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JP2018519811A - 修飾crispr rna及び修飾単一crispr rnaならびにその使用 - Google Patents

修飾crispr rna及び修飾単一crispr rnaならびにその使用 Download PDF

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Abstract

本開示は、CRISPRに使用される修飾オリゴヌクレオチドを含む化合物を提供する。ある特定の実施形態において、そのような修飾オリゴヌクレオチドは、crRNAの改善された特性を提供する。ある特定の実施形態において、そのような修飾オリゴヌクレオチドは、scrRNAの改善された特性を提供する。【選択図】図1

Description

配列表
本出願は、配列表とともに電子形式で出願されている。この配列表は、2016年6月29日に作成された20KbのサイズのCORE0134WOSEQ_ST25.txtという表題のファイルとして提出される。配列表の電子形式の情報は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
遺伝子を編集または無効化するためのクラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)の使用が記載されている。例えば、Jinek et al.,Scinece 337:816−821(2012)、Mali et al.Science 339:823−826(2013)を参照されたい。
種々のCRISPRシステムが記載されている。例えば、WO2013/176772、WO2015/006747、Qi et al.,Cell 152:1 173−1(2013)、Gilbert al.,Cell 154:1−10(2013)、Jinek al.,Science 337:816−821(2012)、Mali al.Science 339:823−826(2013)、Doudna al.,Science 346:6213(2014)を参照されたい。また、Zetsche al.,Cell 163:1−13(2015)も参照されたい。本発明は、CRISPRシステムでcrRNAとして使用される修飾オリゴヌクレオチドを提供する。ある特定の実施形態において、そのような修飾crRNAは、非修飾crRNAと比べて改善された安定性を有する。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、5’末端及び/または3’末端が安定化される。ある特定の実施形態において、そのような安定化されたcrRNAは、エキソヌクレアーゼ及び/またはエンドヌクレアーゼによる消化に耐性である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、非修飾crRNAと比べて標的DNAに対する改善された親和性を有する。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、非修飾crRNAと比べて標的DNAに対する改善された選択性を有する。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、非修飾crRNAと比べてtracrRNAに対する改善された親和性を有する。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、非修飾crRNAと比べて改善された細胞取り込みを有する。
そのようなある特定の実施形態において、修飾は、標的DNAに対する親和性を高め、標的DNA及びtracrRNAにハイブリダイズするのに十分な親和性を保持する一方で、修飾crRNAを短くすることができる。したがって、ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、非修飾crRNAよりも短い。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、40〜50結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、35〜45結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、30〜40結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、25〜35結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、20〜30結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、25〜35結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、20〜30結合ヌクレオシド長である。そのようなある特定の実施形態において、そのようなより短いcrRNAは、改善された取り込み特性を有する。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、トランスフェクション試薬または電気穿孔を用いずに細胞に取り込まれる。そのようなある特定の実施形態において、細胞は動物に存在する。ある特定の実施形態において、動物はCas9を発現する。ある特定の実施形態において、動物は、Cas9を発現させる手段を用いて予めまたは同時に処理される。そのようなある特定の実施形態において、そのような処理は、Cas9を送達するためのベクターの投与を含む。そのようなある特定の実施形態において、そのようなベクターは、ウイルスベクターであり、例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)である。そのようなある特定の実施形態において、ウイルスベクターは、AAVベクターに適合するCas9由来の黄色ブドウ球菌を発現する。
本発明はまた、CRISPRシステムでscrRNAとして使用される修飾オリゴヌクレオチドも提供する。ある特定の実施形態において、そのような修飾scrRNAは、非修飾scrRNAと比べて改善された安定性を有する。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、5’末端及び/または3’末端が安定化される。ある特定の実施形態において、そのような安定化されたscrRNAは、エキソヌクレアーゼ及び/またはエンドヌクレアーゼによる消化に耐性である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、非修飾scrRNAと比べてscrRNA標的DNAに対する改善された親和性を有する。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、非修飾scrRNAと比べてscrRNA標的DNAに対する改善された選択性を有する。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、非修飾scrRNAと比べてヌクレアーゼに対する改善された親和性を有する。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、非修飾scrRNAと比べて改善された細胞取り込みを有する。
そのようなある特定の実施形態において、修飾は、scrRNA標的DNAに対する親和性を高め、scrRNA標的DNA及びヌクレアーゼにハイブリダイズするのに十分な親和性を保持する一方で、修飾scrRNAを短くすることができる。したがって、ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、非修飾scrRNAよりも短い。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、40〜50結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、35〜45結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、30〜40結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、25〜35結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、20〜30結合ヌクレオシド長である。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、25〜35結合ヌクレオシド長である。そのようなある特定の実施形態において、そのようなより短いscrRNAは、改善された取り込み特性を有する。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、トランスフェクション試薬または電気穿孔を用いずに細胞に取り込まれる。そのようなある特定の実施形態において、細胞は動物に存在する。ある特定の実施形態において、動物は、scrRNAによって認識されるヌクレアーゼ(例えば、Cpf1ヌクレアーゼ)を発現する。ある特定の実施形態において、動物は、scrRNAによって認識されるヌクレアーゼ(例えば、Cpf1ヌクレアーゼ)を発現する手段を用いて予めまたは同時に処理される。そのようなある特定の実施形態において、そのような処理は、scrRNAによって認識されるヌクレアーゼ(例えば、Cpf1ヌクレアーゼ)を送達するためのベクターの投与を含む。そのようなある特定の実施形態において、そのようなベクターは、ウイルスベクターであり、例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)である。
ある特定の実施形態において、CRISPRシステムは、標的遺伝子が編集された後、またはscrRNA標的遺伝子が改変された後に阻害される。そのようなある特定の実施形態において、細胞内の修飾crRNAまたは修飾scrRNAは、標的遺伝子またはscrRNA標的遺伝子が編集または改変された後に分解される。そのようなある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ活性を示すためにはcrRNAまたはscrRNAが必要であるため、ヌクレアーゼ(例えば、Cas9またはCpf1ヌクレアーゼ)は細胞内で発現され続けるが、もはや活性ではない。そのようなある特定の実施形態において、オフターゲット遺伝子の望ましくない開裂等のCRISPRシステムのオフターゲット効果は、例えば、ウイルスベクターによってヌクレアーゼ活性に必要な全ての構成成分が永久的に発現され続けるCRISPRシステムと比べて低い。そのようなある特定の実施形態において、修飾crRNAまたは修飾scrRNAの分解は、crRNAまたはscrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーションによって促進される。ある特定の実施形態において、修飾crRNAまたは修飾scrRNAの分解は、細胞内に存在するヌクレアーゼによって促進される。
ある特定の実施形態において、CRISPRシステムは、細胞内のtracrRNAの分解によって標的遺伝子が編集された後に阻害される。そのようなある特定の実施形態において、tracrRNAの分解は、tracrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーションによって促進される。ある特定の実施形態において、tracrRNAの分解は、細胞内に存在するヌクレアーゼによって促進される。
ある特定の実施形態において、CRISPRシステムは、ヌクレアーゼ(例えば、Cas9またはCpf1ヌクレアーゼ)の発現の阻害によって標的遺伝子が編集された後またはscrRNA標的遺伝子が改変された後に阻害される。そのようなある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ遺伝子は、修飾crRNAまたは修飾scrRNAによって編集または改変される。ある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ転写物は、ヌクレアーゼ転写物に相補的なオリゴヌクレオチドへのヌクレアーゼ転写物のハイブリダイゼーション後に分解される。
以下の非限定的な番号付けされた実施形態が提供される。
実施形態1.20〜50個の結合ヌクレオシドからなる修飾crRNAを含む、化合物。
実施形態2.修飾crRNAは、5’−安定化である、実施形態1の化合物。
実施形態3.修飾crRNAは3’−安定化である、実施形態1または2の化合物。
実施形態4.修飾crRNAは、標的DNAに対するcrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態1〜3のいずれかの化合物。
実施形態5.修飾crRNAは、tracrRNAに対するcrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態1〜4のいずれかの化合物。
実施形態6.修飾crRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、チミンである、実施形態1〜5のいずれかの化合物。
実施形態7.修飾crRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、修飾核酸塩基である、実施形態1〜5のいずれかの化合物。
実施形態8.修飾核酸塩基は、5−メチルシトシンである、実施形態7の化合物。
実施形態9.修飾crRNAの少なくとも1つのヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態1〜8のいずれかの化合物。
実施形態10.修飾crRNAの各ヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態9の化合物。
実施形態11.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、中性ヌクレオシド間結合である、実施形態9または10の化合物。
実施形態12.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メトキシプロピル基を含む、実施形態11の化合物。
実施形態13.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホノ酢酸を含む、実施形態9〜12のいずれかの化合物。
実施形態14.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メチルホスホン酸を含む、実施形態9〜13のいずれかの化合物。
実施形態15.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態9〜14のいずれかの化合物。
実施形態16.修飾crRNAの少なくとも2つの結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態9〜15のいずれかの可能物。
実施形態17.修飾crRNAの少なくとも2つの修飾結合は、互いに同じである、実施形態16の化合物。
実施形態18.修飾crRNAは、crRNAの5’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、実施形態9〜17の化合物。
実施形態19.修飾crRNAは、crRNAの3’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、実施形態9〜18の化合物。
実施形態20.crRNAの各ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態9の化合物。
実施形態21.修飾crRNAは、2’−デオキシヌクレオシドを含まない、実施形態1〜20のいずれかの化合物。
実施形態22.修飾crRNAの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態1〜21のいずれかの化合物。
実施形態23.crRNAの5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態22の化合物。
実施形態24.5’末端ヌクレオシドは、非二環式2’−修飾糖部分を含む、実施形態23の化合物。
実施形態25.5’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、実施形態23の化合物。
実施形態26.5’末端ヌクレオシドは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から選択される修飾糖部分を含む、実施形態23の化合物。
実施形態27.crRNAの5’末端のヌクレオシド間は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態22〜26のいずれかの化合物。
実施形態28.修飾crRNAは、
式5’−NyNy−R−3’を有し、
式中、
各Nyは、非修飾2’−デオキシ糖部分、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分、2’−O−メチル修飾糖部分、2’−F修飾糖部分、及びcEt修飾糖部分の中から独立して選択される糖部分を含むヌクレオシドであり、
zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択される中性ヌクレオシド間結合であり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Rは、crRNAの残りの部分である、実施形態22の化合物。
実施形態29.修飾crRNAは、
式5’−NmNx−R−3’を有し、
式中、
Nmは、2’−O−メチル修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
Nxは、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分及び2’−F修飾糖部分の中から選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Rは、crRNAの残りの部分である、実施形態22の化合物。
実施形態30.crRNAの3’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態22〜29のいずれかの化合物。
実施形態31.crRNAの3’末端ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態30の化合物。
実施形態32.修飾crRNAは、
式5’−A−NrNr−3’を有し、
式中、
各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Aは、crRNAの残りの部分である、実施形態31の化合物。
実施形態33.修飾crRNAは、
式5’−A−NrNr−3’を有し、
式中、
各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択されるヌクレオシド間リン酸結合または中性ヌクレオシド間結合であり、
Aは、crRNAの残りの部分であるが、
但し、前記3’末端Nrが2’−F糖部分を含む場合、zはヌクレオシド間リン酸結合ではないものとする、実施形態30の化合物。
実施形態34.修飾crRNAのDNA認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含み、修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、実施形態22〜33のいずれかの化合物。
実施形態35.7つの5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態34の化合物。
実施形態36.7つの5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、互いに同じである、実施形態35の化合物。
実施形態37.7つの5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は各々、2’−O−メチル及び2’−Fの中から独立して選択される、実施形態34の化合物。
実施形態38.7つの5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、2’−O−メチルと2’−Fとが交互になっている、実施形態37の化合物。
実施形態39.crRNAのDNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態1〜38のいずれかの化合物。
実施形態40.修飾crRNAのtracrRNA認識部分は、少なくとも4つの修飾ヌクレオシドを含み、修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、実施形態1〜39のいずれかの化合物。
実施形態41.tracrRNA認識部分の修飾糖部分の各々は、互いに同じである、実施形態40の化合物。
実施形態42.tracrRNA認識部分の各修飾糖部分は、cEtである、実施形態40の化合物。
実施形態43.crRNAのtracrRNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態1〜42のいずれかの化合物。
実施形態44.crRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態1〜43のいずれかの化合物。
実施形態45.crRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態1〜43のいずれかの化合物。
実施形態46.crRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態45の化合物。
実施形態47.crRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態45の化合物。
実施形態48.crRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態45の化合物。
実施形態49.crRNAは、20〜28個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態45の化合物。
実施形態50.crRNAのtracrRNA認識部分は、12個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態1〜49のいずれかの化合物。
実施形態51.crRNAのDNA認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態1〜50のいずれかの化合物。
実施形態52.crRNAのtracrRNA認識部分は、アルキンまたはアジドから選択される修飾を含む、実施形態1〜50のいずれかの化合物。
実施形態53.化合物は、crRNAからなる、実施形態1〜52のいずれかの化合物。
実施形態54.化合物は、共役基を含む、実施形態1〜52のいずれかの化合物。
実施形態55.共役基は、GalNAcを含む、実施形態54の化合物。
実施形態56.crRNAのDNA認識部分の核酸塩基配列は、標的DNAに少なくとも90%相補的である、実施形態1〜55のいずれかの化合物。
実施形態57.crRNAのDNA認識部分の核酸塩基配列は、標的DNAに100%相補的である、実施形態56の化合物。
実施形態58.細胞を、実施形態1〜57のいずれかの化合物と接触させることを含む、方法。
実施形態59.細胞は、Cas9を発現する、実施形態58の方法。
実施形態60.細胞を、実施形態1〜57のいずれかの化合物、及びCas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
実施形態61.細胞を、実施形態1〜57のいずれかの化合物、及びCas9をコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態62.細胞を、実施形態1〜57のいずれかの化合物、ならびにCas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態63.細胞を、実施形態1〜57のいずれかの化合物、Cas9遺伝子をコードするプラスミド、及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態64.crRNAは、20〜32個のヌクレオシドからなる、実施形態58〜63のいずれかの方法。
実施形態65.crRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で細胞に取り込まれる、実施形態58〜64のいずれかの方法。
実施形態66.細胞を、実施形態52の修飾crRNA、ならびにアルキン及びアジドの中から選択される修飾を含むtracrRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態67.細胞を、Cas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、実施形態66の方法。
実施形態68.細胞は、Cas9を発現する、実施形態66の方法。
実施形態69.細胞は、動物細胞である、実施形態58〜68のいずれかの方法。
実施形態70.動物に、実施形態1〜57のいずれかの修飾化合物を投与することを含む、方法。
実施形態71.投与は、皮下投与である、実施形態70の方法。
実施形態72.投与は、くも膜下腔内投与である、実施形態70の方法。
実施形態73.Cas9遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、実施形態70〜72のいずれかの方法。
実施形態74.動物は、Cas9を発現する、実施形態70〜72のいずれかの方法。
実施形態75.Cas9遺伝子をコードするプラスミド、及びtracrRNAを投与することを含む、実施形態70〜72のいずれかの方法。
実施形態76.プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して動物内の細胞に送達される、実施形態75の方法。
実施形態77.プラスミドは、レンチウイルスを介して動物内の細胞に送達される、実施形態75の方法。
実施形態78.標的遺伝子は、編集される、実施形態70〜77のいずれかの方法。
実施形態79.crRNAは、標的遺伝子が編集された後に分解される、実施形態78の方法。
実施形態80.Cas9は、crRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、実施形態79の方法。
実施形態81.tracrRNAは、非修飾である、実施形態5の化合物。
実施形態82.tracrRNAは、修飾されている、実施形態5の化合物。
実施形態83.10個の5’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、実施形態34の化合物。
実施形態84.10個の5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、互いに同じである、実施形態83の化合物。
実施形態85.10個の5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は各々、2’−F及び2’−O−メチルの中から独立して選択される、実施形態83の化合物。
実施形態86.10個の5’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、2’−Fである、実施形態84の化合物。
実施形態87.crRNAモチーフは、表Aに列挙されるモチーフの中から選択される、実施形態4の化合物。
実施形態88.tracrRNA認識部分の少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは、crRNAの4つの3’末端ヌクレオシドである、実施形態40または81〜87のいずれかの化合物。
実施形態89.tracrRNA認識部分の少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは、2’−O−メチル修飾糖部分を含む、実施形態88の化合物。
実施形態90.tracrRNA認識部分は、5つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態40または81〜89のいずれかの化合物。
実施形態91.tracrRNA認識部分は、6つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態40または81〜89のいずれかの化合物。
実施形態92.tracrRNA認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態40または81〜89のいずれかの化合物。
実施形態93.tracrRNA認識部分は、9つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態40、81〜86、または88〜89のいずれかの化合物。
実施形態94.tracrRNA認識部分の少なくとも1つの修飾糖部分は、二環式糖部分である、実施形態40または81〜93のいずれかの化合物。
実施形態95.tracrRNA認識部分の2つの3’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、実施形態94の化合物。
実施形態96.tracrRNA認識部分は、5つの二環式糖部分を含む、実施形態95の化合物。
実施形態97.tracrRNA認識部分は、6つの二環式糖部分を含む、実施形態95の化合物。
実施形態98.tracrRNA認識部分は、9つの二環式糖部分を含む、実施形態93の化合物。
実施形態99.各二環式糖部分は、cEt及びLNAの中から独立して選択される、実施形態94〜98のいずれかの化合物。
実施形態100.各二環式糖部分は、cEtである、実施形態99の化合物。
実施形態101.crRNAのtracrRNA認識部分の5’末端のヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態40または88〜100のいずれかの化合物。
実施形態102.crRNAのtracrRNA認識部分の5’末端のヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、実施形態101の化合物。
実施形態103.二環式糖部分は、cEtまたはLNAである、実施形態102の化合物。
実施形態104.二環式糖部分は、cEtである、実施形態103の化合物。
実施形態105.crRNAのDNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態81〜104のいずれかの化合物。
実施形態106.tracrRNA認識部分の修飾糖部分の各々は、互いに同じである、実施形態88の化合物。
実施形態107.crRNAのtracrRNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態81〜106のいずれかの化合物。
実施形態108.crRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜107のいずれかの化合物。
実施形態109.crRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜107のいずれかの化合物。
実施形態110.crRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態109の化合物。
実施形態111.crRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜86または88〜109のいずれかの化合物。
実施形態112.crRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態109の化合物。
実施形態113.crRNAは、20〜28個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜86または88〜109のいずれかの化合物。
実施形態114.crRNAのtracrRNA認識部分は、12個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜113のいずれかの化合物。
実施形態115.crRNAのDNA認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態81〜114のいずれかの化合物。
実施形態116.crRNAのtracrRNA認識部分は、アルキンまたはアジドから選択される修飾を含む、実施形態81〜115のいずれかの化合物。
実施形態117.化合物は、crRNAからなる、実施形態81〜116のいずれかの化合物。
実施形態118.化合物は、共役基を含む、実施形態81〜116のいずれかの化合物。
実施形態119.共役基は、GalNAcを含む、実施形態118の化合物。
実施形態120.共役基は、親油性である、実施形態54または118の化合物。
実施形態121.crRNAのDNA認識部分の核酸塩基配列は、標的DNAに少なくとも90%相補的である、実施形態81〜120のいずれかの化合物。
実施形態122.crRNAのDNA認識部分の核酸塩基配列は、標的DNAに100%相同的である、実施形態121の化合物。
実施形態123.細胞を、実施形態81〜122のいずれかの化合物と接触させることを含む、方法。
実施形態124.細胞は、Cas9を発現する、実施形態123の方法。
実施形態125.細胞を、実施形態81〜122のいずれかの化合物、及びCas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
実施形態126.細胞を、実施形態81〜122のいずれかの化合物、及びCas9をコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態127.細胞を、実施形態81〜122のいずれかの化合物、ならびにCas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態128.細胞を、実施形態81〜122のいずれかの化合物、Cas9遺伝子をコードするプラスミド、及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態129.crRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で細胞に取り込まれる、実施形態123〜128のいずれかの方法。
実施形態130.細胞は、動物細胞である、実施形態123〜129のいずれかの方法。
実施形態131.動物に、実施形態81〜122のいずれかの修飾化合物を投与することを含む、方法。
実施形態132.投与は、皮下投与である、実施形態131の方法。
実施形態133.投与は、くも膜下腔内投与である、実施形態131の方法。
実施形態134.投与は、中枢神経系に対する投与である、実施形態70または131の方法。
実施形態135.Cas9遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、実施形態131〜134のいずれかの方法。
実施形態136.動物は、Cas9を発現する、実施形態131〜134のいずれかの方法。
実施形態137.Cas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAを投与することを含む、実施形態131〜134のいずれかの方法。
実施形態138.プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して動物内の細胞に送達される、実施形態135または137の方法。
実施形態139.プラスミドは、レンチウイルスを介して動物内の細胞に送達される、実施形態135または137の方法。
実施形態140.標的遺伝子は、編集される、実施形態131〜139のいずれかの方法。
実施形態141.crRNAは、標的遺伝子が編集された後に分解される、実施形態140の方法。
実施形態142.Cas9は、crRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、実施形態141の方法。
実施形態143.動物は、ヒトである、実施形態69〜80または130〜142のいずれかの方法。
実施形態144.細胞を、実施形態1〜57または81〜122のいずれかの化合物と接触させることと、標的遺伝子を編集することと、細胞を、crRNA、tracrRNAまたはCas9ヌクレアーゼの活性または発現を低下させるまたは阻害する第2の化合物と接触させることと、を含む、方法。
実施形態145.細胞は、標的遺伝子が編集された後に第2の化合物と接触させられる、実施形態144の方法。
実施形態146.第2の化合物は、crRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、実施形態144または145の方法。
実施形態147.crRNAは、分解される、実施形態146の方法。
実施形態148.第2の化合物は、tracrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、実施形態144または145の方法。
実施形態149.tracrRNAは、分解される、実施形態148の方法。
実施形態150.第2の化合物は、Cas9ヌクレアーゼ遺伝子を標的とするcrRNAを含む、実施形態144または145の方法。
実施形態151.第2の化合物は、Cas9転写物に相補的なオリゴヌクレオチドを含む、実施形態144または145の方法。
実施形態152.Cas9ヌクレアーゼの発現が阻害される、実施形態150または151の方法。
実施形態153.細胞は、動物細胞である、実施形態144〜152のいずれかの方法。
実施形態154.動物は、ヒトである、実施形態153の方法。
実施形態155.tracrRNAは、非修飾である、実施形態63または128の方法。
実施形態156.tracrRNAは、修飾されている、実施形態63または128の方法。
実施形態157.crRNA及びtracrRNAの両方が、トランスフェクション試薬の非存在下で細胞に取り込まれる、実施形態63、128、または155〜156の方法。
実施形態158.細胞は、動物細胞である、実施形態155〜157のいずれかの方法。
実施形態159.動物は、ヒトである、実施形態158の方法。
実施形態160.ゲノムを、実施形態1〜57または81〜122のいずれかの化合物と接触させることを含む、ゲノム遺伝子座可視化の方法。
実施形態161.オフターゲット遺伝子の編集が、20〜50個の結合ヌクレオシドからなる修飾crRNAを含む化合物の代わりに50個超のヌクレオシドを含む非修飾crRNAまたは化合物が使用された場合のオフターゲット遺伝子の編集と比べて低下する、実施形態58〜80または123〜160のいずれかの方法。
実施形態162.20〜50個の結合ヌクレオシドからなる修飾scrRNAを含む、化合物。
実施形態163.修飾scrRNAは、5’−安定化である、実施形態162の化合物。
実施形態164.修飾scrRNAは、3’−安定化である、実施形態162または163の化合物。
実施形態165.修飾scrRNAは、scrRNA標的DNAに対するscrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態162〜164のいずれかの化合物。
実施形態166.修飾scrRNAは、ヌクレアーゼに対するscrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態161〜165のいずれかの化合物。
実施形態167.ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、実施形態166の化合物。
実施形態168.修飾scrRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、チミンである、実施形態161〜167のいずれかの化合物。
実施形態169.修飾scrRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、修飾核酸塩基である、実施形態161〜168のいずれかの化合物。
実施形態170.修飾核酸塩基は、5−メチルシトシンである、実施形態169の化合物。
実施形態171.修飾scrRNAの少なくとも1つのヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態161〜170のいずれかの化合物。
実施形態172.修飾scrRNAの各ヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態171の化合物。
実施形態173.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、中性ヌクレオシド間結合である、実施形態171または172の化合物。
実施形態174.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メトキシプロピル基を含む、実施形態173の化合物。
実施形態175.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホノ酢酸を含む、実施形態171〜174のいずれかの化合物。
実施形態176.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メチルホスホン酸を含む、実施形態171〜175のいずれかの化合物。
実施形態177.少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態171〜176のいずれかの化合物。
実施形態178.修飾scrRNAの少なくとも2つの結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、実施形態171〜177のいずれかの化合物。
実施形態179.修飾scrRNAの少なくとも2つの修飾結合は、互いに同じである、実施形態178の化合物。
実施形態180.修飾scrRNAは、scrRNAの5’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、実施形態171〜179のいずれかの化合物。
実施形態181.修飾scrRNAは、scrRNAの3’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、実施形態171〜180のいずれかの化合物。
実施形態182.scrRNAの各ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態171の化合物。
実施形態183.修飾scrRNAは、2’−デオキシヌクレオシドを含まない、実施形態161〜182のいずれかの化合物。
実施形態184.修飾scrRNAの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態161〜183のいずれかの化合物。
実施形態185.scrRNAの5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態184の化合物。
実施形態186.5’末端ヌクレオシドは、非二環式2’−修飾糖部分を含む、実施形態185の化合物。
実施形態187.5’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、実施形態185の化合物。
実施形態188.5’末端ヌクレオシドは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から選択される修飾糖部分を含む、実施形態185の化合物。
実施形態189.scrRNAの5’末端のヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態184〜188のいずれかの化合物。
実施形態190.修飾scrRNAは、
式5’−NyNy−R−3’を有し、
式中、
各Nyは、非修飾2’−デオキシ糖部分、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分、2’−O−メチル修飾糖部分、2’−F修飾糖部分、及びcEt修飾糖部分の中から独立して選択される糖部分を含むヌクレオシドであり、
zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択される中性ヌクレオシド間結合であり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Rは、scrRNAの残りの部分である、実施形態184の化合物。
実施形態191.修飾scrRNAは、
式5’−NmNx−R−3’を有し、
式中、
Nmは、2’−O−メチル修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
Nxは、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分及び2’−F修飾糖部分の中から選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Rは、scrRNAの残りの部分である、実施形態184の化合物。
実施形態192.scrRNAの3’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、実施形態184〜191のいずれかの化合物。
実施形態193.scrRNAの3’末端ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態192の化合物。
実施形態194.修飾scrRNAは、
式5’−A−NrNr−3’を有し、
式中、
各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
Aは、scrRNAの残りの部分である、実施形態193の化合物。
実施形態195.修飾scrRNAは、
式5’−A−NrNr−3’を有し、
式中、
各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択されるヌクレオシド間リン酸結合または中性ヌクレオシド間結合であり、
Aは、前記scrRNAの残りの部分であるが、
但し、前記3’末端Nrが2’−F糖部分を含む場合、zはヌクレオシド間リン酸結合ではないものとする、実施形態192の化合物。
実施形態196.修飾scrRNAのscrRNA標的認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含み、修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、実施形態184〜195のいずれかの化合物。
実施形態197.7つの3’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、実施形態196の化合物。
実施形態198.10個の3’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、実施形態196の化合物。
実施形態199.3’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、互いに同じである、実施形態197または198の化合物。
実施形態200.3’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は各々、2’−O−メチル及び2’−Fの中から独立して選択される、実施形態197または198の化合物。
実施形態201.3’末端ヌクレオシドの修飾糖部分は、2’−O−メチルと2’−Fとが交互になっている、実施形態200の化合物。
実施形態202.scrRNAのscrRNA標的認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態161〜201のいずれかの化合物。
実施形態203.修飾scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、少なくとも4つの修飾ヌクレオシドを含み、修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、実施形態161〜202のいずれかの化合物。
実施形態204.ヌクレアーゼ認識部分の4つの修飾ヌクレオシドは、scrRNAの4つの5’末端ヌクレオシドである、実施形態203の化合物。
実施形態205.ヌクレアーゼ認識部分の修飾糖部分の各々は、互いに同じである、実施形態203または204の化合物。
実施形態206.ヌクレアーゼ認識部分の各修飾糖部分は、cEtまたはLNAである、実施形態205の化合物。
実施形態207.少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは各々、2’−O−メチル修飾糖部分である、実施形態203〜205のいずれかの化合物。
実施形態208.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、実施形態161〜207のいずれかの化合物。
実施形態209.ヌクレアーゼ認識部分は、5つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態161〜208のいずれかの化合物。
実施形態210.ヌクレアーゼ認識部分は、6つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態161〜208のいずれかの化合物。
実施形態211.ヌクレアーゼ認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態161〜208のいずれかの化合物。
実施形態212.ヌクレアーゼ認識部分は、9つの修飾ヌクレオシドを含む、実施形態161〜208のいずれかの化合物。
実施形態213.ヌクレアーゼ認識部分の少なくとも1つの修飾糖部分は、二環式糖部分である、実施形態161〜212のいずれかの化合物。
実施形態214.ヌクレアーゼ認識部分の2つの5’末端ヌクレオシドが二環式糖部分を含む、実施形態213の化合物。
実施形態215.ヌクレアーゼ認識部分は、5つの二環式糖部分を含む、実施形態214の化合物。
実施形態216.ヌクレアーゼ認識部分は、6つの二環式糖部分を含む、実施形態214の化合物。
実施形態217.ヌクレアーゼ認識部分は、9つの二環式糖部分を含む、実施形態214の化合物。
実施形態218.各二環式糖部分は、cEt及びLNAの中から独立して選択される、実施形態213〜217のいずれかの化合物。
実施形態219.各二環式糖部分は、cEtである、実施形態218の化合物。
実施形態220.scrRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態161〜219のいずれかの化合物。
実施形態221.scrRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態161〜219のいずれかの化合物。
実施形態222.scrRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態221の化合物。
実施形態223.scrRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態221の化合物。
実施形態224.scrRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態221の化合物。
実施形態225.scrRNAは、20〜28個の結合ヌクレオシドからなる、実施形態221の化合物。
実施形態226.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態161〜225のいずれかの化合物。
実施形態227.scrRNAのscrRNA標的認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、実施形態161〜226のいずれかの化合物。
実施形態228.化合物は、scrRNAからなる、実施形態161〜227のいずれかの化合物。
実施形態229.化合物は、共役基を含む、実施形態161〜227のいずれかの化合物。
実施形態230.共役基は、GalNAcを含む、実施形態229の化合物。
実施形態231.共役基は、親油性基を含む、実施形態229の化合物。
実施形態232.scrRNAのscrRNA標的認識部分の核酸塩基配列は、scrRNA標的DNAに少なくとも90%相補的である、実施形態161〜231のいずれかの化合物。
実施形態233.scrRNAのscrRNA標的認識部分の核酸塩基配列は、scrRNA標的DNAに100%相同的である、実施形態232の化合物。
実施形態234.scrRNAは、自己相補的領域を含む、実施形態161〜233のいずれかの化合物。
実施形態235.自己相補的領域は、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分内にある、実施形態234の化合物。
実施形態236.自己相補的領域は、ヘアピンを形成し得る、実施形態234または235の化合物。
実施形態237.scrRNAの自己相補的領域は、自己相補的領域の安定性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態234〜236のいずれかの化合物。
実施形態238.scrRNAの自己相補的領域は、自己相補的領域のハイブリダイゼーション親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、実施形態234〜237のいずれかの化合物。
実施形態239.細胞を、実施形態161〜238のいずれかの化合物と接触させることを含む、方法。
実施形態240.細胞は、Cpf1ヌクレアーゼを発現する、実施形態239の方法。
実施形態241.細胞を、実施形態161〜238のいずれかの化合物、及びヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
実施形態242.細胞を、実施形態161〜238のいずれかの化合物、及びヌクレアーゼをコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
実施形態243.ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、実施形態241または242の方法。
実施形態244.scrRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で細胞に取り込まれる、実施形態239〜243のいずれかの方法。
実施形態245.細胞は、動物細胞である、実施形態239〜244のいずれかの方法。
実施形態246.動物に、実施形態161〜238のいずれかの修飾化合物を投与することを含む、方法。
実施形態247.投与は、皮下投与である、実施形態246の方法。
実施形態248.投与は、くも膜下腔内投与である、実施形態246の方法。
実施形態249.投与は、中枢神経系に対する投与である、実施形態246の方法。
実施形態250.ヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、実施形態246〜249のいずれかの方法。
実施形態251.動物は、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分によって認識されるヌクレアーゼを発現する、実施形態246〜249のいずれかの方法。
実施形態252.ヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、実施形態246〜249のいずれかの方法。
実施形態253.プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して動物内の細胞に送達される、実施形態250または252の方法。
実施形態254.プラスミドは、レンチウイルスを介して動物内の細胞に送達される、実施形態250または252の方法。
実施形態255.ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、実施形態250〜254のいずれかの方法。
実施形態256.scrRNA標的遺伝子が改変される、実施形態239〜255のいずれかの方法。
実施形態257.scrRNAは、scrRNA標的遺伝子が改変された後に分解される、実施形態256の方法。
実施形態258.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分によって認識されるヌクレアーゼは、scrRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、実施形態257の方法。
実施形態259.動物は、ヒトである、実施形態245〜258のいずれかの方法。
実施形態260.細胞を、実施形態161〜238のいずれかの化合物と接触させることと、scrRNA標的遺伝子を改変することと、scrRNAまたはヌクレアーゼの活性または発現を低下させるまたは阻害する第2の化合物と接触させることと、を含む、方法。
実施形態261.ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、実施形態260の方法。
実施形態262.細胞は、scrRNA標的遺伝子が改変された後に第2の化合物と接触させられる、実施形態260または261の方法。
実施形態263.第2の化合物は、scrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、実施形態260〜262のいずれかの方法。
実施形態264.scrRNAは、分解される、実施形態263の方法。
実施形態265.第2の化合物は、ヌクレアーゼ遺伝子を標的とするscrRNAを含む、実施形態260〜262のいずれかの方法。
実施形態266.第2の化合物は、ヌクレアーゼ転写物に相補的なオリゴヌクレオチドを含む、実施形態260〜262のいずれかの方法。
実施形態267.ヌクレアーゼの発現が阻害される、実施形態265または266の方法。
実施形態268.細胞は、動物細胞である、実施形態260〜267のいずれかの方法。
実施形態269.動物は、ヒトである、実施形態268の方法。
実施形態270.ゲノムを、実施形態161〜238のいずれかの化合物と接触させることを含む、ゲノム遺伝子座可視化の方法。
実施形態271.オフターゲット遺伝子の改変が、20〜50個の結合ヌクレオシドからなる前記修飾scrRNAを含む化合物の代わりに50個超のヌクレオシドを含む非修飾scrRNAまたは化合物が使用された場合のオフターゲット遺伝子の改変と比べて低下する、実施形態239〜269のいずれかの方法。
実施形態272.crRNAのtracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の少なくとも12個の連続核酸塩基を含む、実施形態1〜57または81〜122のいずれかの化合物。
実施形態273.crRNAのtracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の最初の12個の核酸塩基を含む、実施形態1〜57または81〜122のいずれかの化合物。
実施形態274.crRNAのtracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の最初の12個の核酸塩基からなる、実施形態1〜57または81〜122のいずれかの化合物。
実施形態275.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列UCUACUを含む、実施形態162〜238のいずれかの化合物。
実施形態276.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列GUAGAUを含む、実施形態162〜238のいずれかの化合物。
実施形態277.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列UCUACU及び配列GUAGAUを含む、実施形態162〜238のいずれかの化合物。
実施形態278.scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列番号26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、及び39の中から選択される配列の少なくとも12個の核酸塩基を含む、実施形態162〜238のいずれかの化合物。
実施形態279.DNA認識部分は、7〜9つの2’−修飾糖部分を含む、実施形態1〜57、81〜86、88〜122、162〜238、または272〜278のいずれかの化合物。
実施形態280.7〜9つの2’−修飾糖部分は、2’−F修飾糖部分である、実施形態279の化合物。
実施形態281.tracrRNA認識部分またはヌクレアーゼ認識部分は、5〜6つの二環式糖部分を含む、実施形態279または280のいずれかの化合物。
実施形態282.5〜6つの二環式糖部分は、cEtである、実施形態281の化合物。
実施形態283.実施形態1〜57、81〜122、162〜238、または272〜283のいずれかの化合物を含む、薬学的組成物。
実施形態284.投与は、硝子体内投与である、実施形態70、131、または246のいずれかの方法。
実施形態285.細胞は、植物細胞である、実施形態58〜68、123〜129、144〜152、155〜157、239〜244、または260〜267のいずれかの方法。
実施形態286.細胞は、動物細胞である、実施形態58〜68、123〜129、144〜152、155〜157、239〜244、または260〜267のいずれかの方法。
実施形態287.細胞は、T細胞である、実施形態58〜68、123〜129、144〜152、155〜157、239〜244、または260〜267のいずれかの方法。
実施形態288.実施形態1〜57、81〜122、162〜238、若しくは272〜282のいずれかの化合物、または実施形態283に記載の組成物を個体に投与すること、それによって個体における疾患を治療することを含む、個体における疾患を治療する方法。
実施形態289.疾患の治療のための、実施形態1〜57、81〜122、162〜238、若しくは272〜282のいずれかの化合物、または実施形態283の組成物の使用。
実施形態290.薬物の調製のための、実施形態1〜57、81〜122、162〜238、または272〜282のいずれかの化合物の使用。
実施形態291.実施形態1〜57、81〜122、162〜238、若しくは272〜282のいずれかの化合物、または実施形態283の組成物を動物に投与すること、及び、ヒトへの移植のために前記動物から器官を採取する方法。
hLDLRの遺伝子編集の程度を示すゲルである。 hVEGFAの遺伝子編集の程度を示すゲルである。 短い修飾crRNAを含むcrRNAを使用するhVEGFAの遺伝子編集の程度を示すゲルである。 図4a及び4bは、DNMT1遺伝子の改変部上のDNA(シトシン−5)−メチルトランスフェラーゼ1(DNMT1)に相補的なscrRNA標的認識部分を含む切断型scrRNAの影響を示すゲルである。図4a及び図4bは、36個のみのヌクレオシドを含有するscrRNAを含む複数の切断型scrRNAが、DNMT1遺伝子を改変したことを示している。 図4a及び4bは、DNMT1遺伝子の改変部上のDNA(シトシン−5)−メチルトランスフェラーゼ1(DNMT1)に相補的なscrRNA標的認識部分を含む切断型scrRNAの影響を示すゲルである。図4a及び図4bは、36個のみのヌクレオシドを含有するscrRNAを含む複数の切断型scrRNAが、DNMT1遺伝子を改変したことを示している。 マウスのプロタンパク質転換酵素サブチリシン・ケキシン9型(Pcsk9)を編集するように設計及び合成された切断型tracrRNAの活性の程度を示すゲルである。 Pcsk9を標的とする共役または非共役修飾crRNAのDNA切断活性を示すゲルである。 修飾crRNAが、エクスビボで肝細胞において、sgRNA陽性対照に対するのと同様の能力でPcsk9遺伝子を破壊したことを示すゲルである。
前述の一般的な説明も以下の詳細な説明もいずれも例示的かつ説明的であるにすぎず、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。本明細書において、単数形の使用は、別途明確に記述されない限り、複数形を含む。本明細書で使用されるとき、「または(or)」の使用は、別途記述されない限り、「及び/または(and/or)」を意味する。さらに、「含む(including)」という用語、ならびに「含む(include)」及び「含まれる(included)」等の他の形態の使用は、限定的ではない。また、「要素」または「成分」等の用語は、別途明確に記述されない限り、1つのユニットを含む要素及び複数の成分と2つ以上のサブユニットを含む要素及び複数の成分の両方を包含する。
本明細書で使用される節の見出しは、構成目的のみのためであり、記載される主題を限定するものと解釈されるべきではない。特許、特許出願、記事、書籍、及び論文を含むが、これらに限定されない本出願において引用されるすべての文書または文書の一部は、参照によりそれらの全体があらゆる目的のために本明細書に明確に組み込まれる。
定義
別途示されない限り、以下の用語は、以下の意味を有する。
本明細書で使用されるとき、「2’−デオキシヌクレオシド」とは、天然のデオキシリボ核酸(DNA)に見られるような2’−H(H)フラノシル糖部分を含むヌクレオシドを意味する。ある特定の実施形態において、2’−デオキシヌクレオシドは、修飾核酸塩基を含み得るか、またはRNA核酸塩基(例えば、ウラシル)を含み得る。
本明細書で使用されるとき、「2’−置換ヌクレオシド」または「2−修飾ヌクレオシド」とは、2’−置換または2’−修飾糖部分を含むヌクレオシドを意味する。本明細書で使用されるとき、糖部分に関連して「2’−置換」または「2−修飾」とは、HまたはOH以外の2’−置換基を含むフラノシル糖部分を意味する。
本明細書で使用されるとき、修飾オリゴヌクレオチドに関連して「3’−安定化」とは、3’末端に1つまたは複数の修飾を含まない対応するオリゴヌクレオチドと比べて、細胞または動物におけるオリゴヌクレオチドの安定性を高める1つまたは複数の修飾を3’末端に含む修飾オリゴヌクレオチドを意味する。
本明細書で使用されるとき、修飾オリゴヌクレオチドに関連して「5’−安定化」とは、5’末端に1つまたは複数の修飾を含まない対応するオリゴヌクレオチドと比べて、細胞または動物におけるオリゴヌクレオチドの安定性を高める1つまたは複数の修飾を5’末端に含む修飾オリゴヌクレオチドを意味する。
本明細書で使用されるとき、「二環式ヌクレオシド」または「BNA」とは、二環式糖部分を含むヌクレオシドを意味する。本明細書で使用されるとき、「二環式糖」または「二環式糖部分」とは、2つの環を含む修飾糖部分を意味し、第2の環は、第1の環の原子のうちの2つを接続する架橋によって形成され、それによって二環式構造を形成する。ある特定の実施形態において、二環式糖部分の第1の環は、フラノシル部分である。ある特定の実施形態において、二環式糖部分は、フラノシル部分を含まない。
本明細書で使用されるとき、「Cas9」とは、crRNA及びtracrRNAとの複合体中にある場合、標的DNAを認識及び/または開裂するヌクレアーゼを意味する。ある特定の実施形態において、Cas9は、化膿性連鎖球菌に由来する。ある特定の実施形態において、Cas9は、黄色ブドウ球菌に由来する。
本明細書で使用されるとき、「細胞標的部分」とは、単数または複数の特定の細胞型に結合することができる共役基または共役基の一部を意味する。
本明細書で使用されるとき、オリゴヌクレオチドに関連して「相補的」とは、2つの核酸塩基配列を反対方向に整列させたときに、そのようなオリゴヌクレオチドまたはその1つ以上の領域の核酸塩基配列が、別のオリゴヌクレオチドまたは核酸またはその1つ以上の領域の核酸塩基配列にマッチすることを意味する。本明細書に記載されるような核酸塩基にマッチするかまたは相補的な核酸塩基は、別途指定されない限り、アデニン(A)及びチミン(T)、アデニン(A)及びウラシル(U)、シトシン(C)及びグアニン(G)、ならびに5−メチルシトシン(C)及びグアニン(G)に限定される。相補的なオリゴヌクレオチド及び/または核酸は、各ヌクレオシドに相補的な核酸塩基を有する必要はない。むしろ、いくつかのミスマッチが許容される。本明細書で使用されるとき、オリゴヌクレオチドに関連して「完全に相補的」または「100%相補的」とは、そのようなオリゴヌクレオチドが、各ヌクレオシドにおいて別のオリゴヌクレオチドまたは核酸に相補的であることを意味する。そのような実施形態において、ミスマッチは許容されない。
本明細書で使用されるとき、「共役基」とは、親化合物、例えば、オリゴヌクレオチドに直接的または間接的に結合する原子団を意味する。
本明細書で使用されるとき、「共役リンカー」とは、共役基を親化合物、例えば、オリゴヌクレオチドに接続する原子団を意味する。
本明細書で使用されるとき、オリゴヌクレオチドの文脈において「連続」とは、互いに直接隣接するヌクレオシド、核酸塩基、糖部分、またはヌクレオシド間結合を指す。例えば、「連続核酸塩基」とは、互いに直接隣接する核酸塩基を意味する。
本明細書で使用されるとき、「crRNA」とは、DNA認識部分及びtracrRNA認識部分を含むオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドの一部を意味する。本明細書で使用されるとき、「DNA認識部分」とは、DNA標的に相補的な核酸塩基配列である。本明細書で使用されるとき、「tracrRNA認識部分」とは、tracrRNAに結合しているかまたは結合することができる核酸塩基配列である。crRNAのtracRNA認識部分は、ハイブリダイゼーションまたは共有結合的結合によりtracrRNAに結合してもよい。
本明細書で使用されるとき、オリゴヌクレオチドに関連して「完全に修飾された」とは、各糖部分が修飾された修飾オリゴヌクレオチドを意味する。オリゴヌクレオチドに関連して「均一に修飾された」とは、各糖部分の各少なくとも1つの修飾が同じである完全に修飾されたオリゴヌクレオチドを意味する。例えば、均一に修飾されたオリゴヌクレオチドのヌクレオシドは、各々、2’−MOE修飾を有することができるが、異なる核酸塩基修飾を有し、ヌクレオシド間結合が異なり得る。
本明細書で使用されるとき、「遺伝子編集」とは、限定されないが、遺伝子ノックダウン、遺伝子ノックアウト、遺伝子破壊、欠失、挿入、及び遺伝子活性化を含む、Cas9/crRNA/tracrRNAまたはCas9/sgRNA複合体によって媒介される任意のプロセスを意味する。本明細書で使用されるとき、「遺伝子改変」とは、限定されないが、遺伝子ノックダウン、遺伝子破壊、欠失、挿入、及び遺伝子活性化を含む、ヌクレアーゼ/scrRNA含有複合体によって媒介される任意のプロセスを意味する。
本明細書で使用されるとき、「gRNA」は、crRNA及びtracrRNAの両方を含む。ある特定の実施形態において、gRNAのcrRNA及びtracrRNAは、異なる分子である。ある特定の実施形態において、gRNAのcrRNA及びtracrRNAは、1つのオリゴヌクレオチドの部分であり、オリゴヌクレオチドは「sgRNA」と称される。
本明細書で使用されるとき、「ハイブリダイゼーション」とは、相補的なオリゴヌクレオチド及び/または核酸の対形成またはアニーリングを意味する。ある特定の機構に限定されるものではないが、ハイブリダイゼーションの最も一般的な機構は、相補的な核酸塩基間のワトソン・クリック、フーグスティーン、または逆フーグスティーン型水素結合であり得る水素結合に関与する。
本明細書で使用されるとき、修飾オリゴヌクレオチドによって媒介される効果に関連して使用される場合、「高める」とは、ある特定の修飾を含有するオリゴヌクレオチドの存在下では、ある特定の修飾を含有しない対応するオリゴヌクレオチドの存在下における効果よりも、その効果が高いことを意味する。
本明細書で使用されるとき、「ヌクレオシド間結合」とは、オリゴヌクレオチドの隣接するヌクレオシド間に共有結合を形成する基を意味する。本明細書で使用されるとき、「修飾ヌクレオシド間結合」とは、天然のヌクレオシド間リン酸結合以外の任意のヌクレオシド間結合を意味する。天然の非リン酸結合は、本明細書において修飾ヌクレオシド間結合と称される。「ホスホロチオエート結合」とは、ヌクレオシド間の結合を意味し、リン酸結合のホスホジエステル結合は、非架橋酸素原子のうちの1つを硫黄原子で置き換えることによって修飾される。ホスホロチオエート結合は、修飾ヌクレオシド間結合である。
本明細書で使用されるとき、「線形修飾糖」または「線形修飾糖部分」とは、非環式または非架橋修飾を含む修飾糖部分を意味する。そのような線形修飾は、二環式糖修飾とは異なる。
本明細書で使用されるとき、「結合ヌクレオシド」は、連続配列として接続されたヌクレオシドである(すなわち、結合したものの間には付加的なヌクレオシドが存在しない)。結合ヌクレオシドは、ヌクレオシド間結合によって結合されてもよいか、またはされなくてもよい。
本明細書で使用されるとき、「ミスマッチ」とは、第1及び第2のオリゴマー化合物を整列させたときに、第2のオリゴヌクレオチドまたは標的核酸の対応する核酸塩基と対形成することができない第1のオリゴヌクレオチドの核酸塩基を意味する。
本明細書で使用されるとき、「MOE」とはメトキシエチルを意味する。「2’−MOE」とは、フラノシル環の2’位にある−OCHCHOCH基を意味する。
本明細書で使用されるとき、「モチーフ」とは、オリゴヌクレオチドの非修飾及び/若しくは修飾糖部分、核酸塩基、及び/またはヌクレオシド間結合のパターンを意味する。
本明細書で使用されるとき、「天然の」とは、天然に見られることを意味する。
本明細書で使用されるとき、「核酸塩基」とは、第2の、異なる核酸塩基と対形成することができる複素環部分を意味する。本明細書で使用されるとき、「核酸塩基配列」とは、いずれの糖修飾またはヌクレオシド間結合修飾とも関係のない連続核酸塩基の順序を意味する。本明細書で使用されるとき、「修飾核酸塩基」とは、5つの非修飾核酸塩基として本明細書において定義されるアデニン(A)、チミン(T)、シトシン(C)、ウラシル(U)、及びグアニン(G)以外の核酸塩基を意味する。普遍的塩基は、5つの非修飾核酸塩基のうちのいずれか1つと対形成できる核酸塩基である。
本明細書で使用されるとき、「ヌクレオシド」とは、核酸塩基及び糖部分を含む化合物を意味する。核酸塩基及び糖部分は各々、独立して、非修飾であるかまたは修飾されている。本明細書で使用されるとき、「修飾ヌクレオシド」とは、修飾核酸塩基及び/または修飾糖部分を含むヌクレオシドを意味する。修飾ヌクレオシドは、脱塩基ヌクレオシドを含む。
本明細書で使用されるとき、「オリゴヌクレオチド」とは、ヌクレオシド間結合を介して接続された結合ヌクレオシドの鎖を意味し、各ヌクレオシド及びヌクレオシド間結合は修飾されていてもまたは非修飾であってもよい。別途示されない限り、オリゴヌクレオチドは、8〜50個の結合ヌクレオシドからなる。本明細書で使用されるとき、「修飾オリゴヌクレオチド」とは、少なくとも1つのヌクレオシドまたはヌクレオシド間結合が修飾されたオリゴヌクレオチドを意味する。本明細書で使用されるとき、「非修飾オリゴヌクレオチド」とは、いずれのヌクレオシド修飾またはヌクレオシド間修飾も含まないオリゴヌクレオチドを意味する。
本明細書で使用されるとき、「薬学的に許容される担体または希釈剤」とは、動物への投与における使用に好適な任意の物質を意味する。そのようなある特定の担体は、薬学的組成物を、対象による経口摂取のために、例えば、錠剤、丸剤、ドラジェ剤、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤、及びロゼンジ剤として配合することができるようにする。
本明細書で使用されるとき、「薬学的に許容される塩」とは、生理学的かつ薬学的に許容されるオリゴマー化合物等の化合物の塩、すなわち、親化合物の所望の生物学的活性を保持し、かつ望ましくない毒性学的影響をそれに与えない塩を意味する。
本明細書で使用されるとき、「薬学的組成物」とは、対象に投与するのに好適な物質の混合物を意味する。例えば、薬学的組成物は、crRNA化合物及び滅菌水溶液を含んでもよい。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、ある特定の細胞株における自由取り込み(free uptake)アッセイにおいて活性を示す。
本明細書で使用されるとき、「リン部分」とは、リン原子を含む原子団を意味する。ある特定の実施形態において、リン部分は、モノ−、ジ−、若しくはトリ−ホスフェート、またはホスホロチオエートを含む。
本明細書で使用されるとき、「プロドラッグ」とは、内在性酵素または他の化学物質の作用及び/または生理学的条件によって体内でまたは細胞内で活性形態に変換される不活性形態の治療物質を意味する。
本明細書で使用されるとき、「scrRNA」または「単一crRNA」とは、scrRNA標的認識部分及びヌクレアーゼ認識部分を含み、tracrRNA認識部分またはtracrRNAを含まないオリゴヌクレオチドを意味する。ある特定の実施形態において、scrRNAは、自己相補的領域を含む。そのようなある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ認識部分は、自己相補的領域と部分的または完全に重複する。本明細書で使用されるとき、「scrRNA標的認識部分」とは、scrRNA DNA標的に相補的な核酸塩基配列を有するオリゴヌクレオチドの一部である。本明細書で使用されるとき、「ヌクレアーゼ認識部分」とは、Cas9ヌクレアーゼではないヌクレアーゼと結合できるか、会合できるか、または結合若しくは会合に寄与することができるオリゴヌクレオチドの一部である。ある特定の実施形態において、オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ認識部分は、Cpf1ヌクレアーゼと結合または会合する。
本明細書で使用されるとき、オリゴヌクレオチドに関連して「自己相補的」とは、少なくとも部分的にそれ自体に相補的なオリゴヌクレオチドを意味する。ある特定の実施形態において、自己相補的オリゴヌクレオチドは、自己相補的オリゴヌクレオチドの一部がそれ自体にハイブリダイズした場合にヘアピンを形成する。
本明細書で使用されるとき、「糖部分」とは、核酸塩基を、ヌクレオシド間結合、共役基、または末端基等の別の基に結合させることができる原子団を意味する。ある特定の実施形態において、糖部分は、核酸塩基に結合してヌクレオシドを形成する。本明細書で使用されるとき、「非修飾糖部分」とは、RNAに見られるような2’−OH(H)フラノシル部分、またはDNAに見られるような2’−H(H)部分を意味する。非修飾糖部分は、1’、3’、及び4’位の各々に1つの水素、3’位に酸素、そして5’位に2つの水素を有する。本明細書で使用されるとき、「修飾糖部分」または「修飾糖」とは、非修飾糖部分の少なくとも1つの水素の代わりに非水素置換基を含む糖代理物またはフラノシル部分を意味する。ある特定の実施形態において、修飾糖部分は2’−置換糖部分である。そのような修飾糖部分は、二環式糖及び線形修飾糖を含む。
本明細書で使用されるとき、「糖代理物」とは、核酸塩基を、ヌクレオシド間結合、共役基、または末端基等の別の基に結合させることができるフラノシル部分以外を有する修飾糖部分を意味する。糖代理物を含む修飾ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチド内の1つ以上の位置に組み込むことができる。ある特定の実施形態において、そのようなオリゴヌクレオチドは、相補的なオリゴマー化合物または核酸にハイブリダイズすることができる。
本明細書で使用されるとき、「標的核酸」、「標的DNA」、「標的遺伝子」、及び「核酸標的」とは、crRNAが影響を与えるように設計された核酸を意味する。本明細書で使用されるとき、「scrRNA標的核酸」、「scrRNA標的DNA」、「scrRNA標的遺伝子」、及び「scrRNA核酸標的」とは、scrRNAが影響を与えるように設計された核酸を意味する。「オフターゲット遺伝子」とは、crRNAまたはscrRNAが影響を与えるように設計されていない遺伝子である。ある特定の実施形態において、オフターゲット遺伝子の編集または改変は有害である。
本明細書で使用されるとき、「末端基」とは、オリゴヌクレオチドの末端に共有結合的に結合された化学基または原子団を意味する。
本明細書で使用されるとき、「tracrRNA」とは、Cas9タンパク質に非共有結合的に結合することができ、かつ、ハイブリダイゼーションまたは共有結合的結合によりcrRNAに結合することができる、オリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドの一部を意味する。
CRISPRシステムに使用されるある特定のオリゴヌクレオチド
I.ある特定のCRISPR RNA(crRNA)
ある特定の実施形態において、本発明は、CRISPRに使用される修飾オリゴヌクレオチドを提供する。典型的には、CRISPRは、標的DNAにハイブリダイズすると同時にトランス活性化RNA(tracrRNA)にもハイブリダイズし、次に標的DNAを開裂するcas9ヌクレアーゼをリクルートするCRSPR RNA(crRNA)を用いる。したがって、そのようなシステムにおいて、crRNAは、(1)標的DNAを認識してハイブリダイゼーションすること、及び(2)tracrRNAを認識してハイブリダイゼーションすることの2つの機能を有する。典型的には、そのようなシステムにおいて、crRNAは、それら2つの機能に対応する2つの部分であるDNA認識部分及びtracrRNA認識部分を有する。本発明は、crRNAにおいて使用され得る修飾オリゴヌクレオチドを提供する。そのような修飾オリゴヌクレオチドは、DNA認識部分及び/またはtracrRNA認識部分に修飾を有してもよい。
ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分は、II型CRISPRシステムを有する細菌種の直接反復配列の一部を含む。そのようなある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分は、下の表から選択される配列を含む。ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分は、下の表から選択される配列の最初の12個の核酸塩基を含む。ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分は、下の表から選択される配列の最初の13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の核酸塩基を含む。ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分の配列は、下の表から選択される配列の最初の12個の核酸塩基からなる。ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分の配列は、下の表から選択される配列の最初の13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の核酸塩基からなる。
ある特定の場合において、crRNA及びtracrRNAは、互いに結合して、一本鎖ガイドRNA(sgRNA)と称される単一分子を形成する。ある特定の実施形態において、本発明は、sgRNAにおいて使用するための修飾オリゴヌクレオチドを提供する。
II.ある特定の単一CRISPR RNA(scrRNA)
ある特定の代替の実施形態において、本発明は、scrRNA標的DNAにハイブリダイズし、Cas9以外のヌクレアーゼのリクルートメントに関与するscrRNAを用いるCRISPRシステムにおいて使用される修飾オリゴヌクレオチドを提供する。そのようなある特定の実施形態において、ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼまたはその多様体である。ヌクレアーゼ(例えば、Cpf1ヌクレアーゼ)は、scrRNA標的DNAを開裂する。したがって、そのようなシステムにおいて、scrRNAは、(1)scrRNA標的DNAを認識してハイブリダイゼーションすること、及び(2)ヌクレアーゼを認識してハイブリダイゼーションすることの2つの機能を有する。典型的には、そのようなシステムにおいて、scrRNAは、それら2つの機能に対応する2つの部分であるscrRNA標的認識部分及びヌクレアーゼ認識部分を有する。本発明は、scrRNAにおいて使用され得る修飾オリゴヌクレオチドを提供する。そのような修飾オリゴヌクレオチドは、scrRNA標的認識部分及び/またはヌクレアーゼ認識部分に修飾を有してもよい。ある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ認識部分は、scrRNA標的認識部分に対して5’である。ある特定の実施形態において、ヌクレアーゼ認識部分は、scrRNA標的認識部分に対して3’である。
ある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、Cpf1ヌクレアーゼまたはCpf1オルソログを有する細菌性生物からの直接反復配列の一部を含む。そのようなある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、下の表から選択される配列を含む。ある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、下の表から選択される配列の12個の核酸塩基を含む。ある特定の実施形態において、crRNAのtracrRNA認識部分は、下の表から選択される配列の13、14、15、16、17、18、または19個の核酸塩基を含む。ある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、下の表から選択される配列の12個の核酸塩基からなる。ある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分の配列は、下の表から選択される配列のの13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の核酸塩基からなる。ある特定の実施形態において、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、配列UCUACU及びGUAGAUを含む。
crRNAとして使用されるある特定のオリゴヌクレオチド
ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、修飾オリゴヌクレオチドを含む。ある特定の実施形態において、修飾crRNAは、修飾オリゴヌクレオチドからなる。本明細書に記載される修飾オリゴヌクレオチドは、crRNAとしての使用に好適である。
ある特定の修飾オリゴヌクレオチドは、1つ以上の不斉中心を有し、したがって絶対立体化学の観点から、(R)若しくは(S)、糖アノマーの場合等にはα若しくはβ、またはアミノ酸の場合等には(D)若しくは(L)と定義され得るエナンチオマー、ジアステレオマー、及び他の立体異性体構成を生じる。別途指定されない限り、それらのラセミ体及び光学的に純粋な形態を含む全てのそのような可能な異性体が、本明細書において提供される修飾オリゴヌクレオチドに含まれる。同様に、全てのシス及びトランス異性体ならびに互変異性形態も含まれる。
ある特定の実施形態において、そのような修飾オリゴヌクレオチドは、本明細書に記載される修飾糖部分、修飾核酸塩基、修飾ヌクレオシド間結合、モチーフ、及び/または長さの任意の組み合わせを含んでもよい。
scrRNAとして使用されるある特定のオリゴヌクレオチド
ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、修飾オリゴヌクレオチドを含む。ある特定の実施形態において、修飾scrRNAは、修飾オリゴヌクレオチドからなる。本明細書に記載される修飾オリゴヌクレオチドは、scrRNAとしての使用に好適である。
ある特定の修飾オリゴヌクレオチドは、1つ以上の不斉中心を有し、したがって絶対立体化学の観点から、(R)若しくは(S)、糖アノマーの場合等にはα若しくはβ、またはアミノ酸の場合等には(D)若しくは(L)と定義され得るエナンチオマー、ジアステレオマー、及び他の立体異性体構成を生じる。別途指定されない限り、それらのラセミ体及び光学的に純粋な形態を含む全てのそのような可能な異性体が、本明細書において提供される修飾オリゴヌクレオチドに含まれる。同様に、全てのシス及びトランス異性体ならびに互変異性形態も含まれる。
ある特定の実施形態において、そのような修飾オリゴヌクレオチドは、本明細書に記載される修飾糖部分、修飾核酸塩基、修飾ヌクレオシド間結合、モチーフ、及び/または長さの任意の組み合わせを含んでもよい。
修飾crRNAを含むある特定の使用方法
ある特定の実施形態において、細胞を修飾crRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、インビトロ法である。ある特定の実施形態において、細胞を修飾crRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、エクスビボ法である。ある特定の実施形態において、細胞を修飾crRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、インビボ法である。
天然及び遺伝子改変型の両方の種々のCas9多様体を、本発明の方法に使用することができる。そのようなCas9多様体は、限定されないが、遺伝子活性化等の標的核酸の開裂を必要としない用途において使用される不活性Cas9変異体、及びAAVベクター等の特定のベクターにおける発現に好適な切断型Cas9多様体を含む。
ある特定の実施形態において、細胞を修飾crRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、標的遺伝子が編集された後にCRISPRシステムを阻害する(またはオフにする)ために、細胞を第2の化合物と接触させることをさらに含む。
ある特定の実施形態において、細胞を修飾crRNAを含む化合物と接触させることを含む遺伝子編集方法は、本発明の修飾crRNAの代わりに非修飾crRNAを使用する遺伝子編集方法よりも少ない及び/または低い有害なオフターゲット効果をもたらす。
修飾scrRNAを含むある特定の使用方法
ある特定の実施形態において、細胞を修飾scrRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、インビトロ法である。ある特定の実施形態において、細胞を修飾scrRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、エクスビボ法である。ある特定の実施形態において、細胞を修飾scrRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、インビボ法である。
天然及び遺伝子改変型の両方の種々のヌクレアーゼ多様体を、本発明の方法に使用することができる。そのようなヌクレアーゼ多様体は、限定されないが、遺伝子活性化等のscrRNA標的核酸の開裂を必要としない用途において使用される不活性ヌクレアーゼ変異体、及びAAVベクター等の特定のベクターにおける発現に好適な切断型ヌクレアーゼ多様体を含む。
ある特定の実施形態において、細胞を修飾scrRNAを含む化合物と接触させることを含む方法は、scrRNA標的遺伝子が改変された後にCRISPRシステムを阻害する(またはオフにする)ために、細胞を第2の化合物と接触させることをさらに含む。
ある特定の実施形態において、細胞を修飾scrRNAを含む化合物と接触させることを含む遺伝子編集方法は、本発明の修飾scrRNAの代わりに非修飾scrRNAを使用する遺伝子編集方法よりも少ない及び/または低い有害なオフターゲット効果をもたらす。
A.ある特定の修飾ヌクレオシド
本発明のある特定の化合物には、修飾ヌクレオシドが組み込まれる。別途提供されない限り、以下の修飾ヌクレオシドが、限定されることなく、crRNAまたはscrRNAとして使用される修飾オリゴヌクレオチドへのそのような組み込みに好適である。ある特定の実施形態において、修飾オリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの修飾ヌクレオシドを含む。そのような修飾ヌクレオシドは、修飾糖部分若しくは修飾核酸塩基、または修飾糖部分及び修飾核酸塩基の両方を含む。
1.ある特定の糖部分
ある特定の実施形態において、修飾crRNAまたは修飾scrRNA等の修飾オリゴヌクレオチドは、修飾糖部分を含む1つ以上の修飾ヌクレオシドを含む。1つ以上の糖修飾ヌクレオシドを含むそのような修飾オリゴヌクレオチドは、そのような糖修飾ヌクレオシドを有しないオリゴヌクレオチドと比べて、高いヌクレアーゼ安定性または標的核酸への結合親和性の増加等の望ましい特性を有し得る。ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、線形修飾糖部分である。ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、二環式または三環式糖部分である。ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、糖代理物である。そのような糖代理物は、置換糖部分のものに対応する1つ以上の置換を含み得る。
ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、限定されないが2’及び/または5’位の置換基を含む1つ以上の非環式置換基を有するフラノシル環を含む線形修飾糖部分である。線形修飾糖部分に好適な2’−置換基の例は、限定されないが、2’−F、2’−OCH(「OMe」または「O−メチル」)、及び2’−O(CHOCH(「MOE」)を含む。ある特定の実施形態において、2’−置換基は、ハロ、アリール、アミノ、アジド、SH、CN、OCN、CF、OCF、O−C−C10アルコキシ、O−C−C10置換アルコキシ、O−C−C10アルキル、O−C−C10置換アルキル、S−アルキル、N(R)−アルキル、O−アルケニル、S−アルケニル、N(R)−アルケニル、O−アルキニル、S−アルキニル、N(R)−アルキニル、O−アルキルエニル−O−アルキル、アルキニル、アルカリル、アラルキル、O−アルカリル、O−アラルキル、O(CHSCH、O(CHON(R)(R)またはOCHC(=O)−N(R)(R)の間から選択され、式中、各R及びRは、独立して、H、アミノ保護基、または置換若しくは非置換C−C10アルキルである。これらの2’−置換基のある特定の実施形態は、ヒドロキシル、アミノ、アルコキシ、カルボキシ、ベンジル、フェニル、ニトロ(NO)、チオール、チオアルコキシ、チオアルキル、ハロゲン、アルキル、アリール、アルケニル、及びアルキニルの中から独立して選択される1つ以上の置換基でさらに置換することができる。線形修飾糖部分に好適な5’−置換基の例は、限定されないが、5’−メチル(RまたはS)、5’−ビニル、及び5’−メトキシを含む。ある特定の実施形態において、線形修飾糖は、1つより多くの非架橋糖置換基、例えば、2’−F−5’−メチル糖部分を含む(さらなる2’,5’−ビス置換糖部分及びヌクレオシドについては、例えば、PCT国際出願第WO2008/101157号を参照)。
ある特定の実施形態において、2’−置換ヌクレオシドまたは2’−線形修飾ヌクレオシドは、F、NH、N、OCF3、OCH、O(CHNH、CHCH=CH、OCHCH=CH、OCHCHOCH、O(CHSCH、O(CHON(R)(R)、O(CHO(CHN(CH、及びN−置換アセトアミド(OCHC(=O)−N(R)(R))から選択される線形2’−置換基を含む糖部分を含み、式中、各R及びRは、独立して、H、アミノ保護基、または置換若しくは非置換C−C10アルキルである。
ある特定の実施形態において、2’−置換ヌクレオシドまたは2’−線形修飾ヌクレオシドは、F、OCF3、OCH、OCHCHOCH、O(CHSCH、O(CHON(CH、O(CHO(CHN(CH、及びOCHC(=O)−N(H)CH(「NMA」)から選択される線形2’−置換基を含む糖部分を含む。
ある特定の実施形態において、2’−置換ヌクレオシドまたは2’−線形修飾ヌクレオシドは、F、OCH、及びOCHCHOCHから選択される線形2’−置換基を含む糖部分を含む。
線形修飾糖部分等の修飾糖部分を含むヌクレオシドは、ヌクレオシドの糖部分上の置換(複数化)の位置(複数化)によって言及される。例えば、2’−置換または2−修飾糖部分を含むヌクレオシドは、2’−置換ヌクレオシドまたは2−修飾ヌクレオシドと称される。
ある特定の修飾糖部分は、第2の環を形成して二環式糖部分をもたらす架橋糖置換基を含む。そのようなある特定の実施形態において、二環式糖部分は、4’及び2’フラノース環原子の間に架橋を含む。そのような4’から2’への架橋糖置換基の例は、限定されないが、4’−CH−2’、4’−(CH−2’、4’−(CH−2’、4’−CH−O−2’(“LNA”)、4’−CH−S−2’、4’−(CH−O−2’(“ENA”)、4’−CH(CH)−O−2’(S構成において「拘束エチル」または「cEt」と称される)、4’−CH−O−CH−2’、4’−CH−N(R)−2’、4’−CH(CHOCH)−O−2’(「拘束MOE」または「MOE」)及びその類似体(例えば、米国特許第7,399,845号を参照)、4’−C(CH)(CH)−O−2’及びその類似体(例えば、WO2009/006478を参照)、4’−CH−N(OCH)−2’及びその類似体(例えば、WO2008/150729を参照)、4’−CH−O−N(CH)−2’(例えば、US2004/0171570を参照)、4’−CH−C(H)(CH)−2’(例えば、Chattopadhyaya et al.,J.Org.Chem.,2009、74、118−134を参照)、4’−CH−C(=CH)−2’及びその類似体(PCT国際公開出願第WO2008/154401を参照)、4’−C(R)−N(R)−O−2’、4’−C(R)−O−N(R)−2’、4’−CH−O−N(R)−2’、ならびに4’−CH−N(R)−O−2’を含み、式中、各R、R、及びRは、独立して、H、保護基、またはC−C12アルキル(例えば、米国特許第7,427,672号を参照)である。
ある特定の実施形態において、そのような4’−2’架橋は、−[C(R)(R)]−、−[C(R)(R)]−O−、−C(R)=C(R)−、−C(R)=N−、−C(=NR)−、−C(=O)−、−C(=S)−、−O−、−Si(R−、−S(=O)−、及び−N(R)−から独立して選択される1〜4つの結合基を独立して含み、
式中、
Xは、0、1、または2であり、
Nは、1、2、3、または4であり、
各R及びRは、独立して、H、保護基、ヒドロキシル、C−C12アルキル、置換C−C12アルキル、C−C12アルケニル、置換C−C12アルケニル、C−C12アルキニル、置換C−C12アルキニル、C−C20アリール、置換C−C20アリール、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、C−C脂環式ラジカル、置換C−C脂環式ラジカル、ハロゲン、OJ、NJ、SJ、N、COOJ、アシル(C(=O)−H)、置換アシル、CN、スルホニル(S(=O)−J)、またはスルホキシル(S(=O)−J)であり、
各J及びJは、独立して、H、C−C12アルキル、置換C−C12アルキル、C−C12アルケニル、置換C−C12アルケニル、C−C12アルキニル、置換C−C12アルキニル、C−C20アリール、置換C−C20アリール、アシル(C(=O)−H)、置換アシル、複素環ラジカル、置換複素環ラジカル、C−C12アミノアルキル、置換C−C12アミノアルキル、または保護基である。
さらなる二環式糖部分が当該技術分野で既知であり、例えば、Freier et al et al.,Nucleic Acids Research、1997、25(22)、4429−4443、Albaek et al.,J.Org.Chem.、2006、71、7731−7740、Singh et al.,Chem.Commun.、1998、4、455−456;Koshkin et al.,Tetrahedron、1998、54、3607−3630;Wahlestedt et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.、2000、97、5633−5638;Kumar et al.,Bioorg.Med.Chem.Lett.、1998、8、2219−2222;Singh et al.,J.Org.Chem.、1998、63、10035−10039;Srivastava et al.,J.Am.Chem.Soc.、20017、129、8362−8379;Elayadi et al.,Curr.Opinion Invens.Drugs、2001、2、558−561;Braasch et al.,Chem.Biol.、2001、8、1−7;Orum et al.,Curr.Opinion Mol.Ther.、2001、3、239−243;米国特許第7,053,207号、同第6,268,490号、同第6,770,748号、同第6,794,499号、同第7,034,133号、同第6,525,191号、同第6,670,461号、及び同第7,399,845号;WO2004/106356、WO1994/14226、WO2005/021570、及びWO2007/134181;米国特許公開第2004/0171570号、同第2007/0287831号、及び同第2008/0039618;米国特許出願第12/129,154号、同第60/989,574号、同第61/026,995号、同第61/026,998号、同第61/056,564号、同第61/086,231号、同第61/097,787号、及び同第61/099,844;ならびにPCT国際出願番号PCT/US2008/064591、PCT/US2008/066154、及びPCT/US2008/068922が知られている。
ある特定の実施形態において、二環式糖部分及びそのような二環式糖部分を組み込んだヌクレオシドはさらに、異性体構成によって定義される。例えば、LNAヌクレオシド(前述)は、α−L構成またはβ−D構成であってもよい。
α−L−メチレンオキシ(4’−CH−O−2’)またはα−L−LNA二環式ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチドに組み込まれている(Frieden et al.,Nucleic Acids Research,2003,21,6365−6372)。本明細書において、二環式ヌクレオシドの概要は、両方の異性体構成を含む。特異的な二環式ヌクレオシド(例えば、LNAまたはcEt)の位置が本明細書の例示的な実施形態において同定される場合、別途指定されない限り、それらはβ−D構成にある。
ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、1つ以上の非架橋糖置換基及び1つ以上の架橋糖置換基(例えば、5’−置換及び4’−2’架橋糖)を含む(例えば、LNAヌクレオシドが、例えば、5’−メチルまたは5’−ビニル基でさらに置換されたWO2007/134181を参照されたく、また、例えば、米国特許第7,547,684号、同第7,750,131号、同第8,030,467号、同第8,268,980号、同第7,666,854号、及び同第8,088,746号を参照されたい)。
ある特定の実施形態において、修飾糖部分は、糖代理物である。そのようなある特定の実施形態において、糖部分の酸素原子は、例えば、硫黄、炭素または窒素原子で置換される。そのようなある特定の実施形態において、そのような修飾糖部分はまた、前述のような架橋及び/または非架橋置換基を含む。例えば、ある特定の糖代理物は、4’−硫黄原子及び置換を2’−位(例えば、US2005/0130923)及び/または5’位に含む。
ある特定の実施形態において、糖代理物は、5つ以外の原子を有する環を含む。例えば、ある特定の実施形態において、糖代理物は、6員テトラヒドロピラン(「THP」)を含む。そのようなテトラヒドロピランは、さらに修飾または置換されてもよい。そのような修飾テトラヒドロピランを含むヌクレオシドは、限定されないが、ヘキシトール核酸(「HNA」)、アニトール核酸(「ANA」)、マンニトール核酸(「MNA」)(例えば、Leumann,CJ.Bioorg.&Med.Chem.2002,10,841−854を参照)、フルオロHNA:
(「F−HNA」、例えば、米国特許第8,088,904号、同第8,440,803号、及び同第8,796,437号を参照されたく、F−HNAは、F−THPまたは3’−フルオロテトラヒドロピランと称されてもよい)、及び式
を有するさらなる修飾THP化合物を含むヌクレオシドを含むが、
式中、上記修飾THPヌクレオシドの各々について、独立して、
Bxは、核酸塩基部分であり、
及びTは各々、独立して、修飾THPヌクレオシドをオリゴヌクレオチドの残りに結合させるヌクレオシド間結合基であるか、あるいはT及びTの一方は、修飾THPヌクレオシドをオリゴヌクレオチドの残りに結合させるヌクレオシド間結合基であり、T及びTの他方は、H、ヒドロキシル保護基、結合共役基または5’若しくは3’末端基であり、
、q、q、q、q、q、及びqは各々、独立して、H、C−Cアルキル、置換C−Cアルキル、C−Cアルケニル、置換C−Cアルケニル、C−Cアルキニル、またはC−Cアルキニルであり、
及びRの各々は、水素、ハロゲン、置換若しくは非置換アルコキシ、NJ、SJ、N、OC(=X)J、OC(=X)NJ、NJC(=X)NJ、及びCNの中から独立して選択され、式中、Xは、O、S、またはNJであり、各J、J、及びJは、独立して、HまたはC−Cアルキルである。
ある特定の実施形態において、q、q、q、q、q、q、及びqが各々、Hである修飾THPヌクレオシドが提供される。ある特定の実施形態において、q、q、q、q、q、q、及びqのうちの少なくとも1つはHではない。ある特定の実施形態において、q、q、q、q、q、q、及びqのうちの少なくとも1つはメチルである。ある特定の実施形態において、R及びRの一方がFである修飾THPヌクレオシドが提供される。ある特定の実施形態において、RはFであり、RはHであり、ある特定の実施形態において、Rはメトキシであり、RはHであり、ある特定の実施形態において、Rはメトキシエトキシであり、RはHである。
ある特定の実施形態において、糖代理物は、5つより多くの原子及び1つより多くのヘテロ原子を有する環を備える。例えば、モルホリノ糖部分を含むヌクレオシド、及びオリゴヌクレオチドにおけるそれらの使用が報告されている(例えば、Braasch et al.,Biochemistry,2002,41,4503−4510、ならびに米国特許第5,698,685号、同第5,166,315号、同第5,185,444号、同第5,034,506号を参照)。本明細書で使用されるとき、「モルホリノ」という用語は、以下の構造を有する糖代理物を意味する。
ある特定の実施形態において、モルホリノは、例えば、上記のモルホリノ構造にさまざまな置換基を付加するか、または上記のモルホリノ構造のさまざまな置換基を改変することによって修飾され得る。そのような糖代理物は、本明細書において「修飾」モルホリノと称される。
ある特定の実施形態において、糖代理物は、非環式部分を含む。そのような非環式糖代理物を含むヌクレオシド及びオリゴヌクレオチドの例は、限定されないが、ペプチド核酸(「PNA」)、非環式ブチル核酸(例えば、Kumar et al.,Org.Biomol.Chem.,2013,11,5853−5865を参照)、ならびにWO2011/133876に記載されるヌクレオシド及びオリゴヌクレオチドを含む。
修飾ヌクレオシドに使用することができる多くの他の二環式及び三環式糖ならびに糖代理物環系が、当該技術分野で既知である(例えば、Leumann,J.C,Bioorganic&Medicinal Chemistry,2002,10,841−854を参照)。
2.ある特定の修飾核酸塩基
ある特定の実施形態において、修飾crRNAまたは修飾scrRNA等の修飾オリゴヌクレオチドは、非修飾核酸塩基を含む1つ以上のヌクレオシドを含む。ある特定の実施形態において、修飾オリゴヌクレオチドは、修飾核酸塩基を含む1つ以上のヌクレオシドを含む。ある特定の実施形態において、修飾オリゴヌクレオチドは、脱塩基ヌクレオシドと称される、核酸塩基を含まない1つ以上のヌクレオシドを含む。
ある特定の実施形態において、修飾核酸塩基は、5−置換ピリミジン、6−アザピリミジン、アルキルまたはアルキニル置換ピリミジン、アルキル置換プリン、ならびにN−2、N−6及びO−6置換プリンから選択される。ある特定の実施形態において、修飾核酸塩基は、2−アミノプロピルアデニン、5−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、2−アミノアデニン、6−N−メチルグアニン、6−N−メチルアデニン、2−プロピルアデニン、2−チオウラシル、2−チオチミン及び2−チオシトシン、5−プロピニル(−C≡C−CH)ウラシル、5−プロピニルシトシン、6−アゾウラシル、6−アゾシトシン、6−アゾチミン、5−リボシルウラシル(シュードウラシル)、4−チオウラシル、8−ハロ、8−アミノ、8−チオール、8−チオアルキル、8−ヒドロキシル、8−アザ及び他の8−置換プリン、5−ハロ、特に5−ブロモ、5−トリフルオロメチル、5−ハロウラシル、ならびに5−ハロシトシン、7−メチルグアニン、7−メチルアデニン、2−F−アデニン、2−アミノアデニン、7−デアザグアニン、7−デアザアデニン、3−デアザグアニン、3−デアザアデニン、6−N−ベンゾイルアデニン、2−N−イソブチリルグアニン、4−N−ベンゾイルシトシン、4−N−ベンゾイルウラシル、5−メチル4−N−ベンゾイルシトシン、5−メチル4−N−ベンゾイルウラシル、普遍的塩基、疎水性塩基、非特異的(promiscuous)塩基、サイズ拡大塩基、及びフッ素化塩基から選択される。さらなる修飾核酸塩基は、1,3−ジアザフェノキサジン−2−オン、1,3−ジアザフェノチアジン−2−オン、及び9−(2−アミノエトキシ)−1,3−ジアザフェノキサジン−2−オン(G−クランプ)等の三環式ピリミジンを含む。修飾核酸塩基は、プリンまたはピリミジン塩基が、他の複素環、例えば、7−デアザ−アデニン、7−デアザグアニン、2−アミノピリジン、及び2−ピリドンで置き換えられた塩基も含み得る。さらなる核酸塩基は、米国特許第3,687,808号に開示されるもの、The Concise Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering,Kroschwitz,J.I.,Ed.,John Wiley&Sons,1990,858−859;Englisch et al.,Angewandte Chemie,International Edition,1991,30,613;Sanghvi,Y.S.,Chapter 15,Antisense Research and Applications,Crooke, S.T.and Lebleu,B.,Eds.,CRC Press,1993,273−288に開示されるもの;及びChapters 6 and 15,Antisense Drug Technology,Crooke S.T.,Ed.,CRC Press,2008,163−166 and 442−443に開示されるものを含む。
上で述べた修飾核酸塩基及び他の修飾核酸塩基のいくつかの調製を教示する代表的な米国特許は、限定されることなく、US2003/0158403、US3,687,808、4,845,205、5,130,302、5,134,066、5,175,273、5,367,066、5,432,272、5,434,257、5,457,187、5,459,255、5,484,908、5,502,177、5,525,711、5,552,540、5,587,469、5,594,121、5,596,091、5,614,617、5,645,985、5,681,941、5,750,692、5,763,588、5,830,653、及び6,005,096を含む。
B.ある特定の修飾ヌクレオシド間結合
ある特定の実施形態において、修飾crRNAまたは修飾scrRNA等の修飾オリゴヌクレオチドのヌクレオシドは、ヌクレオシド間結合を使用して一緒に結合され得る。ヌクレオシド間結合基の2つの主なクラスは、リン原子の存在または不在によって定義される。代表的なリン含有ヌクレオシド間結合は、限定されないが、ホスホジエステル結合(「P=O」)(非修飾または天然結合とも称される)、ホスホトリエステル、メチルホスホン酸、ホスホルアミデート、及びホスホロチオエート(「P=S」)、及びホスホロジチオエート(「HS−P=S」)を含有するホスフェートを含む。代表的な非リン含有ヌクレオシド間結合基は、限定されないが、メチレンメチルイミノ(−CH−N(CH)−O−CH−)、チオジエステル(−O−C(=O)−S−)、チオノカルバメート(−O−C(=O)(NH)−S−);シロキサン(−O−SiH−O−);及びN,N’−ジメチルヒドラジン(−CH−N(CH)−N(CH)−)を含む。修飾ヌクレオシド間結合は、天然リン酸結合と比較して、オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ耐性を変更するため、典型的には増加させるために使用することができる。ある特定の実施形態において、キラル原子を有するヌクレオシド間結合は、ラセミ混合物として、または別個の鏡像異性体として調製され得る。代表的なキラルヌクレオシド間結合は、限定されないが、アルキルホスフェート及びホスホロチオエートを含む。リン含有及び非リン含有ヌクレオシド間結合の調製方法は、当業者に周知である。
中性ヌクレオシド間結合は、限定されることなく、ホスホトリエステル、メチルホスホン酸s、MMI(3’−CH−N(CH)−O−5’)、アミド−3(3’−CH−C(=O)−N(H)−5’)、アミド−4(3’−CH−N(H)−C(=O)−5’)、ホルムアセタール(3’−O−CH−O−5’)、メトキシプロピル、及びチオホルムアセタール(3’−S−CH−O−5’)を含む。さらなる中性ヌクレオシド間結合は、シロキサン(ジアルキルシロキサン)、カルボキシレートエステル、カルボキサミド、スルフィド、スルホン酸エステル、及びアミドを含む非イオン性結合を含む(例えば、Carbohydrate Modifications in Antisense Research;Y.S.Sanghvi and P.D.Cook,Eds.,ACS Symposium Series 580;Chapters 3 and 4,40−65を参照)。さらなる中性ヌクレオシド間結合は、混合されたN、O、S、及びCH構成成分を含む非イオン性結合を含む。
1.ある特定の修飾モチーフ
ある特定の実施形態において、crRNAは、下の表から選択される修飾モチーフを有する。
表Aの説明:「m」は2’−O−メチル修飾ヌクレオシドを示し、「f」は2’−F修飾ヌクレオシドを示し、「r」はヌクレオシドを含有する非修飾2’−ヒドロキシ糖を示し、「d」はヌクレオシドを含有する非修飾2’−デオキシ糖を示し、「e」は2’−MOE修飾ヌクレオシドを示し、「k」ヌクレオシドを含有するcEt二環式糖を示し、「l」はヌクレオシドを含有するLNA二環式糖を示す。括弧内に列挙される修飾は、任意選択的な修飾核酸塩基または任意選択的な修飾ヌクレオシド間結合である:「(G−クランプ)」は、直前の文字によって表されるヌクレオシドの一部であるG−クランプ修飾核酸塩基を示す。「(5−プロピン)」は、直前の文字によって表されるヌクレオシドの一部である5’−プロピニル修飾核酸塩基を示す。「(MOP)」は、メトキシプロピル修飾ヌクレオシド間結合を示し、「(MP)」はメチルホスホン酸ヌクレオシド間結合を示し、「(MMI)」はMMI N−メチルヌクレオシド間結合を示す。ある特定の実施形態において、上の表中に列挙される括弧内の修飾を含むモチーフを有するcrRNAは、示される括弧内の修飾を含む。ある特定の実施形態において、上の表中に列挙される括弧内の修飾を含むモチーフを有するcrRNAの括弧内の修飾は、異なる修飾若しくは非修飾核酸塩基またはヌクレオシド間結合で置き換えられる。上の表中の数字の下付き文字は、同定された修飾を含む連続ヌクレオシドの数を示す。数字の下付き文字の欠如は、1つのヌクレオシドを意味する。上の表中に列挙されるモチーフは、任意のcrRNA核酸塩基配列及び任意のヌクレオシド間結合モチーフとともに用いられてもよい。ある特定の実施形態において、全ての核酸塩基は非修飾である。ある特定の実施形態において、少なくとも1つの核酸塩基は5−メチルシトシン修飾核酸塩基である。ある特定の実施形態において、ヌクレオシド間結合は全て、ホスフェート及びホスホロチオエートの中から独立して選択される。ある特定の実施形態において、1つ以上のヌクレオシド間結合は、中性ヌクレオシド間結合である。
C.ある特定の共役基及び末端基
ある特定の実施形態において、crRNAまたはscrRNAとして使用されるオリゴヌクレオチドは、共役基及び/または末端基をさらに含む。ある特定の実施形態において、crRNAまたはscrRNAとして使用されるオリゴヌクレオチドを含む化合物は、共役基または末端基をさらに含む。そのようなある特定の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、1つ以上の共役基に共有結合的に結合する。ある特定の実施形態において、共役基は、限定されないが、薬物動力学、薬物動態、安定性、結合、吸収、細胞分布、細胞取り込み、電荷、及びクリアランスを含む、結合したオリゴヌクレオチドの1つ以上の特性を改変する。ある特定の実施形態において、共役基は、結合したオリゴヌクレオチドに、新しい特性、例えば、オリゴヌクレオチドの検出を可能にするフルオロフォアまたはレポーター基を付与する。共役基及び/または末端基は、前述の修飾またはモチーフのいずれかを有するオリゴヌクレオチドに付加されてもよい。
共役基は、限定されることなく、インターカレーター、レポーター分子、ポリアミン、ポリアミド、ペプチド、炭水化物、ビタミン部分、ポリエチレングリコール、チオエーテル、ポリエーテル、コレステロール、チオコレステロール、コール酸部分、葉酸、脂質、リン脂質、ビオチン、フェナジン、フェナントリジン、アントラキノン、アダマンタン、アクリジン、フルオレセイン、ローダミン、クマリン、フルオロフォア、及び色素を含む。ある特定の共役基が以前に記載されており、例えば、コレステロール部分(Letsinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1989,86,6553−6556)、コール酸(Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Lett.,1994,4,1053−1060)、チオエーテル、例えば、ヘキシル−S−トリチルチオール(Manoharan et al.,Ann.N.Y.Acad.Sci.,1992,660,306−309;Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Let.,1993,3,2765−2770)、チオコレステロール(Oberhauser et al.,Nucl.Acids Res.,1992,20,533−538)、脂肪族鎖、例えば、ドデカンジオール若しくはウンデシル残基(Saison−Behmoaras et al.,EMBO J.,1991,10,1111−1118;Kabanov et al.,FEBS Lett.,1990,259,327−330;Svinarchuk et al.,Biochimie,1993,75,49−54)、リン脂質、例えば、ジ−ヘキサデシル−rac−グリセロール若しくはトリエチル−アンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654;Shea et al.,Nucl.Acids Res.,1990,18,3777−3783)、ポリアミン若しくはポリエチレングリコール鎖(Manoharan et al.,ヌクレオシド&Nucleotides,1995,14,969−973)、またはアダマンタン酢酸(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654)、パルミチル部分(Mishra et al.,Biochim.Biophys.Acta,1995,1264,229−237)、オクタデシルアミン若しくはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシコレステロール部分(Crooke et al.,J.Pharmacol.Exp.Ther.,1996,277,923−937)、トコフェロール基(Nishina et al.,Molecular Therapy Nucleic Acids,2015,4,e220;doi:10.1038/mtna.2014.72 and Nishina et al.,Molecular Therapy,2008,16,734−740)、またはGalNAcクラスター(例えば、WO2014/179620)である。
ある特定の実施形態において、共役基は、活性薬剤物質、例えば、アスピリン、ワルファリン、フェニルブタゾン、イブプロフェン、スプロフェン、フェンブフェン、ケトプロフェン、(S)−(+)−プラノプロフェン、カルプロフェン、ダンシルサルコシン、2,3,5−トリヨード安息香酸、フィンゴリモド、フルフェナム酸、フォリン酸、ベンゾチアジアジド、クロロチアジド、ジアゼピン、インドメタシン、バルビツレート、セファロスポリン、サルファ剤、抗糖尿病薬、抗菌剤、または抗生物質を含む。
共役基は、crRNAまたはscrRNAオリゴヌクレオチド等の親化合物に、直接または任意選択的な共役リンカーを介して結合する。ある特定の実施形態において、共役基は、オリゴヌクレオチドに直接結合する。ある特定の実施形態において、共役基は、共役リンカーを介してオリゴヌクレオチドに間接的に結合する。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、ヒドロカルビル鎖等の鎖構造、またはエチレングリコール若しくはアミノ酸単位等の反復単位のオリゴマーを含む。ある特定の実施形態において、共役基は、開裂可能な部分を含む。ある特定の実施形態において、共役基は、開裂可能な部分を介してオリゴヌクレオチドに結合する。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、開裂可能な部分を含む。そのようなある特定の実施形態において、共役リンカーは、開裂可能な部分を介してオリゴヌクレオチドに結合する。ある特定の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、開裂可能な部分を含み、開裂可能な部分は、ヌクレオシド間リン酸結合等の開裂可能なヌクレオシド間結合に結合するヌクレオシドである。ある特定の実施形態において、共役基は、ヌクレオシドまたはオリゴヌクレオチドを含み、共役基のヌクレオシドまたはオリゴヌクレオチドは、親オリゴヌクレオチドに間接的に結合する。
ある特定の実施形態において、共役リンカーは、アルキル、アミノ、オキソ、アミド、ジスルフィド、ポリエチレングリコール、エーテル、チオエーテル、及びヒドロキシルアミノから選択される1つ以上の基を含む。そのようなある特定の実施形態において、共役リンカーは、アルキル、アミノ、オキソ、アミド及びエーテル基から選択される基を含む。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、アルキル基及びアミド基から選択される基を含む。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、アルキル基及びエーテル基から選択される基を含む。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、少なくとも1つのリン部分を含む。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、少なくとも1つのリン酸基を含む。ある特定の実施形態において、共役リンカーは、少なくとも1つの中性結合基を含む。
ある特定の実施形態において、前述の共役リンカーを含む共役リンカーは、例えば、本明細書において提供されるcrRNAオリゴヌクレオチド及び本明細書において提供されるscrRNA オリゴヌクレオチド等の親化合物に共役基を結合させるのに有用であることが当該技術分野で知られている、二官能性結合部分である。一般に、二官能性結合部分は、少なくとも2つの官能基を含む。官能基のうちの一方は、親化合物上のある特定の部位に結合するように選択され、他方は共役基に結合するように選択される。二官能性結合部分に使用される官能基の例は、限定されないが、求核基と反応するための求電子剤、及び求電子基と反応するための求核剤を含む。ある特定の実施形態において、二官能性結合部分は、アミノ、ヒドロキシル、カルボン酸、チオール、アルキル、アルケニル、及びアルキニルから選択される1つ以上の基を含む。
共役リンカーの例は、限定されないが、ピロリジン、8−アミノ−3,6−ジオキサオクタン酸(ADO)、スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(SMCC)、及び6−アミノヘキサン酸(AHEXまたはAHA)を含む。他の共役リンカーは、限定されないが、置換若しくは非置換C−C10アルキル、置換若しくは非置換C−C10アルケニル、または置換若しくは非置換C−C10アルキニルを含み、好ましい置換基の非限定的なリストは、ヒドロキシル、アミノ、アルコキシ、カルボキシ、ベンジル、フェニル、ニトロ、チオール、チオアルコキシ、ハロゲン、アルキル、アリール、アルケニル、及びアルキニルを含む。
ある特定の実施形態において、切断可能な部分は、切断可能な結合である。ある特定の実施形態において、切断可能な部分は、切断可能な結合を含む。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、少なくとも1つの開裂可能な結合を含む原子団である。ある特定の実施形態において、切断可能な部分は、1つ、2つ、3つ、4つ、または4つ以上の切断可能な結合を有する原子団を含む。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、リソソーム等の細胞区画または細胞内区画内で選択的に開裂される。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、ヌクレアーゼ等の内在性酵素によって選択的に開裂される。
ある特定の実施形態において、開裂可能な結合、アミド、エステル、エーテル、ホスホジエステルの一方若しくは両方のエステル、リン酸エステル、カルバミン酸塩、またはジスルフィドの中から選択される。ある特定の実施形態において、開裂可能な結合は、ホスホジエステルの一方若しくは両方のエステルである。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、ホスフェートまたはホスホジエステルを含む。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、オリゴヌクレオチドと共役リンカーまたは共役基との間のリン酸結合である。
ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、ヌクレオシドである。そのようなある特定の実施形態において、非修飾または修飾ヌクレオシドは、プリン、置換プリン、ピリミジン、または置換ピリミジンから選択される任意選択的に保護された複素環塩基を含む。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、ウラシル、チミン、シトシン、4−N−ベンゾイルシトシン、5−メチルシトシン、4−N−ベンゾイル−5−メチルシトシン、アデニン、6−N−ベンゾイルアデニン、グアニン及び2−N−イソブチリルグアニンから選択されるヌクレオシドである。ある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、ヌクレオシド間リン酸結合によってオリゴヌクレオチドの3’末端または5’末端ヌクレオシドのいずれかに結合し、ホスフェートまたはホスホロチオエート結合によって共役リンカーまたは共役基に共有結合的に結合する、2’−デオキシヌクレオシドである。そのようなある特定の実施形態において、開裂可能な部分は、2’−デオキシアデノシンである。
共役基は、オリゴヌクレオチドのいずれか若しくは両方の末端及び/または任意の内部位置に結合してもよい。ある特定の実施形態において、共役基は、修飾オリゴヌクレオチドのヌクレオシドの2’位に結合する。ある特定の実施形態において、オリゴヌクレオチドのいずれかまたは両方の末端に結合する共役基は、末端基である。そのようなある特定の実施形態において、共役基または末端基は、オリゴヌクレオチドの3’及び/または5’末端に結合する。そのようなある特定の実施形態において、共役基(または末端基)は、オリゴヌクレオチドの3’末端に結合する。ある特定の実施形態において、共役基は、オリゴヌクレオチドの3’末端付近に結合する。ある特定の実施形態において、共役基(または末端基)は、オリゴヌクレオチドの5’末端に結合する。ある特定の実施形態において、共役基は、オリゴヌクレオチドの5’末端付近に結合する。
末端基の例は、限定されないが、共役基、キャッピング基、リン酸部分、保護基、修飾または非修飾ヌクレオシド、及び独立して修飾されているかまたは非修飾の2つ以上のヌクレオシドを含む。
ある特定の実施形態において、共役基は、細胞標的部分である。ある特定の実施形態において、共役基、任意選択的な共役リンカー、及び任意選択的な開裂可能な部分は、一般式
を有し、式中、nは1〜約3であり、nが1である場合mは0であり、nが2以上である場合mは1であり、jは1または0であり、kは1または0である。
ある特定の実施形態において、nは1であり、jは1であり、kは0である。ある特定の実施形態において、nは1であり、jは0であり、kは1である。ある特定の実施形態において、nは1であり、jは1であり、kは1である。ある特定の実施形態において、nは2であり、jは1であり、kは0である。ある特定の実施形態において、nは2であり、jは0であり、kは1である。ある特定の実施形態において、nは2であり、jは1であり、kは1である。ある特定の実施形態において、nは3であり、jは1であり、kは0である。ある特定の実施形態において、nは3であり、jは0であり、kは1である。ある特定の実施形態において、nは3であり、jは1であり、kは1である。
ある特定の実施形態において、共役基は、少なくとも1つのテザーリガンドを有する細胞標的部分を含む。ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、分岐基に共有結合的に結合した2つのテザーリガンドを含む。ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、分岐基に共有結合的に結合した3つのテザーリガンドを含む。
ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、アルキル、アミノ、オキソ、アミド、ジスルフィド、ポリエチレングリコール、エーテル、チオエーテル、及びヒドロキシルアミノ基から選択される1つ以上の基を含む分岐した基を含む。ある特定の実施形態において、分岐基は、アルキル、アミノ、オキソ、アミド、ジスルフィド、ポリエチレングリコール、エーテル、チオエーテル、及びヒドロキシルアミノ基から選択される基を含む分岐脂肪族基を含む。そのようなある特定の実施形態において、分岐脂肪族基は、アルキル、アミノ、オキソ、アミド、及びエーテル基から選択される基を含む。そのようなある特定の実施形態において、分岐脂肪族基は、アルキル、アミノ、及びエーテル基から選択される基を含む。そのようなある特定の実施形態において、分岐脂肪族基は、アルキル及びエーテル基から選択される基を含む。ある特定の実施形態において、分岐基は、単環式または多環式環系を含む。
ある特定の実施形態において、細胞標的部分の各テザーは、アルキル、置換アルキル、エーテル、チオエーテル、ジスルフィド、アミノ、オキソ、アミド、ホスホジエステル、及びポリエチレングリコールから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル、エーテル、チオエーテル、ジスルフィド、アミノ、オキソ、アミド、及びポリエチレングリコールから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル、ホスホジエステル、エーテル、アミノ、オキソ、及びアミドから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル、エーテル、アミノ、オキソ、及びアミドから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル、アミノ、及びオキソから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル及びオキソから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、アルキル及びホスホジエステルから選択される1つ以上の基を任意の組み合わせで含む直鎖状脂肪族基である。ある特定の実施形態において、各テザーは、少なくとも1つのリン結合基または中性結合基を含む。ある特定の実施形態において、各テザーは、約6〜約20原子長の鎖を含む。ある特定の実施形態において、各テザーは、約10〜約18原子長の鎖を含む。ある特定の実施形態において、各テザーは、約10原子長の鎖を含む。
ある特定の実施形態において、細胞標的部分の各リガンドは、標的細胞上の少なくとも1つの種類の受容体に対して親和性を有する。ある特定の実施形態において、各リガンドは、哺乳動物肝臓細胞の表面上の少なくとも1つの受容体に対して親和性を有する。ある特定の実施形態において、肝臓のアシアロ糖タンパク質受容体(ASGP−R)に対して親和性を有する。ある特定の実施形態において、各リガンドは、炭水化物である。ある特定の実施形態において、各リガンドは、ガラクトース、N−アセチルガラクトースアミン(GalNAc)、マンノース、グルコース、グルコースアミン、及びフコースから独立して選択される。ある特定の実施形態において、各リガンドは、N−アセチルガラクトースアミン(GalNAc)である。ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、3つのGalNAcリガンドを有する。ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、2つのGalNAcリガンドを有する。ある特定の実施形態において、細胞標的部分は、1つのGalNAcリガンドを有する。
ある特定の薬学的組成物
ある特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のcrRNAを含む薬学的組成物を提供する。ある特定の実施形態において、そのような薬学的組成物は、tracrRNAを含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、Cas9を発現させる手段を含む。ある特定の実施形態において、そのようなCas9を発現させる手段は、プラスミドまたはウイルスベクターである。そのようなある特定の実施形態において、薬学的組成物は、好適な薬学的に許容される希釈剤または担体を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、滅菌生理食塩水溶液及び1つ以上のアンチセンス化合物を含む。ある特定の実施形態において、そのような薬学的組成物は、滅菌生理食塩水溶液及び1つ以上のアンチセンス化合物からなる。ある特定の実施形態において、滅菌生理食塩水は、医薬品グレードの生理食塩水である。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及び滅菌水を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つのアンチセンス化合物及び滅菌水からなる。ある特定の実施形態において、滅菌水は、医薬品グレードの水である。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及びリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及び滅菌PBSからなる。ある特定の実施形態において、滅菌PBSは、医薬品グレードのPBSである。
ある特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のscrRNAを含む薬学的組成物を提供する。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、ヌクレアーゼを発現させる手段を含む。ある特定の実施形態において、そのようなヌクレアーゼを発現させる手段は、プラスミドまたはウイルスベクターである。そのようなある特定の実施形態において、薬学的組成物は、好適な薬学的に許容される希釈剤または担体を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、滅菌生理食塩水溶液及び1つ以上のアンチセンス化合物を含む。ある特定の実施形態において、そのような薬学的組成物は、滅菌生理食塩水溶液及び1つ以上のアンチセンス化合物からなる。ある特定の実施形態において、滅菌生理食塩水は、医薬品グレードの生理食塩水である。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及び滅菌水を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つのアンチセンス化合物及び滅菌水からなる。ある特定の実施形態において、滅菌水は、医薬品グレードの水である。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及びリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を含む。ある特定の実施形態において、薬学的組成物は、1つ以上のアンチセンス化合物及び滅菌PBSからなる。ある特定の実施形態において、滅菌PBSは、医薬品グレードのPBSである。
非限定的な開示及び参照による組み込み
本明細書に記載されるある特定の化合物、組成物、及び方法がある特定の実施形態に従って具体的に記載されているが、以下の実施例は、本明細書に記載される化合物を例証する役目のみを果たし、それを限定するようには意図されていない。本出願に列挙される参考文献、GenBank受入番号等は各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願に添付される配列表が必要に応じて各配列を「RNA」または「DNA」のいずれかと特定するが、実際には、それらの配列は、化学修飾の任意の組み合わせで修飾され得る。当業者であれば、修飾オリゴヌクレオチドを説明するための「RNA」または「DNA」のそのような指定が、ある特定の事例において、任意であることを容易に認識する。例えば、2’−OH糖部分及びチミン塩基を含むヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドは、修飾糖を有するDNA(DNAの天然2’−Hの場合、2’−OH)または修飾塩基を有するRNA(RNAの天然ウラシルの場合、チミン(メチル化ウラシル))と記載され得る。
したがって、配列表中のものを含むが、これらに限定されない本明細書に提供される核酸配列は、修飾核酸塩基を有する核酸を含むが、これらに限定されない天然または修飾RNA及び/またはDNAの任意の組み合わせを含有する核酸を包含するよう意図されている。さらなる例として、かつ限定されることなく、核酸塩基配列「ATCGATCG」を有するオリゴマー化合物は、修飾であろうと非修飾であろうと、そのような核酸塩基配列を有するオリゴマー化合物を包含し、それには、限定されないが、配列「AUCGAUCG」を有するもの、及び「AUCGATCG」等のいくつかのDNA塩基とRNA塩基とを有するもの等のRNA塩基を含むそのような化合物、ならびに「ATCGAUCG」(この場合、Cは、5位にメチル基を含むシトシン塩基を示す)等の他の修飾塩基または天然塩基を有するオリゴマー化合物が含まれる。
以下の実施例は、本発明のある特定の実施形態を示しており、限定的ではない。さらに、ある特定の実施形態が提供される場合、本発明者らは、それらのある特定の実施形態の一般的適用を企図した。例えば、ある特定のモチーフを有するオリゴヌクレオチドの開示は、そのモチーフまたは同様のモチーフを有するさらなるオリゴヌクレオチドへの合理的な支持を提供する。同様に、例えば、ある特定の高親和性修飾がある特定の位置に出現する場合、同一の位置での他の高親和性修飾は、別途示されない限り、好適であると見なされる。さらなる例として、本明細書に記載されるcrRNAのモチーフは、scrRNAにも適用され得る。具体的には、本明細書に記載されるcrRNAのDNA認識部分のモチーフが、crRNAのscrRNA標的認識部分に適用されてもよい。同様に、本明細書に記載されるtracrRNA認識部分のモチーフが、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分に適用されてもよい。
実施例1:修飾crRNAの遺伝子編集がhLDLR遺伝子座に与える影響
ヒトLDLR遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、hLDLRに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。リポフェクタミン3000(Life Technologies)を使用して、HEK293T細胞をCas9タンパク質及びtracrRNAを発現するプラスミドでトランスフェクトした。代替的に、Cas9タンパク質及び陽性対照として活性の高いsgRNAを発現するプラスミドで、または陰性対照としてCas9(「Cas9対照」)を含まないプラスミドで細胞をトランスフェクトした。6時間後、細胞をPBSで1回洗浄し、RNAiMAX(Life Technologies)を使用して、または対照としてcrRNAを用いずに(「陰性対照」)、下の表に記載されるcrRNAでトランスフェクトした。2回目のトランスフェクションから48時間後、ゲノムDNAを細胞から単離し、製造業者の指示に従ってSURVEYORアッセイ(Integrated DNA Technologies)に使用した。crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−GGAGACCCAAATACAACAAATC−3’(配列番号1)及び逆方向:5’−CTAGACTCCGTCTCAAAGAAG−3’(配列番号2)であった。細胞開裂後、hLDLRの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流した(図1)。Image Jソフトウェアを使用して定量化を行い、以下の式を用いて挿入欠失の発生の割合を計算し、挿入欠失(%)=100×(1−(1−標的遺伝子の切断断片)0.5)、標的遺伝子の切断断片は、切断された標的遺伝子断片(複数可)の蛍光シグナルを、切断された及び無傷な標的遺伝子断片(複数可)の蛍光シグナル合計で除すことによって決定される。各修飾crRNAの挿入欠失発生率を陽性対照sgRNAの挿入欠失発生率に対して正規化したものは、遺伝子破壊の割合と称される。下の表に示される結果は、ホスホロチオエート修飾crRNAが非修飾crRNAよりも活性が高かったこと、また、ホスホロチオエート及び2’−O−メチル修飾crRNAは、糖修飾を含まないcrRNAよりもさらに活性が高かったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例2:修飾crRNAの遺伝子編集がhVEGFA遺伝子座に与える影響
ヒトVEGFA遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、hVEGFAに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。下の表に記載されるcrRNAを使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−TCCAGATGGCACATTGTCAG−3’(配列番号3)及び逆方向:5’−AGGGAGCAGGAAAGTGAGGT−3’(配列番号4)であった。細胞開裂後、hVEGFAの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流し(図2を参照)、実施例1に記載されるようにゲルを定量化した。修飾crRNAに関する結果をhVEGFAを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。結果は、多くの修飾crRNAが活性であったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「f」は2’−F修飾を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示し、「d」は非修飾2’−デオキシ糖部分を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例3:修飾crRNAの遺伝子編集がhVEGFA遺伝子座に与える影響
ヒトVEGFA遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、hVEGFAに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。下の表に記載されるcrRNAを使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトし、Cas9/tracrRNAの負荷時間は24時間とした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−TCCAGATGGCACATTGTCAG−3’(配列番号3)及び逆方向:5’−AGGGAGCAGGAAAGTGAGGT−3’(配列番号4)であった。細胞開裂後、hVEGFAの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流し(図3を参照)、実施例1に記載されるようにゲルを定量化した。修飾crRNAに関する結果をhVEGFAを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。結果は、多くの修飾crRNAが活性または非常に活性であったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「f」は2’−F修飾を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示し、「d」は非修飾2’−デオキシ糖部分を示し、「e」は2’−MOE修飾を示し、「o」はヌクレオシド間リン酸結合を示し、「k」はcEt修飾を示す。下付き文字「m」は、核酸塩基の5−メチル修飾を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例4:修飾された短いcrRNAの遺伝子編集がhVEGFA遺伝子座に与える影響
ヒトVEGFA遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、VEGFAを標的とする、20ヌクレオシド長未満のDNA認識部分及び/または22ヌクレオシド長未満のtracrRNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。下の表に記載されるcrRNAを使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−TCCAGATGGCACATTGTCAG−3’(配列番号3)及び逆方向:5’−AGGGAGCAGGAAAGTGAGGT−3’(配列番号4)であった。細胞開裂後、hVEGFAの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流した(図3を参照)。実験を繰り返し、実施例1に記載されるように得られたゲルを定量化した。修飾crRNAに関する結果をhVEGFAを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。結果は、12個のみのヌクレオシドtracrRNA認識部分及び17個のみのヌクレオシドDNA認識部分を含むcrRNAを含む、多くの短い修飾crRNAが活性であったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「f」は2’−F修飾を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示し、「d」は非修飾2’−デオキシ糖部分を示し、「k」はcEt修飾を示す。下付き文字「m」は、核酸塩基の5−メチル修飾を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例5:crRNA修飾モチーフ
下の表に記載されるモチーフを有する修飾crRNAは、任意のcrRNA核酸塩基配列に使用することができる。各モチーフの最初の17〜20個のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を表し、各モチーフの残りの12〜22個のヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。「29−mer」と表示されるモチーフは、29個の結合ヌクレオシドを含有し、「42−mer」と表示されるモチーフは、42個の結合ヌクレオシドを含有する。下に記載されるモチーフはまた、他の長さのcrRNAにも適用することができ、そのパターンは、オリゴヌクレオチド長に適合するように伸長または短縮される。モチーフの修飾は、上の表1〜4の下付き文字に使用される同じ単一文字の識別子を使用して記載される。数字の下付き文字は、同定された修飾を含む連続ヌクレオシドの数を示す。数字の下付き文字の欠如は、1つのヌクレオシドを意味する。さらなる略語は次の通りである:「l」はLNA修飾を示し、「(MOP)」はメトキシプロピル修飾ヌクレオシド間結合を示し、「(MP)」はメチルホスホン酸ヌクレオシド間結合を示し、「(MMI)」はMMI N−メチルヌクレオシド間結合を示し、「(5−プロピン)」は5−プロピン核酸塩基修飾を示し、「(G−クランプ)」はG−クランプ修飾核酸塩基を示す。
実施例6:修飾crRNAの遺伝子編集がhVEGFA遺伝子座に与える影響
ヒトVEGFA遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、hVEGFAに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。下の表に記載されるcrRNAを使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−TCCAGATGGCACATTGTCAG−3’(配列番号3)及び逆方向:5’−AGGGAGCAGGAAAGTGAGGT−3’(配列番号4)であった。細胞開裂後、hVEGFAの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流し、実施例1に記載されるようにゲルを定量化した。修飾crRNAに関する結果をhVEGFAを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。その結果は、修飾crRNAの多くが活性であり、中にはsgRNA陽性対照よりも活性なものもあったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「f」は2’−F修飾を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示し、「d」は非修飾2’−デオキシ糖部分を示し、「k」はcEt修飾を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例7:修飾crRNAのオフターゲット効果
修飾crRNAのオフターゲット効果を調べるために、Isis番号801193(実施例3)、801381(実施例4)、及び834472(実施例6)をヒトMyc関連因子X(MAX)の遺伝子座の遺伝子編集に与える影響について調べた。染色体位置14q23に、MAX遺伝子は、Isis番号801193、801381、及び834472によって標的とされるVEGFA遺伝子の領域の一部または全部にマッチする20個のヌクレオチドのうちの18個を担持する。Isis番号801193、801381、または834472を修飾crRNAとして使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、MAX遺伝子のオフターゲット部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−TACCCGGGCCGTCTGTTAGA−3’(配列番号17)及び逆方向5’−GAGGGGGAAGTCACCGACAA−3’(配列番号18)であった。細胞開裂後、MAXの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流した。実施例1に記載されるように定量化を行った。修飾crRNAに関する結果をhVEGFAを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。結果は、修飾crRNAがsgRNA対照よりも低いオフターゲット効果を示したことを示している。修飾crRNAのオンターゲット効果(実施例3、4、及び6を参照)を、比較のために下の3番目の列に示す。
実施例8:修飾crRNAの遺伝子編集がhTTR遺伝子座に与える影響
hTTR遺伝子座の遺伝子編集に与える影響を調べるために、ヒトTTRに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを設計及び合成した。下の表に記載されるcrRNAを使用して、HEK293T細胞を実施例1に記載されるようにトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、crRNA標的部位を増殖するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−GCTGACTAAGCAAAGCTTCCAAATGAC−3’(配列番号41)及び逆方向:5’−GATGTCACAGAAACACTCACCGTAG−3’(配列番号42)であった。細胞開裂後、hTTRの遺伝子編集の程度を分析するためにDNAをゲルに流し、実施例1に記載されるようにゲルを定量化した。修飾crRNAに関する結果をhTTRを標的とする陽性対照sgRNAに対して正規化し、下の表に示される遺伝子破壊の割合を決定した。結果は、多くの修飾crRNAが活性であり、また中にはsgRNA陽性対照よりもさらに活性の高いものがあったことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「f」は2’−F修飾を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を示し、下線のないヌクレオシドは、crRNAのtracrRNA認識部分を表す。
実施例9:切断型scrRNAの遺伝子改変効果
DNMT1遺伝子の改変に対する効果を調べるために、DNA(シトシン−5)−メチルトランスフェラーゼ1(DNMT1)に相補的なscrRNA標的認識部分を含む切断型scrRNAを設計及び合成した。HEK293T細胞を、Cpf1をコードするプラスミド、及び下の表に列挙されるscrRNAをコードする二本鎖gblock(IDT、Coralville,Iowa)でトランスフェクトした。実施例1に記載されるようにSURVEYORアッセイを行い、DNMT1遺伝子のscrRNA部位を増幅するために使用したPCRプライマーは、順方向:5’−CTGGGACTCAGGCGGGTCAC−3’(配列番号47)及び逆方向:5’−CCTCACACAACAGCTTCATGTCAGC−3’(配列番号)であった。細胞開裂後、DNMT1の遺伝子改変の程度を分析するためにDNAをゲルに流した。結果が図4a及び4bに示される。その結果は、36個のみのヌクレオシドを含有するscrRNAを含む複数の切断型scrRNAが標的遺伝子を改変したことを示している。
上の表中の全てのヌクレオシドは、2’−ヒドロキシ糖部分及びヌクレオシド間リン酸結合を含む非修飾リボヌクレオシドである。下線のヌクレオシドは、scrRNAの標的認識部分を表し、下線のないヌクレオシドは、scrRNAのヌクレアーゼ認識部分を表す。
実施例10:切断型tracrRNAのDNA切断効果
マウスのプロタンパク質転換酵素サブチリシン・ケキシン9型(Pcsk9)の編集に対する効果を調べるために、切断型tracrRNAを設計及び合成した。Pcsk9 DNAを作製するために、CRISPR標的部位を包含するマウスのゲノム遺伝子座の一部を、プライマー5’−CTGAGGCTAGAGGACTGAGC−3’(配列番号61)及び5’−CAGACGGCTAGATGAGCAGAG−3’(配列番号62)を用いてPCRにより増幅した。30nMの下の表に示す修飾crRNA(Ion番号927720)、及び30nMの下の表に示すtracrRNAを用いて、インビトロ生化学アッセイにおいてPcsk9遺伝子破壊について調べた。Cas9による開裂後、活性の程度を分析するためにDNAをゲルに流した。結果が図5に示される。その結果は、切断型tracrRNAがインビトロで活性を示したことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を表す。上の表中に示されるtracrRNAの全てのヌクレオシドは、2’−ヒドロキシ糖部分及びヌクレオシド間リン酸結合を含む非修飾リボヌクレオシドである。
実施例11:修飾crRNAの自由取り込み後の遺伝子活性化
Konermann et al.,Nature 517,583−588(2015)に記載されるものに類似した転写活性アッセイにおいて、修飾crRNAが標的遺伝子を活性化する能力を調べた。簡潔に述べると、1つのMS2アプタマー配列をtracrRNAの58位に挿入した。HEK 293細胞を、PBS単独(陰性対照)で、または四量体VP16転写活性ドメインに融合させた触媒的に不活性なCas9(dCas9−VP64)、Konermannらが記載するようなMS2−p65−HSF1活性化ヘルパータンパク質、及びtracrRNA1.2を含有するMS2アプタマーをコードするプラスミドでトランスフェクトした。下の表に列挙されるヒトTTRに相補的なDNA認識部分を含む修飾crRNAを、最終濃度1uMになるようにトランスフェクション試薬の非存在下でPBSに加えた。crRNAを含まないPBSを「非RNA」対照に加えた。48時間後、全RNAを単離し、順方向プライマー5’−CTTGCTGGACTGGTATTTGTGTCT−3’(配列番号67)、逆方向プライマー5’−AGAACTTTGACCATCAGAGGACACT−3’(配列番号68)、及びプローブ5’−CCCTACGGGCACCGGTGAATCC−3’(配列番号69)を使用するRT−qPCRを用いて遺伝子活性化を測定した。RT−qPCRの結果をGAPDHに対して正規化し、1.0に設定された陰性対照に対する倍数変化として下の表に表す。結果は、修飾crRNAが、自由取り込みによって細胞に取り込まれ、標的遺伝子の活性化を誘導したことを示している。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を表す。
実施例12:修飾crRNAを含む化合物を使用したPcsk9 DNAのインビトロ消化
下の表に示される修飾crRNAを含む化合物は、マウスPcsk9に相補的なDNA認識部分を含む。下の表12に示される修飾crRNAを作成し、本明細書に記載されるようにそれらのDNA切断活性及び/または遺伝子破壊活性について試験した。表13に示される修飾crRNAを合成し、インビトロでのDNA切断活性について試験した。Ion番号927722はGalNAc共役基(「LICA−1」)を含み、Ion番号927722の合成を以下に示す。実施例10に記載されるようにDNA切断アッセイを行った。Ion番号927720または927722は、tracrRNAとともに使用した。sgRNAは、陽性対照として単独で使用した。結果が図6に示される。その結果は、共役基が結合していない修飾crRNAが、インビトロでsgRNA陽性対照よりも強力にPcsk9 DNAを切断したことを示している。GalNAc共役基に結合した修飾crRNAは、sgRNA陽性対照とほぼ等しい程度までPcsk9 DNAを切断した。
下付き文字:「m」は2’−O−メチル修飾を示し、「s」はホスホロチオエートヌクレオシド間結合を示し、「o」はヌクレオシド間リン酸結合を示し、「r」は非修飾2’−ヒドロキシ糖部分を示す。下線のヌクレオシドは、crRNAのDNA認識部分を表す。
Ion番号927720及び927722の合成
化合物3
ジクロロメタン(40mL)中のTHA−GalNAc3 PFPエステル1(10g、5.3mmol)、TEA(1.47mL、10.5mmol)の溶液に、ジクロロメタン(10mL)中の6−アミノ−1−ヘキサノールを滴下で加えた。室温で12時間撹拌した後、反応混合物を濃縮し、残渣をシリカゲルカラム(Biotage Silica Gel Colum Chromatography、220g)により精製し、ジクロロメタン中5〜20%のMeOHで溶出して3(9.1g、94%)を得た。LR MS(ESI):C8413936[M+H]+m/z=1837.1の計算値、実測値1837.9。
化合物4
3(8.96g、5.0mmol)及びテトラゾール(0.273g、4.0mmol)の0℃のDMF(25mL)溶液に、1−メチルイミダゾール(97μL、1mmol)及びホスフィチル化試薬(2.3mL、7mmol)を加えた。反応混合物を室温に加温し、その温度で12時間撹拌した。反応混合物を酢酸エチル(100mL)で抽出し、飽和NaHCO(100mL)及び鹹水(100mL)で洗浄し、NaSO上で乾燥した。濾過後、酢酸エチル溶液を減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、最初に酢酸エチルを用いて溶出し、次いで、酢酸エチル中の50%アセトン、その後、アセトン及びTHF中の50%アセトンを用いて溶出し、白色の泡として4(7.5g、75%)を得た。31P NMR(121MHz、CDCl):δ147.32、LR MS(ESI):C931543710P[M−H]m/z=2035.0の計算値、実測値2034.8。
修飾crRNAs、Ion番号927720及び927722の合成
標準的なホスホラミダイト及び固体支持体を、ヌクレオシドA、U、G、及びCの組み込みに使用した。無水アセトニトリル中のアミダイトの0.2M溶液を合成に使用した。無水アセトニトリル中の2’−O−Me ABz、U、Gibu、及びCBzホスホラミダイトの0.2M溶液を、2’−O−メチル修飾ヌクレオチドの組み込みに使用した。VIMAD UnyLinker(商標)固体支持体(100μmol/g負荷量)上でAKTAOligopilot合成機(GE Healthcare Biosciences)を使用して修飾crRNA(60μmolスケール)を合成し、合成のためにカラムに適切な量の固体支持体を充填した。トルエン中のジクロロ酢酸(6%)を脱トリチル化試薬として使用した。カップリングステップの間に、CHCN中のN−メチルイミダゾールの存在下で4,5−ジシアノイミダゾールをアクチベーターとして使用した。アセトニトリル中50%のピリミジン中の0.1Mキサンタン水素化物溶液を、接触時間3分で硫化剤として使用した。12等量のTHA−GalNAcホスホラミダイト4を3部で送達し、その後、12分のカップリング待ち時間があった。製造業者によって供給されたプロトコルにおける他の全てのステップは、修飾しないで用いた。カップリング効率は、97%超であった。合成終了後、トルエン中の20%ジエチルアミンで固体支持体を45分間処理し、ホスホロチオエート結合からシアノエチル基を除去した。次いで、含水水酸化アンモニウム(30重量%):エタノール(3:1)に固体支持体を懸濁し、室温で4時間撹拌させた。これに水中で10%(V/V)のメチルアミン(40重量%)を加え、室温で24時間撹拌し続け、2’位のTBDMS基を除く全ての保護基の除去を完了した。固体支持体を濾過し、濾液が乾燥するまで濃縮させた。得られた残渣を、無水トリエチルアミントリヒドロフルオライド/トリエチルアミン/1−メチル−2−ピロリジノン溶液に再懸濁し(1.4M HF濃度を提供するための、3mLのトリエチルアミントリヒドロフルオライド、2.25mLのトリエチルアミン、及び4.5mLの1−メチル−2−ピロリジノンの溶液9.75)、65℃で4時間加熱して2’位のTBDMS基を除去した。1.5M重炭酸アンモニウム(9.95mL)で反応を停止し、水で希釈し、強陰イオン交換カラム上のHPLCにより精製した(GE Healthcare Bioscience、Source 30Q、30μm、2.54×8cm、A=30%含水CHCN中の100mM酢酸アンモニウム、A中のB=1.5M NaBr、28カラム体積のBの0〜60%、流れ14mL/分−1)。全長crRNAを含有する断片を一緒にプールし、逆相カラム上のHPLCにより脱塩し、固体支持体の負荷量に基づいて10%の単離収率でcrRNAを得た。Agilent 1100 MSDシステムを用いたイオン対−HPLC−MS分析によりオリゴヌクレオチドを特徴づけた。
実施例13:修飾crRNAの遺伝子編集がエクスビボでPcsk9に対する与える影響
エクスビボでのPcsk9の遺伝子編集について修飾crRNAの試験を行った。Cas9を発現するマウス由来幹細胞(Platt et al.,Cell 159,440−455(2014)に記載される)を、10%FBS、4mM L−グルタミン、及び25mM HEPESを添加したウィリアム培地Eで培養した。リポフェクタミンRNAiMax(Life Technologies、Carlsbad)を使用して、肝細胞をIon番号927720(実施例12を参照)及びtracrRNAまたはsgRNA陽性対照単独でトランスフェクトした。SURVEYORアッセイを使用してPcsk9 遺伝子破壊を測定した。結果が図7に示される。その結果は、修飾crRNAが、エクスビボで肝細胞においてsgRNA陽性対照に対するのと同様の能力でPcsk9遺伝子を破壊したことを示している。

Claims (293)

  1. 20〜50個の結合ヌクレオシドからなる修飾crRNAを含む、化合物。
  2. 前記修飾crRNAは、5’−安定化である、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記修飾crRNAは、3’−安定化である、請求項1または2に記載の化合物。
  4. 前記修飾crRNAは、標的DNAに対する前記crRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 前記修飾crRNAは、tracrRNAに対する前記crRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 前記修飾crRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、チミンである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
  7. 前記修飾crRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、修飾核酸塩基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
  8. 前記修飾核酸塩基は、5−メチルシトシンである、請求項7に記載の化合物。
  9. 前記修飾crRNAの少なくとも1つのヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
  10. 前記修飾crRNAの各ヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項9に記載の化合物。
  11. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、中性ヌクレオシド間結合である、請求項9または10に記載の化合物。
  12. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メトキシプロピル基を含む、請求項11に記載の化合物。
  13. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホノ酢酸を含む、請求項9〜12のいずれか一項に記載の化合物。
  14. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メチルホスホン酸を含む、請求項9〜13のいずれか一項に記載の化合物。
  15. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項9〜14のいずれか一項に記載の化合物。
  16. 前記修飾crRNAの各ヌクレオシド間結合は、ホスホジエステルヌクレオシド間結合またはホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
  17. 前記修飾crRNAは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または11個のリン酸ジエステルヌクレオシド間結合を有する、請求項16に記載の化合物。
  18. 前記修飾crRNAの少なくとも2つの結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項9〜17のいずれか一項に記載の化合物。
  19. 前記修飾crRNAの少なくとも2つの修飾結合は、互いに同じである、請求項18に記載の化合物。
  20. 前記修飾crRNAは、前記crRNAの5’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、請求項9〜19に記載の化合物。
  21. 前記修飾crRNAは、前記crRNAの3’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、請求項9〜20に記載の化合物。
  22. 前記crRNAの各ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項9に記載の化合物。
  23. 前記修飾crRNAは、2’−デオキシヌクレオシドを含まない、請求項1〜22のいずれか一項に記載の化合物。
  24. 前記修飾crRNAの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の化合物。
  25. 前記crRNAの前記5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項24に記載の化合物。
  26. 前記5’末端ヌクレオシドは、非二環式2’−修飾糖部分を含む、請求項25に記載の化合物。
  27. 前記5’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、請求項25に記載の化合物。
  28. 前記5’末端ヌクレオシドは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から選択される修飾糖部分を含む、請求項25に記載の化合物。
  29. 前記crRNAの前記5’末端の前記ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項24〜28のいずれか一項に記載の化合物。
  30. 前記修飾crRNAは、
    式5’−NyNy−R−3’を有し、
    式中、
    各Nyは、非修飾2’−デオキシ糖部分、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分、2’−O−メチル修飾糖部分、2’−F修飾糖部分、及びcEt修飾糖部分の中から独立して選択される糖部分を含むヌクレオシドであり、
    zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択される中性ヌクレオシド間結合であり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Rは、前記crRNAの残りの部分である、請求項24に記載の化合物。
  31. 前記修飾crRNAは、
    式5’−NmNx−R−3’を有し、
    式中、
    Nmは、2’−O−メチル修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    Nxは、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分及び2’−F修飾糖部分の中から選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Rは、前記crRNAの残りの部分である、請求項24に記載の化合物。
  32. 前記crRNAの前記3’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項24〜31のいずれか一項に記載の化合物。
  33. 前記crRNAの前記3’末端ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項32に記載の化合物。
  34. 前記修飾crRNAは、
    式5’−A−NrNr−3’を有し、
    式中、
    各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Aは、crRNAの残りの部分である、請求項33に記載の化合物。
  35. 前記修飾crRNAは、
    式5’−A−NrNr−3’を有し、
    式中、
    各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択されるヌクレオシド間リン酸結合または中性ヌクレオシド間結合であり、
    Aは、crRNAの残りの部分であるが、
    但し、前記3’末端Nrが2’−F糖部分を含む場合、zはヌクレオシド間リン酸結合ではないものとする、請求項32に記載の化合物。
  36. 前記修飾crRNAのDNA認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含み、前記修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、請求項24〜35のいずれか一項に記載の化合物。
  37. 前記7つの5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項36に記載の化合物。
  38. 前記7つの5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、互いに同じである、請求項37に記載の化合物。
  39. 前記7つの5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は各々、2’−O−メチル及び2’−Fの中から独立して選択される、請求項36に記載の化合物。
  40. 前記7つの5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、2’−O−メチルと2’−Fとが交互になっている、請求項39に記載の化合物。
  41. 前記crRNAの前記DNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項1〜40のいずれか一項に記載の化合物。
  42. 前記修飾crRNAのtracrRNA認識部分は、少なくとも4つの修飾ヌクレオシドを含み、前記修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、請求項1〜41のいずれか一項に記載の化合物。
  43. 前記tracrRNA認識部分の前記修飾糖部分の各々は、互いに同じである、請求項42に記載の化合物。
  44. 前記tracrRNA認識部分の各修飾糖部分は、cEtである、請求項42に記載の化合物。
  45. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項1〜44のいずれか一項に記載の化合物。
  46. 前記crRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項1〜45のいずれか一項に記載の化合物。
  47. 前記crRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項1〜45のいずれか一項に記載の化合物。
  48. 前記crRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項47に記載の化合物。
  49. 前記crRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項47に記載の化合物。
  50. 前記crRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、請求項47に記載の化合物。
  51. 前記crRNAは、20〜28の結合ヌクレオシドからなる、請求項47に記載の化合物。
  52. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、12個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項1〜51ののいずれか一項に記載の化合物。
  53. 前記crRNAの前記DNA認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項1〜52のいずれか一項に記載の化合物。
  54. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、アルキンまたはアジドから選択される修飾を含む、請求項1〜52のいずれか一項に記載の化合物。
  55. 前記化合物は、前記crRNAからなる、請求項1〜54のいずれか一項に記載の化合物。
  56. 前記化合物は、共役基を含む、請求項1〜54のいずれか一項に記載の化合物。
  57. 前記共役基は、GalNAcを含む、請求項54に記載の化合物。
  58. 前記crRNAの前記DNA認識部分の前記核酸塩基配列は、標的DNAに少なくとも90%相補的である、請求項1〜57のいずれか一項に記載の化合物。
  59. 前記crRNAの前記DNA認識部分の前記核酸塩基配列は、標的DNAに100%相補的である、請求項58に記載の化合物。
  60. 細胞を、請求項1〜59のいずれか一項に記載の化合物と接触させることを含む、方法。
  61. 前記細胞は、Cas9を発現する、請求項60に記載の方法。
  62. 細胞を、請求項1〜59のいずれか一項に記載の化合物、及びCas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
  63. 細胞を、請求項1〜59のいずれか一項に記載の化合物、及びCas9をコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
  64. 細胞を、請求項1〜59のいずれか一項に記載の化合物、ならびにCas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
  65. 細胞を、請求項1〜59のいずれか一項に記載の化合物、Cas9遺伝子をコードするプラスミド、及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
  66. 前記crRNAは、20〜32個のヌクレオシドからなる、請求項60〜65のいずれか一項に記載の方法。
  67. 前記crRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で前記細胞に取り込まれる、請求項60〜66のいずれか一項に記載の方法。
  68. 細胞を、請求項54に記載の前記修飾crRNA、ならびにアルキン及びアジドの中から選択される修飾を含むtracrRNAと接触させることを含む、方法。
  69. 前記細胞を、Cas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、請求項68に記載の方法。
  70. 前記細胞は、Cas9を発現する、請求項68に記載の方法。
  71. 前記細胞は、動物細胞である、請求項60〜70のいずれか一項に記載の方法。
  72. 動物に、請求項1〜59のいずれか一項に記載の修飾化合物を投与することを含む、方法。
  73. 前記投与は皮下である、請求項72に記載の方法。
  74. 前記投与は、くも膜下腔内投与である、請求項72に記載の方法。
  75. Cas9遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、請求項72〜74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 前記動物は、Cas9を発現する、請求項72〜74のいずれか一項に記載の方法。
  77. Cas9遺伝子をコードするプラスミド、及びtracrRNAを投与することを含む、請求項72〜74のいずれか一項に記載の方法。
  78. 前記プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して前記動物内の細胞に送達される、請求項77に記載の方法。
  79. 前記プラスミドは、レンチウイルスを介して前記動物内の細胞に送達される、請求項77に記載の方法。
  80. 標的遺伝子は、編集される、請求項72〜79のいずれか一項に記載の方法。
  81. 前記crRNAは、前記標的遺伝子が編集された後に分解される、請求項80に記載の方法。
  82. 前記Cas9は、前記crRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、請求項81に記載の方法。
  83. 前記tracrRNAは、非修飾である、請求項5に記載の化合物。
  84. 前記tracrRNAは、修飾されている、請求項5に記載の化合物。
  85. 10個の5’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、請求項36に記載の化合物。
  86. 前記10個の5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、互いに同じである、請求項85に記載の化合物。
  87. 前記10個の5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は各々、2’−F及び2’−O−メチルの中から独立して選択される、請求項85に記載の化合物。
  88. 前記10個の5’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、2’−Fである、請求項86に記載の化合物。
  89. crRNAモチーフは、表Aに列挙されるモチーフの中から選択される、請求項4に記載の化合物。
  90. 前記tracrRNA認識部分の前記少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは、前記crRNAの4つの3’末端ヌクレオシドである、請求項42または83〜89のいずれか一項に記載の化合物。
  91. 前記tracrRNA認識部分の前記少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは、2’−O−メチル修飾糖部分を含む、請求項90に記載の化合物。
  92. 前記tracrRNA認識部分は、5つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項42または83〜91のいずれか一項に記載の化合物。
  93. 前記tracrRNA認識部分は、6個の修飾ヌクレオシドを含む、請求項42または83〜91のいずれか一項に記載の化合物。
  94. 前記tracrRNA認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項42または83〜91のいずれか一項に記載の化合物。
  95. 前記tracrRNA認識部分は、9つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項42、83〜88、または90〜91のいずれか一項に記載の化合物。
  96. 前記tracrRNA認識部分の少なくとも1つの修飾糖部分は、二環式糖部分である、請求項42または83〜95のいずれか一項に記載の化合物。
  97. 前記tracrRNA認識部分の2つの3’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、請求項96に記載の化合物。
  98. 前記tracrRNA認識部分は、5つの二環式糖部分を含む、請求項97に記載の化合物。
  99. 前記tracrRNA認識部分は、6つの二環式糖部分を含む、請求項97に記載の化合物。
  100. 前記tracrRNA認識部分は、9つの二環式糖部分を含む、請求項95に記載の化合物。
  101. 各二環式糖部分は、cEt及びLNAの中から独立して選択される、請求項96〜100のいずれか一項に記載の化合物。
  102. 各二環式糖部分は、cEtである、請求項101に記載の化合物。
  103. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分の前記5’末端のヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項42または90〜102のいずれか一項に記載の化合物。
  104. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分の前記5’末端のヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、請求項103に記載の化合物。
  105. 前記二環式糖部分は、cEtまたはLNAである、請求項104に記載の化合物。
  106. 二環式糖部分は、cEtである、請求項105に記載の化合物。
  107. 前記crRNAの前記DNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項83〜106のいずれか一項に記載の化合物。
  108. 前記tracrRNA認識部分の前記修飾糖部分の各々は、互いに同じである、請求項90に記載の化合物。
  109. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項83〜108のいずれか一項に記載の化合物。
  110. 前記crRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜109のいずれか一項に記載の化合物。
  111. 前記crRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜109のいずれか一項に記載の化合物。
  112. 前記crRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項111に記載の化合物。
  113. 前記crRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜88または90〜111のいずれか一項に記載の化合物。
  114. 前記crRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、請求項111に記載の化合物。
  115. 前記crRNAは、20〜28個の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜88または90〜111のいずれか一項に記載の化合物。
  116. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、12個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜115のいずれか一項に記載の化合物。
  117. 前記crRNAの前記DNA認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項83〜116のいずれか一項に記載の化合物。
  118. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分は、アルキンまたはアジドから選択される修飾を含む、請求項83〜117のいずれか一項に記載の化合物。
  119. 前記化合物は、crRNAからなる、請求項83〜118のいずれか一項に記載の化合物。
  120. 前記化合物は、共役基を含む、請求項83〜118のいずれか一項に記載の化合物。
  121. 前記共役基は、GalNAcを含む、請求項120に記載の化合物。
  122. 前記共役基は、親油性である、請求項56または120に記載の化合物。
  123. 前記crRNAの前記DNA認識部分の前記核酸塩基配列は、標的DNAに少なくとも90%相補的である、請求項83〜122のいずれか一項に記載の化合物。
  124. 前記crRNAの前記DNA認識部分の前記核酸塩基配列は、標的DNAに100%相同的である、請求項123に記載の化合物。
  125. 細胞を、請求項83〜124のいずれか一項に記載の化合物と接触させることを含む、方法。
  126. 前記細胞は、Cas9を発現する、請求項125に記載の方法。
  127. 細胞を、請求項83〜124のいずれか一項に記載の化合物、及びCas9遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
  128. 細胞を、請求項83〜124のいずれか一項に記載の化合物、及びCas9をコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
  129. 細胞を、請求項83〜124のいずれか一項に記載の化合物、ならびにCas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
  130. 細胞を、請求項83〜124のいずれか一項に記載の化合物、ならびにCas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAと接触させることを含む、方法。
  131. 前記crRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で前記細胞に取り込まれる、請求項125〜130のいずれか一項に記載の方法。
  132. 前記細胞は、動物細胞である、請求項125〜130のいずれか一項に記載の方法。
  133. 動物に、請求項83〜124のいずれか一項に記載の修飾化合物を投与することを含む、方法。
  134. 前記投与は、皮下投与である、請求項133に記載の方法。
  135. 前記投与は、くも膜下腔内投与である、請求項133に記載の方法。
  136. 前記投与は、中枢神経系に対する投与である、請求項72または133に記載の方法。
  137. Cas9遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、請求項133〜136のいずれか一項に記載の方法。
  138. 前記動物は、Cas9を発現する、請求項133〜136のいずれか一項に記載の方法。
  139. Cas9遺伝子をコードするプラスミド及びtracrRNAを投与することを含む、請求項133〜136のいずれか一項に記載の方法。
  140. 前記プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して前記動物内の細胞に送達される、請求項137または139に記載の方法。
  141. 前記プラスミドは、レンチウイルスを介して前記動物内の細胞に送達される、請求項137または139に記載の方法。
  142. 標的遺伝子は、編集される、請求項133〜141のいずれか一項に記載の方法。
  143. 前記crRNAは、前記標的遺伝子が編集された後に分解される、請求項142に記載の方法。
  144. 前記Cas9は、前記crRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、請求項143に記載の方法。
  145. 前記動物は、ヒトである、請求項71〜82または132〜144のいずれか一項に記載の方法。
  146. 細胞を、請求項1〜59または83〜124のいずれか一項に記載の化合物と接触させることと、標的遺伝子を編集することと、前記細胞を、前記crRNA、tracrRNAまたはCas9ヌクレアーゼの活性または発現を低下させるまたは阻害する第2の化合物と接触させることと、を含む、方法。
  147. 前記細胞は、前記標的遺伝子が編集された後に前記第2の化合物と接触させられる、請求項146に記載の方法。
  148. 前記第2の化合物は、前記crRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、請求項146または147に記載の方法。
  149. 前記crRNAは、分解される、請求項148に記載の方法。
  150. 前記第2の化合物は、前記tracrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、請求項146または147に記載の方法。
  151. 前記tracrRNAは、分解される、請求項150に記載の方法。
  152. 前記第2の化合物は、前記Cas9ヌクレアーゼ遺伝子を標的とするcrRNAを含む、請求項146または147に記載の方法。
  153. 前記第2の化合物は、Cas9転写物に相補的なオリゴヌクレオチドを含む、請求項146または147に記載の方法。
  154. 前記Cas9ヌクレアーゼの発現が阻害される、請求項152または153に記載の方法。
  155. 前記細胞は、動物細胞である、請求項146〜154のいずれか一項に記載の方法。
  156. 前記動物は、ヒトである、請求項155に記載の方法。
  157. 前記tracrRNAは、非修飾である、請求項65または130に記載の方法。
  158. 前記tracrRNAは、修飾されている、請求項65または130に記載の方法
  159. 前記crRNA及び前記tracrRNAの両方が、トランスフェクション試薬の非存在下で前記細胞に取り込まれる、請求項65、130、または157〜158に記載の方法。
  160. 前記細胞は、動物細胞である、請求項157〜159のいずれか一項に記載の方法。
  161. 前記動物は、ヒトである、請求項160に記載の方法。
  162. ゲノムを、請求項1〜59または83〜124のいずれか一項に記載の化合物と接触させることを含む、ゲノム遺伝子座可視化の方法。
  163. オフターゲット遺伝子の編集が、20〜50個の結合ヌクレオシドからなる前記修飾crRNAを含む化合物の代わりに50個超のヌクレオシドを含む非修飾crRNAまたは化合物が使用された場合のオフターゲット遺伝子の編集と比べて低下する、請求項60〜82または125〜161のいずれか一項に記載の方法。
  164. 20〜50個の結合ヌクレオシドからなる修飾scrRNAを含む、化合物。
  165. 前記修飾scrRNAは、5’−安定化である、請求項164に記載の化合物。
  166. 前記修飾scrRNAは、3’−安定化である、請求項164または165に記載の化合物。
  167. 前記修飾scrRNAは、scrRNA標的DNAに対する前記scrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、請求項164〜166のいずれか一項に記載の化合物。
  168. 前記修飾scrRNAは、ヌクレアーゼに対する前記scrRNAの親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、請求項164〜167のいずれか一項に記載の化合物。
  169. 前記ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、請求項168に記載の化合物。
  170. 前記修飾scrRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、チミンである、請求項164〜169のいずれか一項に記載の化合物。
  171. 前記修飾scrRNAの少なくとも1つの核酸塩基は、修飾核酸塩基である、請求項164〜170のいずれか一項に記載の化合物。
  172. 前記修飾核酸塩基は、5−メチルシトシンである、請求項171に記載の化合物。
  173. 前記修飾scrRNAの少なくとも1つのヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項164〜172のいずれか一項に記載の化合物。
  174. 前記修飾scrRNAの各ヌクレオシド間結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項173に記載の化合物。
  175. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、中性ヌクレオシド間結合である、請求項173または174に記載の化合物。
  176. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メトキシプロピル基を含む、請求項175に記載の化合物。
  177. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホノ酢酸を含む、請求項173〜176のいずれか一項に記載の化合物。
  178. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、メチルホスホン酸を含む、請求項173〜177のいずれか一項に記載の化合物。
  179. 少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項173〜178のいずれか一項に記載の化合物。
  180. 前記修飾scrRNAの少なくとも2つの結合は、修飾ヌクレオシド間結合である、請求項173〜179のいずれか一項に記載の化合物。
  181. 前記修飾scrRNAの少なくとも2つの修飾結合は、互いに同じである、請求項180に記載の化合物。
  182. 前記修飾scrRNAは、前記scrRNAの5’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、請求項173〜181のいずれか一項に記載の化合物。
  183. 前記修飾scrRNAは、前記scrRNAの3’末端に2〜5つのホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、請求項173〜182のいずれか一項に記載の化合物。
  184. 前記scrRNAの各ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項173に記載の化合物。
  185. 前記修飾scrRNAは、2’−デオキシヌクレオシドを含まない、請求項164〜184のいずれか一項に記載の化合物。
  186. 前記修飾scrRNAの少なくとも1つのヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項164〜185のいずれか一項に記載の化合物。
  187. 前記scrRNAの前記5’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項186に記載の化合物。
  188. 前記5’末端ヌクレオシドは、非二環式2’−修飾糖部分を含む、請求項187に記載の化合物。
  189. 前記5’末端ヌクレオシドは、二環式糖部分を含む、請求項187に記載の化合物。
  190. 前記5’末端ヌクレオシドは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から選択される修飾糖部分を含む、請求項187に記載の化合物。
  191. 前記scrRNAの前記5’末端の前記ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項186〜190のいずれか一項に記載の化合物。
  192. 前記修飾scrRNAは、
    式5’−NyNy−R−3’を有し、
    式中、
    各Nyは、非修飾2’−デオキシ糖部分、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分、2’−O−メチル修飾糖部分、2’−F修飾糖部分、及びcEt修飾糖部分の中から独立して選択される糖部分を含むヌクレオシドであり、
    zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択される中性ヌクレオシド間結合であり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Rは、前記scrRNAの残りの部分である、請求項186に記載の化合物。
  193. 前記修飾scrRNAは、
    式5’−NmNx−R−3’を有し、
    式中、
    Nmは、2’−O−メチル修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    Nxは、非修飾2’−ヒドロキシ糖部分及び2’−F修飾糖部分の中から選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Rは、前記scrRNAの残りの部分である、請求項186に記載の化合物。
  194. 前記scrRNAの前記3’末端ヌクレオシドは、修飾糖部分を含む、請求項186〜193のいずれか一項に記載の化合物。
  195. 前記scrRNAの前記3’末端ヌクレオシド間結合は、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、請求項194に記載の化合物。
  196. 前記修飾scrRNAは、
    式5’−A−NrNr−3’を有し、
    式中、
    各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    sは、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合であり、
    Aは、前記scrRNAの残りの部分である、請求項195に記載の化合物。
  197. 前記修飾scrRNAは、
    式5’−A−NrNr−3’を有し、
    式中、
    各Nrは、2’−O−メチル、2’−MOE、2’−F、cEt、及びLNAの中から独立して選択される修飾糖部分を含むヌクレオシドであり、
    zは、メトキシプロピルホスホネート及びメチルホスホネートの中から選択されるヌクレオシド間リン酸結合または中性ヌクレオシド間結合であり、
    Aは、前記scrRNAの残りの部分であるが、
    但し、前記3’末端Nrが2’−F糖部分を含む場合、zはヌクレオシド間リン酸結合ではないものとする、請求項194に記載の化合物。
  198. 前記修飾scrRNAの前記scrRNA標的認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含み、前記修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、請求項186〜197のいずれか一項に記載の化合物。
  199. 7つの3’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、請求項198に記載の化合物。
  200. 10個の3’末端ヌクレオシドが修飾糖部分を含む、請求項198に記載の化合物。
  201. 前記3’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、互いに同じである、請求項199または200に記載の化合物。
  202. 前記3’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は各々、2’−O−メチル及び2’−Fの中から独立して選択される、請求項199または200に記載の化合物。
  203. 前記3’末端ヌクレオシドの前記修飾糖部分は、2’−O−メチルと2’−Fとが交互になっている、請求項202に記載の化合物。
  204. 前記scrRNAの前記scrRNA標的認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項164〜203のいずれか一項に記載の化合物。
  205. 前記修飾scrRNAのヌクレアーゼ認識部分は、少なくとも4つの修飾ヌクレオシドを含み、前記修飾ヌクレオシドは各々、修飾糖部分を含む、請求項164〜204のいずれか一項に記載の化合物。
  206. 前記ヌクレアーゼ認識部分の前記4つの修飾ヌクレオシドは、前記scrRNAの4つの5’末端ヌクレオシドである、請求項205に記載の化合物。
  207. 前記ヌクレアーゼ認識部分の前記修飾糖部分の各々は、互いに同じである、請求項205または206に記載の化合物。
  208. 前記ヌクレアーゼ認識部分の各修飾糖部分は、cEtまたはLNAである、請求項207に記載の化合物。
  209. 前記少なくとも4つの修飾ヌクレオシドは各々、2’−O−メチル修飾糖部分を含む、請求項205〜207のいずれか一項に記載の化合物。
  210. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分は、非修飾糖部分を含む少なくとも1つのヌクレオシドを含む、請求項164〜209のいずれか一項に記載の化合物。
  211. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、5つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項164〜210のいずれか一項に記載の化合物。
  212. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、6つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項164〜210のいずれか一項に記載の化合物。
  213. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、少なくとも7つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項164〜210のいずれか一項に記載の化合物。
  214. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、9つの修飾ヌクレオシドを含む、請求項164〜210のいずれか一項に記載の化合物。
  215. 前記ヌクレアーゼ認識部分の少なくとも1つの修飾糖部分は、二環式糖部分である、請求項164〜214のいずれか一項に記載の化合物。
  216. 前記ヌクレアーゼ認識部分の2つの5’末端ヌクレオシドが二環式糖部分を含む、請求項215に記載の化合物。
  217. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、5つの二環式糖部分を含む、請求項216に記載の化合物。
  218. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、6つの二環式糖部分を含む、請求項216に記載の化合物。
  219. 前記ヌクレアーゼ認識部分は、9つの二環式糖部分を含む、請求項216に記載の化合物。
  220. 各二環式糖部分は、cEt及びLNAの中から独立して選択される、請求項215〜219のいずれか一項に記載の化合物。
  221. 各二環式糖部分は、cEtである、請求項220に記載の化合物。
  222. 前記scrRNAは、42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項163〜221のいずれか一項に記載の化合物。
  223. 前記scrRNAは、20〜42個の結合ヌクレオシドからなる、請求項163〜221のいずれか一項に記載の化合物。
  224. 前記scrRNAは、29〜32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項223に記載の化合物。
  225. 前記scrRNAは、32個の結合ヌクレオシドからなる、請求項223に記載の化合物。
  226. 前記scrRNAは、29個の結合ヌクレオシドからなる、請求項223に記載の化合物。
  227. 前記scrRNAは、20〜28個の結合ヌクレオシドからなる、請求項223に記載の化合物。
  228. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項164〜227のいずれか一項に記載の化合物。
  229. 前記scrRNAの前記scrRNA標的認識部分は、17個以下の結合ヌクレオシドからなる、請求項164〜228のいずれか一項に記載の化合物。
  230. 前記化合物は、前記scrRNAからなる、請求項164〜229のいずれか一項に記載の化合物。
  231. 前記化合物は、共役基を含む、請求項164〜229のいずれか一項に記載の化合物。
  232. 前記共役基は、GalNAcを含む、請求項231に記載の化合物。
  233. 前記共役基は、親油性基を含む、請求項231に記載の化合物。
  234. 前記scrRNAの前記scrRNA標的認識部分の核酸塩基配列は、scrRNA標的DNAに少なくとも90%相補的である、請求項164〜233のいずれか一項に記載の化合物。
  235. 前記scrRNAの前記scrRNA標的認識部分の前記核酸塩基配列は、scrRNA 標的DNAに100%相同的である、請求項234に記載の化合物。
  236. 前記scrRNAは、自己相補的領域を含む、請求項164〜235のいずれか一項に記載の化合物。
  237. 前記自己相補的領域は、前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分内にある、請求項236に記載の化合物。
  238. 前記自己相補的領域は、ヘアピンを形成し得る、請求項236または237に記載の化合物。
  239. 前記scrRNAの前記自己相補的領域は、前記自己相補的領域の安定性を高める少なくとも1つの修飾を含む、請求項236〜238のいずれか一項に記載の化合物。
  240. 前記scrRNAの前記自己相補的領域は、前記自己相補的領域のハイブリダイゼーション親和性を高める少なくとも1つの修飾を含む、236〜239のいずれか一項に記載の化合物。
  241. 細胞を、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物と接触させることを含む、方法。
  242. 前記細胞は、Cpf1ヌクレアーゼを発現する、請求項241に記載の方法。
  243. 細胞を、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物、及びヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドと接触させることを含む、方法。
  244. 細胞を、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物、及びヌクレアーゼをコードするmRNAと接触させることを含む、方法。
  245. 前記ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、請求項243または244に記載の方法。
  246. 前記scrRNAは、トランスフェクション試薬の非存在下で前記細胞に取り込まれる、請求項241〜245のいずれか一項に記載の方法。
  247. 前記細胞は、動物細胞である、請求項241〜246のいずれか一項に記載の方法。
  248. 動物に、請求項163〜240のいずれか一項に記載の修飾化合物を投与することを含む、方法。
  249. 前記投与は、皮下投与である、請求項248に記載の方法。
  250. 前記投与は、くも膜下腔内投与である、請求項248に記載の方法。
  251. 前記投与は、中枢神経系に対する投与である、請求項248に記載の方法。
  252. ヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、請求項248〜251のいずれか一項に記載の方法。
  253. 前記動物は、前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分によって認識されるヌクレアーゼを発現する、請求項248〜251のいずれか一項に記載の方法。
  254. ヌクレアーゼ遺伝子をコードするプラスミドを投与することを含む、請求項248〜251のいずれか一項に記載の方法。
  255. 前記プラスミドは、アデノ随伴ウイルス(AAV)を介して前記動物内の細胞に送達される、請求項252または254に記載の方法。
  256. 前記プラスミドは、レンチウイルスを介して前記動物内の細胞に送達される、請求項252または254に記載の方法。
  257. 前記ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、請求項252〜256のいずれか一項に記載の方法。
  258. scrRNA標的遺伝子が改変される、請求項241〜257のいずれか一項に記載の方法。
  259. 前記scrRNAは、前記scrRNA標的遺伝子が改変された後に分解される、請求項258に記載の方法。
  260. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分によって認識される前記ヌクレアーゼは、前記scrRNAの非存在下でヌクレアーゼ活性を示さない、請求項259に記載の方法。
  261. 前記動物は、ヒトである、請求項247〜260のいずれか一項に記載の方法。
  262. 細胞を、請求項163〜240のいずれか一項に記載の化合物と接触させることと、scrRNA 標的遺伝子を改変することと、前記scrRNAまたはヌクレアーゼの活性または発現を低下させるまたは阻害する第2の化合物と接触させることと、を含む、方法。
  263. 前記ヌクレアーゼは、Cpf1ヌクレアーゼである、請求項262に記載の方法。
  264. 前記細胞は、前記scrRNA標的遺伝子が改変された後に前記第2の化合物と接触させられる、請求項262または263に記載の方法。
  265. 前記第2の化合物は、前記scrRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを含む、請求項262〜264のいずれか一項に記載の方法。
  266. 前記scrRNAは、分解される、請求項265に記載の方法。
  267. 前記第2の化合物は、前記ヌクレアーゼ遺伝子を標的とするscrRNAを含む、請求項262〜264のいずれか一項に記載の方法。
  268. 前記第2の化合物は、ヌクレアーゼ転写物に相補的なオリゴヌクレオチドを含む、請求項262〜264のいずれか一項に記載の方法。
  269. 前記ヌクレアーゼの前記発現が阻害される、請求項267または268に記載の方法。
  270. 前記細胞は、動物細胞である、請求項262〜269のいずれか一項に記載の方法。
  271. 前記動物は、ヒトである、請求項270に記載の方法。
  272. ゲノムを、請求項163〜240のいずれか一項に記載の化合物と接触させることを含む、ゲノム遺伝子座可視化の方法。
  273. オフターゲット遺伝子の改変が、20〜50個の結合ヌクレオシドからなる前記修飾scrRNAを含む化合物の代わりに50個超のヌクレオシドを含む非修飾scrRNAまたは化合物が使用された場合のオフターゲット遺伝子の改変と比べて低下する、請求項241〜271のいずれか一項に記載の方法。
  274. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の少なくとも12個の連続核酸塩基を含む、請求項1〜59または83〜124のいずれか一項に記載の化合物。
  275. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の最初の12個の核酸塩基を含む、請求項1〜59または83〜124のいずれか一項に記載の化合物。
  276. 前記crRNAの前記tracrRNA認識部分の配列は、配列番号19、20、21、22、23、24、及び25の中から選択される配列の最初の12個の核酸塩基からなる、請求項1〜59または83〜124のいずれか一項に記載の化合物。
  277. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列UCUACUを含む、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物。
  278. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列GUAGAUを含む、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物。
  279. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列UCUACU及び配列GUAGAUを含む、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物。
  280. 前記scrRNAの前記ヌクレアーゼ認識部分の配列は、配列番号26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、及び39の中から選択される配列の少なくとも12個の核酸塩基を含む、請求項164〜240のいずれか一項に記載の化合物。
  281. 前記DNA認識部分は、7〜9つの2’−修飾糖部分を含む、請求項1〜59、83〜88、90〜124、164〜240、または274〜280のいずれか一項に記載の化合物。
  282. 前記7〜9つの2’−修飾糖部分は、2’−F修飾糖部分である、請求項281に記載の化合物。
  283. 前記tracrRNA認識部分または前記ヌクレアーゼ認識部分は、5〜6つの二環式糖部分を含む、請求項281または282のいずれか一項に記載の化合物。
  284. 前記5〜6つの二環式糖部分は、cEtである、請求項283に記載の化合物。
  285. 請求項1〜59、83〜124、164〜240、または274〜285のいずれか一項に記載の化合物を含む、薬学的組成物。
  286. 前記投与は、硝子体内投与である、請求項72、133、または248のいずれか一項に記載の方法。
  287. 前記細胞は、植物細胞である、請求項60〜70、125〜131、146〜154、157〜159、241〜246、または262〜269のいずれか一項に記載の方法。
  288. 前記細胞は、動物細胞である、請求項60〜70、125〜131、146〜154、157〜159、241〜246、または262〜269のいずれか一項に記載の方法。
  289. 前記細胞は、T細胞である、60〜70、125〜131、146〜154、157〜159、241〜246、または262〜269のいずれか一項に記載の方法。
  290. 請求項1〜59、83〜124、164〜240、若しくは274〜284のいずれか一項に記載の化合物、または請求項285に記載の組成物を前記個体に投与すること、それによって前記個体における疾患を治療することを含む、個体における疾患を治療する方法。
  291. 疾患の治療のための、請求項1〜59、83〜124、164〜240、若しくは274〜284のいずれか一項に記載の化合物、または請求項285に記載の組成物の使用。
  292. 薬物の調製のための、請求項1〜59、83〜124、164〜240、または274〜284のいずれか一項に記載の化合物の使用。
  293. 請求項1〜59、83〜124、164〜240、若しくは274〜284のいずれか一項に記載の化合物、または請求項285に記載の組成物を動物に投与すること、及びヒトへの移植のために前記動物から器官を採取する方法。
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