【課題】リボスイッチおよびリボスイッチの改変型の、特異的エフェクター化合物により制御されるデザイナー遺伝スイッチとしての使用の提供。
【解決手段】天然スイッチは、抗生物質およびその他の小分子療法の標的である。さらに、リボスイッチの構造は、天然スイッチの実際の断片が、新たな非免疫原性遺伝的制御エレメントの構築に使用される事を可能にする。変化したスイッチは治療計画の一部となり、蛋白合成を始動、停止または調節する。新たに構築された遺伝調節ネットワークは、生体バイオセンサー、生物の代謝改変のような領域に、そして遺伝子治療処置の先進形態に応用できる。化合物は、リボスイッチを刺激、活性化、阻害、および／または不活性化するのに利用できる。リボスイッチの原子構造は、リボスイッチを刺激、活性化、阻害、および／または不活性化する新たな化合物の設計に利用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
リボスイッチを被検化合物と接触させる［ここで、リボスイッチが被検化合物と相互作用する時、蛍光シグナルが生成する］事を含む、リボスイッチと相互作用する化合物を特定する方法。
【請求項２】
(a) リボスイッチの結晶構造を特定し：
(b) 被検化合物を伴うそのリボスイッチのモデル作製を行い；そして、
(c) 被検化合物がそのリボスイッチと相互作用するかどうかを決定する、
事を含む、リボスイッチと相互作用する化合物を特定する方法。
【請求項３】
リボスイッチがグアニンリボスイッチである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
グアニンリボスイッチが表5のリボスイッチである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
コード領域と機能的に結合したリボスイッチを含むRNAをコードしている核酸分子を含む、調節可能な遺伝子発現構築物であって、このリボスイッチが表5のリボスイッチであり、このリボスイッチが該RNAの発現を調節し、このリボスイッチおよびコード領域が異種である、構築物。
【請求項６】
リボスイッチがトリガー分子によって活性化され、トリガー分子により活性化される時このリボスイッチがシグナルを生成する、請求項５に記載の遺伝子発現構築物。
【請求項７】
試料およびリボスイッチを接触させる事を含む、目的化合物を検出する方法であって、リボスイッチは表5のリボスイッチであり、リボスイッチは目的化合物により活性化され、リボスイッチは目的化合物により活性化された時にシグナルを生成し、リボスイッチは試料が目的化合物を含有する時にシグナルを生成する、方法。
【請求項８】
目的化合物により活性化された時にリボスイッチがコンホメーションを変化させ、そのコンホメーションの変化がコンホメーション依存性標識を介してシグナルを生成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
目的化合物により活性化された時にリボスイッチがコンホメーションを変化させ、そのコンホメーションの変化が、リボスイッチに結合したRNAの発現に変化を惹起し、その発現の変化がシグナルを生成する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
シグナルが、リボスイッチに結合したRNAから発現されるレポーター蛋白により生成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
(a) 化合物および細胞を接触させるステップ、
を含む方法であって、
(b) 該化合物は、式I：
【化１】

で示される構造を有し、
この化合物がグアニン応答性リボスイッチと結合する時、R¹およびR²は水素結合ドナーとして働き、R⁷は水素結合アクセプターとして働き、R⁹は水素結合ドナーとして働き、R¹⁰は水素結合アクセプターとして働き、
【化２】

は、各々独立して単結合または二重結合を表し、
この化合物はグアニン、ヒポキサンチンまたはキサンチンではなく、
細胞は、グアニン応答性リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子を含み、
ここで、この化合物は、グアニン応答性リボスイッチと結合することにより該遺伝子の発現を阻害する、
ことを含む、遺伝子発現を阻害する方法。
【請求項１２】
R³が水素結合アクセプターである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
R¹、R²、R⁹または組み合わせが、独立して、-NR¹¹-、-CHR¹¹-、=CR¹¹-、および-C(=NR¹¹)- ［式中、R¹¹は-H、-NH₂、-OH、 -SH、-CO₂H、置換または非置換アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはベンジルオキシ、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO₂アルキル、-NHC(O)NH₂、-NH-NH₂、-NH-NHアルキル、-NH-NHアルコキシ、-NH-SO₂アルキル、-NH-SO₂-R¹²、NHCO₂CH₂-R¹²、-NH-OR¹²、-N⁺H₂-R¹²、-NH-NH-R¹²、および-NH-NH-CH₂-R¹²［式中、R¹² は、
【化３】

［式中、nは1ないし5であり、そしてR¹³は、-H、-NH₂、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である］
である］
である］
である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
R⁸およびR⁷が合してCH=N-、-CH₂-O-、-CH₂-S-、または-CH₂SO₂-を表し得る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
R¹⁰が、-OH、-SH、-NH₂、-CO₂H、-アルコキシ、-アリールオキシ、-ベンジルオキシ、-ハライド、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO₂アルキル、-NHCO₂CH₂-R¹²、-NHC(O)NH₂、-NH-NH₂、-NH-NHアルキル、-NH-NHアルコキシ、-SO₂アルキル、-SO₂アリール、-NH-SO₂アルキル、-NH-SO₂-R¹²、-NH-OR¹²、-NH-R¹²、-NH-NH-R¹²、-NH-NH-CH₂-R¹²、または-NH-CH₂-R¹²［式中、R¹² は、
【化４】

［式中、nは1ないし5であり、そしてR¹³は、-H、-NH₂、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である］
である］
である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
R¹⁰が、NR¹⁴［式中、R¹⁴は、-H、-NH₂、-OH、-SH、-CO₂H、- CO₂アルキル、-CO₂アリール、-C(O)NH₂、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシ、アルコキシ、アリールオキシ、またはベンジルオキシ、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO₂アルキル、-NHC(O)NH₂、-SO₂アルキル、-SO₂アリール、-NH-SO₂アルキル、-NH-SO₂-R¹²、-NH-OR¹²、-NH-R¹²、または-NH-CH₂-R¹²
［式中、R¹² は、
【化５】

［式中、nは1ないし5であり、そしてR¹³は、-H、-NH₂、-OH、アルコキシ、-N-モルホリノまたはハライドのうち1またはそれ以上である］
である］
である］
である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
化合物が式II：
【化６】

［式中、
R⁷は、NまたはCHであり；
R¹⁰は、=O、=S、=NH、=NOH、=Nアルキル、=Nアルコキシル、=N-アリール、=Nアリールオキシ、=N-ベンジル、-Nベンジルオキシ、=N-NH₂、=N-NHOH、=N-NHアルキル、=N-NHアルコキシ、=N-NHアリール、=N-NHアリールオキシ、=N-NHベンジル、=N-NHベンジルオキシ、=N-NH-(p-アミノ-フェニル)、=N-NH- (p-メトキシフェニル)、=N-NH-(p-N-モルホリノ-フェニル)であり；そして、
R²は、=CR¹⁵-［式中、R¹⁵は、-NH₂、-NHNH₂、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、- NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-N⁺H₂アリール、-N⁺H₂-(p-N-モルホリノ-フェニル)、-N⁺H₂-(p-アミノフェニル)、-N⁺H₂-(p-メトキシフェニル)、-NHCO₂アルキル、- NHCO₂ベンジル、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、-NHNHベンジル、または-NHC(O)アルキルである］
で示される構造を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
化合物が式III：
【化７】

［式中、
R⁷は、NまたはCHであり；
R¹⁰は、-H、-OH、-SH、-アルコキシ、ハライド、-NH₂、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、-NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-NHC(O)アルキル、-NHCO₂アルキル、NHCO₂ベンジル、-NHNH₂、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、または-NHNHベンジルであり；そして、
R²は、=CR¹⁵-［式中、R¹⁵は、-NH₂、-NHNH₂、-NHOH、-NHアルキル、-NHアルコキシ、- NHアリール、-NHアリールオキシ、-NHベンジル、-NHベンジルオキシ、-N⁺H₂アリール、-N⁺H₂-(p-N-モルホリノ-フェニル)、-N⁺H₂-(p-アミノフェニル)、-N⁺H₂-(p-メトキシフェニル)、-NHCO₂アルキル、- NHCO₂ベンジル、-NHNHアルキル、-NHNHアリール、-NHNHベンジル、または-NHC(O)アルキルである］
である］
で示される構造を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
(a) リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子の発現の阻害について或る化合物を試験し［ここで、リボスイッチは表5のリボスイッチであり、その阻害はリボスイッチを介している］、(b) 細胞と、工程(a)で遺伝子発現を阻害した化合物を接触させることにより遺伝子発現を阻害する
［ここで、その細胞は、リボスイッチを含むRNAをコードしている遺伝子を含み、その化合物は、リボスイッチに結合することにより遺伝子の発現を阻害する］、
ステップを含む方法。

【図１Ａ】

【図１Ｂ】

【図２Ａ】

【図２Ｂ】

【図２Ｃ】

【図３Ａ】

【図３Ｂ】

【図３Ｃ】

【図４Ａ】

【図４Ｂ】

【図８】

【図９】

【図１２Ｂ】

【図１５】

【図１Ｃ】

【図５】

【図６】

【図７】

【図１０】

【図１１】

【図１２Ａ】

【図１３】

【図１４】

【公開番号】特開２０１２−６５６６１（Ｐ２０１２−６５６６１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９１２２（Ｐ２０１１−２３９１２２）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【分割の表示】特願２００７−５４０１８１（Ｐ２００７−５４０１８１）の分割
【原出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（３９２０１９３５２）イェール　ユニバーシティー (38)
【氏名又は名称原語表記】ＹＡＬＥ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
【出願人】（３０８０３２４６０）ザ　リージェンツ　オブ　ザ　ユニバーシティ　オブ　コロラド (25)
【Ｆターム（参考）】