTTGAAAAATTATGTC-3') 및 3'-MboⅡ-XmaⅠ (5'-TAATGGCCCGGGCATAGTCGGGTAGGG-3')를 사용하여, MboⅡ 유전자를 게놈 DNA로부터 PCR로 증폭 (94℃ 30초, 58℃ 1분 및 72℃ 1분의 30주기)하였다. 이들 프라이머는 각각 HindⅢ 및 XmaⅠ 부위를 포함하도록 디자인되었다. 888 및 2206 위치 사이에서 엠. 보비스의 게놈을 복제하는 1.2 kb의 산물은 MboⅡ 효소의 코딩 영역을 함유하고 있다. Moraxella bovis (Bocklage, H., et al., 19 Nucleic Acids Res. 1007-1013 (1991)), a bacterium encoding the restriction enzyme MboII, was obtained from the American Type Culture Collection (ATCC # 10900). . Using the stratazine DNA extraction kit according to the manufacturer's instructions. Genomic DNA was isolated from M. bovis and used as template DNA in PCR. MboII gene was amplified by PCR from genomic DNA using two primers 5'-MboII-HindIII (5'-CAATTAAGGAAAGCTTTGAAAAATTATGTC-3 ') and 3'-MboII-XmaI (5'-TAATGGCCCGGGCATAGTCGGGTAGGG-3') (94 ° C) 30 cycles of 30 seconds, 58 ° C for 1 minute, and 72 ° C for 1 minute. These primers were designed to contain HindIII and XmaI sites, respectively. M between 888 and 2206 positions. The 1.2 kb product, which replicates the genome of Vorbis, contains the coding region of the MboII enzyme.

pBK-RSV 벡터를 XmaⅠ 및 NheⅠ으로 분해하였다. 5'-Nhe-Sac-link (5'-CTAGCGGCAAGCGTAGCT-3') 및 3'-Nhe-Sac-link (5'-ACGCTTGCCG-3')의 올리고뉴클레오티드 2개를 어닐링시켜 형성된 링커를 이용하여 NheⅠ 밀단을 SacⅠ 말단으로 전환시켰다. RT 및 MboⅡ 증폭물을 HindⅢ 부위를 통해 라이게이션시키고, 이후에 작제물을 pBK-RSV의 SacⅠ과 XmaⅠ 부위 사이에 라이게이션시켜, pBK-RSV-RT/MboⅡ를 얻었다.pBK-RSV vectors were digested with XmaI and NheI. NheI wheat tips using a linker formed by annealing two oligonucleotides of 5'-Nhe-Sac-link (5'-CTAGCGGCAAGCGTAGCT-3 ') and 3'-Nhe-Sac-link (5'-ACGCTTGCCG-3') Was converted to the Sac I terminal. RT and MboII amplifications were ligated through the HindIII site and the construct was then ligated between the SacI and XmaI sites of pBK-RSV to obtain pBK-RSV-RT / MboII.

가요성 링커를 폴리단백질의 RT와 MboⅡ 도메인 사이에 삽입하기 위해, AseⅠ과 BglⅡ 부위 사이에 존재하는 pBK-RSV-RT/MboⅡ 플라스미드의 단편 (MboⅡ 유전자의 5' 말단 및 인테그라제의 일부를 코딩함)을 잘라내고, 이를 6-His-링커 및 5'-MboⅡ DNA 단편 (이중 분해에 의해 결실됨)을 함유하는 삽입체로 대체하였다. 이 삽입체는, 3' 말단에서 17개 염기가 상보적인 2개의 주형 Rep (+) (5'-ATACTATTAATTTTGGCAAATCATAGCGGTTATGCTGACTCAGGTGAATGCCGCGATAATTTTCAGATTGCAATCTTTCATCAATGAATTTCAGTGATGAATTGCCAAGATTGATGTTGC-3') 및 Rep (-) (5'-GACGAGATCTCCTCCAGGAATTCTCGAGAATTCGGATCCCCCGCTCCCCACCACCACCACCACCACCCTGCCCCGCGGATGAAAAATTATGTGAGCAACATCAATCTTGGC-3')로부터의 상호-프라이밍 DNA 합성에 의해 얻었다. 이들 2개의 올리고뉴클레오티드를 어닐링시키고, 변형된 T7 DNA 중합효소 (USB)로 신장시킨 후, 이중-가닥 올리고뉴클레오티드를 AseⅠ 및 BglⅡ로 절단하여 pBK-RSV 벡터에 삽입시킴으로써, pssXA (도 3)를 얻었다.To insert a flexible linker between the RT and MboII domains of the polyprotein, a fragment of the pBK-RSV-RT / MboII plasmid between the AseI and BglII sites (encoding the 5 'end of the MboII gene and part of the integrase) ) Was cut out and replaced with inserts containing 6-His-linker and 5'-MboII DNA fragment (deleted by double digestion). The insert is 3 '17 bases at the terminal complementary to the two mold Rep (+) (5'-ATACTATTAATTTTGGCAAATCATAGCGGTTATGCTGACTCAGGTGAATGCCGCGATAATTTTCAGATTGCAATCTTTCATCAATGAATTTCAGTGATGAATTGCCAAGATTGATGTTGC-3') and Rep - mutual from (5'-GACGAGATCTCCTCCAGGAATTCTCGAGAATTCGGATCCCCCGCTCCCCACCACCACCACCACCACCCTGCCCCGCGGATGAAAAATTATGTGAGCAACATCAATCTTGGC-3 ') () - priming Obtained by DNA synthesis. These two oligonucleotides were annealed, stretched with modified T7 DNA polymerase (USB), and then double-stranded oligonucleotides were cleaved with AseI and BglII and inserted into the pBK-RSV vector to obtain pssXA (FIG. 3). .

본 발명에 따라 제작된 단일 플라스미드 발현 벡터 시스템의 제1 실시양태에서, pcDNA3.1Zeo(+)에서 유래한 "B" 플라스미드 및 pBK-RSV에서 유래한 "A" 플라스미드를 융합시켜, 결과의 플라스미드가 본 발명 유전자 성분들의 세트 중 모든 성분들 (ss-cDNA-코딩 목적 서열, 탠덤 역위 반복서열, Mo-MuLV-RT 유전자, 및 제한효소 (MboⅡ) 유전자)을 코딩하게 만들었다. C 플라스미드를 생성하기 위해, 플라스미드 pssDNA-Express-A를 SacⅠ 및 XmaⅠ으로 분해하여 MboⅡ 유전자를 분리하였다. 뉴클레오티드 5'-(link)2-Hind/Xba (5'-CCGGATCTAGACCGCAAG-CTTCACCGC-3') 및 3'-(link)2-Hind/Xba (5'-GGTGAAGCTTGCGGTCTAGAT-3')가 포함된 링커 영역 (75℃에서 15분 동안 어닐링시키고 서서히 실온으로 냉각시킴)을 표준 조건하에서 분해한 후에 플라스미드 내로 라이게이션시켰다. 양성 클론을 수획하여, 링커의 위치를 확인하기 위해 서열분석한 후, 이 플라스미드를 Xba 및 HindⅢ로 분해하였다. 이어서, 플라스미드 pssDNA-Express-B를 HindⅢ 및 Xba로 분해하고, 상기 기재된 역위 탠덤 반복서열, 다중 클로닝 부위 및 PBS를 포함하는 상응하는 300 염기쌍의 DNA 단편을 분해된 플라스미드에 클로닝하여 pssXC (도 5A)를 얻었다. 표준 라이게이션 반응을 수행하여 Sure Ⅱ 세포 (Stratagene, Inc.)에 형질전환시켰다. 형질전환된 양성 콜로니를 수획하여, 양성 클론을 제한효소 분석으로 확인하였다.In a first embodiment of a single plasmid expression vector system constructed in accordance with the present invention, the "B" plasmid derived from pcDNA3.1Zeo (+) and the "A" plasmid derived from pBK-RSV are fused to obtain the resulting plasmid. All components of the set of gene components of the invention were encoded (ss-cDNA-coding sequence, tandem inversion repeat sequence, Mo-MuLV-RT gene, and restriction enzyme (MboII) gene). To generate a C plasmid, plasmid pssDNA-Express-A was digested with Sac I and Xma I to isolate the MboII gene. Linker region containing nucleotides 5 '-(link) 2-Hind / Xba (5'-CCGGATCTAGACCGCAAG-CTTCACCGC-3') and 3 '-(link) 2-Hind / Xba (5'-GGTGAAGCTTGCGGTCTAGAT-3') Annealed at 75 ° C. for 15 minutes and slowly cooled to room temperature) was digested under standard conditions and then ligated into the plasmid. Positive clones were harvested and sequenced to confirm the location of the linker, and then the plasmids were digested with Xba and HindIII. The plasmid pssDNA-Express-B was then digested with HindIII and Xba, and the corresponding 300 base pair DNA fragment comprising the inverted tandem repeat sequence, multiple cloning sites and PBS described above was cloned into the digested plasmid to pssXC (FIG. 5A). Got. Standard ligation reactions were performed to transform Sure II cells (Stratagene, Inc.). Transformed positive colonies were harvested and positive clones confirmed by restriction enzyme analysis.

목적 서열을, 다중 클로닝 부위 (도 5B) 중의 BamHⅠ 및 PacⅠ을 이용하여 pssXC의 다중 클로닝 부위에 클로닝하였다. 4개의 상이한 목적 서열을 상기와 같이 각각의 작제물에 대해 합성하였고, 이와 유사한 절차를 이용하여 4개의 목적 서열 각각을 삽입하였다. 각 작제물은 쌍을 이룬 올리고뉴클레오티드를 70℃에서 15분 동안 어닐링시킨 후 실온으로 냉각시키고, 이를 표준 조건하에서 플라스미드 내로 라이게이션시킴으로써 제조하였다. SureⅡ 세포 내로 형질전환시킨 후, 개개의 삽입체에 대한 서열분석으로 확인하여 적당한 콜로니를 선별하였다.The desired sequence was cloned into multiple cloning sites of pssXC using BamHI and PacI in multiple cloning sites (FIG. 5B). Four different target sequences were synthesized for each construct as above, and similar procedures were used to insert each of the four target sequences. Each construct was prepared by annealing the paired oligonucleotides at 70 ° C. for 15 minutes and then cooling to room temperature, which was ligated into the plasmid under standard conditions. After transformation into SureII cells, appropriate colonies were selected by sequencing of individual inserts.

제2 플라스미드는 단일 플라스미드 발현 시스템인 pssXD를 이용하여, 2개의 플라스미드 pssXA 및 pssXB를 다음과 같은 방식으로 합침으로써 제작하였다. Mo-MuLV 역전사효소 (RT)를 함유하는 pssXA를 XmaⅠ 및 BglⅡ로 분해하고, 결과의 틈Ⅰ-BglⅡ 단편을 2개의 올리고 [XmaⅠ-BglⅡ-Stop 1 (5'-CCGGATCTAGACCGCAAGCTTCATTTAAA-3') 및 XmaⅠ-BglⅡ-Stop 2 (GATCTTTAAATGAAGCTTGCGGTCTCGAT-3')]를 어닐링시켜 형성된 이중-가닥 DNA 어댑터로 대체하였다. 이 어댑터는 단백질 번역 정지 코돈과 , 서브클로닝 부위인 XbaⅠ 및 HindⅢ 부위를 함유하고 있다. 결과의 플라스미드를 pssXD (도 6A)라 명명하였다. XbaⅠ-HindⅢ 단편을 pssXB 및 pssXB-Ⅱ 모두로부터 절단한 후, pssXD의 XbaⅠ과 HindⅢ 부위 사이에 클로닝하였다. 이들 DNA 단편은 1) RT 프라이머 결합 부위 (PBS), 2) 스템-루프 구조, 및 3) 랜덤 제어 서열 (pssXB) 또는 c-raf DNA 효소 서열 (pssXB-Ⅱ)을 함유하고 있다. 결과의 플라스미드를 각각 pssXD-Ⅰ 및 pssXD-Ⅱ라고 명명하였다. RSV 프로모터는 단일-가닥 DNA 발현에 필요한 모든 성분들의유전자 발현을 조절하며, 모든 성분들은 단일 mRNA 분자로 전사된다. 내생성 tRNApro는 전사체의 3' 말단에 결합하며, 단일-가닥 DNA 합성을 위한 프라이머로 사용된다 (Marquet, et al., 77 Biochimie 113-124 (1995)). 단일-가닥 DNA의 RT에 의한 역전사 이후에, 주형 mRNA가 내생성 RNase H 또는 RT의 RNase H 활성에 의해 분해되는 경우 ssDNA가 방출된다 (Tanase and Goff, 85 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1777-1781 (1988)).The second plasmid was constructed by combining two plasmids pssXA and pssXB in the following manner using a single plasmid expression system pssXD. PssXA containing Mo-MuLV reverse transcriptase (RT) was digested with XmaI and BglII, and the resulting GapI-BglII fragment was digested with two oligos [XmaI-BglII-Stop 1 (5'-CCGGATCTAGACCGCAAGCTTCATTTAAA-3 ') and XmaI- BglII-Stop 2 (GATCTTTAAATGAAGCTTGCGGTCTCGAT-3 ')] was replaced with a double-stranded DNA adapter formed by annealing. The adapter contains a protein translational stop codon and the XbaI and HindIII sites, which are subcloning sites. The resulting plasmid was named pssXD (FIG. 6A). XbaI-HindIII fragments were cleaved from both pssXB and pssXB-II and cloned between the XbaI and HindIII sites of pssXD. These DNA fragments contain 1) RT primer binding site (PBS), 2) stem-loop structure, and 3) random control sequence (pssXB) or c-raf DNA enzyme sequence (pssXB-II). The resulting plasmids were named pssXD-I and pssXD-II, respectively. The RSV promoter regulates the gene expression of all components necessary for single-stranded DNA expression, all components transcribed into a single mRNA molecule. Endogenous tRNA pro binds to the 3 'end of the transcript and is used as a primer for single-stranded DNA synthesis (Marquet, et al., 77 Biochimie 113-124 (1995)). After reverse transcription by RT of single-stranded DNA, ssDNA is released when template mRNA is degraded by endogenous RNase H or RNase H activity of RT (Tanase and Goff, 85 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1777 -1781 (1988)).

<조직 배양 연구>Tissue Culture Research

안정한 형질감염 및 일시적 형질감염은 DOTAP 리포좀 형질감염 시약 (Boehringer Mannhiem Corp., Indianapolis, IN)을 이용하여 제조자의 지시에 따라 수행하였다. 모든 플라스미드 작제물은, 10% 소 태아 혈청 (FCS; GibcoBRL, Gaithersburg, MD)이 함유된 둘벨코 변형 이글 배지 (DMEM)에서 보존되는 A549 폐암 세포주 (ATCC CCL-185) 및 HeLa 세포주에 형질감염시켰다. ssDNA에 대한 분석은 형질감염 24 내지 48시간 후에 PCR 및 도트-블롯 분석에 의해 수행하였다. 전체 RNA와 함께 위치하는 ss-cDNA (Mitrochnitchenko, O., et al., Production of single-stranded DNA in mammalian cells by use of a bacterial retron, 269 J. Biol. Chem. 2380-2383 (1994))는 트리졸 시약 (Gibco Life Technologies, Gaithersburg, MD)을 이용하여 만들었다. 특정 ss-cDNA 종에 대한 분석은, 내부 단편에 대한 PCR계 분석, 및 변성 단일 가닥 겔 전기영동과 그 이후의 나일론 블롯팅 및 내부 바이오틴-표지 프로브로의 프로빙 모두에 의해 수행하였다.Stable transfection and transient transfection were performed according to the manufacturer's instructions using DOTAP liposome transfection reagent (Boehringer Mannhiem Corp., Indianapolis, IN). All plasmid constructs were transfected into A549 lung cancer cell line (ATCC CCL-185) and HeLa cell line conserved in Dulbelco modified Eagle medium (DMEM) containing 10% fetal bovine serum (FCS; GibcoBRL, Gaithersburg, MD). . Assays for ssDNA were performed by PCR and dot-blot analysis 24 to 48 hours after transfection. Ss-cDNA (Mitrochnitchenko, O., et al., Production of single-stranded DNA in mammalian cells by use of a bacterial retron, 269 J. Biol. Chem. 2380-2383 (1994)) Made using Trizol Reagent (Gibco Life Technologies, Gaithersburg, MD). Assays for specific ss-cDNA species were performed by PCR-based analysis of internal fragments and both denatured single stranded gel electrophoresis and subsequent nylon blotting and probing with internal biotin-labeled probes.

보다 상세히 설명하자면, 역전사 활성은 문헌 [Silver, J.. et al., An RT-PCR assay for the enzyme activity of reverse transcriptase capable of detecting single virions, 21 Nucleic Acids Res. 3593-3594 (1993)]에 기재된 RT-PCR 분석법을 이용하되, 하기와 같이 변형하여 분석하였다. pssXA로 형질감염된 세포를 용해 완충액 (1% 트리톤 (Triton), 1 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 10 mM TRIS-HCl, pH 8.0 및 2 nM DTT)으로 용해시켰다. 18,000 g에서 30분 동안 원심분리한 후, 상층액을 수집하여 사용할 때까지 -80℃까지 냉동시켰다. 주형으로 사용된 브롬 모자이크 바이러스 (BMV; Brome mosaic virus) RNA를, RT 활성을 지니고 있을 용해액과 함께 37℃에서 10 또는 30분 동안 인큐베이션시켜 역전사 반응을 수행하였다. 5'-CGTGGTTGACACGCAGACCTCTTAC-3' 및 5'-TCAACACTGTACGGCACCCGCATTC-3'의 프라이머를 이용하여, 역전사의 산물을 PCR (94℃ 20초, 56℃ 20초 및 72℃ 20초의 40주기)로 증폭하였다. RT-PCR 상물을 도 6에 도시된 바와 같이 1.5% 아가로오스 겔에서 분석하였다.In more detail, reverse transcription activity is described by Silver, J .. et al., An RT-PCR assay for the enzyme activity of reverse transcriptase capable of detecting single virions, 21 Nucleic Acids Res. 3593-3594 (1993), using the RT-PCR assay described above, modified as follows. Cells transfected with pssXA were lysed with lysis buffer (1% Triton, 1 mM MgCl 2 , 100 mM NaCl, 10 mM TRIS-HCl, pH 8.0 and 2 nM DTT). After centrifugation at 18,000 g for 30 minutes, the supernatant was collected and frozen to -80 ° C until use. Brome mosaic virus (BMV) RNA used as a template was incubated for 10 or 30 minutes at 37 ° C with a lysate that would have RT activity to perform reverse transcription. Using primers of 5'-CGTGGTTGACACGCAGACCTCTTAC-3 'and 5'-TCAACACTGTACGGCACCCGCATTC-3', the products of reverse transcription were amplified by PCR (40 cycles of 94 ° C 20 seconds, 56 ° C 20 seconds and 72 ° C 20 seconds). RT-PCR supernatants were analyzed on a 1.5% agarose gel as shown in FIG. 6.

이 RT-PCR 분석은 BMV RNA 기질의 cDNA 전사체를 생성하기 위해 형질감염된 세포의 세포 용해액에 존재하는 RT 활성에 의존적이다. 이 바이러스의 복제 주기에서는 DNA 중간체가 나타나지 않기 때문에, 역전사가 먼저 일어나지 않으면 증폭 산물이 생성될 가능성이 없다. pssXA 플라스미드 (레인 3 및 4) 및 E10 클론으로 형질감염된 A549 세포의 용해액에서 RT 활성을 측정한 결과, 비교적 높은 발현을 보였다 (레인 5 및 6). 또한, 대조군인 pBK-RSV 플라스미드 (레인 1 및 2)로 일시적 형질감염된 A549 세포로부터 RT 활성을 측정하였다. 일시적 형질감염의 경우, 용해액을 형질감염 48시간 후에 제조하였다. 그 결과, 일시적으로 형질감염된 및 안정하게 형질감염된 (E10) 세포로부터의 용해액 모두에서 예상된 크기의 150 bp 밴드 (레인 3 내지 6)가 생성된 반면, 대조군 용해액에서는 생성되지 않았다 (레인 1 및 2).This RT-PCR assay is dependent on the RT activity present in the cell lysates of the transfected cells to produce cDNA transcripts of the BMV RNA substrate. Since the DNA intermediate does not appear in the virus's replication cycle, there is no chance of amplification products unless reverse transcription occurs first. RT activity was measured in lysates of A549 cells transfected with pssXA plasmids (lanes 3 and 4) and E10 clones and showed relatively high expression (lanes 5 and 6). RT activity was also measured from A549 cells transiently transfected with the control pBK-RSV plasmids (lanes 1 and 2). For transient transfection, lysates were prepared 48 hours after transfection. As a result, 150 bp bands (lanes 3 to 6) of expected size were produced in both lysates from transiently and stably transfected (E10) cells, while not in control lysates (lane 1 And 2).

pssXA로 A549 세포 (E10)에 동시-형질감염시키는 경우에 pssXB-Ⅰ 및 pssXB-Ⅱ 플라스미드에 의해 포유동물 세포에서 발현되는 ssDNA를 검출하기 위해, T7 프라이머 및 c-raf DNA 효소 (프라이머 5'-CTAGCTACAACGAGACATGC-3'에 특이적임)를 이용하여 PCR 반응을 수행하였다. 전체 RNA 분획을 주형으로 이용하고, S1 뉴클레아제 또는 RNase A로 37℃에서 30분 동안 예비-처리하거나 처리하지 않고 방치하였다. 이어서, 예비-처리된 RNA 시료를 PCR 증폭 (94℃ 45초, 55℃ 45초 및 72℃ 30초의 30주기)하였다. PCR 산물을 도 7에 도시된 바와 같이 8% 아크릴아미드 겔에서 분석하였다 (레인 1 및 3: S1 뉴클레아제; 레인 2, 4 및 5: RNase). 처리된 전체 RNA 제제 (레인 2 및 4) 및 처리되지 않은 제제 (데이타는 도시하지 않음) 모두에서 예상된 크기의 밴드가 생성되었다. 매우 특이적인 ssDNA 엔도뉴클레아제인 S1 뉴클레아제로 처리된 대조군 제제에서는 산물이 증폭되지 않았다 (레인 1 및 3).To detect ssDNA expressed in mammalian cells by pssXB-I and pssXB-II plasmids when co-transfecting A549 cells (E10) with pssXA, a T7 primer and a c-raf DNA enzyme (primer 5'- PCR reactions were performed using CTAGCTACAACGAGACATGC-3 'specific. The entire RNA fraction was used as a template and left with or without pre-treatment with S1 nuclease or RNase A for 30 minutes at 37 ° C. The pre-treated RNA samples were then PCR amplified (30 cycles of 94 ° C. 45 seconds, 55 ° C. 45 seconds and 72 ° C. 30 seconds). PCR products were analyzed on 8% acrylamide gels as shown in Figure 7 (lanes 1 and 3: S1 nucleases; lanes 2, 4 and 5: RNase). Bands of expected size were generated in both the total RNA preparations treated (lanes 2 and 4) and the untreated preparations (data not shown). The product was not amplified in the control formulation treated with the highly specific ssDNA endonuclease S1 nuclease (lanes 1 and 3).

North2South 화학발광 핵산 혼성화 및 검출 킷트 (Pierce)를 이용하여 제조자의 지시에 따라 ssDNA의 도트-블롯 검출을 수행함으로써 c-raf DNA 효소의 존재를 추가로 확인하였다. pssXA/pssXB-Ⅰ 또는 pssXA/pssXB-Ⅱ로 형질감염된 세포로부터 단리되거나, 또는 pssXA 또는 형질감염되지 않은 세포로부터 단리된 2 ㎍의 전체 RNA를 사용하였다. c-raf에 특이적인 바이오틴-표지 프로브는 5'-GGCCGCACTAATGCATGTCTCGTTGTAGCTA-GCCCAGGCGGGAAGTGC-3'이었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 바이오틴으로 표지된 c-raf 특이적 올리고 프로브는 단지 pssXB-Ⅰ 또는 pssXB-Ⅱ로 형질감염된 E10 세포로부터 단리된 RNA 제제에서만 검출할 수 있었고, 형질감염되지 않은 E10 세포 또는 A549 세포에서는 검출되지 않았다.The presence of c-raf DNA enzyme was further confirmed by performing dot-blot detection of ssDNA using North2South chemiluminescent nucleic acid hybridization and detection kit (Pierce) according to the manufacturer's instructions. 2 μg of total RNA isolated from cells transfected with pssXA / pssXB-I or pssXA / pssXB-II, or isolated from pssXA or untransfected cells were used. The biotin-labeled probe specific for c-raf was 5'-GGCCGCACTAATGCATGTCTCGTTGTAGCTA-GCCCAGGCGGGAAGTGC-3 '. As shown in FIG. 8, biotin-labeled c-raf specific oligo probes could only be detected in RNA preparations isolated from E10 cells transfected with pssXB-I or pssXB-II and not transfected E10 cells. Or not detected in A549 cells.

포유동물 세포에서 본 발명의 pssXA/pssXB 벡터 시스템과 함께 발현된 단일-가닥 c-raf DNA 효소에서 c-raf mRNA 발현이 변화되었는지 여부를 측정하기 위해, 노던 블롯 분석을 수행하였다. E10 세포주를 pssXB-Ⅰ 또는 pssXB-Ⅱ로 일시적 형질감염시켰다. 24 및 48시간 후, 세포를 수획하여 전체 RNA를 준비하였다. 15 ㎍의 전체 RNA를 노던 블롯 분석을 위한 변성 아가로오스 겔 상에서 분리하였다. 밤새 RNA를 전달한 후, 막을 고정시키고,32P-표지 c-raf DNA 단편과 하우스키핑 유전자인 글리세르알데히드-3-포스페이트 데히드로게나제 (G3PDH)로 프로빙하였다. 랜덤-프라이밍 표지 킷트 (Boehringer Mannheim)를 이용하여, c-raf 키나아제 유전자의 571 내지 2028 위치의 코딩 영역을 포함하는 IMAGE™ cDNA 클론 (ID 645539, Research Genetics)으로부터 c-raf 프로브를 제조하였다. 또한, G3PDH도32P로 표지하여 RNA 블롯의 표준화에 이용하였다. 막을 2x SSC, 0.1% SDS로 15분 동안 세척하고, 0.1x SSC로 5분 동안 세척하였다. 이어서, 블롯을 X-선 필름에 노출시키거나, 또는 분자 동력학 포스포이미저 (상표명, Melecular Dynamics PhosphoImager™)에 의해 정량하였다. 인-화상에 의한 대표적인 실험의 결과를 도 9에 시각적 형태로 나타내었다. 무관한 서열을 함유하는 pssXB로 형질감염된 대조군에 비해, pssXB-Ⅱ는 c-raf mRNA의 양이 24시간에 81%로, 48시간에 66%로 감소하였다. pssXB-Ⅰ도 유사한 효과가 나타나서, c-raf mRNA의 양이 48시간 후에 35%로 감소하였다. 또한, c-raf DNA 효소를 발현하는 pssXA/pssXB 벡터로 형질감염된 세포에서 대조군에 비해 상당히 증가된 세포 사멸 (약 1/3 증가)이 관찰되었다. "부유 (float)"하기 시작한 것들을 제외하고 남아있는 부착 세포들만을 수획하여, mRNA 감소의 정도가 34 내지 36%를 초과하는지 측정하였다.Northern blot analysis was performed to determine whether c-raf mRNA expression was altered in single-stranded c-raf DNA enzymes expressed with the pssXA / pssXB vector system of the present invention in mammalian cells. E10 cell lines were transiently transfected with pssXB-I or pssXB-II. After 24 and 48 hours, cells were harvested to prepare total RNA. 15 μg of total RNA was isolated on denatured agarose gel for Northern blot analysis. After delivering RNA overnight, the membranes were fixed and probed with 32 P-labeled c-raf DNA fragments and the housekeeping gene glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (G3PDH). Using a random-priming marker kit (Boehringer Mannheim), a c-raf probe was prepared from an IMAGE ™ cDNA clone (ID 645539, Research Genetics) comprising a coding region at positions 571-2028 of the c-raf kinase gene. G3PDH was also labeled with 32 P and used for standardization of RNA blots. Membranes were washed with 2 × SSC, 0.1% SDS for 15 minutes and with 0.1 × SSC for 5 minutes. The blots were then exposed to X-ray films or quantified by a molecular kinetic phosphomizer (trade name, Melecular Dynamics PhosphoImager ™). The results of representative experiments with phosphorus images are shown in visual form in FIG. 9. Compared to the control group transfected with pssXB containing an unrelated sequence, pssXB-II decreased the amount of c-raf mRNA to 81% at 24 hours and 66% at 48 hours. pssXB-I showed a similar effect, and the amount of c-raf mRNA was reduced to 35% after 48 hours. In addition, significantly increased cell death (about 1/3 increase) was observed in cells transfected with pssXA / pssXB vectors expressing c-raf DNA enzyme compared to the control. Only the remaining adherent cells were harvested except those that started to "float", and the extent of mRNA reduction exceeded 34-36%.

단일 플라스미드 벡터 시스템인 pssXC를 HeLa 세포주에 형질감염시켰다. ssDNA에 대한 분석은 상기 설명한 바와 같이 형질감염 24 내지 48시간 후에 PCR 및 도트-블롯 분석에 의해 수행하였다. 역전사효소 활성은 실버 (Silver) 등에 의해 개발된 (상기 문헌 (1993)) RT-PCR 분석을 이용하여 상기 설명한 바와 같이 수행하였다. 안정하게 치환된 HeLa 세포주 (A12 및 B12)의 개개 콜로니 단리체에 대해 RT 활성을 추가로 분석하였다. ss-cDNA는 48 내지 72시간 정에 형질감염된 세포로부터 단리하였다. RNA와 함께 위치하는 ss-cDNA는 트리졸 시약 (Gibco Life Technologies, Gaithersburg, MD)을 이용하여 만들었다. 특정 ss-cDNA 종에 대한 분석은, 내부 단편에 대한 PCR계 분석, 및 변성 단일 가닥 겔 전기영동과 그 이후의 나일론 블롯팅 및 내부 바이오틴-표지 프로브로의 프로빙 모두에 의해 수행하였다.PssXC, a single plasmid vector system, was transfected into the HeLa cell line. Assays for ssDNA were performed by PCR and dot-blot analysis 24 to 48 hours after transfection as described above. Reverse transcriptase activity was performed as described above using the RT-PCR assay developed by Silver et al. (1993). RT activity was further analyzed for individual colony isolates of stably substituted HeLa cell lines (A12 and B12). ss-cDNA was isolated from the transfected cells at 48-72 hours. Ss-cDNA co-located with RNA was made using Trizol reagent (Gibco Life Technologies, Gaithersburg, MD). Assays for specific ss-cDNA species were performed by PCR-based analysis of internal fragments and both denatured single stranded gel electrophoresis and subsequent nylon blotting and probing with internal biotin-labeled probes.

이 실험은, 가공된 ss-cDNA를 합성하도록 디자인된 플라스미드로 형질감염된인간 조직 배양 세포 (HeLa 세포주)가 예상된 크기의 ss-cDNA를 생성함을 증명하였다. 이 거명을 통해 본 명세서에 포함되는 출원 제09/397,782호에서 설명한 바와 같이, pssXC로부터 생체내에서 생성된 목적 ssDNA 서열은, 스템-루프 중간체의 스템을 분해한 후 역위 반복서열 사이의 위치로부터 생성되거나, 또는 cDNA 전사체의 성숙 이전에 역전사효소를 스템 구조의 3' 쪽에서 종결시킴으로써 역위 반복서열과 프라이머 결합 부위 사이의 위치로부터 생성된다.This experiment demonstrated that human tissue culture cells (HeLa cell line) transfected with plasmids designed to synthesize processed ss-cDNA produced ss-cDNA of expected size. As described in Application No. 09 / 397,782, incorporated herein by this nomenclature, the desired ssDNA sequence generated in vivo from pssXC is generated from positions between inverted repeats after digesting the stem of the stem-loop intermediate. Or from the position between the inversion repeat sequence and the primer binding site by terminating the reverse transcriptase at the 3 'side of the stem structure prior to maturation of the cDNA transcript.

전체 RNA 분획을 이용하여, 세포내 단일-가닥 c-raf DNA 효소의 발현을 단일 도트-블롯 분석에 의해 측정하였다. 바이오틴-표지 c-raf 특이적 올리고뉴클레오티드 프로브는 인테그레이티드 DNA 테크놀로지스 (Intergrated DNA Technologies, Coralville, IA)에서 합성하여, c-raf DNA 효소 서열을 함유하는 대조군 pssXD-Ⅰ 또는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 A549 세포로부터 단리된 RNA 시료에서의 신호를 검출하는 데 사용하였다. 2 ㎍의 전체 RNA를, S1 뉴클레아제의 존재 또는 부재하에 RNase A로 37℃에서 30분 동안 예비처리하여 RNA에 대한 비특이적-혼성화를 완전히 배제하였다. 이어서, 시료를 하이본드-N+ 막 (Hybond-N+ membrane; Amersham Pharmacia Biotec, Piscataway, NJ) 위에 로딩한 후, 3분 동안 UV에 노출하여 고정시켰다. 혼성화 및 신호 검출은 North2South 화학발광 핵산 혼성화 및 검출 킷트 (Pierce, Rockford, IL)를 이용하여 수행하였다. 도 11은 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 세포들만이 양성 신호를 나타내며, 또한 S1 뉴클레아제의 존재시에는 S1 뉴클레아제에 의한 ssDNA의 특이적 분해로 인해 검출 가능한 신호가 관찰되지 않음을 보여준다.Using the total RNA fraction, expression of intracellular single-stranded c-raf DNA enzyme was measured by single dot-blot analysis. Biotin-labeled c-raf specific oligonucleotide probes were synthesized at Integrated DNA Technologies, Coralville, IA and transfected with control pssXD-I or pssXD-II containing c-raf DNA enzyme sequences. It was used to detect signals in RNA samples isolated from A549 cells. 2 μg of total RNA was pretreated with RNase A for 30 minutes at 37 ° C. in the presence or absence of S1 nuclease to completely exclude nonspecific hybridization to RNA. The samples were then loaded onto a Hybond-N + membrane (Amersham Pharmacia Biotec, Piscataway, NJ) and then fixed by exposure to UV for 3 minutes. Hybridization and signal detection were performed using the North2South chemiluminescent nucleic acid hybridization and detection kit (Pierce, Rockford, IL). 11 shows that only cells transfected with pssXD-II showed a positive signal and no detectable signal was observed due to the specific degradation of ssDNA by S1 nuclease in the presence of S1 nuclease.

A549 세포에서 발현된 단일-가닥 DNA 효소가 c-raf mRNA의 양을 변화시키는지 여부를 측정하기 위해, 정량 RT-PCR을 수행하였다. c-raf mRNA는 문헌 [Li, et al., 7 Gene Therapy 321-328 (2000)]에 기재된 방법을 약간 변형시킨 RT-PCR에 의해 정량하였다. 요컨대, 1 ㎍의 전체 RNA를 역전사 시스템 (Reverse Transcription System; Promega Corp., Madison, WI)으로 역전사시켰다. 결과의 cDNA를 포함하는 분획을 주형으로 사용하여 PCR 증폭시켰다. 특이적 프라이머를 사용하여 40주기의 PCR (95℃ 30초, 50℃ 30초 및 72℃ 60초)을 수행하였다. 특이적 프라이머 서열은 하기와 같다: 1) c-raf 프라이머: 5'TCAGAGAAGCTCTGCTAAG-3' 및 5'-CAATGCACTGGACACCTTA-3'; 2) 액틴 프라이머: 5'-ACCTTCTACAATGAGCTGCG-3' 및 5'-GCTTGCTGATCCACATCTGC-3'. 액틴을 하우스키핑 유전자 대조군으로 사용하였다. c-raf DNA 효소 서열을 함유하는 대조군 pssXD-Ⅰ 또는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 세포로부터 단리된 전체 RNA를 역전사시키고, 이를 1쌍의 c-raf 특이적 프라이머를 이용하여 PCR 증폭시켰다. 액틴 mRNA의 PCR 증폭은 상이한 시료들간의 로딩 양을 표준화시키기 위한 대조군으로 사용하였다. 도 12에 도시된 바와 같이, c-raf mRNA 양의 상당한 감소 (약 70 내지 80%)가, 대조군 (레인 1)에 비해 pssXD-Ⅱ (레인 2)로 형질감염된 세포에서 검출되었다.Quantitative RT-PCR was performed to determine whether single-stranded DNA enzyme expressed in A549 cells changed the amount of c-raf mRNA. c-raf mRNA was quantified by RT-PCR with a slight modification of the method described in Li, et al., 7 Gene Therapy 321-328 (2000). In sum, 1 μg of total RNA was reverse transcribed into the Reverse Transcription System (Promega Corp., Madison, Wis.). Fractions containing the resulting cDNA were PCR amplified using the template. 40 cycles of PCR (95 ° C. 30 sec, 50 ° C. 30 sec and 72 ° C. 60 sec) were performed using specific primers. Specific primer sequences are as follows: 1) c-raf primers: 5'TCAGAGAAGCTCTGCTAAG-3 'and 5'-CAATGCACTGGACACCTTA-3'; 2) Actin primers: 5'-ACCTTCTACAATGAGCTGCG-3 'and 5'-GCTTGCTGATCCACATCTGC-3'. Actin was used as a housekeeping gene control. Total RNA isolated from cells transfected with control pssXD-I or pssXD-II containing c-raf DNA enzyme sequence was reverse transcribed and PCR amplified using a pair of c-raf specific primers. PCR amplification of actin mRNA was used as a control to normalize the amount of loading between different samples. As shown in FIG. 12, a significant decrease in c-raf mRNA amount (about 70-80%) was detected in cells transfected with pssXD-II (lane 2) compared to the control (lane 1).

pssXD-Ⅰ 또는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 A549 세포에서 c-raf 단백질의 양을 웨스턴 블롯 분석으로 평가하였다. 30 ㎍의 세포 추출물을 12% 나트륨 도데실 술페이트-폴리아크릴아미드 겔 상에서 전기영동 (SDS-PAGE)하였다. 단백질을 미니 트랜스-블롯 전기영동 전달 셀 (Mini Trans-Blot Electrophoretic Transfer Cell)을 이용하여 제조자 (BioRad Laboratories, Hercules, CA)의 지시에 따라 하이본드 ECL 막 (Amersham Pharmacia Biotec, Piscataway, NJ)으로 전기적으로 전달하였다. 이어서, 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 500 mM NaCl, 0.05% Tween-20 및 5% 탈지 우유를 함유하는 완충액 중에서 막을 블로킹시킨 후, 1차 항체 및 HRP-접합 2차 항체와 함께 각각 45분 동안 인큐베이션시켰다. c-raf에 대한 폴리클로날 항체 (항-raf) 및 액틴에 대한 모노클로날 항체 (Ab-1)는 캘바이오캠-노바바이오켑 코포레이션 (Calbiochem-NovaBiochem Corp., San Diego, CA)에서 구입하였다. 폴리-ADP 리보오스 중합효소 (PARP)에 대한 모노클로날 항체 (IgG1, C-2-10)는 클론테크 레버러토리즈, 인크. (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA)에서 구입하였다. 단백질은 슈퍼시그날 웨스트 피코 케미루미네슨스 서브스트레이트 킷트 (SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate Kit; Pierce, Rockford, IL)를 이용하여 가시화하였다. 도 13에 도시된 바와 같이, 대조군 pssXD-Ⅰ로 형질감염된 세포 (레인 2)에서의 c-raf 단백질의 양은 형질감염되지 않은 세포 (레인 3)에서의 양과 유사하였다. 그러나, c-raf DNA 효소를 발현하는 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 세포 (레인 1)에서의 c-raf 단백질 양은 대조군에서의 양에 비해 더 적었다 (약 20 내지 30%).The amount of c-raf protein in A549 cells transfected with pssXD-I or pssXD-II was assessed by Western blot analysis. 30 μg of cell extracts were electrophoresed (SDS-PAGE) on 12% sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel. Proteins were transferred to high-bond ECL membranes (Amersham Pharmacia Biotec, Piscataway, NJ) using a Mini Trans-Blot Electrophoretic Transfer Cell as directed by the manufacturer (BioRad Laboratories, Hercules, CA). Delivered to. The membranes were then blocked in a buffer containing 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 500 mM NaCl, 0.05% Tween-20 and 5% skim milk, followed by 45 minutes each with the primary and HRP-conjugated secondary antibodies. During incubation. Polyclonal antibodies against c-raf (anti-raf) and monoclonal antibodies against actin (Ab-1) were purchased from Calbiochem-Nova Biochem Corp., San Diego, CA It was. Monoclonal antibodies against poly-ADP ribose polymerase (PARP) (IgG1, C-2-10) are available from Clontech Laboratories, Inc. (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, Calif.). Proteins were visualized using the SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate Kit (Pierce, Rockford, IL). As shown in FIG. 13, the amount of c-raf protein in cells transfected with control pssXD-I (lane 2) was similar to the amount in untransfected cells (lane 3). However, the amount of c-raf protein in cells transfected with pssXD-II expressing c-raf DNA enzyme (lane 1) was less than that in the control group (about 20-30%).

c-raf DNA 효소의 발현이 A549 세포의 아팝토시스를 유도하는지 여부를 측정하기 위해, 2개의 표준 아팝토시스 분석인 게놈 DNA 절단 및 pARP 절단에 대한 분석을 수행하였다. 게놈 DNA 절단은 LM-PCR 래더 분석 킷트 (LM-PCR Ladder Assay Kit; Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA)를 이용하여 제조자의 지시에따라 측정하였다. 요컨대, 0.5 ㎍의 게놈 DNA를, 클론테크 레버로토리즈, 인크.에서 공급하는 어댑터에 T4 DNA 리가아제를 이용하여 밤새 4℃에서 라이게이션시켰다. 어댑터가 라이게이션된 DNA의 분획을 LM-PCR에서의 주형으로 사용하였다. 25주기의 PCR (95℃ 1분 및 72℃ 3분)을 72℃에서 15분 동안의 연장과 함께 수행하였다. pssXD-Ⅰ (대조군) 또는 pssXD-Ⅱ (DNA 효소)로 일시적 형질감염된 세포에서 단리된 게놈 DNA를 특정 어댑터에 라이게이션시켰다. 이어서, LM-PCR을 c-raf 프라이머와 특정 프라이머를 사용하여 수행하였다. 도 14에 도시된 바와 같이, pssXD-Ⅱ로 형질감염된 세포 (레인 1)에서 단편화된 게놈 DNA가, 대조군 플라스미드인 pssXD-Ⅰ로 형질감염된 세포 (레인 2) 또는 형질감염되지 않은 세포 (레인 3)에 비해 상당히 증가하였다. 이들 결과는 단편화된 게놈 DNA의 증가가 c-raf DNA 효소의 존재에 의해 변화된 c-raf 유전자 발현의 억제로 인해 유발된 DNA 절단의 결과임을 시사한다.To determine whether expression of the c-raf DNA enzyme induces apoptosis in A549 cells, assays for two standard apoptosis assays, genomic DNA cleavage and pARP cleavage, were performed. Genomic DNA cleavage was measured according to the manufacturer's instructions using the LM-PCR Ladder Assay Kit (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, Calif.). In short, 0.5 μg of genomic DNA was ligated overnight at 4 ° C. using T4 DNA ligase to adapters supplied by Clontech Laboratories, Inc. Fractions of adapter ligated DNA were used as templates in LM-PCR. 25 cycles of PCR (95 ° C. 1 minute and 72 ° C. 3 minutes) were performed at 72 ° C. with extension for 15 minutes. Genomic DNA isolated from cells transiently transfected with pssXD-I (control) or pssXD-II (DNA enzyme) was ligated to specific adapters. LM-PCR was then performed using c-raf primers and specific primers. As shown in FIG. 14, genomic DNA fragmented in cells transfected with pssXD-II (lane 1) was either transfected with the control plasmid pssXD-I (lane 2) or untransfected cells (lane 3). Significantly increased compared to These results suggest that the increase in fragmented genomic DNA is the result of DNA cleavage induced by inhibition of c-raf gene expression altered by the presence of c-raf DNA enzymes.

또다른 아팝토시스 분석인 PARP 절단 분석은 웨스턴 블롯 분석을 이용하여 수행하였다. 대조군 (레인 2 및 3)에 비해 pssXD-Ⅱ로 형질감염된 세포에서 전장 PARP의 양이 감소 (도 15)하였는데, 이는 또한 c-raf 유전자 발현의 억제에 의한 아팝토시스의 유도를 의미한다. 액틴의 존재에 의해 측정된 바와 같이, 유사한 양의 단백질이 각 레인에 로딩되어 있다 (레인 1 내지 3).Another apoptosis assay, PARP cleavage analysis, was performed using Western blot analysis. The amount of full-length PARP in cells transfected with pssXD-II was reduced (FIG. 15) compared to the controls (lanes 2 and 3), which also means induction of apoptosis by inhibition of c-raf gene expression. As measured by the presence of actin, a similar amount of protein is loaded in each lane (lanes 1-3).

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상기 실험들은, 진핵 세포 RT 반응 및 다양한 cDNA 프라이밍 반응을 이용하는 다단계 반응에 의해 시험관내 및 생체내에서 ssDNA를 생성하는 방법이 생체내에서 c-raf 키나아제의 발현을 성공적으로 감소시켰음을 입증한다. 당업자라면 본 발명의 이런 특정 실시양태에 한정되지 않음을 알 것이다. 예를 들면, SOI의 특정 표적 및(또는) 억제 작용 방식에 따라 많은 핵산 서열들이 이용될 수 있음을 알 것이다. 이와 유사하게, SOI는 예를 들어 IR 사이 및(또는) PBS와 IR의 3'쪽 사이와 같은 2개의 위치 중 어느 하나 또는 둘 모두에 위치할 수 있다. 또한, SOI는 특정 표적 및(또는) SOI의 작용 방식 및(또는) DNA 효소 서열의 작용 방식에 따라 DNA 효소 서열을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 본 개시 내용을 이용하는 당업자는 임의의 원하는 치료 효과가, 본 말명의 벡터 시스템을 이용하여 적당한 SOI를 진핵 세포에 형질감염시킴으로써 생성될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 하기 억제성 핵산들 (이에 제한되지는 않음)은 당업계에 공지되어 있으며, 본 발명에 따라 유전자 발현을 변화시키기 위해 SOI로서 사용될 수 있다:The experiments demonstrate that the method of producing ssDNA in vitro and in vivo by multistep reaction using eukaryotic cell RT response and various cDNA priming reactions successfully reduced the expression of c-raf kinase in vivo. Those skilled in the art will appreciate that they are not limited to this particular embodiment of the invention. For example, it will be appreciated that many nucleic acid sequences may be used depending on the particular target and / or mode of inhibitory action of the SOI. Similarly, the SOI may be located at either or both of the two positions, for example between the IR and / or between the PBS and the 3 'side of the IR. In addition, the SOI may or may not include DNA enzyme sequences depending on the particular target and / or mode of action of the SOI and / or mode of action of the DNA enzyme sequence. Those skilled in the art using the present disclosure will appreciate that any desired therapeutic effect can be produced by transfecting eukaryotic cells with the appropriate SOI using the vector system of the present term. For example, the following inhibitory nucleic acids are known in the art and can be used as SOI to alter gene expression in accordance with the present invention:

(1) 파킨슨 질환의 치료를 위한 여러가지 도파민 수용체 중 어느 하나를 코딩하는 1종 이상의 RNA 분자에 대한 안티센스 올리고뉴클레오티드로서 작용하는 서열. 이 안티센스 올리고뉴클레오티드는 상기 RNA 분자의 발현-조절 서열에 특이적으로 결합함으로써, 1종 이상의 도파민 수용체 서브타입의 발현을 선택적으로 조절하고 그들의 발현과 관련된 병리적 상태를 완화시킨다;(1) A sequence that acts as an antisense oligonucleotide for one or more RNA molecules encoding any of a variety of dopamine receptors for the treatment of Parkinson's disease. This antisense oligonucleotide binds specifically to the expression-regulating sequence of the RNA molecule, thereby selectively regulating the expression of one or more dopamine receptor subtypes and alleviating the pathological conditions associated with their expression;

(2) 미국 특허 제5,856,903호에 기재된 바와 같이, 카포시 증후군 (Karposi's syndrome)의 치료를 위한 안티센스 및(또는) 삼중체 올리고뉴클레오티드로서 작용하는 서열을 포함하는, KSHV 비리온 (virion) 단백질 26의 발현을 억제하는 서열;(2) Expression of KSHV virion protein 26, comprising a sequence that acts as an antisense and / or triplet oligonucleotide for the treatment of Karposi's syndrome, as described in US Pat. No. 5,856,903. Sequences that inhibit;

(3) 미국 특허 제5,856,903호에 기재된 바와 같이, 종양의 증식, 전이 및(또는) 맥관형성을 제어하는 IL-8 및(또는) IL-8 수용체의 발현을 조절하는 올리고뉴클레오티드;(3) oligonucleotides that regulate the expression of IL-8 and / or IL-8 receptors that control tumor proliferation, metastasis and / or angiogenesis, as described in US Pat. No. 5,856,903;

(4) 싸이토메갈로바이러스 (cytomegalovirus) DNA 또는 RNA의 선택된 서열, 구체적으로는 IE1, IE2 또는 DNA 중합효소 단백질을 코딩하는 싸이토메갈로바이러스 DNA 또는 RNA를 표적화하는 서열에 특이적으로 혼성화되는 뉴클레오티드 염기 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드. 미국 특허 제5,442,049호에 기재된 바와 같이, 그러한 올리고뉴클레오티드는 약 5 내지 약 50개의 핵산 염기 단위를 갖는 것이 바람직하다;(4) Nucleotide bases that specifically hybridize to selected sequences of cytomegalovirus DNA or RNA, specifically to sequences targeting cytomegalovirus DNA or RNA encoding IE1, IE2 or DNA polymerase proteins. Oligonucleotides with Sequences. As described in US Pat. No. 5,442,049, such oligonucleotides preferably have about 5 to about 50 nucleic acid base units;

(5) 특이적 혼성화를 수행할 수 있도록 동일성 및 수가 충분한 뉴클레오티드 단위를 포함하는, 허피스 심플렉스 바이러스 (herpes simplex virus) 제1형의 UL5, UL8, UL9, UL20, UL27, UL29, UL30, UL42, UL52 및 IE175 오픈 리딩 프레임 중 어느 하나에 상응하는 유전자로부터 유래한 RNA 또는 DNA에 특이적으로 혼성화되는 올리고뉴클레오티드. 이 올리고뉴클레오티드는 번역 개시 부위, 코딩 영역 또는 5' 비번역 영역에 특이적으로 혼성화되는 것이 바람직하다. 이 올리고뉴클레오티드는 허피스 심플렉스 바이러스 제1형 (HSV-1), 허피스 심플렉스 바이러스 제2형 (HSV-2), 싸이토메갈로바이러스, 인간 허피스 바이러스 제6형, 엡스타인 바 바이러스 (Epstein Barr virus; EBV) 또는 바리셀라 조스터 바이러스 (varicella zostr virus; VZV) 중 어느 한 종으로부터 유래한 DNA, 또는 바람직하게는 RNA에 특이적으로 혼성화되도록 디자인되어 있다. 그러한 올리고뉴클레오티드는, 미국 특허제5,514,577호에 기재된 바와 같이 제약상 허용되는 담체 중의 제약 조성물로서 제제화된 것이 편리하고 바람직하다. 당업자라면 허피스 심플렉스 바이러스 제1형에 대해 기재된 특정 오픈 리딩 프레임으로 다른 바이러스에서의 대응 서열을 찾을 수 있음을 알 것이다. 따라서, 허피스 심플렉스 바이러스 제2형, 싸이토메갈로바이러스, 인간 허피스 바이러스 제6형, 엡스타인 바 바이러스 또는 바리셀라 조스터 바이러스 각각이 유사한 기능을 지닌 단백질을 코딩하는 유사한 오픈 리딩 프레임을 다수 가지고 있을 것으로 믿어진다. 따라서, 본 발명은 올리고뉴클레오티드가 상기 바이러스들 중 임의의 바이러스, 또는 하기에 공지될 임의의 유사한 바이러스 (상기와 유사한 오픈 리딩 프레임을 하나 이상 가짐)에 대해 유도된 것인 안티센스 올리고뉴클레오티드 치료법에 관한 것이다. 본 발명에 있어서는 편의상 상기와 같은 모든 바이러스들을 허피스 바이러스라 부른다;(5) Herpes simplex virus type 1 UL5, UL8, UL9, UL20, UL27, UL29, UL30, UL42, comprising nucleotide units with sufficient identity and number to allow for specific hybridization; An oligonucleotide that specifically hybridizes to RNA or DNA derived from a gene corresponding to either of UL52 and IE175 open reading frames. This oligonucleotide is preferably hybridized specifically to the translation initiation site, coding region or 5 'untranslated region. The oligonucleotides include Herpes simplex virus type 1 (HSV-1), herpes simplex virus type 2 (HSV-2), cytomegalovirus, human herpes virus type 6, Epstein Barr virus; EBV) or varicella zostr virus (VZV) is designed to specifically hybridize to DNA, or preferably RNA, derived from either species. Such oligonucleotides are conveniently and preferably formulated as pharmaceutical compositions in pharmaceutically acceptable carriers, as described in US Pat. No. 5,514,577. Those skilled in the art will appreciate that the particular open reading frame described for Herpes simplex virus type 1 may find corresponding sequences in other viruses. Thus, each of the Herpes Simplex Virus Type 2, Cytomegalovirus, Human Herpes Virus Type 6, Epstein Barr Virus or Varicella Zoster Virus will each have a number of similar open reading frames that encode proteins with similar functions. It is believed. Accordingly, the present invention relates to antisense oligonucleotide therapies wherein the oligonucleotides are derived for any of the above viruses, or any similar virus known below (with one or more similar open reading frames). . In the present invention, all such viruses are referred to as herpes viruses for convenience;

(6) 미국 특허 제5,098,890호에 기재된 바와 같이 항-종양제 및 면역억제제로서 사용하기 위한, 원시 종양유전자 (proto-oncogene), 및 특히 c-myb 유전자에 대한 안티센스 올리고뉴클레오티드;(6) antisense oligonucleotides for the proto-oncogene, and especially for the c-myb gene, for use as anti-tumor and immunosuppressive agents, as described in US Pat. No. 5,098,890;

(7) 다양한 염증성 질환, 또는 천식, 류마티스성 관절염, 타가 이식 거부, 염증성 장 질환, 다양한 피부학적 증상 및 건선과 같은 염증성 성분을 지닌 질환에 대한 활성을 지닌 소염제로서 사용하기 위한, 인터루킨-1 베타로 자극된 세포에서 ICAM-1 유전자 발현을 방해하는 안티센스 올리고뉴클레오티드. 또한, 미국 특허 제5,843,738호에 기재된 바와 같이, ICAM-1, VCAM-1 및 ELAM-1의 억제제도 리노바이러스 (rhinovirus)의 감염, AIDS, 카포시 육종 및 일부 종양과 그들의 전이레서기인한 감기의 치료에 효과적일 수 있다. 이와 유사하게, 국제 출원 제PCT/US90/02357호에는 ELAM-1, VCAM-1 및 VCAM-1b를 비롯한 내피 부착 분자 (ELAM)를 코딩하는 DNA 서열에 대해 개시되어 있다. ISIS 1570 및 ISIS 2302라 명명된 올리고뉴클레오티드는 표적 세포의 전이 능력을 감소시키기 위한 본 발명의 방법에서 목적 서열로서 사용될 수 있을 것으로 생각된다; 및(7) interleukin-1 beta, for use as an anti-inflammatory agent with activity against various inflammatory diseases or diseases with inflammatory components such as asthma, rheumatoid arthritis, taga transplant rejection, inflammatory bowel disease, various dermatological symptoms and psoriasis Antisense oligonucleotides that interfere with ICAM-1 gene expression in cells stimulated with. In addition, as described in US Pat. No. 5,843,738, inhibitors of ICAM-1, VCAM-1 and ELAM-1 also treat rhinovirus infection, AIDS, Kaposi's sarcoma, and treatment of some tumors and colds due to their metastases. Can be effective. Similarly, International Application No. PCT / US90 / 02357 discloses DNA sequences encoding endothelial adhesion molecules (ELAM), including ELAM-1, VCAM-1 and VCAM-1b. It is contemplated that oligonucleotides designated ISIS 1570 and ISIS 2302 may be used as target sequences in the methods of the present invention for reducing the metastatic capacity of target cells; And

(8) 미국 특허 제5,840,867호에 기재된 바와 같이, 숙주 세포에서 단백질과 같은 표적 분자 (특히, 트롬빈)에 특이적으로 결합하는 단백질-결합 올리고뉴클레오티드 (압타머). 이들 비-올리고뉴클레오티드 표적 분자는 단백질의 생물학적 활성을 특이적으로 조절하는 핵산에 결합한다 (Blackwell, T.K., et al., 250 Science 1104-1110 (1990); Blackwell, T.K., et al., 250 Science 1149-1152 (1990); Turek, C. and L. Gold, 249 Science 505-510 (1990); Joyce, G.F., 82 Gene 83-87 (1989)).(8) Protein-binding oligonucleotides (aptamers) that specifically bind to target molecules (especially thrombin), such as proteins, in host cells, as described in US Pat. No. 5,840,867. These non-oligonucleotide target molecules bind to nucleic acids that specifically regulate the biological activity of the protein (Blackwell, TK, et al., 250 Science 1104-1110 (1990); Blackwell, TK, et al., 250 Science 1149-1152 (1990); Turek, C. and L. Gold, 249 Science 505-510 (1990); Joyce, GF, 82 Gene 83-87 (1989)).

비록 본 발명이 본원에 기재된 도면 및 특정 실시예를 참조로 설명되긴 했지만, 당업자라면 의도된 각각의 결과를 성취하는 성분들의 기능은 변화시키지 않는 방식으로 본원에 기재된 특정 성분들을 변화시킬 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 본원에 기재된 카세트는 3개의 유전자 성분 (목적 서열, 프라이머 결합 서열 및 탠덤 역위 반복서열)을 포함하는 것으로 설명되어 있으며, 적합한 프로모터의 조절을 받는 역전사효소 유전자가 있는 표적 세포로의 형질감염시 본원에 기재된 억제성 핵산을 생성한다. 그러나 당업자라면, 예를 들어 카세트의 역전사효소 유전자로서 사용하기 위한 것으로 설명된 생쥐 몰로니 백혈병 바이러스 역전사효소유전자가 다른 역전사효소 유전자 (인간 면역결핍 바이러스로부터의 역전사효소 유전자는 상기 언급한 유전자 중 하나임)로 대체될 수 있음을 알 것이며, 본원에 기재된 CMV 프로모터 이외의 프로모터들이 유리하게 사용될 수 있음도 알 것이다. 상기 언급한 바와 같이, 형성된 스템-루프 중간체는 제한효소 부위를 포함할 수도, 또는 포함하지 않을 수도 있으며, 상기 중간체로부터 생성되기를 의도하는 특정 목적 서열에 따라 그의 변성에 대한 감수성을 유리하게 조작할 수 있다. 모든 그러한 변화, 및 당업자에게 명백해질 것이며 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 본 명세서의 변형에 의한 다른 것들은 하기 청구항의 범위 내에 포함되는 것이다.Although the present invention has been described with reference to the drawings and specific examples described herein, one of ordinary skill in the art appreciates that certain components described herein can be changed in a manner that does not alter the function of the components achieving each intended result. will be. For example, the cassettes described herein have been described as comprising three gene components (target sequence, primer binding sequence and tandem inversion repeat sequence), and are directed to a target cell with a reverse transcriptase gene under the control of a suitable promoter. Upon infection, the inhibitory nucleic acids described herein are produced. However, those skilled in the art will appreciate that the mouse molony leukemia virus reverse transcriptase gene described for use as a reverse transcriptase gene in a cassette, for example, is a reverse transcriptase gene (the reverse transcriptase gene from human immunodeficiency virus is one of the genes mentioned above). It will be appreciated that it may be substituted, and it will also be appreciated that promoters other than the CMV promoter described herein may be advantageously used. As noted above, the formed stem-loop intermediate may or may not include a restriction enzyme site and may advantageously manipulate its susceptibility to denaturation depending on the particular desired sequence intended to be produced from the intermediate. have. All such changes and other modifications of the present specification that will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention are intended to be included within the scope of the following claims.

1. 명칭: 3'-RT/Mol-HindⅢ (24-머)1.Name: 3'-RT / Mol-HindIII (24-mer)

서열: 5'-CTT GTG CAC AAG CTT TGC AGG TCT-3'Sequence: 5'-CTT GTG CAC AAG CTT TGC AGG TCT-3 '

2. 명칭: 5'-RT/Mol-SacⅠ (32-머)2. Name: 5'-RT / Mol-SacⅠ (32-mer)

서열: 5'-GGG ATC AGG AGC TCA GAT CAT GGG ACC AAT GG-3'Sequence: 5'-GGG ATC AGG AGC TCA GAT CAT GGG ACC AAT GG-3 '

3. 명칭: 5'-MboⅡ-HindⅢ (30-머)3. Name: 5'-MboⅡ-HindIII (30-mer)

서열: 5'-CAA TTA AGG AAA GCT TTG AAA AAT TAT GTC-3'Sequence: 5'-CAA TTA AGG AAA GCT TTG AAA AAT TAT GTC-3 '

4. 명칭: 5'-RT-Not-Mbo-Link (129-머)4. Name: 5'-RT-Not-Mbo-Link (129-Mer)

서열: 5'-CTA GGT CGG CGG CCG CGA AGA TTG GTG CGC ACA CAC ACA ACG CGC ACC AAT CTT CGC GGC CGC CGA CCC GTC AGC GGG GGT CTT TCA TTT GGG GGC TCG TCC GGG ATC GGG AGA CCC CTG CCC AGG GCCSequence: 5'-CTA GGT CGG CGG CCG CGA AGA TTG GTG CGC ACA CAC ACA ACG CGC ACC AAT CTT CGC GGC CGC CGA CCC GTC AGC GGG GGT CTT TCA TTT GGG GGC TCG TCC GGG ATC GGG AGA CCC CTG CCC AGG GCC

5. 명칭: 3'-RT-Not-Mbo-Link (121-머)5. Name: 3'-RT-Not-Mbo-Link (121-Mer)

서열: 5'-CT GGG CAG GGG TCT CCC GAT CCC GGA CGA GCC CCC AAA TGA AAG ACC CCC GCT GAC GGG TCG GCG GCC GCG AAG ATT GGT GCG CGT TGT GTG TGT GCG CAC CAA TCT TCG CGG CCG CCG AC-3'Sequence: 5'-CT GGG CAG GGG TCT CCC GAT CCC GGA CGA GCC CCC AAA TGA AAG ACC CCC GCT GAC GGG TCG GCG GCC GCG AAG ATT GGT GCG CGT TGT GTG TGT GCG CAC CAA TCT TCG CGG CCG CCG AC-3 '

6. 명칭: 5'-Nhe-Sac-Link (18-머)6. Name: 5'-Nhe-Sac-Link (18-mer)

서열: 5'-CTA GCG GCA AGC GTA GCT-3'SEQ ID NO: 5'-CTA GCG GCA AGC GTA GCT-3 '

7. 명칭: 3'-Nhe-Sac-Link (10-머)7. Name: 3'-Nhe-Sac-Link (10-mer)

서열: 5'-ACG CTT GCC G-3'SEQ ID NO: 5'-ACG CTT GCC G-3 '

8. 명칭: 3'-MboⅡ-XbaⅠ (27-머)8. Name: 3'-MboⅡ-XbaⅠ (27-mer)

서열: 5'-TAA TGG CCC GGG CAT AGT CGG GTA GGG-3'SEQ ID NO: 5'-TAA TGG CCC GGG CAT AGT CGG GTA GGG-3 '

9. 명칭: 5'-Hind-link-Histag (43-머)9. Name: 5'-Hind-link-Histag (43-Mer)

서열: 5'-A GCT GGA TCC CCC GCT CCC CAC CAC CAC CAC CAC CCT GCC CCT-3'Sequence: 5'-A GCT GGA TCC CCC GCT CCC CAC CAC CAC CAC CCT GCC CCT-3 '

10. 명칭: 3'-Hind-link-Histag (42-머)10. Name: 3'-Hind-link-Histag (42-mer)

서열: 5'-AGC AGG GGC AGG GTG GTG GTG GTG GTG GGG AGC GGG GGA TCC-3'Sequence: 5'-AGC AGG GGC AGG GTG GTG GTG GTG GTG GGG AGC GGG GGA TCC-3 '

11. 명칭: 5'-Not-link-test1 (57-머)11.Name: 5'-Not-link-test1 (57-mer)

서열: 5'-G GCC GGA AGA TTG GGG CGC CAA AGA GTA ACT CTC AAA GGC ACG CGC CCC AAT CTT CC-3'Sequence: 5'-G GCC GGA AGA TTG GGG CGC CAA AGA GTA ACT CTC AAA GGC ACG CGC CCC AAT CTT CC-3 '

12. 명칭: 3'-Not-link-test1 (57-머)12.Name: 3'-Not-link-test1 (57-mer)

서열: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG CGT GCC TTT GAG AGT TAC TCT TTG GCG CCC CAA TCT TCC-3'Sequence: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG CGT GCC TTT GAG AGT TAC TCT TTG GCG CCC CAA TCT TCC-3 '

13. 명칭: 5'-Not-Mbo-link-telo (92-머)13. Name: 5'-Not-Mbo-link-telo (92-mer)

서열: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG CGC CCC AAT CTT CC- 3'Sequence: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG TTA GGG CGC CCC AAT CTT CC-3 '

14. 명칭: 3'-Not-Mbo-link-telo (92-머)14. Name: 3'-Not-Mbo-link-telo (92-mer)

서열: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CGC CCC AAT CTT CC-3'Sequence: 5'-GGC CGG AAG ATT GGG GCG CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CCC TAA CGC CCC AAT CTT CC-3 '

15. 5'-SL-linker-Fok1-RT (111-머)15.5'-SL-linker-Fok1-RT (111-mer)

서열: 5'-CTA GTC GGA TGC GGC CGC TGC ACA ACA ACA CAC AAC ACA GCG GCC GCA TCC GAT CAG CGG GGG TCT TTC ATT TGG GGG CTC GTC CGG ATC GGG AGA CCC CTG CCC AGC GCC-3'Sequence: 5'-CTA GTC GGA TGC GGC CGC TGC ACA ACA ACA CAC AAC ACA GCG GCC GCA TCC GAT CAG CGG GGG TCT TTC ATT TGG GGG CTC GTC CGG ATC GGG AGA CCC CTG CCC AGC GCC-3 '

16. 3'-SL-linker-Fok1-RT (103-머)16.3'-SL-linker-Fok1-RT (103-mer)

서열: 5'-CTG GGC AGG GGT CIC CCG ATC CGG ACG AGC CCC CAA ATG AAA GAC CCC CGC TGA TCG GAT GCG GCC GCT GTG TTG TTT GTT GTT GTG CAG CGG CCG CAT CCG A-3'Sequence: 5'-CTG GGC AGG GGT CIC CCG ATC CGG ACG AGC CCC CAA ATG AAA GAC CCC CGC TGA TCG GAT GCG GCC GCT GTG TTG TTT GTT GTT GTG CAG CGG CCG CAT CCG A-3 '

17. 명칭: XmaⅠ-BglⅡ-Stop 117. Name: XmaⅠ-BglⅡ-Stop 1

서열: 5'-CCGGATCTAGACCGCAAGCTTCATTTAAA-3'SEQ ID NO: 5'-CCGGATCTAGACCGCAAGCTTCATTTAAA-3 '

18. 명칭: XmaⅠ-BrlⅡ-Stop 218. Name: XmaⅠ-BrlⅡ-Stop 2

서열: 5'-GATCTTTAAATGAAGCTTGCGGTCTCGAT-3'SEQ ID NO: 5'-GATCTTTAAATGAAGCTTGCGGTCTCGAT-3 '

<서열목록><Sequence list>

Claims (8)

역전사될 때 내생성 핵산 서열에 결합하는 핵산 서열을 생성하도록 디자인된 핵산 서열을 포함하는 목적 서열, 그의 양 끝에 위치한 역위 탠덤 (tandem) 반복서열 및 3' 프라이머 결합 부위 (PBS)를 포함하는 카세트를 표적 세포에 도입하는 단계;A cassette comprising a target sequence comprising a nucleic acid sequence designed to produce a nucleic acid sequence that binds to an endogenous nucleic acid sequence when reverse transcribed, an inverted tandem repeat located at both ends thereof and a 3 ′ primer binding site (PBS) Introducing into the target cell; 카세트의 mRNA 전사체를 PBS에서부터 역전사시켜 세포 내에 단일-가닥 cDNA 전사체를 방출하는 단계; 및Reverse transcripting the mRNA transcript of the cassette from PBS to release the single-stranded cDNA transcript into the cell; And cDNA 전사체를 내생성 핵산 표적 서열에 결합시켜 그 표적 서열의 발현을 변화시키는 단계binding the cDNA transcript to an endogenous nucleic acid target sequence to change the expression of that target sequence 를 포함하는, 표적 세포 내에서 내생성 핵산 표적 서열의 발현을 변화시키는 방법.A method for altering the expression of an endogenous nucleic acid target sequence in a target cell, comprising. 제1항에 있어서, 역전사효소/RNase 유전자를 표적 세포 내에 형질감염시키는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising transfecting the reverse transcriptase / RNase gene into the target cell. 제1항에 있어서, 목적 서열의 전사체를 선형화시키는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising linearizing the transcript of the desired sequence. 제3항에 있어서, 목적 서열의 cDNA 전사체가, 역위 탠덤 반복서열의 왓슨-크릭 (Watson-Crick) 염기쌍 형성에 의해 스템-루프 중간체를 형성할 때, 역위 탠덤반복서열에 제한효소 부위를 포함시킴으로써 선형화되는 것인 방법.4. The cDNA transcript of claim 3, wherein the cDNA transcript of the desired sequence forms a stem-loop intermediate by the Watson-Crick base pair formation of an inverted tandem repeat sequence, thereby including a restriction site in the inverted tandem repeat sequence To be linearized. 제2항에 있어서, 역전사효소 유전자의 전사를 유도 가능하게 촉진하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 2, further comprising inducibly promoting transcription of a reverse transcriptase gene. 제5항에 있어서, 역전사효소 유전자의 전사가 진핵 세포의 프로모터에 의해 촉진되는 것인 방법.The method of claim 5, wherein the transcription of the reverse transcriptase gene is promoted by a promoter of eukaryotic cells. 제1항의 방법에 의해 생성되는 cDNA 전사체.CDNA transcript produced by the method of claim 1. 핵산 표적 서열의 발현이 제1항의 방법에 따라 변화된 표적 세포.A target cell in which the expression of a nucleic acid target sequence is changed according to the method of claim 1.
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