ある種の天然のｍＲＮＡが代謝産物に感受性のある遺伝子スイッチとして役立つことが発見され、ここでＲＮＡは、小さい有機分子に直接的に結合する。この結合過程は、ｍＲＮＡの立体構造を変化させ、種々の異なる機構によって遺伝子発現の変化を引き起こす。これらの天然の「リボスイッチ」の修飾したバージョン（様々な核酸の遺伝子操作戦略を用いることによって作製される）が、特定のエフェクター成分によって制御されるデザイナー遺伝的スイッチとして使用することができる。リボスイッチを活性化するこのようなエフェクター化合物は、誘因分子として本明細書中に言及される。天然のスイッチは、抗体及び他の小分子療法のための標的である。さらに、リボスイッチの構築物は、天然のスイッチの現実の部分が新規な非免疫原性遺伝的制御エレメントを構築するために使用されるようにし、例えばアプタマー（分子認識）ドメインは、新規な認識ドメインが使用者定義のエフェクター化合物を用いて遺伝的変化を引き起こすように他の非天然のアプタマー（又は他に修飾される）と交換される。変化したスイッチは、治療の処方の部分となり、タンパク質合成を開始し、終了させ又は制御する。新規に構築した遺伝子制御ネットワークは、このような領域で、生きたバイオセンサー、生物の代謝的遺伝子操作、及び遺伝子治療の処方の有利な形態で適用され得る。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーディング領域に実施可能に（ｏｐｅｒａｂｌｙ）連結したグリシン応答性リボスイッチを含むＲＮＡをコードする核酸分子を含む制御可能な遺伝子発現構築物であって、ここで、リボスイッチが前記ＲＮＡの発現を制御し、リボスイッチ及びコーディング領域が異種（ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ）である、前記構築物。
【請求項２】
リボスイッチがアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含み、ここで、アプタマードメイン及びプラットフォームドメインが異種である、請求項１に記載の構築物。
【請求項３】
リボスイッチがアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含み、ここで、アプタマードメインがＰ１ステムを含み、ここで、前記Ｐ１ステムがアプタマー鎖及び調節鎖を含み、発現プラットフォームドメインが制御鎖を含み、ここで、制御鎖、調節鎖又はその両方がステム構造を形成するように設計されている、請求項１に記載の構築物。
【請求項４】
リボスイッチが２つ以上のアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含み、ここで、少なくとも１つのアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインが異種である、請求項１に記載の構築物。
【請求項５】
少なくとも２つのアプタマードメインが協同的結合を提示する、請求項４に記載の構築物。
【請求項６】
リボスイッチが２つ以上のアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含み、ここで、少なくとも１つのアプタマードメインがＰ１ステムを含み、ここで、前記Ｐ１ステムがアプタマー鎖及び調節鎖を含み、前記発現プラットフォームドメインが制御鎖を含み、ここで、制御鎖、調節鎖又はその両方がステム構造を形成するように設計されている、請求項１に記載の構築物。
【請求項７】
少なくとも２つのアプタマードメインが協同的結合を提示する、請求項６に記載の構築物。
【請求項８】
天然に発生するグリシン応答性リボスイッチの非天然誘導体であるリボスイッチ。
【請求項９】
アプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含むリボスイッチであって、前記アプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインが異種である、請求項８に記載のリボスイッチ。
【請求項１０】
１つ以上の追加のアプタマードメインをさらに含む、請求項９に記載のリボスイッチ。
【請求項１１】
少なくとも２つのアプタマードメインが協同的結合を提示する、請求項１０に記載の構築物。
【請求項１２】
誘因（ｔｒｉｇｇｅｒ）分子によって活性化されるリボスイッチであって、前記誘因分子によって活性化された場合にシグナルを産生する、請求項８に記載のリボスイッチ。
【請求項１３】
試料をリボスイッチと接触させることを含む関心のある化合物を検出する方法であって、ここで、リボスイッチが関心のある化合物によって活性化され、関心のある化合物によって活性化された場合にシグナルを産生し、試料が関心のある化合物を含有する場合にリボスイッチはシグナルを産生し、ここで、リボスイッチがグリシン応答性リボスイッチ又はグリシン応答性リボスイッチの誘導体を含む、前記方法。
【請求項１４】
リボスイッチが関心のある化合物によって活性化された場合に立体構造を変化させ、ここで、前記立体構造の変化が立体構造に依存したラベルを介してシグナルを産生する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
リボスイッチが関心のある化合物によって活性化された場合に立体構造を変化させ、前記立体構造の変化がリボスイッチに連結したＲＮＡ発現の変化を引き起こし、この発現の変化がシグナルを産生する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
シグナルがリボスイッチに連結したＲＮＡから発現するレポータータンパク質によって産生される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
リボスイッチが２以上のアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインを含み、ここで、少なくとも１つのアプタマードメイン及び発現プラットフォームドメインが異種である、請求項１３に記載の構築物。
【請求項１８】
少なくとも２つのアプタマードメインが協同的結合を提示する、請求項１７に記載の構築物。
【請求項１９】
（ａ）リボスイッチを含むＲＮＡをコードする遺伝子の遺伝子発現の阻害に関して化合物を試験し、ここで、前記阻害がリボスイッチを介し、リボスイッチがグリシン応答性リボスイッチ又はグリシン応答性リボスイッチの誘導体を含み、
（ｂ）細胞を工程（ａ）において遺伝子発現を阻害した化合物と接触させることによって遺伝子発現を阻害する
ことを含む方法であって、ここで、前記細胞がリボスイッチを含むＲＮＡをコードする遺伝子発現を含み、前記化合物がリボスイッチへの結合によって該遺伝子発現を阻害する、前記方法。
【請求項２０】
グリシン応答性リボスイッチを同定する方法であって、グリシンの有無においてＲＮＡ分子の直列的な自然発生の開裂を評価し、該ＲＮＡ分子が該化合物によって制御された遺伝子によってコードされ、ここで、ＲＮＡ分子の直列的な自然発生の開裂のパターン変化がリボスイッチを指示する、前記方法。
【請求項２１】
遺伝子発現を活性化する方法であって、化合物と細胞とを接触させることを含み、ここで、前記化合物が、構造：
【化１】

（式中、Ｌはリンカーであり、Ｘは部分であり、及びｎは１〜１０の整数である）
を有し、ここで、化合物はグリシンでなく、細胞はグリシン応答性リボスイッチを含むＲＮＡをコードする遺伝子を含み、ここで、前記化合物は、グリシン応答性リボスイッチに結合することによって該遺伝子発現を活性化する、前記方法。

【図１】

【図２Ａ】

【図２Ｂ】

【図２Ｃ】

【図２Ｄ】

【図２Ｅ】

【図２Ｆ】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０Ａ】

【図１０Ｂ】

【公表番号】特表２００８−５１５４３６（Ｐ２００８−５１５４３６Ａ）
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３５８５１（Ｐ２００７−５３５８５１）
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３６２１８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４２１４３
【国際公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（３９２０１９３５２）イェール　ユニバーシティ (38)
【氏名又は名称原語表記】ＹＡＬＥ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
【Ｆターム（参考）】