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JP2021533794A - 修飾植物メッセンジャーパック及びその使用 - Google Patents

修飾植物メッセンジャーパック及びその使用 Download PDF

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Abstract

本明細書では、例えば、種々の農業又は治療方法における使用のための、亢進した細胞取込み(例えば、動植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)を有するように修飾されている複数の植物メッセンジャーパック(例えば、植物細胞外小胞(EV)又はそのセグメント、一部分若しくは抽出物を含む)を含む組成物が開示される。【選択図】図1

Description

配列表
本願は、ASCII形式で電子的に提出されており、且つその全体が参照によって本明細書に組込まれる配列表を含む。前記ASCIIコピーは、2019年8月23日に作成され、51296−005WO2_Sequence_Listing_08.23.19_ST25という名称であり、サイズが10,171バイトである。
農業用又は治療用薬剤の送達は、その薬剤が細胞障壁を通過し、それによって生物に効果的に作用することができる程度によって制限される可能性がある。例えば、植物細胞壁、細菌の細胞壁若しくは真菌の細胞壁又は動物細胞の細胞膜及び/若しくは細胞外マトリックスによって形成される障壁は、農業又は治療用途に有用な薬剤の細胞取込みの障害となる。従って、薬剤の細胞取込みを促進する方法及び組成物に対する必要性が当技術分野において存在する。
本明細書では、亢進した細胞(例えば、植物細胞、真菌細胞又は細菌細胞)取込みを有する修飾植物メッセンジャーパック(PMP)である。本明細書の修飾PMPは、様々な農業用又は治療用組成物方法において有用である。
第1の態様では、本明細書で提供されるのは、植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外来性カチオン性脂質を含むPMPを標的細胞に導入することを含み、外来性カチオン性脂質を含むPMPは、非修飾PMPと比べて、標的細胞による増加した取込みを有する、方法である。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のカチオン性脂質を含む。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)由来の脂質を含む。
一部の実施形態では、増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の増加した細胞取込みである。
一部の実施形態では、修飾PMPは、異種機能性薬剤を含む。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々によって封入されるか、又は複数のPMPの各々の表面に包埋されるか、又は複数のPMPの各々の表面に共役される。
一部の実施形態では、細胞は、哺乳動物細胞(例えば、ヒト細胞)、植物細胞、細菌細胞又は真菌細胞である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、非修飾PMPと比べて増加した細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物である。一部の例では、細胞は、植物細胞である。一部の例では、細胞は、真菌細胞である。一部の例では、細胞は、細菌細胞である。
一部の実施形態では、増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の増加した細胞取込みである。一部の実施形態では、増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも2倍、4倍、5倍、10倍、100倍又は1000倍の増加した細胞取込みである
一部の実施形態では、修飾PMPは、細胞透過性薬剤を含む。
一部の実施形態では、細胞透過性薬剤は、酵素又はその機能性ドメイン(例えば、植物細胞壁分解ドメイン、細菌の細胞壁分解ドメイン又は真菌の細胞壁分解ドメイン)である。
一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の実施形態では、細胞壁分解酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の実施形態では、酵素は、セルラーゼである。一部の実施形態では、セルラーゼは、細菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、セルラーゼは、真菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の実施形態では、セルラーゼは、原生動物のセルラーゼの全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の実施形態では、細胞透過性薬剤は、洗剤である。一部の実施形態では、洗剤は、サポニンである。
一部の実施形態では、細胞透過性薬剤は、カチオン性脂質を含む。一部の実施形態では、カチオン性脂質は、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DOPC)である。一部の実施形態では、カチオン性脂質は、1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)である。
一部の実施形態では、組成物は、少なくとも24時間(例えば、少なくとも24時間、30時間又は40時間)、少なくとも48時間(例えば、少なくとも48時間(=2日)、3日、4日、5日又は6日)、少なくとも7日(例えば、少なくとも7日(=1週)、少なくとも2週、少なくとも3週又は少なくとも4週)又は少なくとも30日(例えば、少なくとも30日、少なくとも60日又は少なくとも90日)安定である。一部の実施形態では、組成物は、少なくとも24℃(例えば、少なくとも24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、37℃、42℃又は42℃超)、少なくとも20℃(例えば、少なくとも20℃、21℃、22℃又は23℃)、少なくとも4℃(例えば、少なくとも5℃、10℃又は15℃)、少なくとも−20℃(例えば、少なくとも−20℃、−15℃、−10℃、−5℃又は0℃)又は少なくとも−80℃(例えば、少なくとも−80℃、−70℃、−60℃、−50℃、−40℃又は−30℃)の温度で安定である。一部の実施形態では、PMPは、液体窒素(約−195.8℃)中で安定である。一部の実施形態では、組成物は、室温で少なくとも1日安定及び/又は4℃で少なくとも1週間安定である。一部の実施形態では、組成物は、UV照射下で安定である。一部の実施形態では、組成物は、植物の自然生息場所の温度下で、本明細書で定義された期間、安定である。
本明細書に記載される組成物のいずれかの一部の実施形態では、PMPは、複数のタンパク質(即ちPMPタンパク質)を含む可能性があり、PMPの濃度は、その中のPMPタンパク質の濃度として測定することができる。一部の実施形態では、組成物中の複数のPMPは、少なくとも0.025μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも0.025、0.05、0.1又は0.5μg PMPタンパク質/ml)、少なくとも1μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8又は9μg PMPタンパク質/ml)、少なくとも10μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも10、15、20、25、30、35、40又は45μg PMPタンパク質/ml)、少なくとも50μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも50、55、60、65、70、75、80、85、90又は95μg PMPタンパク質/ml)、少なくとも100μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも100、125、150、175、200又は225μg PMPタンパク質/ml)、少なくとも250μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも250、300、350、400、450又は500μg PMPタンパク質/ml)又は少なくとも500μg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも500、600、700、800又は900μg PMPタンパク質/ml)の濃度である。一部の実施形態では、組成物中の複数のPMPは、少なくとも1mg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8又は9 PMPタンパク質/ml)又は少なくとも10mg PMPタンパク質/ml(例えば、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90又は100mg PMPタンパク質/ml)の濃度である。
本明細書の組成物の一部の実施形態では、PMPは、精製植物細胞外小胞(EV)又はその断片若しくは抽出物を含む。一部の実施形態では、植物EVは、修飾された植物細胞外小胞(EV)である。ある種の実施形態では、植物EVは、植物エキソソーム又は植物微小小胞体である。一部の実施形態では、PMPは、付表に概説されたものなどの植物EVマーカーを含む。
本明細書の組成物の一部の実施形態では、複数のPMPは、純粋であり得る。例えば、この組成物は、植物葉緑体、ミトコンドリア又は核などのオルガネラを実質的に含まない(例えば、25%、20%、15%、10%、5%、2%未満のオルガネラを有する)可能性がある。
一部の実施形態では、修飾PMPは、異種機能性薬剤を含む。一部の実施形態では、修飾PMPは、2種以上の異なる異種機能性薬剤を含む。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々によって封入される。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々の表面に包埋される。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々の表面に共役される。
一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、異種農業用薬剤である。一部の実施形態では、異種農業用薬剤は、農薬用薬剤である。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、施肥剤である。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、農薬用薬剤である。一部の実施形態では、農薬用薬剤は、抗真菌剤、抗菌剤、殺虫薬剤、軟体動物駆除薬剤、殺線虫薬剤又は除草剤である。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、忌避剤である。一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、植物改質剤である。
一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、異種治療薬である。一部の実施形態では、異種治療薬は、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤を含む。
一部の実施形態では、異種機能性薬剤は、異種ポリペプチド、異種核酸又は異種小分子である。一部の実施形態では、異種核酸は、DNA、RNA、PNA又はハイブリッドDNA−RNA分子である。一部の実施形態では、RNAは、メッセンジャーRNA(mRNA)、ガイドRNA(gRNA)又は阻害性RNAである。一部の実施形態では、阻害性RNAは、RNAi、shRNA又はmiRNAである。一部の実施形態では、阻害性RNAは、植物における遺伝子発現を阻害する。一部の実施形態では、阻害性RNAは、植物共生体における遺伝子発現を阻害する。
一部の実施形態では、核酸は、植物において酵素、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンの発現を増加させるmRNA、修飾mRNA又はDNA分子である。
一部の実施形態では、核酸は、植物において酵素、転写因子、分泌タンパク質、構造因子、リボタンパク質、タンパク質アプタマー、シャペロン、受容体、シグナル伝達リガンド又は輸送体の発現を減少させるアンチセンスRNA、siRNA、shRNA、miRNA、aiRNA、PNA、モルホリノ、LNA、piRNA、リボザイム、DNAザイム、アプタマー、circRNA、gRNA又はDNA分子である。
一部の実施形態では、ポリペプチドは、酵素、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンである。
一部の実施形態では、組成物は、植物への送達のために製剤化される。一部の実施形態では、組成物は、農業的に許容可能な担体を含む。
一部の実施形態では、組成物は、動物(例えば、ヒト)への送達のために製剤化される。一部の実施形態では、組成物は、薬学的に許容可能な担体を含む。
一部の実施形態では、組成物は、液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体組成物として製剤化される。
一部の実施形態では、植物は、農業又は園芸植物である。一部の実施形態では、農業植物は、ダイズ植物、コムギ植物又はトウモロコシ植物である。
一部の実施形態では、組成物中のPMPは、植物(例えば、農業又は園芸植物)の適応度を増加させるのに有効な濃度である。
一部の実施形態では、農業植物は、雑草である。
一部の実施形態では、組成物中のPMPは、植物(例えば、雑草)の適応度を減少させるのに有効な濃度である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した動物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;(b)初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;(c)粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;(d)純粋なPMPに細胞透過性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した動物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップ;及び(e)動物への送達のためにステップ(d)のPMPを製剤化するステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)植物又はその部分を提供するステップ;(b)植物又はその部分から複数の細胞外小胞(EV)を放出させ、初期サンプル中のEVを収集するステップ;(c)複数のEVを粗EV画分に分離するステップであって、粗EV画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物細胞又は細胞残屑の低下したレベルを有する、ステップ;(d)粗EV画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物オルガネラ、細胞壁構成成分又は植物分子凝集体(例えば、タンパク質凝集体、タンパク質−核酸凝集体、リポタンパク質凝集体又は脂質−タンパク質構造)の低下したレベルを有する、ステップ;及び(e)純粋なPMPに、植物細胞取込みを増加させる異種機能性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した植物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した細菌細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)植物又はその部分を提供するステップ;(b)植物又はその部分から複数の細胞外小胞(EV)を放出させ、初期サンプル中のEVを収集するステップ;(c)複数のEVを粗EV画分に分離するステップであって、粗EV画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物細胞又は細胞残屑の低下したレベルを有する、ステップ;(d)粗EV画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物オルガネラ、細胞壁構成成分又は植物分子凝集体(例えば、タンパク質凝集体、タンパク質−核酸凝集体、リポタンパク質凝集体又は脂質−タンパク質構造)低下したレベルを有する、ステップ;及び(e)純粋なPMPに、細菌細胞取込みを増加させる異種機能性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した細菌細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した真菌細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;(b)初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;(c)粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;(d)純粋なPMPに植物細胞透過性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した植物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップ;及び(e)植物への送達のためにステップ(d)のPMPを製剤化するステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書のいずれかのPMP組成物を含む植物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書のいずれかのPMP組成物を含む細菌である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書のいずれかのPMP組成物を含む真菌である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、PMP組成物を植物に送達する方法であって、植物を本明細書のPMP組成物のいずれかと接触させることを含む方法である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、哺乳動物の適応度を増加させる方法であって、本明細書のPMP組成物のいずれかの有効量の組成物を哺乳動物に送達することを含み、哺乳動物の適応度を、治療されていない哺乳動物に対して増加させる方法である。一部の実施形態では、PMPは、異種治療薬を含む。一部の実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。
更に別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、有効量の本明細書のPMP組成物のいずれかを植物に送達することを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して増加させる方法である。一部の実施形態では、PMPは、異種施肥剤を含む。一部の実施形態では、PMPは、異種植物改質剤を含む。一部の実施形態では、PMPは、異種農薬用薬剤を含む。一部の実施形態では、植物は、農業又は園芸植物である。一部の実施形態では、植物は、ダイズ植物、コムギ植物又はトウモロコシ植物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を減少させる方法であって、本明細書に記載される有効量のいずれかのPMP組成物を植物に送達することを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して減少させる方法である。一部の実施形態では、PMPは、異種除草薬を含む。一部の実施形態では、植物は、雑草である。
本明細書の方法の一部の実施形態では、PMP組成物は、植物の葉、種子、根、果実、新芽又は花に送達される。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、PMP組成物を細菌に送達する方法であって、細菌を本明細書のPMP組成物のいずれかと接触させることを含む方法である。
更に別の態様では、本明細書で提供されるのは、細菌の適応度を減少させる方法であって、有効量の本明細書のPMP組成物のいずれかを細菌に送達することを含み、細菌の適応度を、処理されていない細菌に対して減少させる方法である。一部の実施形態では、PMPは、異種抗菌剤を含む。一部の実施形態では、細菌は、植物病原体である。一部の実施形態では、細菌は、動物(例えば、ヒト)病原体である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、PMP組成物を真菌に送達する方法であって、真菌を本明細書のPMP組成物のいずれかと接触させることを含む方法である。
更に別の態様では、本明細書で提供されるのは、真菌の適応度を減少させる方法であって、有効量の本明細書のPMP組成物のいずれかを真菌に送達することを含み、真菌の適応度を、処理されていない真菌に対して減少させる方法である。一部の実施形態では、PMPは、異種抗真菌剤を含む。一部の実施形態では、真菌は、植物病原体である。一部の実施形態では、真菌は、動物(例えば、ヒト)病原体である。本明細書の方法の一部の実施形態では、PMP組成物は、液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体として送達される。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に記載されるいずれかのPMP組成物と、農業用使用に適した担体又は賦形剤とを含む農業用コントロール製剤である。この製剤は、液体、固体(例えば、顆粒、ペレット、粉末、ドライフロアブル若しくは水和剤粉末)、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体形態であり得る。製剤は、希釈される(例えば、組成物は、可溶性固体又は水分散性固体である)か、植物、土壌若しくは種子に噴霧されるか、塗布されるか、注入されるか又は適用されるように構成する(及び/又は指示書と組み合わせる)ことができる。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に記載されるいずれかのPMP組成物と、農業用組成物(例えば、雑草コントロール組成物、施肥組成物又は植物改質組成物)において見られるような使用のための指示書とを含むキットである。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外来性のイオン化可能な脂質を含むPMPを標的細胞に導入することを含み、外来性のイオン化可能な脂質を含むPMPは、非修飾PMPと比べて増加した、標的細胞による取込みを有する、方法である。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のイオン化可能な脂質を含む。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)由来の脂質を含む。一部の実施形態では、外来性のイオン化可能な脂質は、1,1’−((2−(4−(2−((2−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)ピペラジン−1−イル)エチル)アザンジイル)ビス(ドデカン−2−オール)(C12−200)である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外来性双性イオン性脂質を含むPMPを標的細胞に導入することを含み、外来性双性イオン性脂質を含むPMPは、非修飾PMPと比べて増加した、標的細胞による取込みを有する、方法である。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の双性イオン性脂質を含む。一部の実施形態では、修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)由来の脂質を含む。一部の実施形態では、外来性双性イオン性脂質は、1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)又は1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DOPC)である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、外来性カチオン性脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物である。一部の実施形態では、修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のカチオン性脂質を含む。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、外来性のイオン化可能な脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物である。一部の実施形態では、修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のイオン化可能な脂質を含む。一部の実施形態では、イオン化可能な脂質は、C12−200である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、外来性双性イオン性脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物である。一部の実施形態では、修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の双性イオン性脂質を含む。一部の実施形態では、双性イオン性脂質は、DEPC又はDOPCである。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)複数の精製PMPを提供するステップ;(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び(c)外来性カチオン性脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性カチオン性脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)複数の精製PMPを提供するステップ;(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び(c)外来性のイオン化可能な脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性のイオン化可能な脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、(a)複数の精製PMPを提供するステップ;(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び(c)外来性双性イオン性脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性双性イオン性脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップを含むプロセスによって生成される、PMP組成物である。
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかであろう。
定義
本明細書で使用される場合、「農業的に許容可能な」担体又は賦形剤は、農業における使用に、例えば、植物に対する使用に適しているものである。ある種の実施形態では、農業的に許容可能な担体又は賦形剤は、妥当なベネフィット/リスク比に見合い、植物、環境に対する又はそこから得られるもたらされる農産物を摂取するヒト若しくは動物に対する過度の有害な副作用を有しない。
本明細書で使用される場合、「送達すること」又は「接触させること」は、PMP組成物を、植物、動物、真菌又は細菌に、組成物が植物、動物、真菌又は細菌の適応度を変化させるのに有効である領域内に、植物、動物、真菌又は細菌に直接的に又は植物、動物、真菌又は細菌に隣接して適用することを指す。組成物が植物、動物、真菌又は細菌と直接的に接触される方法では、組成物を、植物、動物、真菌又は細菌全体と接触させることも、植物、動物、真菌又は細菌の一部分のみと接触させることもできる。
本明細書で使用される場合、「植物の適応度を減少させること」は、本明細書に記載される組成物(例えば、異種機能性薬剤を任意選択で含む、修飾PMPを含むPMP組成物)の投与の結果としての、限定はされないが、植物(例えば、雑草)の集団を約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、100%又はそれを超えて減少させることを含めた、植物(例えば、雑草)の生理機能のあらゆる破壊を指す。植物の適応度の減少は、組成物が投与されていない植物と比較して決定することができる。
本明細書で使用される場合、用語「有効量」、「有効な濃度」又は「〜するのに有効な濃度」は、標的生物内又は標的生物上で挙げられた結果をもたらす又は目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達するのに十分な、修飾PMP又はその中の異種機能性薬剤の量を指す。
本明細書で使用される場合、「植物の適応度を増加させること」は、本明細書に記載される組成物(例えば、異種機能性薬剤を任意選択で含む、修飾PMPを含むPMP組成物)の投与の結果としての、植物の生産の増加、例えば、収穫高の向上、植物の活力の向上又は植物からの収穫産物の質の増加を指す。植物の収量の改善は、同じ条件下で生産したが、本組成物を適用していない植物の同じ産物の収量に対して又は従来の農薬の適用と比較して、測定可能な量による植物の産物の収量(例えば、植物バイオマス、穀粒、種子若しくは果実収量、タンパク質含量、炭水化物若しくは油含量又は葉面積によって測定される)の増加に関する。例えば、収量は、少なくとも約0.5%、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%若しくは約100%超増加し得る。収量は、何らかの基準で植物又は植物の産物の重量若しくは体積当たりの量に関して表すことができる。基準は、時間、栽培面積、生産された植物の重量又は使用した原材料の量に関して表すことができる。植物の適応度の増加は、本組成物の投与を伴わない又は従来の農業用薬剤の適用を伴う以外は同じ条件下で産生された植物の同じ因子と比較した測定可能な又は認識可能な量により、活力評価の増加若しくは改善、株立本数(単位面積当たりの植物の数)の増加、植物丈の増加、茎外周の増加、植物群落の増加、外観の改善(視覚によって測定された場合の、より緑色の葉色など)、根評価の改善、実生発生の増加、タンパク質含量、葉の大きさの増加、葉の数の増加、より少ない枯れた根出葉、分げつ強度の増加、栄養分又は肥料の必要性の減少、種子発芽の増加、分げつ産生力の増加、開花の増加、種子若しくは子実成熟又は種子成熟度の増加、より少ない植物転倒(倒伏)、新芽成長増加又はこれらの因子のあらゆる組み合わせなどの他の手段によって測定することもできる。
本明細書で使用される場合、用語「異種」は、(1)植物に対して外来性である(例えば、PMPがそこから生成された植物ではない起源に由来する)、又は(2)PMPがそこから生成された植物に対して内在性であるが、(例えば、ローディング、遺伝子操作、インビトロ又はインビボ手法を使用して)、天然に見られる(例えば、天然に存在する植物細胞外小胞に見られる)濃度よりも高い濃度でPMP中に存在する薬剤を指す。
本明細書で使用される場合、用語「機能性薬剤」は、PMPと関連する又は関連する可能性があり(例えば、PMPに又はPMP上にロードされる(例えば、インビボ又はインビトロ方法を使用して、PMPによって封入されるか、PMPに包埋されるか、又はPMPに結合され)、且つ本組成物又は方法に従って、挙げられた結果をもたらす(例えば、植物、植物有害生物、植物共生体、動物(例えば、ヒト)病原体又は動物病原体ベクターの適応度を増加又は減少させる)ことが可能である薬剤(例えば、農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))を指す。
本明細書で使用される場合、用語「農業用薬剤」は、農薬用薬剤、有害生物忌避剤、施肥剤、植物改質剤又は植物−共生体修飾剤など、植物、植物有害生物又は植物共生体に作用することができる薬剤を指す。
本明細書で使用される場合、用語「施肥剤」は、植物(例えば、植物栄養素又は植物成長調節因子)又は植物共生体(例えば、核酸又はペプチド)の適応度を増加させることが可能である薬剤を指す。
本明細書で使用される場合、用語「農薬用薬剤」は、昆虫、軟体動物、線虫、真菌、細菌、雑草又はウイルスなど、農業、環境又は家庭/住居有害生物の、適応度を制御又は減少させる(例えば、死滅させるか又は成長、増殖、分裂、生殖若しくは拡大を阻害する)、薬剤、組成物又はその中の物質を指す。農薬は、天然に存在する又は合成の殺虫剤(幼虫駆除剤又は成虫駆除剤)、昆虫成長調節因子、殺ダニ剤(ダニ駆除剤)、軟体動物駆除剤、殺線虫剤、外部寄生虫撲滅薬、殺菌剤、殺真菌剤又は除草薬を含むものと理解される。用語「農薬用薬剤」は、抗生物質、抗ウイルス薬、農薬、抗真菌薬、抗寄生虫薬、栄養素及び/又は昆虫の運動を不全にする又は遅くする薬剤などの他の生物活性分子を更に包含することができる。
本明細書で使用される場合、用語「植物改質剤」は、植物適応度の増加をもたらす方式で、植物の遺伝特性(例えば、遺伝子発現を増加させる、遺伝子発現を減少させるか、又はDNA若しくはRNAのヌクレオチド配列を他の点で変化させる)又は生化学的特性を変化させることができる薬剤を指す。
本明細書で使用される場合、用語「治療薬」は、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤など、動物、例えば、哺乳動物(例えば、ヒト)、動物病原体又は病原体ベクターに作用することができる薬剤を指す。
本明細書で使用される場合、用語「植物への送達のために製剤化される」は、農業的に許容可能な担体を含むPMP組成物を指す。本明細書で使用される場合、「農業的に許容可能な」担体又は賦形剤は、妥当なベネフィット/リスク比に見合い、植物、環境に対する又はそこから得られるもたらされる農産物を摂取するヒト若しくは動物に対する過度の有害な副作用を伴わず、農業における使用に適しているものである。
本明細書で使用されるとき、用語「核酸」及び「ポリヌクレオチド」は、置き換え可能であり、長さ(例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100、150、200、250、500、1000又はそれを超える核酸)とは関係なく、直鎖状若しくは分岐、一本鎖若しくは二本鎖のRNA若しくはDNA又はそれらのハイブリッドを指す。この用語は、RNA/DNAハイブリッドも包含する。ヌクレオチドは、典型的に、リン酸ジエステル結合により核酸中で連結されるが、用語「核酸」は、他のタイプの結合又は骨格(例えば、中でも、ホスホロアミド、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、O−メチルホスホロアミダート、モルホリノ、ロックド核酸(LNA)、グリセロール核酸(GNA)、トレオース核酸(TNA)及びペプチド核酸(PNA)結合又は骨格)を有する核酸類似体も包含する。核酸は、一本鎖、二本鎖であり得るか、又は一本鎖及び二本鎖配列の両方の部分を含有し得る。核酸は、デオキシリボヌクレオチド及びリボヌクレオチドの任意の組合せ並びに例えばアデニン、チミン、シトシン、グアニン、ウラシル及び修飾若しくは非標準塩基(例えば、ヒポキサンチン、キサンチン、7−メチルグアニン、5,6−ジヒドロウラシル、5−メチルシトシン及び5ヒドロキシメチルシトシンシトシンを含む)をはじめとする塩基の任意の組合せを含み得る。
本明細書で使用されるとき、用語「有害生物」は、植物若しくは他の生物に対して被害をもたらし、不要な場所に存在するか、又はそうでなければ例えばヒトの農業方法若しくは農産物に影響を及ぼすことにより、ヒトに対して有害である生物を指す。有害生物として、例えば無脊椎動物(例えば、昆虫、線虫若しくは軟体動物)、細菌、真菌若しくはウイルスなどの微生物(例えば、植物病原体、内生植物、偏性寄生生物、条件的寄生生物若しくは条件的腐生菌);又は雑草が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、用語「農薬用薬剤」又は「農薬」は、農業、環境又は家庭/住居の有害生物、例えば昆虫、軟体動物、線虫、真菌、細菌、雑草若しくはウイルスを防除するか、又はその適応度を低減させる(例えば、殺傷するか、又は成長、繁殖、分裂、生殖若しくは拡大を阻害する)薬剤、組成物、又はそれらに含まれる物質を指す。農薬は、天然に存在する又は合成の殺虫剤(幼虫駆除剤又は成虫駆除剤)、昆虫成長調節物質、殺ダニ剤(ダニ駆除剤)、軟体動物駆除剤、殺線虫剤、外部寄生生物撲滅薬、殺菌剤、殺真菌剤又は除草剤を包含するものと理解される。用語「農薬用薬剤」は、更に、抗生物質、抗ウイルス薬、農薬、抗真菌剤、駆虫剤、栄養素及び/又は昆虫の運動を停止若しくは緩徐にする薬剤などの他の生物活性分子を含み得る。
農業用薬剤は、異種であり得る。本明細書で使用されるとき、用語「異種」は、(1)植物に対して外来性である(例えば、PMPが産生される植物若しくは植物部分ではない起源に由来する)(例えば、本明細書に記載のロード手法を用いてPMPに添加される)か、又は(2)PMPが産生される植物細胞若しくは組織に対して外来性であるが、天然に存在するより高い(例えば、天然に存在する植物細胞外小胞中に存在する濃度より高い)濃度でPMP中に存在する(例えば、本明細書に記載のロード手法、遺伝子操作、インビトロ若しくはインビボ手法を用いてPMPに添加される)かのいずれかである薬剤(例えば、農業用薬剤)を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「忌避剤」は、有害生物が植物に接近又はそこに残留することを防ぐ薬剤、組成物又はそれらに含まれる物質を指す。忌避剤は、例えば、植物上又はその近傍の有害生物の数を減少させ得るが、必ずしも有害生物を殺傷又はその適応度を低減させるわけではない。
本明細書で使用されるとき、用語「ペプチド」、「タンパク質」又は「ポリペプチド」は、長さ(例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、10、12、14、16、18、20、25、30、40、50、100アミノ酸又はそれを超える)、翻訳後修飾(例えば、グリコシル化又はリン酸化)の有無又は例えばペプチドに共有結合的に連結した1つ以上の非アミノアシル基(例えば、糖、脂質等)の存在に関わらず、天然に存在する又は天然に存在しないアミノ酸鎖(D−アミノ酸又はL−アミノ酸のいずれも)を包含し、例えば天然タンパク質、合成若しくは組換えのポリペプチド及びペプチド、ハイブリッド分子、ペプトイド又はペプチドミメティクスが含まれる。
本明細書で使用されるとき、2つの配列間の「パーセント同一性」は、Altschul et al.,(1990)J.Mol.Biol.215:403−410に記載されるBLAST 2.0アルゴリズムによって決定される。BLAST解析の実行用ソフトウェアは、国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)を通じて公的に利用可能である。
本明細書で使用されるとき、用語「植物」は、全植物、植物器官、植物組織、種子、植物細胞、種子及びその子孫を指す。植物細胞には、限定なしに、種子、浮遊培養物、胚、分裂組織領域、カルス組織、葉、根、シュート、配偶体、胞子体、花粉又は小胞子の細胞が含まれる。植物部位には、限定はされないが、根、茎、シュート、葉、花粉、種子、果実、収穫物、腫瘍組織、樹液(例えば、木部汁液及び師管液)及び様々な形態の細胞及び培養物(例えば、単一細胞、プロトプラスト、胚及びカルス組織)を含めた、分化した及び未分化の組織が含まれる。植物組織は、植物のものであるか、又は植物器官、組織若しくは細胞培養物のものであり得る。
本明細書で使用される場合、用語「植物メッセンジャーパック」又は「PMP」は、あらゆる脂質又は非脂質構成成分(例えば、ペプチド、核酸又はそれと関連する小分子を含めた、植物細胞外小胞又はその断片、部分若しくは抽出物を含む又はこれらに由来する、直径が約5〜2000nmである脂質構造(例えば、脂質二重層、単層又は多層構造)(例えば、小胞脂質構造)を指す。PMPは、ポリヌクレオチド、ポリペプチド又は小分子を含めた、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))などの追加の薬剤を任意選択で含むことができる。PMPは、例えば追加の薬剤を封入することによる標的植物への追加の薬剤の送達、脂質二重層構造への構成成分の組込み又は脂質二重層構造の表面との構成成分の(例えば共役による)結合を可能にする様々な手段により、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))などの追加の薬剤を担持させる又は結合させることができる。追加の薬剤は、インビボで(例えば、植物に)又はインビトロで(例えば、組織培養物に、細胞培養物に又は合成によって組込まれる)、PMPに組込むことができる。
本明細書で使用される場合、用語「修飾PMP」は、PMP又はその部分若しくは構成成分(例えば、PMPによって担持される異種機能性薬剤)の細胞取込み(例えば、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)を非修飾PMPと比べて増加させることが可能な異種薬剤(例えば、細胞透過性薬剤)を含む複数のPMPを含む組成物を指す。PMPは、インビトロ又はインビボで修飾することができる。
本明細書で使用される場合、用語「非修飾PMP」は、PMPの細胞取込み(例えば、動物細胞取込み、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)を増加させることが可能な異種細胞取込み剤を欠く複数のPMPを含む組成物を指す。
本明細書で使用される場合、用語「細胞取込み」は、動物細胞、植物細胞、細菌細胞又は真菌細胞などの細胞による、PMP又はその部分若しくは構成成分(例えば、PMPによって担持される異種機能性薬剤)の取込みを指す。例えば、取込みは、PMP又はその部分若しくは構成成分の、細胞外環境から、細胞膜、細胞壁、細胞外マトリックスへの若しくはこれらを横切るか又は細胞の細胞内環境への移動を含むことができる。PMPの細胞取込みは、能動的又は受動的な細胞機構を介して起こり得る。
本明細書で使用される場合、用語「細胞透過性薬剤」は、細胞取込みの増加を、薬剤と接触されていない細胞に対して促進する方式で、細胞(例えば、動物細胞、植物細胞、細菌細胞又は真菌細胞)の細胞壁、細胞外マトリックス又は細胞膜の特性(例えば、透過性)を変化させる薬剤を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「植物細胞外小胞」、「植物EV」又は「EV」は、植物中に天然に存在する内包脂質二重層構造を指す。任意選択で、植物EVは、1つ又は複数の植物EVマーカーを含む。本明細書で使用されるとき、用語「植物EVマーカー」は、植物タンパク質、タンパク質核酸、植物小分子、植物脂質又はそれらの組合せなどの天然に植物に付随する成分を指し、限定されないが、付録に列挙する植物EVマーカーのいずれかを含む。一部の例では、植物EVマーカーは、植物EVマーカーの識別マーカーであるが、農業用薬剤ではない。一部の例では、植物EVマーカーは、植物EVマーカーの識別マーカーであり、且つ農業用薬剤でもある(例えば、複数のPMPと結合しているか若しくはそれらに封入されているか、又は複数のPMPと直接結合していないか若しくはそれらに封入されていない)。
本明細書で使用されるとき、用語「植物メッセンジャーパック」又は「PMP」は、直径が約5〜2000nm(例えば、少なくとも5〜1000nm、少なくとも5〜500nm、少なくとも400〜500nm、少なくとも25〜250nm、少なくとも50〜150nm又は少なくとも70〜120nm)の脂質構造(例えば、脂質二重層、単層、多層構造;例えば、小胞脂質構造)を指し、これは、それらに結合した脂質若しくは非脂質成分(例えば、ペプチド、核酸若しくは小分子)を含め、植物起源又はその断片、部分若しくは抽出物から得られ(例えば、濃縮、単離若しくは精製され)、植物、植物部分又は植物細胞から濃縮、単離若しくは精製されており、この場合、濃縮又は単離は、起源植物から1つ若しくは複数の混入物又は不要な要素を除去することである。PMPは、天然に存在するEVの高度に精製された調製物であり得る。好ましくは、起源植物からの混入物又は不要な要素、起源植物からの1つ若しくは複数の混入物又は不要な要素、例えば植物細胞壁要素;ペクチン;植物オルガネラ(例えば、ミトコンドリア;葉緑体、白色体若しくはアミロプラストなどの色素体;及び核);植物クロマチン(例えば、植物染色体);又は植物分子凝集体(例えば、タンパク質凝集体、タンパク質−核酸凝集体、リポタンパク質凝集体若しくは脂質−タンパク質構造)の少なくとも1%(例えば、少なくとも2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、98%、99%若しくは100%)が除去される。好ましくは、PMPは、重量(w/w)、スペクトルイメージング(%透過率)又は伝導率(S/m)により測定した場合、起源植物からの1つ若しくは複数の混入物又は不要な要素に対して、少なくとも30%純粋(例えば、少なくとも40%純粋、少なくとも50%純粋、少なくとも60%純粋、少なくとも70%純粋、少なくとも80%純粋、少なくとも90%純粋、少なくとも99%純粋若しくは少なくとも100%純粋)である。
一部の例では、PMPは、脂質抽出されたPMP(LPMP)である。本明細書で使用される場合、用語「脂質抽出されたPMP」及び「LPMP」は、植物起源由来の(例えば、濃縮、単離又は精製された)脂質構造(例えば、脂質二重層、単層、多層構造;例えば、小胞脂質構造)から得られたPMPを指し、ここで、脂質構造は、破壊され(例えば、脂質抽出によって破壊され)、標準の方法を使用して液相(例えば、カーゴを含有する液相)中で再集合又は再構成される、例えば、脂質薄膜水和及び/又は溶媒注入を含む方法によって再構成されて、本明細書に記載されているLPMPが生成される。この方法は、所望される場合、例えば、再構成されたPMPのサイズを減少させるために、超音波処理、凍結/融解処理及び/又は脂質押出しを更に含むことができる。PMP(例えば、LPMP)は、植物起源からの脂質構造由来の10%から100%の脂質を含むことができ、例えば、植物起源からの脂質構造由来の少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%又は100%の脂質を含有することができる。PMP(例えば、LPMP)は、植物起源からの脂質構造中に存在する脂質種の全て又は一部を構成することができ、例えば、これは、植物起源からの脂質構造中に存在する脂質種の少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を含有することができる。PMP(例えば、LPMP)は、植物起源からの脂質構造中に存在するタンパク質種を少しも構成しないか、又は一部若しくは全てを構成することができ、例えば、植物起源からの脂質構造中に存在するタンパク質種の0%、1%未満、5%未満、10%未満、15%未満、20%未満、30%未満、40%未満、50%未満、60%未満、70%未満、80%未満、90%未満、100%未満又は100%を含有することができる。一部の例では、PMP(例えば、LPMP)の脂質二重層は、タンパク質を含有しない。一部の例では、PMP(例えば、LPMP)の脂質構造は、植物起源からの脂質構造に対して減少した量のタンパク質を含有する。
PMP(例えば、LPMP)は、外来性脂質、例えば、(1)植物に対して外来性である(例えば、PMPがそこから生成された植物又は植物部分ではない起源に由来する)(例えば、本明細書に記載される方法を使用してPMPが添加される)、又は(2)PMPがそこから生成された植物細胞又は組織に対して内在性であるが、天然に見られるよりも高い(例えば、天然に存在する植物細胞外小胞に見られる濃度よりも高い)濃度でPMP中に存在する(例えば、本明細書に記載される方法、遺伝子操作、インビトロ又はインビボ手法を使用してPMPに添加される)脂質を任意選択で含むことができる。PMPの脂質組成物は、0%、1%未満又は少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は95%超の外来性脂質を含むことができる。例示的な外来性脂質には、カチオン性脂質、イオン化可能な脂質及び双性イオン性脂質が含まれる。外来性脂質は、細胞透過性薬剤であり得る。
PMPは、異種機能性薬剤、例えば、細胞透過性薬剤、農薬用薬剤、施肥剤、植物改質剤、治療薬、ポリヌクレオチド、ポリペプチド又は小分子などの追加の薬剤を任意選択で含むことができる。PMPは、薬剤を標的植物に送達することを可能にする様々な方法において、例えば薬剤の封入、脂質二重層構造内への薬剤の組込み又は脂質二重層構造の表面と薬剤の結合(例えば、共役)により、追加薬剤(例えば異種機能性薬剤)を担持させるか又はそれらと結合させることができる。異種機能性薬剤は、インビボ(例えば、植物中に)又はインビトロ(例えば、組織細胞中、細胞培養物中に若しくは合成により組み込んで)のいずれかでPMPに組み込むことができる。
本明細書で使用される場合、用語「カチオン性脂質」は、カチオン基(例えば、カチオン頭部基)を含有する両親媒性分子(例えば、脂質又はリピドイド(lipidoid))を指す。
本明細書で使用される場合、用語「リピドイド」は、脂質の1つ以上の特性を有する分子を指す。
本明細書で使用される場合、用語「イオン化可能な脂質」は、イオン化する、例えば、所与の条件(例えば、pH)下で解離して1つ以上の帯電した種を生じることができる基(例えば、頭部基)を含有する両親媒性分子(例えば、脂質又はリピドイド)を指す。
本明細書で使用される場合、用語「双性イオン性脂質」は、正電荷を有する少なくとも1つの種と負電荷を有する少なくとも1つの種とを有する(ここで、基の正味電荷はゼロである)基(例えば、頭部基)を含有する両親媒性分子(例えば、脂質又はリピドイド)を指す。
本明細書で使用される場合、用語「安定なPMP組成物」(例えば、ロードを受けた又はロードを受けていないPMPを含む組成物)は、任意選択で規定の温度範囲(例えば、少なくとも24℃(例えば、少なくとも24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃又は30℃)、少なくとも20℃(例えば、少なくとも20℃、21℃、22℃又は23℃)、少なくとも4℃(例えば、少なくとも5℃、10℃又は15℃)、少なくとも−20℃(例えば、少なくとも−20℃、−15℃、−10℃、−5℃又は0℃)又は−80℃(例えば、少なくとも−80℃、−70℃、−60℃、−50℃、−40℃又は−30℃)の温度)で、(例えば、生成又は製剤時の)PMP組成物中のPMPの数に対して、PMPの最初の数(例えば、溶液の1mL当たりのPMP)の少なくとも5%(例えば、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%又は100%)を、ある期間(例えば、少なくとも24時間、少なくとも48時間、少なくとも1週、少なくとも2週、少なくとも3週、少なくとも4週、少なくとも30日、少なくとも60日又は少なくとも90日)にわたって保持するか;又は任意選択で規定の温度範囲(例えば、少なくとも24℃(例えば、少なくとも24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃又は30℃)、少なくとも20℃(例えば、少なくとも20℃、21℃、22℃又は23℃)、少なくとも4℃(例えば、少なくとも5℃、10℃又は15℃)、少なくとも−20℃(例えば、少なくとも−20℃、−15℃、−10℃、−5℃又は0℃)又は−80℃(例えば、少なくとも−80℃、−70℃、−60℃、−50℃、−40℃又は−30℃)の温度)で、(例えば、生成又は製剤時の)PMPの最初の活性に対して、その活性(例えば、細胞壁透過活性及び/又は農薬及び/又は忌避剤活性)の少なくとも5%(例えば、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%又は100%)を保持するPMP組成物を指す。
本明細書で使用される場合、用語「動物への送達のために製剤化される」は、薬学的に許容可能な担体を含むPMP組成物を指す。本明細書で使用される場合、「薬学的に許容可能な」担体又は賦形剤は、例えば、動物(例えば、ヒト)に対する過度の有害な副作用を伴わずに、動物(例えば、ヒト)への投与に適しているものである。
本明細書で使用される場合、用語「治療されていない」は、PMP組成物を送達されていない別の植物、動物、真菌若しくは細菌又はPMP組成物の送達の前の時点で評価される、治療を受けている同じ植物、動物、真菌若しくは細菌又は植物、動物、真菌又は細菌の治療されていない部分で評価される、治療を受けている同じ植物、動物、真菌又は細菌を含めて、本明細書のPMP組成物と接触又は送達されていない植物、動物、真菌若しくは細菌を指す。
グレープフルーツ及びレモンPMPからの脂質再構成されたPMP(LPMP)の調製のためのワークフローを示す概略図である。 LPMP;DC−コレステロールが添加されたLPMP(DC−Chol);及びDOTAPが添加されたLPMP(DOTAP)中の、所与のサイズ(nm)の粒子の相対頻度を示すグラフである。データは、製造者によって提供される濃度及びサイズ標準を使用して、NanoFCMによって得られた。 抽出されたレモンPMP脂質から再構築されたLPMPを示す低温電子顕微鏡像である。スケールバー:500nm。 低温電子顕微鏡法を使用して測定される、抽出されたレモン脂質から再構築されたLPMP中の所与の等比換算球体直径(equivalent spherical diameter)(nm)の粒子の相対頻度を示すグラフである。 動的光散乱法(DLS)を使用して測定される、添加される脂質(LPMP)を含まないLPMP及び25%又は40% DOTAP又はDC−コレステロールを含むLPMPのゼータ電位(mV)を示すグラフである。データは、平均値±SDとして示される。 添加される脂質を含まないグレープフルーツ脂質からのLPMP(LPMP)及び20% DOTAPを含むグレープフルーツ脂質からのLPMPのローディングの後にLPMPから回収されたAlexa Fluor 555標識されたsiRNAインプットのパーセントを示す棒グラフである。 添加される脂質を含まないレモン脂質からのLPMP(LPMP)及び40% DC−コレステロールを含むレモン脂質からのLPMP(DC−Chol)のローディングの後にLPMPから回収されたATTO標識されたTracrRNAインプットのパーセントを示す棒グラフである。 Quant−iT(商標)RiboGreen(登録商標)分析を使用して測定される、処理されていない又はTriton−X100及びヘパリンを使用して溶解されている(+TX+ヘパリン)、40% DC−コレステロールを含むLPMP中のTracrRNA濃度(μg/mL)を示す棒グラフである。 添加される脂質を含まないグレープフルーツ脂質からのPKH67標識されたLPMP(中央列)及び20% DOTAPを含有するLPMP(右列)で処理されたCOLO697細胞における、DAPI(上行)及びPKH67(中央行)蛍光を示す一連の顕微鏡写真である。DAPIシグナルとPKH67シグナルとを含む重ね合わせ画像は、パネルの下の行に示される。PKH67色素で処理した細胞を、対照として示す。スケールバー:50μm。 添加される脂質を含まないLPMP(中央行)及び40% DC−コレステロールを含むLPMP(DC−Chol)で処理されたトウモロコシ:ブラック・メキシカン・スイート(Black Mexican Sweet)(BMS)細胞の、位相差(左列)、ATTO 550蛍光(中央列)及び重ね合わせ図を示す一連の顕微鏡写真である。HOのみで処理された細胞を、陰性対照(上パネル)として提供する。LPMP又はDC−コレステロールで修飾されたLPMPの、細胞による取込みは、細胞中のTracrRNA ATTO 550シグナルの存在によって示される。スケールバー:100μm。 修飾されていないLPMP;MC3が添加されたLPMP;及びC12−200が添加されたLPMP中の、所与のサイズ(nm)の粒子の相対頻度を示すグラフである。データは、製造者によって提供される濃度及びサイズ標準を使用して、NanoFCMによって得られた。 添加される脂質を含まないpH7のLPMP(LPMP)、40% MC3を含むpH4及びpH7のLPMP及び25% C12−200を含むpH4及びpH7のLPMPのゼータ電位(mV)を示すグラフである。データは、平均値±SDとして示される。 添加される脂質を含まないレモン脂質からのpH7のLPMP(LPMP)、40% MC3を含むpH4及びpH9のLPMP及び25% C12−200を含むpH4及びpH9のLPMPのローディングの後にLPMPから回収されたATTO 550標識されたTracrRNAインプットのパーセントを示す棒グラフである。データは、平均値±SDとして示される。図8Cは、Quant−iT(商標)RiboGreen(登録商標)分析を使用して測定される、処理されていない又はTriton−X100及びヘパリンを使用して溶解されている(+TX+ヘパリン)、25% C12−200を含むLPMP中のsgRNA濃度(μg/mL)を示す棒グラフである。 添加される脂質を含まないレモン脂質からのLPMP(中央行)及び25% C12−200を含むLPMP(下行)で処理されたトウモロコシ:ブラック・メキシカン・スイート(Black Mexican Sweet)(BMS)細胞の、位相差(左列)、ATTO 550蛍光(中央列)及び重ね合わせ図を示す一連の顕微鏡写真である。HOのみで処理された細胞を、陰性対照(上パネル)として提供する。LPMP又はC12−200で修飾されたLPMPの、細胞による取込みは、細胞中のTracrRNA ATTO 550シグナルの存在によって示される。スケールバー:100μm。 添加されるセルラーゼを含まないグレープフルーツ脂質からのLPMP(第4列)で処理されたトウモロコシ:ブラック・メキシカン・スイート(Black Mexican Sweet)(BMS)細胞の、位相差(上行)、標識されたセルラーゼを示すAlexa Fluor 488蛍光(第2行)、標識されたPMP膜を示すPKH26蛍光(第3行)及び重ね合わせ図(下行)を示す一連の顕微鏡写真である。LPMP又は修飾プロトコルc.1(PMPを、EDCクロスリンカーを使用してカルボジイミド化学を通してAlexaFluor488−セルラーゼと結合させる)、b.3(PMPを、NH2−DBCOリンカーを使用してAlexaFluor488−セルラーゼ−アジドと結合させる)、b.2(PMPを、NH2−DBCOリンカーを使用してAlexaFluor488−セルラーゼ−アジドと結合させる)又はb.1(PMPを、NHS−ホスフィンを使用してAlexaFluor488−セルラーゼ−アジドと結合させる)を使用してセルラーゼで修飾されたLPMPの取込み。セルラーゼ−修飾PMPの取込みは、細胞中のPKH26蛍光シグナルの存在によって示される。スケールバー:100μm。
本明細書の特徴とされるのは、例えば動物細胞(例えば、哺乳動物細胞、例えば、ヒト細胞)、植物細胞、細菌細胞又は真菌細胞による、亢進した細胞取込みを有する修飾植物メッセンジャーパック(PMP)である。PMPは、植物細胞外小胞(EV)又はその断片、部分若しくは抽出物から全体的に又は部分的に生成される脂質集合体である。PMPは、追加の薬剤(例えば、異種機能性薬剤、(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))を任意選択で含むことができる。本明細書に記載される修飾PMP並びに関連組成物及び方法は、様々な農業的及び治療的方法に使用することができる。
I.修飾植物メッセンジャーパック組成物
本明細書に記載のPMP組成物は、複数の修飾植物メッセンジャーパック(PMP)を含む。PMPは、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物(例えば、脂質抽出物)を含む脂質(例えば、脂質二重層、単層若しくは多層構造)構造である。植物EVとは、植物中に天然に存在し、直径が約5〜2000nmである内包脂質二重層構造を指す。植物EVは、多様な植物生合成経路を起源とし得る。天然では、植物EVは、植物アポプラストなどの植物の細胞内及び細胞外コンパートメント、原形質膜の外側に位置して、一連の細胞壁と細胞外空間により形成されるコンパートメント内に見られ得る。代わりに、PMPは、植物細胞からの分泌時に細胞培地中見られる濃縮された植物EVであり得る。植物EVは、本明細書により詳細に記載される様々な方法により、植物から分離し、これによりPMPをもたらすことができる。更に、PMPは、異種機能性薬剤、(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、細胞透過性薬剤、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))を任意選択で含むことができ、これらは、インビボ又はインビトロで導入することができる。
PMPは、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含むことができる。任意選択で、PMPは、植物EV由来の脂質の他に、外来性脂質(例えば、ステロール(例えば、コレステロール)、カチオン性脂質、双性イオン性脂質又はイオン化可能な脂質)も含むことができる。一部の実施形態では、植物EVは、直径が約5〜1000nmである。例えば、PMPは、約5〜50nm、約50〜100nm、約100〜150nm、約150〜200nm、約200〜250nm、約250〜300nm、約300〜350nm、約350〜400nm、約400〜450nm、約450〜500nm、約500〜550nm、約550〜600nm、約600〜650nm、約650〜700nm、約700〜750nm、約750〜800nm、約800〜850nm、約850〜900nm、約900〜950nm、約950〜1000nm、約1000〜1250nm、約1250〜1500nm、約1500〜1750nm又は約1750〜2000nmの平均直径を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。一部の例では、PMPは、約5〜950nm、約5〜900nm、約5〜850nm、約5〜800nm、約5〜750nm、約5〜700nm、約5〜650nm、約5〜600nm、約5〜550nm、約5〜500nm、約5〜450nm、約5〜400nm、約5〜350nm、約5〜300nm、約5〜250nm、約5〜200nm、約5〜150nm、約5〜100nm、約5〜50nm又は約5〜25nmの平均直径を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有する。特定の例では、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物は、約50〜200nmの平均直径を有する。特定の例では、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物は、約50〜300nmの平均直径を有する。特定の例では、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物は、約200〜500nmの平均直径を有する。特定の例では、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物は、約30〜150nmの平均直径を有する。
一部の例では、PMPは、少なくとも5nm、少なくとも50nm、少なくとも100nm、少なくとも150nm、少なくとも200nm、少なくとも250nm、少なくとも300nm、少なくとも350nm、少なくとも400nm、少なくとも450nm、少なくとも500nm、少なくとも550nm、少なくとも600nm、少なくとも650nm、少なくとも700nm、少なくとも750nm、少なくとも800nm、少なくとも850nm、少なくとも900nm、少なくとも950nm若しくは少なくとも1000nmの平均直径を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。一部の例では、PMPは、1000nm未満、950nm未満、900nm未満、850nm未満、800nm未満、750nm未満、700nm未満、650nm未満、600nm未満、550nm未満、500nm未満、450nm未満、400nm未満、350nm未満、300nm未満、250nm未満、200nm未満、150nm未満、100nm未満若しくは50nm未満の平均直径を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有する。当技術分野で標準的な様々な方法(例えば、動的光散乱法)を使用して、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物の粒径を測定することができる。
一部の例では、PMPは、77nm〜3.2×10nm(例えば、77〜100nm、100〜1000nm、1000〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm又は1×10〜3.2×10nm)の平均表面積を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。一部の例では、PMPは、65nm〜5.3×10nm(例えば、65〜100nm、100〜1000nm、1000〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜5.3×10nm)の平均体積を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。一部の例では、PMPは、少なくとも77nm(例えば、少なくとも77nm、少なくとも100nm、少なくとも1000nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm若しくは少なくとも2×10nm)の平均表面積を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。一部の例では、PMPは、少なくとも65nm(例えば、少なくとも65nm、少なくとも100nm、少なくとも1000nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも2×10nm、少なくとも3×10nm、少なくとも4×10nm若しくは少なくとも5×10nm)の平均体積を有する、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。
一部の例では、PMPは、植物EV又はその断片、抽出物若しくは部分と同じ大きさを有し得る。代わりに、PMPは、PMPが産生される初期植物EVと異なる大きさを有し得る。例えば、PMPは、約5〜2000nmの直径を有し得る。例えば、PMPは、約5〜50nm、約50〜100nm、約100〜150nm、約150〜200nm、約200〜250nm、約250〜300nm、約300〜350nm、約350〜400nm、約400〜450nm、約450〜500nm、約500〜550nm、約550〜600nm、約600〜650nm、約650〜700nm、約700〜750nm、約750〜800nm、約800〜850nm、約850〜900nm、約900〜950nm、約950〜1000nm、約1000〜1200nm、約1200〜1400nm、約1400〜1600nm、約1600〜1800nm又は約1800〜2000nmの平均直径を有し得る。一部の例では、PMPは、少なくとも5nm、少なくとも50nm、少なくとも100nm、少なくとも150nm、少なくとも200nm、少なくとも250nm、少なくとも300nm、少なくとも350nm、少なくとも400nm、少なくとも450nm、少なくとも500nm、少なくとも550nm、少なくとも600nm、少なくとも650nm、少なくとも700nm、少なくとも750nm、少なくとも800nm、少なくとも850nm、少なくとも900nm、少なくとも950nm、少なくとも1000nm、少なくとも1200nm、少なくとも1400nm、少なくとも1600nm、少なくとも1800nm又は少なくとも2000nmの平均直径を有し得る。当技術分野で標準的な様々な方法(例えば、動的光散乱法)を使用して、PMPの粒径を測定することができる。一部の例では、PMPの大きさは、異種機能性薬剤のローディング後又はPMPに対する他の修飾後に決定する。
一部の例では、PMPは、77nm〜1.3×10nm(例えば、77〜100nm、100〜1000nm、1000〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm又は1×10〜1.3×10nm)の平均表面積を有し得る。一部の例では、PMPは、65nm〜4.2×10nm(例えば、65〜100nm、100〜1000nm、1000〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm、1×10〜1×10nm又は1×10〜4.2×10nm)の平均体積を有し得る。一部の例では、PMPは、少なくとも77nm(例えば、少なくとも77nm、少なくとも100nm、少なくとも1000nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm又は1×10nm)の平均表面積を有する。一部の例では、PMPは、少なくとも65nm(例えば、少なくとも65nm、少なくとも100nm、少なくとも1000nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも1×10nm、少なくとも2×10nm、少なくとも3×10nm又は少なくとも4×10nm)の平均体積を有する。
一部の例では、PMPは、インタクトな植物EVを含有し得る。代わりに、PMPは、植物EVの小胞の全表面積の断片、部分又は抽出物(例えば、小胞の全表面積の100%未満(例えば、90%未満、80%未満、70%未満、60%未満、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満、10%未満、5%未満若しくは1%未満)を含む断片、部分又は抽出物)を含有し得る。断片、部分又は抽出物は、円周方向断片、球状断片(例えば、半球)、曲線断片、線状断片又は平板型断片など、任意の形状であり得る。断片が、小胞の球状断片である場合、球状断片は、平行線の対に沿った球状小胞の分割から生じたもの又は非平行線の対に沿った球状小胞の分割から生じたものを呈示し得る。従って、複数のPMPは、複数のインタクトな植物EV、複数の植物EV断片、部分若しくは抽出物又はインタクトな植物EV及びその断片の混合物を含み得る。当業者は、インタクト及び断片化植物EVの比が、使用した具体的な単離方法によって変動することは理解されるであろう。例えば、植物若しくはその部分の粉砕又はブレンドにより、真空浸潤法などの非破壊抽出方法よりも高い比率の植物EV断片、部分又は抽出物を含有するPMPを生成することができる。
PMPが、植物EVの断片、部分又は抽出物を含有する例では、EV断片、部分又は抽出物は、インタクトな小胞のそれより小さい平均表面積、例えば77nm、100nm、1000nm、1×10nm、1×10nm、1×10nm又は3.2×10nm)未満の平均表面積を有し得る。一部の例では、EV断片、部分又は抽出物は、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm又は10nm)未満の表面積を有する。一部の例では、PMPは、インタクトな小胞のそれより小さい平均体積、例えば65nm、100nm、1000nm、1×10nm、1×10nm、1×10nm、1×10nm、1×10nm又は5.3×10nm)未満の平均体積を有する植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含有し得る。
PMPが、植物EVの抽出物を含む例、例えばPMPが、植物EVから抽出された(例えば、クロロホルムで)脂質を含む例では、PMPは、植物EVから抽出された(例えば、クロロホルムで)脂質の少なくとも1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%又は99%超を含有し得る。多数のPMPは、植物EV断片及び/又は植物EV抽出脂質又はそれらの混合物を含有し得る。
本明細書では、修飾PMPの生成方法、PMPと結合させることができる植物EVマーカー及びPMPを含む組成物の製剤についての詳細を更に概説する。
A.生成方法
PMPは、植物又は植物組織若しくは植物細胞を含むその部分に天然に存在する植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物(例えば、脂質抽出物)から生成することができる。PMPを生成する例示的な方法は、(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;及び(b)初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップを含む。この方法は、粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成する追加的なステップ(c)であって、複数の純粋なPMPは、粗PMP画分のレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、追加的なステップ(c)を更に含み得る。各生成ステップについては、以下に更に詳細に論じる。PMPの単離及び精製に関する例示的な方法は、例えば、Rutter and Innes,Plant Physiol.173(1):728−741,2017;Rutter et Al,Bio.Protoc.7(17):e2533,2017;Regente et Al,J of Exp.Biol.68(20):5485−5496,2017;Mu et Al,Mol.Nutr.Food Res.,58,1561−1573,2014並びにRegente et Al,FEBS Letters.583:3363−3366,2009に見出され、これらの各々は、参照により本明細書に組み込む。
一部の例では、(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;(b)初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベル(例えば、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、98%、99%若しくは100%低下したレベル)を有する、ステップ;及び(c)粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分と比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベル(例えば、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、98%、99%若しくは100%低下したレベル)を有する、ステップを含むプロセスによって複数のPMPを植物から単離され得る。
本明細書で提供されるPMPは、様々な植物から生成された、植物EV又はその断片、部分若しくは抽出物を含むことができる。PMPは、限定はされないが、被子植物(単子葉及び双子葉植物)、裸子植物、シダ、イワヒバ(selaginella)、トクサ、裸茎植物(psilophytes)、ヒカゲノカズラ(lycophyte)、藻類(例えば、単細胞若しくは多細胞、例えばアーケプラスチダ(archaeplastida))又はコケ類を含めた、あらゆる属の(維管束又は非維管束)植物から生成することができる。特定の例では、PMPは、維管束植物、例えば単子葉植物又は双子葉植物又は裸子植物を使用して生成することができる。例えば、PMPは、アルファルファ、リンゴ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、バナナ、オオムギ、アブラナ種(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)又はセイヨウアブラナ(Brassica napus))、カノーラ、トウゴマ、チコリー、キク、クローバー、カカオ、コーヒー、綿、綿実、トウモロコシ、クランベ、クランベリー、キュウリ、デンドロビウム、ヤマノイモ属、ユーカリ属、ウシノケグサ属、亜麻、グラジオラス、ユリ科、亜麻仁、雑穀、マスクメロン、カラシ、オーツムギ、アブラヤシ、ナタネ、パパイヤ、ピーナッツ、パイナップル、観賞植物、インゲンマメ属、ジャガイモ、ナタネ、イネ、ライムギ、ライグラス、ベニバナ、ゴマ、モロコシ、ダイズ、テンサイ、サトウキビ、ヒマワリ、イチゴ、タバコ、トマト、芝草、コムギ又は野菜作物、例えばレタス、セロリ、ブロッコリー、カリフラワー、ウリ科植物など;果実及び堅果樹、例えばリンゴ、ナシ、モモ、オレンジ、グレープフルーツ、レモン、ライム、アーモンド、ペカン、クルミ、ヘーゼルなど;つる植物(vine)、例えばブドウ、キウイ、ホップなど;果実低木及びキイチゴ、例えばラズベリー、ブラックベリー、セイヨウスグリなど;森林樹、例えばトネリコ、マツ、モミ、カエデ、オーク、クルミ、ポプラなど;アルファルファ、カノーラ、トウゴマ、トウモロコシ、綿、クランベ、亜麻、亜麻仁、カラシ、アブラヤシ、アブラナ、ピーナッツ、ジャガイモ、イネ、ベニバナ、ゴマ、ダイズ、テンサイ、ヒマワリ、タバコ、トマト又はコムギを使用して生成することができる。
PMPは、全植物(例えば、全ロゼット若しくは苗)又は代替的に1つ若しくは複数の植物部分(例えば、葉、種子、根、果実、野菜、花粉、師管液若しくは木部樹液)を使用して生成することができる。例えば、PMPは、新芽植物器官/構造(例えば、葉、茎若しくは塊茎)、根、花及び花器/構造(例えば、花粉、包葉、萼片、花弁、雄蕊、心皮、葯若しくは胚珠)、種子(胚、胚乳若しくは種皮を含む)、果実(成熟した子房)、樹液(例えば、師部若しくは木部樹液)、植物組織(例えば、維管束組織、基本組織、腫瘍組織など)並びに細胞(例えば、単細胞、プロトプラスト、胚、カルス組織、孔辺細胞、卵細胞など)又はこれらの子孫を使用して生成することができる。例えば、単離ステップは、(a)植物又はその一部を用意することを含み得る。一部の例では、植物部分は、シロイヌナズナ(Arabidopsis)の葉である。植物は、任意の発育段階のものであり得る。例えば、PMPは、苗、例えば1週、2週、3週、4週、5週、6週、7週又は8週齢の苗(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis)の苗)を使用して生成することができる。他の例示的PMPは、根(例えば、根生姜)、果汁(例えば、グレープフルーツ果汁)、野菜(例えば、ブロッコリー)、花粉(例えば、オリーブ花粉)、師部液(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis)の師部液)又は木部樹液(例えば、トマト植物木部樹液)を使用して生成されたPMPを含み得る。
PMPは、様々な方法により、植物又はその部分を使用して生成することができる。植物のEV含有アポプラスト画分又はそうでなければ分泌されたEVを含むPMPを含有する細胞外画分(例えば、細胞培地)の放出を可能にするいずれの方法も本方法において好適である。EVは、破壊的(例えば、植物若しくは任意の植物部分の粉砕若しくはブレンド)又は非破壊的(植物若しくは任意の植物部分の洗浄若しくは真空浸潤法)方法のいずれかによって植物若しくは植物部分から分離することができる。例えば、植物又はその部分を真空浸潤、粉砕、ブレンド又はこれらの組合せに付して、植物又は植物部分からEVを単離し、これによりPMPを生成することができる。例えば、単離ステップは、植物(例えば、小胞単離バッファーと一緒に)を真空浸潤して、アポプラスト画分を放出させ、収集することを含む。代わりに、単離ステップは、植物を粉砕又はブレンドして、EVを放出させ、これによりPMPを生成することを含む。
植物EVを単離することにより、PMPを生成したら、PMPを粗PMP画分(例えば、アポプラスト画分)に分離又は収集することができる。例えば、分離ステップは、植物組織残屑若しくは植物細胞をはじめとする大きい混入物から、植物PMP含量画分を分離するための遠心分離(例えば、分画遠心分離若しくは超遠心分離)及び/又は濾過を用いて、複数のPMPを粗PMP画分に分離することを含み得る。従って、粗PMP画分は、植物又は植物部分からの初期サンプルと比較して減少した数の、植物組織残屑又は植物細胞を含めた大きい混入物を有することとなる。使用される方法に応じて、粗PMP画分は、植物又は植物部分からの初期サンプルと比較して低下したレベルの植物細胞オルガネラ(例えば、核、ミトコンドリア又は葉緑体)を更に含むことができる。
一部の例では、単離ステップは、植物細胞又は植物組織残屑からPMP含有画分を分離するための遠心分離(例えば、分画遠心分離若しくは超遠心分離)及び/又は濾過を用いて、複数のPMPを粗PMP画分に分離することを含み得る。従って、粗PMP画分は、起源植物又は植物部分からの初期サンプルと比較して、植物細胞又は植物組織残屑の数が減少することになる。
複数の純粋なPMPを生成するために、追加の精製方法により粗PMP画分を更に精製することもできる。例えば、超遠心分離により、例えば密度勾配(イオジキサノール若しくはショ糖)の使用及び/又は凝集要素を除去するための他の手法(例えば、沈殿若しくはサイズ排除クロマトグラフィー)の使用により、粗PMP画分を他の植物要素から分離することができる。得られた純粋なPMPは、より早期の分離ステップ中に生成された1つ若しくは複数の画分と比較して又は所定の閾値レベル、例えば商業的公開仕様と比較して、起源植物からの混入物又は他の不要な要素(例えば、1つ若しくは複数の非PMP要素、例えばタンパク質凝集体、核酸凝集体、タンパク質−核酸凝集体、遊離リポタンパク質、脂質−タンパク質構造)、核、細胞壁要素、細胞オルガネラ又はこれらの組合せ)の低下したレベルを有し得る。例えば、純粋なPMPは、初期サンプルのレベルと比べて、植物オルガネラ又は細胞壁要素の低下したレベル(例えば、約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%若しくは100%超;又は約2×、4×、5×、10×、20×、25×、50×、75×、100×若しくは100×超)を有し得る。一部の例では、純粋なPMPは、タンパク質凝集体、核酸凝集体、タンパク質−核酸凝集体、遊離リポタンパク質、脂質−タンパク質構造)、核、細胞壁要素、細胞オルガネラ又はこれらの組合せなどの1つ若しくは複数の非PMP要素を実質的に含有しない(例えば、それらの検出不能レベルを有する)。放出及び分離ステップの更に別の例を実施例1に見出すことができる。PMPは、例えば、1×10、5×10、1×1010、5×1010、5×1010、1×1011、2×1011、3×1011、4×1011、5×1011、6×1011、7×1011、8×1011、9×1011、1×1012、2×1012、3×1012、4×1012、5×1012、6×1012、7×1012、8×1012、9×1012、1×1013又は1×1013PMPs/mL超の濃度であり得る。
例えば、PMPから、タンパク質凝集体を除去することができる。例えば、PMPを様々なpH(例えば、pHプローブを用いて測定されるように)に付して、溶液中にタンパク質凝集体を沈殿させることができる。pHは、例えば、水酸化ナトリウム又は塩酸の添加により、例えばpH3、pH5、pH7、pH9又はpH11に調節することができる。溶液が指定pHに達したら、これを濾過して微粒子を除去することができる。代わりに、PMPを、Polymin−P又はPraestol 2640などの荷電ポリマーの添加により、凝集させることもできる。手短には、Polymin−P又はPraestol 2640を溶液に添加し、インペラで混合する。次に、溶液を濾過して微粒子を除去する。代わりに、塩濃度を増加させることにより凝集体を可溶化することもできる。例えば、PMPにNaClを、それが例えば、1mol/Lになるまで添加することができる。次に、溶液を濾過して、PMPを単離する。代わりに、昇温によって凝集体を可溶化することもできる。例えば、PMPを混合しながら、溶液が例えば、約50℃の均一温度に達するまで5分間加熱することができる。次に、PMP混合物を濾過して、PMPを単離することができる。代わりに、標準的手順に従うサイズ排除クロマトグラフィーにより、PMP溶液から可溶性混入物を分離することができ、この場合、最初の画分中にPMPを溶出させる一方、タンパク質及びリボ核タンパク質並びに一部のリポタンパク質をのちに溶出させる。タンパク質凝集体除去の効率は、BCA/Bradfordタンパク質定量を用いて、タンパク質凝集体の除去前後のタンパク質濃度を測定及び比較することにより決定することができる。
生成方法の任意のステップでPMPを特性決定又は同定するために、本明細書に記載される生成方法のいずれにも、当技術分野で公知のいかなる定量的又は定性的方法も追加し得る。PMPは、PMP収率、PMP濃度、PMP純度、PMP組成又はPMPサイズを推定するための多様な分析方法によって特性決定され得る。PMPは、PMPの視覚化、定量又は定性的特性決定(例えば、組成物の同定)を可能にする、当技術分野で公知のいくつかの方法、例えば顕微鏡検査(例えば、透過電子顕微鏡)、動的光散乱法、ナノ粒子追跡、分光法(例えば、フーリエ変換赤外分光法)若しくは質量分析法(タンパク質及び脂質分析)により評価することができる。特定の例では、方法(例えば、質量分析法)を用いて、PMPに存在する植物EVマーカー、例えば付録に開示されるマーカーを同定することができる。PMP画分の分析及び特性決定を補助するために、PMPを更に標識又は染色することができる。例えば、3,3’−ジヘキシルオキサカルボシアニンヨージド(DIOC)、蛍光親油性色素、PKH67(Sigma Aldrich);Alexa Fluo(登録商標)488(Thermo Fisher Scientific)又はDyLight(商標)800(Thermo Fisher)で、PMPを染色することができる。高度な形態のナノ粒子追跡の非存在下でも、この比較的単純な手法は、総膜含量を定量することから、PMPの濃度を間接的に測定するために使用することができる(Rutter and Innes,Plant Physiol.173(1):728−741,2017;Rutter et al,Bio.Protoc.7(17):e2533,2017)。より正確な測定のため、またPMPの粒度分布を評価するためには、ナノ粒子追跡を使用することができる。
生成工程中に、任意選択で、PMPが対照又は初期サンプル中のEVレベルに対して高い濃度(例えば、約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%若しくは100%超;又は約2倍、4倍、5倍、10倍、20倍、25倍、50倍、75倍、100倍若しくは100倍超)であるように、PMPを調製することができる。PMPは、PMP組成物の約0.1%〜約100%、例えば約0.01%〜約100%、約1%〜約99.9%、約0.1%〜約10%、約1%〜約25%、約10%〜約50%、約50%〜約99%又は約75〜約100%のいずれか1つを占め得る。一部の例では、組成物は、例えば、wt/vol、パーセントPMPタンパク質組成物及び/又はパーセント脂質組成物により測定して(例えば、蛍光標識脂質の測定により);例えば、実施例3を参照されたい)、少なくとも0.1%、0.5%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%若しくはそれを超えるPMPのいずれかを含む。一部の例では、市販の製品のような濃縮薬剤を使用し、例えば、最終ユーザは、希釈された薬剤を使用し得、これは、実質的に低い濃度の有効成分を有する。一部の実施形態では、組成物は、農業用濃縮製剤、例えば高濃度少量製剤として製剤化する。
実施例1に説明されるように、多様な植物又はその部分(例えば、葉アポプラスト、種子アポプラスト、根、果実、野菜、花粉、師管液若しくは木部樹液)を使用してPMPを生成することができる。例えば、PMPは、植物のアポプラスト画分、例えば葉のアポプラスト(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)葉のアポプラスト)又は種子のアポプラスト(例えば、ヒマワリ種子のアポプラスト)から放出させることができる。他の例示的なPMPは、根(例えば、根生姜)、果汁(例えば、グレープフルーツ果汁)、野菜(例えば、ブロッコリー)、花粉(例えば、オリーブ花粉)、師管液(例えば、シロイヌナズナ(Arabidopsis)師管液)、木部樹液(例えば、トマト植物木部樹液)又は細胞培養上清(例えば、BY2タバコ細胞培養上清)を使用して生成される。この実施例は、これらの種々の植物供給源からPMPの生成を更に示す。
実施例2に説明されるように、様々な方法により、例えば超遠心分離及び/又は凝集混入物を除去する方法、例えば沈殿若しくはサイズ排除クロマトグラフィーと一緒に密度勾配(イオジキサノール若しくはショ糖)を使用することにより、PMPを精製することができる。例えば、実施例2では、実施例1で概説される分離ステップによって得られたPMPの精製を説明する。更に、PMPは、実施例3に説明される方法に従って特性決定することができる。
PMPは、本明細書で更に概説する通り、使用前に修飾することができる。
B.修飾PMP及びPMP組成物
PMPの生成後、細胞取込み(例えば、動物細胞取込み(例えば、哺乳動物細胞取込み、例えば、ヒト細胞取込み)、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)を非修飾PMPと比べて対して増加させることが可能である異種薬剤(例えば、植物細胞透過性薬剤)をロードする又は共に製剤化することによってPMPを修飾することができる。例えば、修飾PMPは、酵素、洗剤、イオン性、フルオラス若しくは双性イオン性の液体又は脂質などの細胞透過性薬剤を含む(例えば、ロードする、例えば封入するか若しくは結合させる)か又は共に製剤化する(例えば、細胞透過性薬剤を含む溶液に懸濁する若しくは再懸濁する)ことができる。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、酵素である。例えば、酵素は、細胞壁(例えば、動物細胞壁、植物細胞壁、細菌の細胞壁又は真菌の細胞壁)を分解することが可能である、動物、細菌、真菌、原生動物、哺乳動物又は植物酵素であり得る。
一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、植物細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、細菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素である。一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素である。一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素である。一部の例では、細胞壁分解酵素は、真菌の細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の例では、酵素は、動物細胞外マトリックス(例えば、哺乳動物細胞外マトリックス、例えば、ヒト細胞外マトリックス)を分解することが可能な動物酵素である。
一部の例では、酵素は、セルラーゼである。例えば、セルラーゼは、細菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有することができる。一部の例では、セルラーゼは、真菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。一部の例では、セルラーゼは、原生動物のセルラーゼの全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、洗剤である。一部の実施形態では、洗剤は、サポニン又は3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−1−プロパンスルホン酸(CHAPS)である。
一部の例では、細胞壁透過薬剤は、イオン性の液体である。一部の実施形態では、イオン性の液体は、酢酸1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(EMIM酢酸塩)である。他の実施形態では、イオン性液体は、BMIM酢酸塩、HMIM酢酸塩、MMIM酢酸塩又はAllylMIM酢酸塩である。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、フルオラス液体である。一部の実施形態では、フルオラス液体は、パーフルオロオクタンである。他の実施形態では、フルオラス液体は、パーフルオロヘキサン又はパーフルオロ(メチルデカリン)である。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、カチオン性脂質である。一部の実施形態では、カチオン性脂質は、DC−コレステロール又はジオレオイル−3−トリメチルアンモニウムプロパン(DOTAP)である。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、イオン化可能な脂質である。一部の実施形態では、イオン化可能な脂質は、1,1’−((2−(4−(2−((2−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)ピペラジン−1−イル)エチル)アザンジイル)ビス(ドデカン−2−オール)(C12−200)又は4−(ジメチルアミノ)ブタン酸(6Z,9Z,28Z,31Z)−ヘプタトリアコンタ−6,9,28,31−テトラエン−19−イル、DLin−MC3−DMA(MC3)である。一部の例では、PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のイオン化可能な脂質(例えば、C12−200又はMC3)を含む。
一部の例では、細胞透過性薬剤は、双性イオン性脂質である。一部の実施形態では、双性イオン性脂質は、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DOPC)又は1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)である。一部の例では、PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の双性イオン性脂質(例えば、DOPC又はDEPC)を含む。
この薬剤は、全体としてのPMPの取込みを増加させることができるか、又はPMPの一部又は構成成分(PMPによって担持される、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤若しくは昆虫忌避剤))など)の取込みを増加させることができる。細胞取込み(例えば、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)が増加される程度は、組成物が送達される植物又は植物部分、PMP製剤及びPMPに施される他の修飾に応じて変動し得る。例えば、修飾PMPは、非修飾PMPと比べて、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の増加した細胞取込み(例えば、動物細胞取込み、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)を有することができる。一部の例では、増加した細胞取込み(例えば、動物細胞取込み、植物細胞取込み、細菌細胞取込み又は真菌細胞取込み)は、非修飾PMPと比べて、少なくとも2倍、4倍、5倍、10倍、100倍又は1000倍の増加した細胞取込みである。
別の態様では、PMPは、PMPの機能的及び構造的特性を更に変化させるための、他の構成成分(例えば、脂質、例えば、ステロール、例えば、コレステロール;又は小分子)で修飾することができる。例えば、PMPは、PMPの安定性を増加させる(例えば、室温で少なくとも1日間及び/又は4℃で少なくとも1週間安定)安定化分子で更に修飾することができる。
修飾PMPの細胞取込みは、当技術分野で公知の様々な方法によって測定することができる。例えば、PMP又はその構成成分は、取込みを確認するために、単離された細胞において検出することができるマーカー(例えば、蛍光マーカー)で標識することができる。例えば、細胞取込みは、適応度、例えば、処理された細胞を含む動物、植物、細菌又は真菌の適応度の尺度に基づいて検出することができる。例えば、本組成物及び方法の有効性は、修飾PMPを欠く組成物の治療に対する本修飾PMPで治療された生物の適応度変化を比較することによって決定することができる。
C.植物EVマーカー
本組成物及び方法のPMPは、植物EV(及び/又はその断片、部分若しくは抽出物を含む)を使用して生成されるものとしてPMPを同定する多様なマーカーを有し得る。本明細書で使用される場合、用語「植物EVマーカー」は、天然に植物に付随し、植物タンパク質、植物核酸、植物小分子、植物脂質又はそれらの組合せなど、インプランタで植物EV中若しくは上に組み込まれる要素を指す。植物EVマーカーの例は、例えば、Rutter and Innes,Plant Physiol.173(1):728−741,2017;Raimondo et al.,Oncotarget.6(23):19514,2015;Ju et al.,Mol.Therapy.21(7):1345−1357,2013;Wang et Al.,Molecular Therapy.22(3):522−534,2014;及びRegente et Al,J of Exp.Biol.68(20):5485−5496,2017に見出すことができ;これらの各々は、参照により本明細書に組み込まれる。植物EVマーカーの更に別の例は付録に列挙されており、これらについては、本明細書において更に概説する。
一部の例では、植物EVマーカーは、植物脂質を含み得る。PMPに見られ得る植物脂質マーカーの例としては、フィトステロール、カンペステロール、β−シトステロール、シグマステロール、アベナステロール、グリコシルイノシトールホスホリルセラミド(GIPC)、糖脂質(例えば、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)若しくはジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)又はそれらの組合せが挙げられる。例えば、PMPは、GIPCを含み得、これは、植物の主要スフィンゴ脂質クラスの代表であり、植物において最も豊富な膜脂質の1つである。他の植物EVマーカーは、非生物的又は生物的ストレッサー(例えば、細菌若しくは真菌感染)に応答して植物中に蓄積する脂質、例えばホスファチジン酸(PA)又はホスファチジルイノシトール−4−リン酸(PI4P)を挙げることができる。
代わりに、植物EVマーカーは、植物タンパク質を含み得る。一部の例では、タンパク質植物EVマーカーは、植物により天然に産生される抗微生物タンパク質であり得、そうしたものとして、非生物的又は生物的ストレッサー(例えば、細菌若しくは真菌感染)に応答して植物が分泌する防御タンパク質がある。植物病原体防御タンパク質としては、可溶性N−エチルマレイミド感受性因子結合タンパク質受容体タンパク質(SNARE)タンパク質(例えば、Syntaxin−121(SYP121;GenBankアクセッション番号:NP_187788.1若しくはNP_974288.1)、Penetration1(PEN1;GenBankアクセッション番号:NP_567462.1))又はABC輸送体Penetration3(PEN3;GenBankアクセッション番号:NP_191283.2)がある。植物EVマーカーの他の例としては、植物中のRNAの長距離輸送を促進するタンパク質があり、こうしたものとして、師部タンパク質(例えば、師部タンパク質2−A1(PP2−A1)、GenBankアクセッション番号:NP_193719.1)、カルシウム依存性脂質結合タンパク質又はレクチン(例えば、ジャカリン(Jacalin)関連レクチン、例えばヒマワリ(Helianthus annuus)ジャカリン(Helja;GenBank:AHZ86978.1)が挙げられる。例えば、RNA結合タンパク質は、グリシンリッチRNA結合タンパク質−7(GRP7;GenBankアクセッション番号:NP_179760.1)であり得る。加えて、プラスモデスマータ機能を調節するタンパク質が、一部の例で、植物EV中に見られ得るが、こうしたものとして、Synap−Totgamin A A(GenBankアクセッション番号:NP_565495.1)がある。一部の例では、植物EVマーカーは、ホスホリパーゼC又はホスホリパーゼDなど、脂質機序に関与するタンパク質を含み得る。一部の例では、植物タンパク質EVマーカーは、植物の細胞トラフィッキングタンパク質である。植物EVマーカーがタンパク質である特定の例では、タンパク質マーカーは、分泌タンパク質と典型的に結合するシグナルペプチドが欠失している場合がある。非古典的分泌タンパク質は、(i)リーダ配列の欠失、(ii)ER又はゴルジ装置に特異的な翻訳後修飾(PTM)の非存在、及び/又は(iii)古典的ER/ゴルジ依存性分泌経路を遮断するブレフェルディンAによる影響を受けない分泌のような、いくつかの共通の特徴を有すると思われる。当業者は、一般に自由に利用可能な様々な手段(例えば、SecretomeP Database;SUBA3(SUBcellular localizati database for Arabidopsis proteins))を使用して、シグナル配列又はその欠失についてタンパク質を評価することができる。
植物EVマーカーがタンパク質である例では、タンパク質は、植物EVマーカー、例えば付録に列挙される植物EVマーカーのいずれかと、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し得る。例えば、タンパク質は、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)由来のPEN1(GenBankアクセッション番号:NP_567462.1)と、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し得る。
一部の例では、植物EVマーカーは、植物によりコードされる核酸、例えば植物RNA、植物DNA又は植物PNAを含む。例えば、PMPは、植物によりコードされるdsRNA、mRNA、ウイルスRNA、マイクロRNA(miRNA)又は低分子干渉RNA(siRNA)を含み得る。一部の例では、核酸は、本明細書で論じるように、植物においてRNAの長距離輸送を促進するタンパク質に関連するものであり得る。一部の例では、核酸植物EVマーカーは、宿主誘導遺伝子サイレンシング(HIGS)に関与するものであり得、これは、植物が、植物有害生物(例えば、真菌などの病原体)の外来転写物を抑制するプロセスである。例えば、核酸は、細菌又は真菌遺伝子を抑制するものであり得る。一部の例では、核酸は、真菌病原体(例えば、バーティシリウム・ダリエ(Verticillium dahliae))中の遺伝子をターゲティングする、miR159又はmiR166などのマイクロRNAであり得る。一部の例では、タンパク質は、植物防御化合物の運搬に関与するもの、例えばグルコシノレート(GSL)輸送及び代謝に関与するタンパク質であり得、こうしたものとして、グルコシノレートトランスポータ−1−1(GTR1;GenBankアクセッション番号:NP_566896.2)、グルコシノレートトランスポータ−2(GTR2;NP_201074.1)又はエピチオ特異的修飾因子1(ESM1;NP_188037.1)が挙げられる。
植物EVマーカーが核酸である例では、核酸は、植物EVマーカー、例えば付録に列挙される植物EVマーカーをコードするものなどと、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を有し得る。例えば、核酸は、miR159又はmiR166と、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するポリヌクレオチド配列を有し得る。
一部の例では、植物EVマーカーは、植物により産生される化合物を含む。例えば、化合物は、非生物的又は生物的ストレッサーに応答して産生される防御化合物、例えば二次代謝物などであり得る。PMP中に見られ得るこうした二次代謝物の1つは、グルコシノレート(GSL)であり、これは、主にアブラナ科(Brassicaceae)植物に見られる窒素及びイオウ含有二次代謝物である。他の二次代謝物は、アレロケミカルを含み得る。
一部の例では、PMPは、典型的には植物によって産生されないが、一般に他の生物(例えば、動物EV、細菌EV若しくは真菌EVのマーカー)に関連する特定のマーカー(例えば、脂質、ポリペプチド若しくはポリヌクレオチド)の欠失に基づいて植物EVを使用して産生されるものとしても同定され得る。例えば、一部の例では、PMPは、動物EV、細菌EV若しくは真菌EVに典型的に見られる脂質を欠失している。一部の例では、PMPは、動物EVに典型的な脂質(例えば、スフィンゴミエリン)を欠失している。一部の例では、PMPは、細菌EV又は細菌膜に典型的な脂質(例えば、LPS)を含有しない。一部の例では、PMPは、真菌膜に典型的な脂質(例えば、エルゴステロール)を欠失している。
小分子(例えば、質量分光法、質量分析法)、脂質(例えば、質量分光法、質量分析法)、タンパク質(例えば、質量分光法、イムノブロッティング)又は核酸(例えば、PCR分析)の同定を可能にする、当技術分野で公知の任意の手法を用いて、植物EVマーカーを同定することができる。一部の例では、本明細書に記載のPMP組成物は、検出可能な量、例えば所定閾値量の本明細書に記載の植物EVマーカーを含有する。
D.薬剤のローディング
PMPは、異種機能性薬剤、例えば、細胞透過性薬剤及び/又は異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)、異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))、例えば本明細書に記載されるものなどを含むように修飾することができる。PMPは、標的生物(例えば、標的動物、植物、細菌又は真菌)への薬剤の送達を可能にするための様々な手段により、例えば薬剤を封入すること、脂質二重層構造への構成成分の組込み又はPMPの脂質二重層構造の表面との構成成分の(例えば共役による)結合により、こうした薬剤を担持又は結合することができる。一部の例では、異種機能性薬剤(例えば、細胞透過性薬剤)は、本明細書のセクションIBに記載した通りにPMP製剤に含められる。
異種機能性薬剤は、PMPと薬剤同士の結合を直接若しくは間接的に可能にする、当技術分野で公知の任意の方法により、PMP中若しくは上に組み込むか又はロードすることができる。異種機能性薬剤は、インビボ法(例えば、インプランタ、例えば異種薬剤を含むトランスジェニック植物からのPMPの産生により)若しくはインビトロで(例えば、組織培養若しくは細胞培養で)又はインビボ及びインビトロ法の両方によってPMPに組み込むことができる。
PMPに、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))がインビボでロードされる場合、PMPは、インプランタでロードされているEV又はその断片若しくは部分又はEVを含有する抽出物を使用して生成することができる。インプランタ方法は、EVへのローディングのための異種機能性薬剤を発現するように遺伝的に改変されている植物における、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))の発現を含む。一部の例では、異種機能性薬剤は、植物に対して外来性である。代わりに、異種機能性薬剤は、植物中に自然に見られるものであり得るが、遺伝的に改変されていない植物において見られるレベルに対して上昇されたレベルで発現するように遺伝子操作することもできる。
一部の例では、PMPは、インビトロでロードを受けることができる。物質は、限定はされないが、(例えば、組織培養又は細胞培養中に)物理的、化学的及び/又は生物学的方法を使用して、PMP上に又はPMP内にロードする(例えば、PMPによって封入する)ことができる。例えば、異種機能性薬剤は、電気穿孔、超音波処理、受動拡散、撹拌、脂質抽出又は押出しの1つ以上によってPMPに導入することができる。ロードを受けたPMPは、HPLC(例えば、小分子を評価するために)、免疫ブロット法(例えば、タンパク質を評価するために);及び/又は定量PCR(例えば、ヌクレオチドを評価するために)などの様々な方法を使用して、ロードされた薬剤の存在又はレベルを確認するために評価することができる。しかし、対象となる物質のPMPへのローディングが、上に説明した方法に限定されないことが、当業者によって理解されるべきである。
一部の例では、異種機能性薬剤をPMPに共役させることができ、この場合、異種機能性薬剤は、PMPに間接的又は直接結合若しくは連結される。例えば、1つ又は複数の異種機能性薬剤が、PMPの脂質二重層に直接連結される(例えば、共有結合若しくはイオン結合により)ように、1つ又は複数の異種機能性薬剤をPMPに化学的連結させることができる。一部の例では、PMPに対する種々の異種機能性薬剤の共役は、最初に、好適な溶媒中で1つ又は複数の異種機能性薬剤を適切な架橋剤(例えば、N−エチルカルボ−ジイミド(「EDC」);これは、一般に、1級アミンとアミド結合のためのカルボキシル活性化剤として使用され、リン酸基とも反応する)と混合することによって達成することができる。異種機能性薬剤と架橋剤の結合を可能にするのに十分なインキュベーション時間後、架橋剤/異種機能性薬剤混合物をPMPと合わせて、更なるインキュベーション時間後、ショ糖勾配(例えば、8、30、45及び60%ショ糖勾配)に付して、PMPに共役した異種機能性薬剤から遊離異種機能性薬剤及び遊離PMPを分離することができる。混合物をショ糖勾配と合わせるステップ及び付随の遠心分離ステップの一環として、異種機能性薬剤に共役させたPMPは、この時点で、ショ糖勾配中のバンドとして認められ、従って、次に、共役PMPを収集し、洗浄し、本明細書に記載の使用のために好適な溶液に溶解させることができる。
一部の例では、PMPは、PMPの送達前及び後に、例えば植物に対する異種機能性薬剤と安定的に結合される。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤が、例えば植物へのPMPの送達後にPMPから解離するようになるように、異種機能性薬剤と結合される。
PMPは、ロードを受けることができるか、又はPMP組成物は、特定の薬剤又は用途に応じて、様々な濃度の異種機能性薬剤と共に製剤化することができる。例えば、一部の例では、PMPは、ロードを受けるか、又はPMP組成物は、本明細書に開示されるPMP組成物が約0.001、0.01、0.1、1.0、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90又は95(又は約0.001と95の間のあらゆる範囲)又はそれを超える重量%の異種機能性薬剤を含むように製剤化される。一部の例では、PMPは、ロードを受けるか、又はPMP組成物は、約95、90、80、70、60、50、40、30、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.0、0.1、0.01、0.001(又は約95と0.001の間のあらゆる範囲)又はそれ未満の重量%の異種機能性薬剤を含むように製剤化される。例えば、PMP組成物は、約0.001から約0.01重量%、約0.01から約0.1重量%、約0.1から約1重量%、約1から約5重量%又は約5から約10重量%、約10から約20重量%の異種機能性薬剤を含むことができる。一部の例では、PMPは、ロードを受けることができるか、又はPMP組成物は、約1、5、10、50、100、200又は500、1,000、2,000(又は約1と2,000の間のあらゆる範囲)又はそれを超えるμg/mlの異種機能性薬剤と共に製剤化される。本発明のPMPは、ロードを受けることもできるか、又はPMP組成物は、約2,000、1,000、500、200、100、50、10、5、1(又は約2,000と1の間のあらゆる範囲)又はそれ未満のμg/mlの異種機能性薬剤と共に製剤化することもできる。
一部の例では、PMPは、ロードを受けるか、又はPMP組成物は、本明細書に開示されるPMP組成物が、少なくとも0.001重量%、少なくとも0.01重量%、少なくとも0.1重量%、少なくとも1.0重量%、少なくとも2重量%、少なくとも3重量%、少なくとも4重量%、少なくとも5重量%、少なくとも6重量%、少なくとも7重量%、少なくとも8重量%、少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、少なくとも30重量%、少なくとも40重量%、少なくとも50重量%、少なくとも60重量%、少なくとも70重量%、少なくとも80重量%、少なくとも90重量%又は少なくとも95重量%の異種機能性薬剤を含むように製剤化される。一部の例では、PMPは、ロードを受けることができるか、又はPMP組成物は、少なくとも1μg/ml、少なくとも5μg/ml、少なくとも10μg/ml、少なくとも50μg/ml、少なくとも100μg/ml、少なくとも200μg/ml、少なくとも500μg/ml、少なくとも1,000μg/ml、少なくとも2,000μg/mlの異種機能性薬剤と共に製剤化することができる。
一部の例では、PMP組成物は、PMPを、異種機能性薬剤を含む又は異種機能性薬剤からなる溶液に懸濁させることにより、例えば激しい混合によってPMPを懸濁又は再懸濁させることにより、異種機能性薬剤と共に製剤化される。異種機能性薬剤(例えば、細胞透過性薬剤、例えば、酵素、洗剤、イオン性、フルオラス又は双性イオン性液体又は脂質)は、例えば、1%未満又は少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の溶液を含むことができる。
PMPにロードすることができる特定の異種機能性薬剤の例は、「異種機能性薬剤」とタイトルを付けたセクションで更に概説する。
E.ゼータ電位
PMP組成物は、例えば、カーゴの非存在の場合、−30mVよりも大きい、カーゴの非存在の場合、−20mVよりも大きい、−5mVよりも大きい、0mVよりも大きい又は約30mvのゼータ電位を有することができる。一部の例では、PMP組成物は、カーゴの非存在の場合、負のゼータ電位、例えば、0mV未満、−10mV未満、−20mV未満、−30mV未満、−40mV未満又は−50mV未満のゼータ電位を有する。一部の例では、PMP組成物は、カーゴの非存在の場合、正のゼータ電位、例えば、0mVよりも大きい、10mVよりも大きい、20mVよりも大きい、30mVよりも大きい、40mVよりも大きい又は50mVよりも大きいゼータ電位を有する。一部の例では、PMP組成物は、約0のゼータ電位を有する。
PMP組成物のゼータ電位は、当技術分野で公知のあらゆる方法を使用して測定することができる。ゼータ電位は、一般に、間接的に測定される。例えば、当技術分野で公知の方法及び技術、例えば、電気泳動移動度又は動的電気泳動移動度を使用して得られたデータから理論モデルを使用して算出される。電気泳動移動度は、典型的には、マイクロ電気泳動、電気泳動光散乱又は調整可能な抵抗パルス検出(tunable resistive pulse sensing)を使用して測定される。電気泳動光散乱は、動的光散乱法に基づいている。典型的には、ゼータ電位は、光子相関分光法又は準弾性光散乱法としても公知の動的光散乱法(DLS)測定から入手することができる。
F.製剤
i.農業用製剤
適用、取扱い、輸送、保管及び有効な活性を容易にするために、PMP(例えば、本明細書に記載される修飾PMP)は、他の物質と共に製剤化することができる。PMPは、例えば、ベイト、濃縮エマルジョン、粉剤、乳剤、燻蒸剤、ゲル、顆粒、マイクロカプセル封入剤、種子処理剤、懸濁剤、サスポエマルジョン剤、錠剤、水溶性液体、水分散性顆粒若しくはドライフロワブル(dry flowable)、水和剤及び極微量溶液に製剤化することができる。製剤の種類に関する更に詳細な情報については、“Catalogue of Pesticide Formulation Types and International Coding System”Technical Monograph n°2,5th Edition by CropLife International(2002)を参照されたい。
PMP組成物は、このような物質の濃縮製剤から調製される水性懸濁液又はエマルジョンとして適用することができる。こうした水溶性、水懸濁性又は乳化性製剤は、固体(通常、水和剤として知られる)、又は水分散性顆粒、又は通常、乳剤として知られる液体、又は水性懸濁液のいずれでもあり得る。圧縮して、水分散性顆粒を形成することができる水和剤は、PMP組成物、担体及び界面活性剤の均質混合物を含む。担体は、通常、アタパルジャイト(attapulgite)クレイ、モンモリロナイト粘土、珪藻土又は精製ケイ酸から選択される。約0.5%〜約10%の水和剤を含む、有効な界面活性剤としては、スルホン化リグニン、濃縮ナフタレンスルホネート、ナフタレンスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、スルホン酸アルキル及びアルキルフェノールのエチレンオキシド付加物などの非イオン界面活性剤が挙げられる。
乳剤は、水溶性溶媒又は水溶性有機溶媒と乳化剤との混合物のいずれかである担体に溶解させた液体1リットル当たり約50〜約500グラムといった好適な濃度のPMPを含有し得る。有用な有機溶媒としては、芳香油、特にキシレン及び石油留分、特に石油の高沸点ナフタレン及びオレフィン部分、例えば重質芳香族ナフサが挙げられる。また、他の有機溶媒、例えばロジン誘導体を含むテルペン溶媒、シクロヘキサノンなどの脂肪族ケトン及び2−エトキシエタノールなどの錯体アルコールを使用し得る。乳剤に好適な乳化剤は、一般的な陰イオン及び非イオン界面活性剤から選択される。
水性懸濁液は、約5%〜約50重量%の範囲の濃度で水性担体中に分散される水不溶性PMP組成物の懸濁液を含む。懸濁液は、組成物を微粉砕し、これを、水及び界面活性剤を含む担体中に激しく混合することにより調製される。また、水性担体の密度及び粘性を増加するために、無機塩及び合成又は天然ゴムなどの材料を添加し得る。
PMP組成物は、顆粒状組成物として適用され得、これは、特に土壌への適用に有用である。顆粒状組成物は、通常、粘土又は類似の物質を含む担体に分散させた約0.5%〜約10重量%のPMP組成物を含有する。こうした組成物は、通常、好適な溶媒に製剤を溶解させた後、約0.5〜約3mmの範囲の適切な粒径に事前に形成された顆粒状担体に適用することにより調製される。こうした組成物は、担体と化合物のダフ又はペーストを作製し、粉砕した後、乾燥させて、所望の顆粒粒径を得ることによって製剤化され得る。
本PMP製剤を含有する粉剤は、好適な粉末状の担体、例えばカオリンクレイ、摩砕した火山岩などと一緒に粉末状のPMPを均質混合することにより調製される。粉剤は、好適には、パケットの約1%〜約10%を占め得る。粉剤は、ダストブロワー機で、種子粉衣又は葉適用として適用することができる。
同様に、好適な有機溶媒、通常、農業化学で広く使用されている石油、例えばスプレーオイル中の溶液の形態の本製剤を適用するのも実用的である。
PMPは、エアゾール組成物の形態で適用することもできる。こうした組成物では、パケットを、圧力発生噴霧剤混合物である担体に溶解又は分散させる。エアゾール組成物を容器内にパッケージし、この容器から霧状化弁を介して混合物を投与する。
別の実施形態は、水中油形エマルジョンであり、ここで、エマルジョンは、油滴を含み、これらは各々、ラメラ液晶コーティングを備え、水相に分散されており、ここで、各油滴は、農業的に有効な少なくとも1つの化合物を含み、(1)少なくとも1つの非イオン親油性界面活性剤、(2)少なくとも1つの非イオン親水性界面活性剤、及び(3)少なくとも1つのイオン界面活性剤を含むモノラメラ又はオリゴラメラ層で個別にコーティングされており、この場合、油滴は、800ナノメートル未満の平均粒径を有する。上記実施形態に関する更に詳細な情報は、2007年2月1日に公開された米国特許出願公開第20070027034号明細書に開示されている。使用しやすいように、この実施形態は、「OIWE」と呼ぶ。
加えて、一般に、上に開示した分子を製剤に使用する場合、こうした製剤は、他の成分も含有することができる。これらの成分として、限定されないが、(これは、非排他的且つ非相互排他的リストである)湿潤剤、展着剤、粘着剤、浸透剤、緩衝剤、金属イオン封鎖剤、ドリフト制御添加剤、適合性薬剤、消泡剤、洗浄剤及び乳化剤が挙げられる。いくつかの成分を以降に記載する。
湿潤剤は、液体に添加されると、液体と、それが展着される表面との間の界面張力を低減することにより、液体の展着又は浸透力を高める物質である。湿潤剤は、農業化学製剤の2つの主要な機能:処理及び製造工程中、水による粉末の湿潤速度を高めて、可溶性液体のための濃縮物又は懸濁剤を製造し;スプレータンク中で水と製品の混合工程中、水和剤の湿潤時間を短縮して、水分散性顆粒への水の浸透を改善するために使用される。水和剤、懸濁剤及び水分散性顆粒製剤に使用される湿潤剤の例は、ラウリル硫酸ナトリウム;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム;アルキルフェノールエトキシレート;及び脂肪族アルコールエトキシレートである。
分散剤は、粒子の表面に吸着して、粒子の分散状態を保存することを促進すると共に、粒子が再凝集することを防ぐ物質である。分散剤は、製造工程中の分散及び懸濁を促進するため、且つスプレータンク内の水中に粒子を確実に再分散させるために農薬製剤に添加される。分散剤は、水和剤、懸濁剤及び水分散性顆粒剤に広く使用されている。分散剤として使用される界面活性剤は、粒子表面に強力に吸着して、粒子の再凝集に対する荷電又は立体障害をもたらす能力がある。最も一般的に使用される界面活性剤は、陰イオン、非イオン又はこれら2種類の混合物である。水和剤の場合、最も一般的な分散剤は、リグノスルホン酸ナトリウムである。懸濁剤の場合、高分子電解質、例えばナトリウムナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物を使用して、非常に優れた吸着及び安定化が達成される。トリスチリルフェノールエトキシレートリン酸エステルも使用される。アルキルアリールエチレンオキシド縮合物及びEO−POブロックコポリマーなどの非イオン界面活性剤は、懸濁剤濃縮物として陰イオン界面活性剤と組み合わせる場合もある。近年、新たなタイプの非常に高分子量のポリマー界面活性剤が分散剤として開発されている。これらは、非常に長い疎水性「骨格」と、「コーム」界面活性剤の「歯」を形成する多数のエチレンオキシド鎖を有する。これらの高分子量ポリマーは、疎水性骨格が、粒子表面に多くの固定点を有することから、懸濁剤に対して非常に良好な長期安定性を付与することができる。農薬製剤に使用される分散剤の例は、リグノスルホン酸ナトリウム;ナトリウムナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物;トリスチリルフェノールエトキシレートリン酸エステル;脂肪族アルコールエトキシレート;アルキルエトキシレート;EO−PO(エチレンオキシド−プロピレンオキシド)ブロックコポリマー;及びグラフトコポリマーである。
乳化剤は、別の液相中の1つの液相の液滴の懸濁を安定化させる物質である。乳化剤がなければ、2つの液体は、2つの非混和性液相中に分離するであろう。最も一般的に使用される乳化剤ブレンドは、12以上のエチレンオキシド単位を有するアルキルフェノール又は脂肪族アルコールと、ドデシルベンゼンスルホン酸の油溶性カルシウム塩を含有する。8から18までの親水性−親油性バランス(「HLB」)値の範囲が、通常、優れた安定エマルジョンを提供する。エマルジョンの安定性は、時として、少量のEO−POブロックコポリマー界面活性剤の添加により改善することができる。
可溶化剤は、臨界ミセル濃度を超える濃度のミセル水溶液を形成する界面活性剤である。そのため、ミセルは、ミセルの疎水性部分内で水不溶性材料を溶解又は可溶化させることができる。可溶化のために通常使用される界面活性剤のタイプは、非イオン界面活性剤、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノオレートエトキシレート及びオレイン酸メチルエステルである。
標的に対するPMP組成物の生物学的性能を改善するために、界面活性剤が、単独で又はスプレータンクミックスへの補助剤としての鉱油若しくは植物油などの他の添加剤と一緒に使用される場合もある。バイオエンハンスメントのために使用される界面活性剤のタイプは、一般に、PMP組成物の性質及び作用モードに応じて変わる。しかし、これらは、多くの場合、アルキルエトキシレート;直鎖脂肪族アルコールエトキシレート;脂肪族アミンエトキシレートといった非イオン界面活性剤である。
農薬製剤中の担体又は希釈剤は、必要な強度の製剤を提供するためにPMP組成物に添加される材料である。担体は、通常、高い吸収力を備える材料であるのに対し、希釈剤は、通常、低い吸収力を備える材料である。担体及び希釈剤は、粉剤、水和剤、顆粒及び水分散性顆粒の製剤に使用される。
有機溶媒は、主として、乳剤、水中油形エマルジョン、サスポエマルション及び極少量製剤、また程度は低いが顆粒剤の製剤に使用される。溶媒の混合物が使用される場合もある。溶媒の第1主要グループは、ケロセン又は精製パラフィンなどの脂肪族パラフィン油である。第2の主要グループ(及び最も一般的)は、キシレン及びC9及びC10芳香族溶媒のより高分子量の画分などの芳香族溶媒を含む。塩素化炭化水素は、製剤を水に乳化する場合にPMP組成物の結晶化を防止するための共溶媒として有用である。溶解力を高めるための共溶媒として、アルコールが使用される場合もある。他の溶媒としては、植物油、種子油及び植物及び種子油のエステルが挙げられ得る。
増粘剤又はゲル化剤は、主として、液体のレオロジー又は流動性を変化させるため、且つ分散した粒子又は液滴の分離及び沈殿を防止するために、懸濁剤、エマルジョン及びサスポエマルジョンの製剤に使用される。増粘剤、ゲル化剤及び沈殿防止剤は、概して2つのカテゴリー、即ち水不溶性粒子及び水溶性ポリマーに属する。粘土及びシリカを用いて、懸濁製剤を製造することが可能である。これらのタイプの材料の例として、限定されないが、モンモリロナイト粘土、ベントナイト、ケイ酸アルミニウムマグネシウム及びアタプルガイトが挙げられる。水溶性多糖が、増粘−ゲル化剤として長年使用されている。最も一般的に使用されている多糖のタイプは、種子及び海藻の天然抽出物であるか又はセルロースの合成誘導体である。これらのタイプの材料の例として、限定されないが、グアーガム;ローカストビーンガム;カラギーナン;アルギン酸塩;メチルセルロース;ナトリウムカルボキシメチルセルロース(SCMC);ヒドロキシエチルセルロース(HEC)が挙げられる。他のタイプの沈殿防止剤は、加工デンプン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール及びポリエチレンオキシドを基材とする。別の優れた沈殿防止剤は、キサンタンガムである。
微生物は、製剤化した製品の腐敗を引き起こし得る。そのため、微生物の作用を排除又は抑制するために、防腐剤が用いられる。こうした薬剤の例として、限定されないが、以下のものが挙げられる:プロピオン酸及びその塩;ソルビン酸及びそのナトリウム又はカリウム塩;安息香酸及びその塩;p−ヒドロキシ安息香酸ナトリウム塩;p−ヒドロキシ安息香酸メチル;並びに1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン(BIT)。
界面活性剤の存在は、往々にして、生成及びスプレータンクからの適用での混合工程中に、水性製剤を泡立たせる。泡立つ傾向を軽減するために、生産段階中又は瓶詰め前に消泡剤を添加することが多い。一般に、2種類の消泡剤、即ちシリコーン及び非シリコーンがある。シリコーンは、通常、ジメチルポリシロキサンの水性エマルジョンであり、非シリコーン消泡剤は、水不溶性油、例えばオクタノール及びノナノール又はシリカである。いずれの場合にも、消泡剤の機能は、界面活性剤を空気−水界面から移すことである。
「グリーン(Green)剤」(例えば、助剤、界面活性剤、溶媒)は、作物保護製剤の環境フットプリント全体を低減することができる。グリーン剤は、生分解性であり、一般に、天然及び/又は持続可能な供給源、例えば植物及び動物源由来である。具体的な例は、植物油、種子油及びそれらのエステル、更にはアルコキシル化アルキルフェノールポリグルコシドである。
一部の例では、PMPをフリーズドライ又は凍結乾燥することができる。米国特許第4,311,712号明細書を参照されたい。PMPは、後に水又は別の液体と接触させて再構成することができる。凍結乾燥若しくは再構成したPMPに、他の成分、例えば他の異種機能性薬剤、農業的に許容可能な担体又は本明細書に記載の製剤に従う他の物質を添加することができる。
本組成物の他の任意の特徴は、UV及び/又は酸性条件からPMP組成物を保護する担体又は送達ビヒクルを含む。一部の例では、送達ビヒクルは、pHバッファーを含有する。一部の例では、組成物は、約4.5〜約9.0の範囲内のpHを有するように製剤化され、例えば約5.0〜約8.0、約6.5〜約7.5又は約6.5〜約7.0のいずれか1つのpH範囲を含む。
農薬製剤に関する更に詳細な情報については、以下を参照されたい:“Chemistry and Technology of Agrochemical Formulations”edited by D.A.Knowles,copyright 1998 by Kluwer Academic Publishers。また、以下も参照されたい:“Insecticides in Agriculture and Environment−Retrospects and Prospects”by A.S.Perry,I.Yamamoto,I.Ishaaya,and R.Perry,copyright 1998 by Springer−Verlag。
ii.医薬製剤
本明細書に記載される修飾PMPは、例えば動物(例えば、ヒト)への投与のために、医薬組成物に製剤化することができる。医薬組成物は、薬学的に許容可能な希釈剤、担体及び/又は賦形剤と共に、動物(例えば、ヒト)に投与することができる。投与様式及び投薬量に応じて、本明細書に記載される方法の医薬組成物は、容易な送達を可能にするのに適した医薬組成物に製剤化されることとなる。単一用量は、必要に応じて単位用量形態であり得る。
PMP組成物は、例えば、例えば、動物への経口投与、静脈内投与(例えば、注射若しくは注入)又は皮下投与のために製剤化することができる。注射用製剤については、様々な有効な薬剤担体が、当技術分野で公知である(例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,22nd ed.,(2012)及びASHP Handbook on Injectable Drugs,18th ed.,(2014)を参照のこと)。
本組成物中の薬学的に許容可能な担体及び賦形剤は、用いられる投薬量及び濃度で、レシピエントに対して非毒性である。許容可能な担体及び賦形剤としては、バッファー、例えばリン酸塩、クエン酸塩、HEPES及びTAEなど、抗酸化剤、例えばアスコルビン酸及びメチオニンなど、保存剤、例えば塩化ヘキサメトニウム、塩化オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム、レゾルシノール及び塩化ベンザルコニウムなど、タンパク質、例えばヒト血清アルブミン、ゼラチン、デキストラン及び免疫グロブリンなど、親水性ポリマー、例えばポリビニルピロリドンなど、アミノ酸、例えばグリシン、グルタミン、ヒスチジン及びリジンなど、並びに炭水化物、例えばグルコース、マンノース、スクロース及びソルビトールなどが含まれ得る。組成物は、従来の医薬的慣例に従って製剤化することができる。製剤中の化合物の濃度は、投与されることとなる活性な薬剤(例えば、PMP)の投薬量及び投与経路を含めたいくつかの因子に応じて変動することとなる。
動物への経口投与については、PMP組成物は、経口用製剤の形態で調製することができる。経口使用のための製剤としては、非毒性の薬学的に許容可能な賦形剤との混合物中に活性成分を含有する、錠剤、カプレット、カプセル、シロップ又は経口用液体剤形が含まれ得る。これらの賦形剤は、例えば、不活性な希釈剤又は充填剤(例えば、スクロース、ソルビトール、糖、マンニトール、微結晶セルロース、ジャガイモデンプンを含めたデンプン、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム又はリン酸ナトリウム);造粒剤及び崩壊剤(例えば、微結晶セルロースを含めたセルロース誘導体、ジャガイモデンプンを含めたデンプン、クロスカルメロースナトリウム、アルギン酸塩又はアルギン酸);結合剤(例えば、スクロース、グルコース、ソルビトール、アラビアゴム、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、ゼラチン、デンプン、アルファ化デンプン、微結晶セルロース、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルピロリドン又はポリエチレングリコール);並びに滑沢剤、流動化剤及び抗接着剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、シリカ、水素添加植物油又はタルク)であり得る。他の薬学的に許容可能な賦形剤は、着色料、着香料、可塑剤、湿潤剤、緩衝剤などであり得る。経口使用のための製剤は、咀嚼錠、非咀嚼錠、カプレット、カプセルとしての(例えば、活性成分が不活性な固体希釈剤と混合されるゼラチンカプセルとしての又は活性成分が水又は油媒体と混合されるソフトゼラチンカプセルとしての)単位剤形で提供することもできる。本明細書に開示される組成物には、即時放出、持続放出又は遅延放出製剤も更に含まれ得る。
動物への非経口投与については、PMP組成物は、液体の溶液又は懸濁液の形態で製剤化し、非経口経路(例えば、皮下、静脈内又は筋肉内)によって投与することができる。医薬組成物は、注射又は注入のために製剤化することができる。非経口投与のための医薬組成物は、賦形剤として、無菌溶液又はあらゆる薬学的に許容可能な液体を使用して製剤化することができる。薬学的に許容可能な賦形剤としては、限定はされないが、滅菌水、生理食塩水又は細胞培養培地(例えば、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)、α−改変型イーグル培地(α−MEM)、F−12培地)が含まれる。製剤方法は、当技術分野で公知であり、例えば、Gibson(ed.)Pharmaceutical Preformulation and Formulation(2nd ed.)Taylor&Francis Group,CRC Press(2009)を参照のこと。
II.異種機能性薬剤
本明細書で製造されるPMPは、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))などの異種機能性薬剤を更に含むことができる。例えば、PMPは、異種機能性薬剤を封入することができる。代わりに、異種機能性薬剤は、PMPの表面に埋め込む又は結合させることができる。一部の例では、PMPは、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる異種機能性薬剤を含む。異種機能性薬剤は、製造されたPMPに薬剤を導入するのに有効な製造プロセス中の任意のステップで添加することができる。
特定の例では、異種機能性薬剤(例えば、異種農業用薬剤(例えば、農薬用薬剤、施肥剤、除草剤、植物改質剤、異種核酸、異種ポリペプチド又は異種小分子)又は異種治療薬(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤))は、修飾することができる。例えば、修飾は、化学的修飾、例えば、マーカー、例えば、蛍光マーカー又は放射性マーカーへの結合であり得る。他の例では、修飾は、薬剤、例えば、脂質、グリカン、ポリマー(例えば、PEG)、カチオン部分の、安定性、送達、ターゲティング、バイオアベイラビリティ又は半減期を増強する部分への結合又は動作可能な連結を含むことができる。
本明細書で製造されたPMPにロードすることができる異種機能性薬剤の例を、下に概説する。
A.異種農業用薬剤
本明細書で製造されたPMPは、異種農業用薬剤(例えば、植物又は植物と関連する生物に作用し、且つPMPにロードすることができる薬剤)、例えば農薬用薬剤、除草剤、施肥剤又は植物改質剤などを含むことができる。
例えば、一部の例では、PMPは、農薬用薬剤を含むことができる。農薬用薬剤は、抗真菌剤、抗菌剤、殺虫薬剤、軟体動物駆除薬剤、殺線虫薬剤、殺ウイルス剤又はその組み合わせであり得る。農薬用薬剤は、当技術分野で周知のものなどの化学薬剤であり得る。代わりに又は更に、農薬用薬剤は、ペプチド、ポリペプチド、核酸、ポリヌクレオチド又は小分子であり得る。農薬用薬剤は、様々な植物有害生物の適応度を減少させることができる薬剤であり得るか、又は1種以上の特定の標的植物有害生物(例えば、特定の種又は属の植物有害生物)を標的にするものであり得る。
一部の例では、PMPは、1種以上の異種施肥剤を含むことができる。異種施肥剤の例としては、当技術分野で周知のものなどの植物栄養素又は植物成長調節因子が挙げられる。代わりに又は更に、施肥剤は、植物共生体の適応度を増加させることができるペプチド、ポリペプチド、核酸又はポリヌクレオチドであり得る。施肥剤は、様々な植物又は植物共生体の適応度を増加させることができる薬剤であり得るか、又は1種以上の特定の標的植物又は植物共生体(例えば、特定の種又は属の植物又は植物共生体)を標的にするものであり得る。
他の例では、PMPは、1種以上の異種植物改質剤を含むことができる。一部の例では、植物改質剤は、ペプチド又は核酸を含むことができる。
i.抗菌剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗菌剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗菌剤を含む。例えば、抗菌剤は、細菌性植物有害生物(例えば、細菌性植物病原体)の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される抗生物質を含むPMP組成物を、(a)標的有害生物の内部又は表面の抗生物質濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的有害生物の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的有害生物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される抗菌剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「抗菌剤」は、植物病原細菌などの細菌を死滅させるか、又はその成長、増殖、分裂、生殖若しくは拡大を阻害する材料を指し、殺菌性薬剤(例えば、消毒用化合物、防腐性化合物若しくは抗生物質)又は静菌性薬剤(例えば、化合物若しくは抗生物質)が含まれる。殺菌性抗生物質は、細菌を死滅させるが、静菌性抗生物質は、その成長又は生殖を遅くするにすぎない。
殺菌剤には、消毒剤、防腐剤又は抗生物質が含まれ得る。最もよく使用される消毒剤は、活性塩素(即ち次亜塩素酸塩(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)、クロラミン、ジクロロイソシアヌル酸塩及びトリクロロイソシアヌル酸塩、液体塩素、二酸化塩素など)、活性酸素(過酸化物、例えば過酢酸、過硫酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム及び尿素過水和物、ヨウ素(ヨードポビドン(ポビドンヨウ化物、Betadine)、ルゴール溶液、ヨードチンキ、ヨウ素化非イオン性界面活性剤)、濃縮アルコール(主に、エタノール、n−プロパノールとも呼ばれる1−プロパノール及びイソプロパノールと呼ばれる2−プロパノール並びにそれらの混合物;更に、2−フェノキシエタノール並びに1−フェノキシプロパノール及び2−フェノキシプロパノールが使用される)、フェノール物質(フェノール(石炭酸とも呼ばれる)、クレゾール(液体カリウムセッケンと組み合わせてLysoleと呼ばれる)、ハロゲン化(塩素化、臭素化)フェノール、例えばヘキサクロロフェン、トリクロサン、トリクロロフェノール、トリブロモフェノール、ペンタクロロフェノール、ジブロモール(Dibromol)及びそれらの塩など)、陽イオン性界面活性剤、例えばいくつかの四級アンモニウムカチオン(例えば、塩化ベンザルコニウム、臭化又は塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウム)及びその他のものなど、非四級化合物、例えばクロルヘキシジン、グルコプロタミン、二塩酸オクテニジンなど)、強力な酸化剤、例えばオゾン及び過マンガン酸溶液;重金属及びその塩、例えばコロイド性の銀、硝酸銀、塩化水銀、フェニル水銀塩、硫酸銅、酸化−塩化銅、水酸化銅、オクタン酸銅、オキシ塩化硫酸銅、硫酸銅、硫酸銅五水和物などを含むことができる。重金属及びその塩は、最も毒性が高く、環境に有害な殺菌剤であるため、その使用は、強く抑制又は取り止められ;更に、濃強酸(リン酸、硝酸、硫酸、アミド硫酸、トルエンスルホン酸)及びアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム)も適切である。
防腐剤(即ちヒト又は動物の身体、皮膚、粘膜、創傷などに使用することができる殺菌剤)として、上に挙げた消毒剤のいくつかを、適切な条件(主に、濃度、pH、温度及びヒト/動物に対する毒性)下で使用することができる。その中で重要なものは、適切に希釈された塩素調製物(即ちデーキン液、pH7〜8に調節された0.5%次亜塩素酸ナトリウム若しくはカリウム溶液又はベンゼンスルホクロラミドナトリウムの0.5〜1%溶液(クロラミンB))、いくつかのヨウ素調製物、例えば様々なガレヌス製剤(軟膏、溶液、創傷プラスター)中のヨードポビドン、過去にはルゴール液、尿素過水和物溶液及びpH緩衝0.1〜0.25%過酢酸溶液としての過酸化物、主に皮膚消毒のために使用される防腐性添加物を含む又は含まないアルコール、ソルビン酸、安息香酸、乳酸及びサリチル酸などの弱有機酸、一部のフェノール化合物、例えばヘキサクロロフェン、トリクロサン及びジブロモールなど、並びに陽イオン活性化合物、例えば0.05〜0.5%ベンザルコニウム、0.5〜4%クロルヘキシジン、0.1〜2%オクテニジン溶液である。
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗生物質を含むことができる。当技術分野で公知のあらゆる抗生物質を使用することができる。抗生物質は、一般に、その作用機序、化学構造又は活性スペクトルに基づいて分類される。
本明細書に記載される抗生物質は、細菌のあらゆる機能又は成長プロセスを標的にすることができ、静菌性(例えば、細菌成長を遅くする若しくは予防する)又は殺菌性(例えば、細菌を死滅させる)であり得る。一部の例では、抗生物質は、殺菌性抗生物質である。一部の例では、殺菌性抗生物質は、細菌の細胞壁を標的にするもの(例えば、ペニシリン及びセファロスポリン);細胞膜を標的にするもの(例えば、ポリミキシン);又は基本的な細菌酵素を阻害するもの(例えば、リファマイシン、リピアルマイシン(lipiarmycin)、キノロン及びスルホンアミド)である。一部の例では、殺菌性抗生物質は、アミノグリコシド(例えば、カスガマイシン)である。一部の例では、抗生物質は、静菌性抗生物質である。一部の例では、静菌性抗生物質は、タンパク質合成を標的にする(例えば、マクロライド、リンコサミド及びテトラサイクリン)。本明細書で使用することができる追加のクラスの抗生物質としては、環状リポペプチド(ダプトマイシンなど)、グリシルサイクリン(チゲサイクリンなど)、オキサゾリジノン(リネゾリドなど)又はリピアルマイシン(フィダキソマイシンなど)が挙げられる。抗生物質の例としては、リファンピシン、シプロフロキサシン、ドキシサイクリン、アンピシリン及びポリミキシンBが挙げられる。本明細書に記載される抗生物質は、あらゆるレベルの標的特異性(例えば、狭い又は広いスペクトル)を有することができる。一部の例では、抗生物質は、狭いスペクトルの抗生物質であり、従ってグラム陰性菌又はグラム陽性菌などの特定の種類の細菌を標的にする。代わりに、抗生物質は、幅広い細菌を標的にするする広スペクトルの抗生物質であり得る。
抗生物質の他の非限定的な例は、表1において参照される。当業者は、組成物中の各抗生物質の好適な濃度が、有効性、抗生物質の安定性、個別の抗生物質の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
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ii.抗真菌剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗真菌剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗真菌剤を含む。例えば、抗真菌剤は、真菌性植物有害生物の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される抗真菌薬を含むPMP組成物を、(a)標的真菌の内部又は表面の抗生物質濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的真菌の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的真菌有害生物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される抗真菌薬を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「殺真菌剤」又は「抗真菌剤」は、植物病原真菌などの真菌を死滅させるか、又はその成長、増殖、分裂、生殖又は拡大を阻害する物質を指す。多くの異なる種類の抗真菌剤が商業的に製造されている。抗真菌剤の非限定的な例として、アゾキシストロビン、マンコゼブ、プロチオコナゾール、フォルペット、テブコナゾール、ジフェノコナゾール、カプタン、ブピリメート又はホセチル−Alが挙げられる。更なる例示的な殺真菌剤としては、限定はされないが、ストロビルリン、アゾキシストロビン、ジモキシストロビン、エネストロブリン、フルオキサストロビン、クレソキシム−メチル、メトミノストロビン、ピコキシストロビン、ピラクロストロビン、トリフロキシストロビン、オリサストロビン、カルボキサミド、カルボキサニリド、ベナラキシル、ベナラキシル−M、ベノダニル、カルボキシン、メベニル、メプロニル、フェンフラン、フェンヘキサミド、フルトラニル、フララキシル、フルカルバニル、フラメトピル、メタラキシル、メタラキシル−M(メフェノキサム)、メトフロキサム、メトスルホバクス、オフラセ、オキサジキシル、オキシカルボキシン、ペンチオピラド、ピラカルボリド、サリチルアニリド、テクロフタラム、チフルザミド、チアジニル、N−ビフェニルアミド、ビキサフェン、ボスカリド、カルボン酸モルホリド、ジメトモルフ、フルモルフ、ベンズアミド、フルメトベル、フルオピコリド(ピコベンズアミド)、ゾキサミド、カルボキサミド、カルプロパミド、ジクロシメット、マンジプロパミド、シルチオファム、アゾール、トリアゾール、ビテタノール、ブロムコナゾール、シプロコナゾール、ジフェノコナゾール、ジニコナゾール、エニルコナゾール、エポキシコナゾール、フェンブコナゾール、フルシラゾール、フルキンコナゾール、フルトリアフォール、ヘキサコナゾール、イミベンコナゾール、イプコナゾール、メトコナゾール、ミクロブタニル、ペンコナゾール、プロピコナゾール、プロチオコナゾール、シメコナゾール、テブコナゾール、テトラコナゾール、トリアジメノール、トリアジメホン、トリチコナゾール、イミダゾール、シアゾファミド、イマザリル、ペフラゾエート、プロクロラズ、トリフルミゾール、ベンズイミダゾール、ベノミル、カルベンダジム、フベリダゾール、チアベンダゾール、エタボキサム、エトリジアゾール、ヒメキサゾール、窒素含有ヘテロシクリル化合物、ピリジン、フアジナム、ピリフェノックス、ピリミジン、ブピリメート、シプロジニル、フェリムゾン、フェナリモル、メパニピリム、ヌアリモル、ピリメタニル、ピペラジン、トリホリン、ピロール、フルジオキソニル、フェンピクロニル、モルホリン、アルジモルフ、ドデモルフ、フェンプロピモルフ、トリデモルフ、ジカルボキシミド、イプロジオン、プロシミドン、ビンクロゾリン、アシベンゾラル−S−メチル、アニラジン、キャプタン、カプタホール、ダゾメット、ジクロメジン、フェノキサニル、フォルペット、フェンプロピジン、ファモキサドン、フェナミドン、オクチリノン、プロベナゾール、プロキナジド、ピロキロン、キノキシフェン、トリシクラゾール、カルバメート、ジチオカルバメート、ファーバム、マンコゼブ、マネブ、メチラム、メタム、プロピネブ、チラム、ジネブ、ジラム、ジエトフェンカルブ、フルベンチアバリカルブ、イプロバリカルブ、プロパモカルブ、グアニジン、ドジン、イミノクタジン、グアザチン、カスガマイシン、ポリオキシン、ストレプトマイシン、バリダマイシンA、有機金属化合物、フェンチン塩、硫黄含有ヘテロシクリル化合物、イソプロチオラン、ジチアノン、有機リン化合物、エディフェンホス、ホセチル、ホセチル−アルミニウム、イプロベンホス、ピラゾホス、トルクロホス−メチル、有機塩素化合物、チオファネート−メチル、クロロタロニル、ジクロフルアニド、トリルフルアニド、フルスルファミド、フタリド、ヘキサクロロベンゼン、ペンシクロン、キントゼン、ニトロフェニル誘導体、ビナパクリル、ジノカップ、ジノブトン、スピロキサミン、シフルフェナミド、シモキサニル、メトラフェノン、N−2−シアノフェニル−3,4−ジクロロイソチアゾール−5−カルボキサミド(イソチアニル)、N−(3’,4’,5’−トリフルオロビフェニル−2−イル)−3−ジフルオロメチル−1−メチルピラゾール−4−カルボキサミド、3−[5−(4−クロロフェニル)−2,3−ジメチルイソキサゾリジン−3−イル]−ピリジン、N−(3’,4’−ジクロロ−4−フルオロビフェニル−2−イル)−3−ジフルオロメチル−1−メチルピラゾール−4−カルボキサミド、5−クロロ−7−(4−メチルピペリジン−1−イル)−6−(2,4,6−トリフルオロフェニル)−[1,2,4]トリア−ゾロ[1,5−a]ピリミジン、2−ブトキシ−6−ヨード−3−プロピルクロメン−4−オン、N,N−ジメチル−3−(3−ブロモ−6−フルオロ−2−メチルインドール−1−スルホニル)−[1,2,4]トリアゾ−ル−1−スルホンアミド、メチル−(2−クロロ−5−[1−(3−メチルベンジルオキシイミノ)−エチル]ベンジル)カルバメート、カルボン酸メチル−(2−クロロ−5−[1−(6−メチルピリジン−2−イルメトキシ−イミノ)エチル]ベンジル)、3−(4−クロロフェニル)−3−(2−イソプロポキシカルボニルアミノ−3−メチルブチリル−アミノ)プロピオン酸メチル、N−(1−(1−(4−シアノフェニル)エタンスルホニル)ブト−2−イル)カルバミン酸4−フルオロフェニル、N−(2−(4−[3−(4−クロロフェニル)プロプ−2−イニルオキシ]−3−メトキシフェニル)エチル)−2−メタン−スルホニルアミノ−3−メチルブチルアミド、N−(2−(4−[3−(4−クロロフェニル)プロプ−2−イニルオキシ]−3−メトキシフェニル)エチル)−2−エタン−スルホニルアミノ−3−メチルブチルアミド、N−(4’−ブロモビフェニル−2−イル)−4−ジフルオロメチル−2−メチルチアゾール−5−カルボキサミド、N−(4’−トリフルオロメチルビフェニル−2−イル)−4−ジフルオロメチル−2−メチルチアゾール−5−カルボキサミド、N−(4’−クロロ−3’−フルオロビフェニル−2−イル)−4−ジフルオロメチル−2−メチル−チアゾール−5−カルボキサミド又は2−(オルト−((2,5−ジメチルフェニルオキシ−メチレン)フェニル)−3−メトキシアクリル酸メチルが挙げられる。当業者は、組成物中の各抗真菌薬の好適な濃度が、有効性、抗真菌薬の安定性、個別の抗真菌薬の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
iii.殺虫剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、殺虫剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる殺虫薬剤を含む。例えば、殺虫剤は、昆虫の植物有害生物の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される殺虫剤を含むPMP組成物を、(a)標的昆虫の内部又は表面の殺虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的昆虫の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的昆虫有害生物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される殺虫剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「殺虫剤」又は「殺虫薬剤」は、農業昆虫有害生物などの昆虫を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。殺虫剤の非限定的な例を、表2に示す。好適な殺虫剤の追加の非限定的な例としては、生物剤、ホルモン又はフェロモン、例えばアザジラクチン、バチルス(Bacillus)種、ボーベリア属(Beauveria)種、コドレモン、メタリジウム(Metarrhizium)種、ペシロマイセス属(Paecilomyces)種、チューリンゲンシス(thuringiensis)及びバーティシリウム(Verticillium)種など、並びに燻蒸剤などの作用機構が不明若しくは特定されていない活性な化合物(リン化アルミニウム、臭化メチル及びフッ化スルフリルなど)及び選択的摂食阻害剤(氷晶石、フロニカミド及びピメトロジンなど)が挙げられる。当業者は、組成物中の各殺虫剤の好適な濃度が、有効性、殺虫剤の安定性、個別の殺虫剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
Figure 2021533794
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iv.殺線虫剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、殺線虫剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる殺線虫剤を含む。例えば、殺線虫剤は、線虫の植物有害生物の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される殺線虫剤を含むPMP組成物を、(a)標的線虫の内部又は表面の殺線虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的線虫の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的線虫有害生物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される殺線虫剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「殺線虫剤」又は「殺線虫薬剤」は、農業線虫有害生物などの線虫を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。殺線虫剤の非限定的な例を、表3に示す。当業者は、組成物中の各殺線虫剤の好適な濃度が、有効性、殺線虫剤の安定性、個別の殺線虫剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
Figure 2021533794
v.軟体動物駆除剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、軟体動物駆除剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる軟体動物駆除剤を含む。例えば、軟体動物駆除剤は、軟体動物の植物有害生物の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される軟体動物駆除剤を含むPMP組成物を、(a)標的軟体動物の内部又は表面の軟体動物駆除剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的軟体動物の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的軟体動物有害生物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される軟体動物駆除剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「軟体動物駆除剤」又は「軟体動物駆除薬剤」は、農業有害軟体動物などの軟体動物を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。金属塩、例えばリン酸鉄(III)、硫酸アルミニウム及びEDTA鉄ナトリウム([3]、[4])など、メタアルデヒド、メチオカルブ又はアセチルコリンステラーゼ阻害剤を含めた、いくつかの化学物質を、軟体動物駆除剤として用いることができる。当業者は、組成物中の各軟体動物駆除剤の好適な濃度が、有効性、軟体動物駆除剤の安定性、個別の軟体動物駆除剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
vi.殺ウイルス剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、殺ウイルス剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる殺ウイルス剤を含む。例えば、殺ウイルス剤は、ウイルス性植物病原体の適応度を減少させる(例えば、減少させる又は排除する)ことができる。本明細書に記載される殺ウイルス剤を含むPMP組成物を、(a)殺ウイルス剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的ウイルスを減少させる又は排除するのに十分な量且つ時間、標的ウイルス又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される殺ウイルス剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「殺ウイルス剤」又は「抗ウイルス剤」は、農業ウイルス病原体などのウイルスを死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖、発達若しくは拡大を阻害する物質を指す。化学物質又は生物学的薬剤(例えば、核酸、例えば、dsRNA)を含めた、いくつかの薬剤を、殺ウイルス剤として用いることができる。当業者は、組成物中の各殺ウイルス剤の好適な濃度が、有効性、殺ウイルス剤の安定性、個別の殺ウイルス剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
vii.除草薬
本明細書に記載されるPMP組成物は、1種以上の(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)除草薬を更に含むことができる。例えば、除草薬は、雑草の適応度を減少させる(例えば、減少させる又は排除する)ことができる。本明細書に記載される除草薬を含むPMP組成物を、(a)植物上の除草薬濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)雑草の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的雑草と接触させることができる。本明細書に記載される除草薬を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「除草薬」は、雑草を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。グルホシネート、プロパキザホップ、メタミトロン、メタザクロル、ペンジメタリン、フルフェナセト、ジフルフェニカン、クロマゾン、ニコスルフロン、メソトリオン、ピノキサデン、スルコトリオン、プロスルホカルブ、スルフェントラゾン、ビフェノクス、キンメラック、トリアレート、テルブチラジン、アトラジン、オキシフルオルフェン、ジウロン、トリフルラリン又はクロロトルロンを含めた、いくつかの薬剤を、除草薬として用いることができる。除草薬の更なる例としては、限定はされないが、安息香酸除草剤、例えばジカンバエステルなど、フェノキシアルカン酸除草剤、例えば2,4−D、MCPA及び2,4−DBエステルなど、アリールオキシフェノキシプロピオン酸除草剤、例えばクロジナホップ、シハロホップ、フェノキサプロプ、フルアジホップ、ハロキシホップ及びキザロホップエステルなど、ピリジンカルボン酸除草剤、例えばアミノピラリド、ピクロラム及びクロピラリドエステルなど、ピリミジンカルボン酸除草剤、例えばアミノシクロピラクロルエステルなど、ピリジルオキシアルカン酸除草剤、例えばフルオロキシピル及びトリクロピルエステルなど、及びヒドロキシベンゾニトリル除草剤、例えばブロモキシニル及びアイオキシニルエステルなど、アリールピリジンカルボン酸及びそれぞれその全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,314,849号明細書、米国特許第7,300,907号明細書及び米国特許第7,642,220号明細書に開示されている一般構造のアリールピリミジンカルボン酸のエステルが挙げられる。ある種の実施形態では、除草薬は、2,4−D、2,4−DB、アセトクロル、アシフルオルフェン、アラクロル、アメトリン、アミトロール、アスラム、アトラジン、アザフェニジン、ベネフィン、ベンスルフロン、ベンスリド、ベンタゾン、ブロマシル、ブロモキシニル、ブチレート、カルフェントラゾン、クロラムベン、クロリムロン、クロルプロハム、クロルスルフロン、クレトジム、クロマゾン、クロピラリド、クロランスラム、シアナジン、シクロエート、DCPA、デスメジファム、ジクロベニル、ジクロホップ、ジクロスラム、ジエタチル、ジフェンゾコート、ジフルフェンゾピル、ジメテナミド−p、ジクワット、ジウロン、DSMA、エンドサル、EPTC、エタルフルラリン、エタメトスルフロン、エトフメセート、フェノキサプロプ、フルアジホップ−P、フルカルバゾン、フルフェナセト、フルメトスラム、フルミクロラック、フルミオキサジン、フルオメツロン、フルオキシピル、フルチアセット、ホメサフェン、ホラムスルフロン、グルホシネート、グリホセート、ハロスルフロン、ハロキシホップ、ヘキサジノン、イマザメタベンズ、イマザモックス、イマザピック、イマザキン、イマゼタピル、イソキサベン、イソキサフルトール、ラクトフェン、リヌロン、MCPA、MCPB、メソトリオン、メタゾール、メトラクロル−s、メトリブジン、メトスルフロン、モリネート、MSMA、ナプロパミド、ナプタラム、ニコスルフロン、ノルフラゾン、オリザリン、オキサジアゾン、オキサスルフロン、オキシフルオルフェン、パラコート、ペブレート、ペラルゴン酸、ペンジメタリン、フェンメジファム、ピクロラム、プリミスルフロン、プロジアミン、プロメトリン、プロナミド、プロパクロル、プロパニル、プロスルフロン、ピラゾン、ピリデート、ピリチオバック、キンクロラック、キザロホップ、リムスルフロン、セトキシジム、シデュロン、シマジン、スルフェントラゾン、スルホメツロン、スルホスルフロン、テブチウロン、テルバシル、チアゾピル、チフェンスルフロン、チオベンカルブ、トラルコキシジム、トリアレート、トリアスルフロン、トリベヌロン、トリクロピル、トリフラリン、トリフルスルフロン、ベルノレートからなる群から選択することができる。当業者は、組成物中の各除草薬の好適な濃度が、有効性、除草薬の安定性、個別の除草薬の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
viii.忌避剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、忌避剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる忌避剤を含む。例えば、忌避剤は、本明細書に記載される有害生物(例えば、昆虫、線虫若しくは軟体動物);微生物(例えば、植物病原体若しくは内部寄生菌、例えば細菌、真菌若しくはウイルスなど);又は雑草のいずれかを忌避することができる。本明細書に記載される忌避剤を含むPMP組成物を、(a)忌避剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)植物上の有害生物のレベルを、治療されていない植物に対して低下させるのに十分な量且つ時間、標的植物又はその寄生植物と接触させることができる。本明細書に記載される忌避剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
一部の例では、忌避剤は、昆虫忌避剤である。周知の昆虫忌避剤のいくつかの例としては、ベンジル;安息香酸ベンジル;2,3,4,5−ビス(ブチル−2−エン)テトラヒドロフルフラル(MGK Repellent 11);ブトキシポリプロピレングリコール;N−ブチルアセトアニリド;ノルマル−ブチル−6,6−ジメチル−5,6−ジヒドロ−1,4−ピロン−2−カルボキシレート(Indalone);アジピン酸ジブチル;フタル酸ジブチル;コハク酸ジ−ノルマル−ブチル(Tabatrex);N,N−ジメチル−メタ−トルアミド(DEET);ジメチルカルバート(エンド,エンド)−ジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボキシレート);フタル酸ジメチル;2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール;2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(Rutgers 612);イソシンコメロン酸ジ−ノルマル−プロピル(MGK Repellent 326);2−フェニルシクロヘキサノール;p−メタン−3,8−ジオール及びN,N−ジエチルスクシンアミド酸ノルマル−プロピルが挙げられる。他の忌避剤としては、シトロネラ油、フタル酸ジメチル、シュウ酸ノルマル−ブチルメシチルオキシド及び2−エチルヘキサンジオール−1,3が挙げられる(Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,2nd Ed.,Vol.11:724−728;及びThe Condensed Chemical Dictionary,8th Ed.,p756を参照されたい)。
昆虫忌避剤は、合成又は非合成の昆虫忌避剤であり得る。合成の昆虫忌避剤の例としては、メチルアントラニレート及び他のアントラニレート系の昆虫忌避剤、ベンズアルデヒド、DEET(N,N−ジエチル−m−トルアミド)、ジメチルカルバート、フタル酸ジメチル、イカリジン(即ちピカリジン、Bayrepel及びKBR3023)、インダロン(例えば、「6−2−2」混合物(60%フタル酸ジメチル、20%インダロン、20%エチルヘキサンジオール)中で使用される)、IR3535(3−[N−ブチル−N−アセチル]−アミノプロピオン酸、エチルエステル)、メトフルトリン、ペルメトリン、SS220又はトリシクロデセニルアリルエーテルが挙げられる。天然の昆虫忌避剤の例としては、ビューティーベリー(beautyberry)(ムラサキシキブ属(Callicarpa))葉、カバノキ樹皮、セイヨウヤチヤナギ(bog myrtle)(ヤチヤナギ(Myrica Gale))、イヌハッカ(catnip)油(例えば、ネペタラクトン)、シトロネラ油、レモンユーカリ(ユーカリシトリオドラ(Corymbia citriodora);例えば、p−メンタン−3,8−ジオール(PMD))の精油、ニーム油、レモングラス、ティーツリー(Melaleuca alternifolia)の葉由来のティーツリーオイル、タバコ又はそれらの抽出物が挙げられる。
ix.施肥剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、異種施肥剤を更に含むことができる。一部の例では、異種施肥剤は、PMPと結合される。例えば、PMPは、異種施肥剤を封入することができる。更に又は代わりに、異種施肥剤は、PMPの表面に埋め込む又は結合させることができる。
異種施肥剤の例としては、当技術分野で周知のものなどの植物栄養素又は植物成長調節因子が挙げられる。代わりに又は更に、施肥剤は、植物共生体の適応度を増加させることができるペプチド、ポリペプチド、核酸又はポリヌクレオチドであり得る。施肥剤は、様々な植物又は植物共生体の適応度を増加させることができる薬剤であり得るか、又は1種以上の特定の標的植物又は植物共生体(例えば、特定の種又は属の植物又は植物共生体)を標的にするものであり得る。
一部の例では、異種施肥剤は、修飾することができる。例えば、修飾は、化学的修飾、例えば、マーカー、例えば、蛍光マーカー又は放射性マーカーへの結合であり得る。他の例では、修飾は、薬剤、例えば、脂質、グリカン、ポリマー(例えば、PEG)、カチオン部分の、安定性、送達、ターゲティング、バイオアベイラビリティ又は半減期を増強する部分への結合又は動作可能な連結を含むことができる。
本明細書によって開示されるPMP組成物及び方法に使用することができる異種施肥剤の例を、下に概説する。
一部の例では、異種施肥剤は、植物の成長に必須の1種以上の植物栄養素を供給するために土壌又は植物組織に適用される、天然又は合成起源のいずれかの材料を含む。植物栄養素は、多量養素、微量養素又はその組み合わせを含むことができる。植物多量養素には、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム及び/又は硫黄が含まれる。植物微量養素には、銅、鉄、マンガン、モリブデン、亜鉛、ホウ素、ケイ素、コバルト及び/又はバナジウムが含まれる。植物栄養素肥料の例としては、窒素肥料(限定はされないが、尿素、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、非圧力窒素溶液、アンモニア水溶液、無水アンモニア、チオ硫酸アンモニウム、硫黄被覆尿素、尿素−ホルムアルデヒド、IBDU、ポリマー被覆尿素、硝酸カルシウム、ウレアホルム又はメチレン尿素が含まれる)、リン肥料、例えばリン酸二アンモニウム、リン酸一アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、濃厚過リン酸(concentrated superphosphate)及び重過リン酸石灰(triple superphosphate)など、又はカリウム肥料、例えば塩化カリウム、硫酸カリウム、硫酸カリウム−マグネシウム、硝酸カリウムが挙げられる。こうした組成物は、組成物内で遊離の塩又はイオンとして存在することができる。肥料は、窒素、リン又はカリウムなどの1種以上のその構成成分の含量によって名付けることができる。肥料中のこれらの元素の含量は、N−P−K値(ここで、N=窒素含量(重量百分率による)、P=リン含量(重量百分率による)及びK=カリウム含量(重量百分率による))によって示すことができる。
また一方で、無機肥料は、非生物材料から製造され、例えば、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素、塩化カリウム、カリ(potash)、リン酸アンモニウム、無水アンモニア及び他のリン酸塩が含まれる。無機肥料は、市販品として容易に入手可能であり、植物に対してすぐに利用可能である可溶性形態の栄養を含有する。無機肥料は、一般に安価であり、所望される元素について単価が低い。当業者は、施肥剤中の所与の元素の正確な量を算出し、植物又は土壌に投与することができることを理解するであろう。
肥料は、更に有機肥料又は無機肥料に分類することができる。有機肥料には、例えば生物由来の組成物中の、炭素主鎖をもつ分子骨格を有する肥料が含まれる。有機肥料は、生物由来の材料から製造される。動物堆肥、コンポスト、骨粉、フェザーミール及び血粉が、一般的な有機肥料の例である。有機肥料は、また一方で、典型的には、植物に対してすぐに利用可能ではなく、植物による使用の前に、土壌微生物が、肥料構成成分を、より単純な構造に分解する必要がある。更に、有機肥料は、一般的な無機肥料で観察される通りの植物成長反応を誘発することができるだけでなく、天然の有機肥料は、土壌微生物集団の成長及び活動を刺激することもできる。土壌微生物集団(例えば、植物共生体)の増加は、土壌の物理的及び化学的特性並びに疾患及び有害生物抵抗性を増加させることに対してかなりの有益な効果をもたらすことができる。
一態様では、本明細書に記載される植物栄養素を含むPMP組成物を、(a)植物栄養素濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)植物の適応度を、治療されていない植物に対して増加させるのに十分な量且つ時間、植物と接触させることができる。
別の態様では、本明細書に記載される植物栄養素を含むPMP組成物を、(a)植物共生体(例えば、細菌又は真菌の内部共生体)の内部又は表面の植物栄養素濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)植物共生体の適応度を、治療されていない植物共生体に対して増加させるのに十分な量且つ時間、植物共生体と接触させることができる。
異種施肥剤は、植物成長調節因子を含むことができる。例示的な植物成長調節因子としては、オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン及びアブシジン酸が挙げられる。一部の例では、植物成長調節因子は、アブシジン酸、アミドクロル(amidochlor)、アンシミドール、6−ベンジルアミノプリン、ブラシノライド、ブトラリン、クロルメコート(塩化クロルメコート、塩化コリン、シクラニリド、ダミノジド、ジケグラック、ジメチピン、2,6−ジメチルプリジン(dimethylpuridine)、エテホン、フルメトラリン、フルルプリミドール、フルチアセット、ホルクロルフェヌロン(forchlorfenuron)、ジベレリン酸、イナベンフィド、インドール−3−酢酸、マレイン酸ヒドラジド、メフルイジド、メピコート(塩化メピコート)、ナフタレン酢酸、N−6−ベンジルアデニン、パクロブトラゾール、プロヘキサジオン(プロヘキサジオン−カルシウム)、プロヒドロジャスモン、チジアズロン、トリアペンテノール、トリブチルホスホロトリチオエート、2,3,5−トリ−ヨード安息香酸、トリネキサパック−エチル及びウニコナゾールである。種子コーティング組成物を組込むことができる他の植物成長調節因子は、参照によってその全体が組込まれる米国特許出願公開第2012/0108431号明細書に記載されている。
x.植物改質剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、1種又は複数の異種植物改質剤を含む。例えば、PMPは、異種植物改質剤を封入することができる。代わりに又は更に、異種植物改質剤は、PMPの表面に埋め込む又は結合させることができる。
一部の例では、植物改質剤は、ペプチド又は核酸を含むことができる。植物改質剤は、様々な植物の適応度を増加させる薬剤であり得るか、又は1種以上の特定の植物(例えば、特定の種又は属の植物)を標的にするものであり得る。更に、一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる植物改質剤を含む。
更に、一部の例では、異種植物改質剤(例えば、核酸分子又はペプチドを含む薬剤)は、修飾することができる。例えば、修飾は、化学的修飾、例えば、マーカー、例えば、蛍光マーカー又は放射性マーカーへの結合であり得る。他の例では、修飾は、薬剤、例えば、脂質、グリカン、ポリマー(例えば、PEG)、カチオン部分の、安定性、送達、ターゲティング、バイオアベイラビリティ又は半減期を増強する部分への結合又は動作可能な連結を含むことができる。
本明細書によって開示されるPMP組成物及び方法に使用することができる異種植物改質剤(例えば、ペプチド又は核酸)の例を、下に概説する。
A.ポリペプチド
本明細書に記載されるPMP組成物(例えば、PMP)は、異種ポリペプチドを含むことができる。一部の例では、本明細書に記載されるPMP組成物は、植物を改変する(例えば、例えば、植物の適応度を増加させる)ポリペプチド又はその機能性断片若しくは誘導体を含む。例えば、このポリペプチドは、植物の適応度を増加させることができる。本明細書に記載されるポリペプチドを含むPMP組成物を、(a)ポリペプチド濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)植物を改変する(例えば、植物の適応度を増加させる)のに十分な量且つ時間、植物と接触させることができる。
本発明で使用することができるポリペプチドの例として、酵素(例えば、代謝リコンビナーゼ、ヘリカーゼ、インテグラーゼ、RNAse、DNAse若しくはユビキチン化タンパク質)、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質(例えば、CRISPR−Cas系、TALEN若しくはジンクフィンガー)、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンが含まれ得る。
本発明に含まれるポリペプチドには、天然に存在するポリペプチド又は組換えにより作製された変異体が含まれ得る。一部の例では、ポリペプチドは、その機能性断片又は変異体(例えば、酵素として活性なその断片又は変異体)であり得る。例えば、ポリペプチドは、例えば、特定の領域にわたって又は配列全体にわたって、本明細書に記載されるポリペプチド又は天然に存在するポリペプチドの配列との少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の同一性を有する、本明細書に記載されるポリペプチドのいずれかの機能的に活性な変異体であり得る。一部の例では、ポリペプチドは、そのタンパク質との少なくとも50%(例えば、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、97%、99%又はそれを超える)同一性を有することができる。
本明細書に記載されるポリペプチドは、本明細書に記載される使用のいずれかのために組成物に配合することができる。本明細書に開示される組成物は、あらゆる数又は種類(例えば、クラス)のポリペプチド、例えばいずれかの少なくとも約1つのポリペプチド、2、3、4、5、10、15、20若しくはそれを超えるポリペプチドなどを含むことができる。組成物中の各ポリペプチドの好適な濃度は、ポリペプチドの有効性、安定性、組成物中の個別のポリペプチドの数、製剤及び組成物の適用の方法などの要因に依存する。一部の例では、液体組成物中の各ポリペプチドは、約0.1ng/mL〜約100mg/mLである。一部の例では、固体組成物中の各ポリペプチドは、約0.1ng/g〜約100mg/gである。
ポリペプチドを作製する方法は、当技術分野で慣例的である。一般に、Smales&James(Eds.),Therapeutic Proteins:Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology),Humana Press(2005);及びCrommelin,Sindelar&Meibohm(Eds.),Pharmaceutical Biotechnology:Fundamentals and Applications,Springer(2013)を参照されたい。
ポリペプチドを作製する方法は、植物細胞での発現を含むが、適切なプロモーターの制御下で、昆虫細胞、酵母、細菌、哺乳動物細胞又は他の細胞を使用して、組換えタンパク質を作製することもできる。哺乳動物発現ベクターは、複製起点などの非転写エレメント、好適なプロモーター及びエンハンサー及び他の5’若しくは3’隣接非転写配列及び不可欠なリボソーム結合部位などの5’若しくは3’非転写配列、ポリアデニル化部位、スプライスドナー及びアクセプター部位並びに終結配列を含むことができる。SV40ウイルスゲノム由来のDNA配列、例えばSV40起点、早期プロモーター、エンハンサー、スプライス及びポリアデニル化部位を使用して、異種DNA配列の発現に必要とされる他の遺伝子エレメントを提供することもできる。細菌、真菌、酵母及び哺乳動物細胞宿主と共に使用するための適切なクローニング及び発現ベクターは、Green&Sambrook,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(Fourth Edition),Cold Spring Harbor Laboratory Press(2012)に記載されている。
様々な哺乳動物細胞培養系を用いて、組換えポリペプチド薬剤を発現及び製造することができる。哺乳動物発現系の例としては、CHO細胞、COS細胞、HeLA及びBHK細胞株が挙げられる。タンパク質治療薬の生産のための宿主細胞培養のプロセスは、例えば、Zhou and Kantardjieff(Eds.),Mammalian Cell Cultures for Biologics Manufacturing(Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology),Springer(2014)に記載されている。タンパク質の精製については、Franks,Protein Biotechnology:Isolation,Characterization,and Stabilization,Humana Press(2013);及びCutler,Protein Purification Protocols(Methods in Molecular Biology),Humana Press(2010)に記載されている。タンパク質治療薬の製剤化については、Meyer(Ed.),Therapeutic Protein Drug Products:Practical Approaches to formulation in the Laboratory,Manufacturing,and the Clinic,Woodhead Publishing Series(2012)に記載されている。
一部の例では、PMP組成物は、抗体又はその抗原結合断片を含む。例えば、本明細書に記載される薬剤は、植物のある構成要素の活動及び/又は機能を遮断又は増強する抗体であり得る。抗体は、植物中のポリペプチド(例えば、酵素若しくは細胞受容体)のアンタゴニスト又はアゴニストとして作用することができる。標的抗原に対する抗体の作製及び使用は、当技術分野で公知である。抗体操作、変性オリゴヌクレオチドの使用、5’−RACE、ファージディスプレイ及び突然変異誘発;抗体試験及び特性決定;抗体薬物動態及び薬物力学;抗体精製及び保存;並びにスクリーニング及び標識技術を含めた、組換え抗体を作製する方法については、例えば、Zhiqiang An(Ed.),Therapeutic Monoclonal Antibodies:From Bench to Clinic,1st Edition,Wiley,2009、更にはGreenfield(Ed.),Antibodies:A Laboratory Manual,2nd Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,2013を参照されたい。
B.核酸
一部の例では、本明細書に記載されるPMPは、異種核酸を含む。本明細書に記載されるPMP組成物及び方法では、多数の核酸が有用である。本明細書に開示されるPMPは、任意の数又は種類(例えば、クラス)の異種核酸(例えば、DNA分子又はRNA分子、例えばmRNA、ガイドRNA(gRNA)、又は阻害性RNA分子(例えば、siRNA、shRNA若しくはmiRNA)、又はハイブリッドDNA−RNA分子)、例えば少なくとも約1つのクラス又は変異体の核酸、2、3、4、5、10、15、20個若しくはそれを超えるクラス又は変異体の核酸を含むことができる。組成物中の各核酸の好適な濃度は、核酸の有効性、安定性、個別の核酸の数、製剤、組成物の適用の方法などの因子に依存する。本明細書で有用な核酸の例としては、ダイサー基質低分子干渉RNA(dsiRNA)、アンチセンスRNA、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、(非対称干渉RNA)aiRNA、ペプチド核酸(PNA)、モルホリノ、ロックド核酸(LNA)、piwi−干渉RNA(piRNA)、リボザイム、デオキシリボザイム(DNAzyme)、アプタマー(DNA、RNA)、環状RNA(circRNA)、ガイドRNA(gRNA)又はDNA分子が挙げられる。
本明細書に記載される核酸を含むPMP組成物を、(a)核酸濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)植物を改変する(例えば、植物の適応度を増加させる)のに十分な量且つ時間、植物と接触させることができる。
(a)ペプチドをコードする核酸
一部の例では、PMPは、ポリペプチドをコードする異種核酸を含む。ポリペプチドをコードする核酸は、約10〜約50,000ヌクレオチド(nt)、約25〜約100nt、約50〜約150nt、約100〜約200nt、約150〜約250nt、約200〜約300nt、約250〜約350nt、約300〜約500nt、約10〜約1000nt、約50〜約1000nt、約100〜約1000nt、約1000〜約2000nt、約2000〜約3000nt、約3000〜約4000nt、約4000〜約5000nt、約5000〜約6000nt、約6000〜約7000nt、約7000〜約8000nt、約8000〜約9000nt、約9000〜約10,000nt、約10,000〜約15,000nt、約10,000〜約20,000nt、約10,000〜約25,000nt、約10,000〜約30,000nt、約10,000〜約40,000nt、約10,000〜約45,000nt、約10,000〜約50,000nt又はこれらの間のあらゆる範囲の長さを有することができる。
PMP組成物は、その核酸配列の機能的に活性な変異体も含むことができる。一部の例では、核酸の変異体は、例えば、特定の領域にわたって又は配列全体にわたって、その核酸の配列との、少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の同一性を有する。一部の例では、本発明は、本明細書に記載される通りの核酸変異体によってコードされる機能的に活性なポリペプチドを含む。一部の例では、核酸変異体によってコードされる機能的に活性なポリペプチドは、例えば、特定の領域にわたって又はアミノ酸配列全体にわたって、そのポリペプチドの配列又は天然由来のポリペプチド配列との、少なくとも70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の同一性を有する。
タンパク質をコードする核酸を発現させるある種の方法は、適切なプロモーターの制御下での、昆虫、酵母、細菌又は他の細胞を含めた細胞における発現を含むことができる。発現ベクターは、複製起点などの非転写エレメント、好適なプロモーター及びエンハンサー及び他の5’若しくは3’隣接非転写配列及び不可欠なリボソーム結合部位などの5’若しくは3’非転写配列、ポリアデニル化部位、スプライスドナー及びアクセプター部位並びに終結配列を含むことができる。SV40ウイルスゲノム由来のDNA配列、例えばSV40起点、早期プロモーター、エンハンサー、スプライス及びポリアデニル化部位を使用して、異種DNA配列の発現に必要な他の遺伝子エレメントを提供することもできる。細菌、真菌、酵母及び哺乳動物細胞宿主と共に使用するための適切なクローニング及び発現ベクターは、Green et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Fourth Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,2012に記載されている。
組換え方法を使用する遺伝子改変は、一般に、当技術分野で公知である。所望される遺伝子をコードする核酸配列は、当技術分野で公知の組換え方法を使用して、例えば、遺伝子を発現する細胞からのライブラリをスクリーニングするか、又はその遺伝子を含むことが分かっているベクターから遺伝子を得るか、又はその遺伝子を含有する細胞及び組織から直接的に単離することにより、標準の技術を使用して入手することができる。代わりに、その遺伝子を、クローニングされるのではなく、合成によって作製することができる。
天然又は合成核酸の発現は、典型的には、その遺伝子をコードする核酸をプロモーターと作動可能に連結させて、その構築物を発現ベクターに組み込むことによって達成される。発現ベクターは、細菌内での複製及び発現にとって好適であり得る。発現ベクターは、真核生物内での複製及び組込みにとっても好適であり得る。典型的なクローニングベクターは、転写及び翻訳ターミネーター、開始配列並びに所望される核酸配列の発現に有用なプロモーターを含有する。
更なるプロモーターエレメント、例えばエンハンサーが、転写開始の頻度を調節する。典型的には、これらは、開始部位の30〜110塩基対(bp)上流の領域に位置するが、近年、いくつかのプロモーターは、開始部位の下流にも機能的エレメントを含有することが示されている。プロモーターエレメント同士の間隔は、多くの場合、フレキシブルであり、その結果、エレメントが互いに逆転又は移動した場合も、プロモーター機能は保存される。チミジンキナーゼ(tk)プロモーターでは、プロモーターエレメント同士の間隔は、活性が低下し始めるまで、50bpまで増加させることができる。個別のエレメントは、プロモーターに応じて、協同的に又は独立して機能して転写を活性化することができると思われる。
好適なプロモーターの一例は、前初期サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター配列である。このプロモーター配列は、それに作動可能に連結したあらゆるポリヌクレオチド配列の高レベルの発現を駆動することが可能な強力な構成的プロモーター配列である。好適なプロモーターの別の例は、伸長成長因子−1α(EF−1α)である。しかし、限定はされないが、シミアンウイルス40(SV40)初期プロモーター、マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)長末端反復(LTR)プロモーター、MoMuLVプロモーター、トリ白血病ウイルスプロモーター、エプスタイン・バー(Epstein−Barr)ウイルス前初期プロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーター並びにヒト遺伝子プロモーター、例えば、限定はされないが、アクチンプロモーター、ミオシンプロモーター、ヘモグロビンプロモーター及びクレアチンキナーゼプロモーターを含めた、他の構成的プロモーター配列も使用することができる。
代わりに、プロモーターは、誘導性プロモーターであり得る。誘導性プロモーターの使用は、こうした発現が所望される場合に作動可能に連結されたポリヌクレオチド配列の発現をオンにするか、又は発現が所望されない場合には発現をオフにすることが可能な分子スイッチを提供する。誘導性プロモーターの例としては、限定はされないが、メタロチオニンプロモーター、グルココルチコイドプロモーター、プロゲステロンプロモーター及びテトラサイクリンプロモーターが挙げられる。
導入されることとなる発現ベクターは、ウイルスベクターを介してトランスフェクト又は感染されることが求められる細胞の集団からの発現細胞の特定及び選択を容易にするために、選択可能マーカー遺伝子又はリポーター遺伝子又はその両方を含有することもできる。他の態様では、選択可能マーカーを、DNAの別々のピースに担持させ、同時トランスフェクション手順に使用することができる。宿主細胞での発現を可能にするために、選択可能マーカーとリポーター遺伝子の両方を、適切な調節配列と隣接させることができる。有用な選択可能マーカーには、例えばneoなどの抗生物質耐性遺伝子が含まれる。
リポーター遺伝子は、潜在的に形質転換された細胞を特定するために、また、調節配列の機能性を評価するために用いることができる。一般に、リポーター遺伝子は、レシピエント源に存在しない又はレシピエント源によって発現されない、且つその発現が何らかの容易に検出可能な特性、例えば酵素活性によって呈示されるポリペプチドをコードする遺伝子である。リポーター遺伝子の発現は、DNAがレシピエント細胞に導入された後、好適な時点で検定される。好適なリポーター遺伝子は、ルシフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、分泌型アルカリホスファターゼ又は緑色蛍光タンパク質遺伝子をコードする遺伝子を含むことができる(例えば、Ui−Tei et al.,FEBS Letters 479:79−82,2000)。好適な発現系は、周知であり、公知の技術を用いて調製することができるか、又は市販品として入手することができる。一般に、リポーター遺伝子の最高レベルの発現を示す最小5’隣接領域を有する構築物は、プロモーターと特定される。こうしたプロモーター領域を、リポーター遺伝子に連結させ、プロモーターによって駆動される転写を調節する能力について薬剤を評価するために使用することができる。
一部の例では、生物を遺伝子改変して、1つ以上のタンパク質の発現を変化させることができる。1つ以上のタンパク質の発現は、特定の時点、例えば生物の発達又は分化状態について改変することができる。一例では、本発明は、1つ以上のタンパク質、例えば活性、構造又は機能に影響を与えるタンパク質の発現を変化させるための組成物を含む。1つ以上のタンパク質の発現は、特定の位置に限定され得るか、又は生物全体を通して広範囲であり得る。
(b)合成mRNA
PMP組成物は、合成mRNA分子、例えばポリペプチドをコードする合成mRNA分子を含むことができる。合成mRNA分子は、例えば化学的に改変することができる。mRNA分子は、化学的に合成する又はインビトロで転写させることができる。mRNA分子は、プラスミド、例えばウイルスベクター、細菌ベクター又は真核生物発現ベクター上に配置することができる。一部の例では、mRNA分子は、トランスフェクション、電気穿孔又は形質導入(例えば、アデノウイルス若しくはレンチウイルス形質導入)によって細胞に送達することができる。
一部の例では、本明細書に記載されるその改変RNA薬剤は、改変ヌクレオシド又はヌクレオチドを有する。こうした改変は、公知であり、例えば、国際公開第2012/019168号パンフレットに記載されている。更なる改変は、例えば国際公開第2015/038892号パンフレット;同第2015/038892号パンフレット;同第2015/089511号パンフレット;同第2015/196130号パンフレット;同第2015/196118号パンフレット及び同第2015/196128A2号パンフレットに記載されている。
一部の例では、そのポリペプチドをコードする改変RNAは、1つ以上の末端修飾、例えば5’キャップ構造及び/又はポリAテール(例えば、長さ100〜200ヌクレオチド)を有する。5’キャップ構造は、CapO、Capl、ARCA、イノシン、Nl−メチル−グアノシン、2’フルオロ−グアノシン、7−デアザ−グアノシン、8−オキソ−グアノシン、2−アミノ−グアノシン、LNA−グアノシン及び2−アジド−グアノシンからなる群から選択することができる。ある場合には、改変RNAは、少なくとも1つのコザック(Kozak)配列を含む5’UTR及び3’UTRも含有する。こうした改変は、公知であり、例えば、国際公開第2012/135805号パンフレット及び同第2013/052523号パンフレットに記載されている。更なる末端修飾は、例えば、国際公開第2014/164253号パンフレット及び同第2016/011306号パンフレット、国際公開第2012/045075号パンフレット及び同第2014/093924号パンフレットに記載されている。少なくとも1つの化学的改変を含むことができるキャップRNA分子(例えば、改変mRNA)を合成するためのキメラ酵素は、国際公開第2014/028429号パンフレットに記載されている。
一部の例では、改変mRNAを環化又はコンカテマー化して、ポリA結合タンパク質と5’末端結合タンパク質との相互作用を補助する翻訳コンピテント分子を産生することができる。環化又はコンカテマー化の機構は、少なくとも3つの異なる経路:1)化学、2)酵素、及び3)リボザイム触媒を通して起こり得る。新たに形成される5’/3’結合は、分子内又は分子間であり得る。こうした改変は、例えば、国際公開第2013/151736号パンフレットに記載されている。
改変RNAを作製及び精製する方法は、当技術分野で公知であり、開示されている。例えば、改変RNAは、インビトロ転写(IVT)酵素合成のみを使用して作製される。IVTポリヌクレオチドを作製する方法は、当技術分野で公知であり、国際公開第2013/151666号パンフレット、同第2013/151668号パンフレット、同第2013/151663号パンフレット、同第2013/151669号パンフレット、同第2013/151670号パンフレット、同第2013/151664号パンフレット、同第2013/151665号パンフレット、同第2013/151671号パンフレット、同第2013/151672号パンフレット、同第2013/151667号パンフレット及び同第2013/151736.S号パンフレットに記載されている。精製の方法には、サンプルを、複数のチミジン若しくはその誘導体及び/又は複数のウラシル若しくはその誘導体(ポリT/U)に連結させた表面と、RNA転写物が表面に結合するような条件下で接触させ、その表面から精製RNA転写物を溶出させることにより、ポリAテールを含むRNA転写物を精製すること(国際公開第2014/152031号パンフレット);拡張可能な方法を介して10,000ヌクレオチド長までの長いRNAの分離を可能にするイオン(例えば、アニオン)交換クロマトグラフィーを使用すること(国際公開第2014/144767号パンフレット);並びに改変mRNAサンプルをDNAse処理にかけること(国際公開第2014/152030号パンフレット)が含まれる。
改変RNAの製剤は公知であり、例えば国際公開第2013/090648号パンフレットに記載されている。例えば、製剤は、限定はされないが、ナノ粒子、ポリ(乳酸−グリコール酸)共重合体(PLGA)ミクロスフェア、リピドイド、リポプレックス、リポソーム、ポリマー、炭水化物(単糖が含まれる)、カチオン性脂質、フィブリンゲル、フィブリンハイドロゲル、フィブリングルー、フィブリンシーラント、フィブリノーゲン、トロンビン、急速排出脂質ナノ粒子(reLNP)及びこれらの組み合わせであり得る。
ヒトの疾患、抗体、ウイルス及び様々なインビボ状況の分野におけるポリペプチドをコードする改変RNAは、公知であり、例えば国際公開第2013/151666号パンフレット、同第2013/151668号パンフレット、同第2013/151663号パンフレット、同第2013/151669号パンフレット、同第2013/151670号パンフレット、同第2013/151664号パンフレット、同第2013/151665号パンフレット、同第2013/151736号パンフレットの表6;国際公開第2013/151672号パンフレットの表6及び表7;国際公開第2013/151671号パンフレットの表6、表178及び表179;国際公開第2013/151667号パンフレットの表6、表185及び表186に開示されている。前述のもののいずれかを、IVTポリヌクレオチド、キメラポリヌクレオチド又は環状ポリヌクレオチドとして合成することができ、それぞれが、1つ以上の改変ヌクレオチド又は末端修飾を含むことができる。
(c)阻害性RNA
一部の例では、PMP組成物は、阻害性RNA分子、例えばRNA干渉(RNAi)経路を介して作用する阻害性RNA分子を含む。一部の例では、阻害性RNA分子は、植物における遺伝子発現のレベルを低下させ、且つ/又は植物におけるタンパク質のレベルを低下させる。一部の例では、阻害性RNA分子は、植物遺伝子の発現を阻害する。例えば、阻害性RNA分子は、植物の遺伝子を標的にする低分子干渉RNA、低分子ヘアピンRNA及び/又はマイクロRNAを含むことができる。ある種のRNA分子は、RNA干渉(RNAi)の生物学的プロセスを介して遺伝子発現を阻害することができる。RNAi分子は、典型的には15〜50塩基対(例えば、約18〜25塩基対)を含有し、且つ細胞内の発現される標的遺伝子中のコード配列と同一(相補的)又はほぼ同一(実質的に相補的)な核酸塩基配列を有する、RNA又はRNA様構造を含む。RNAi分子には、限定はされないが、低分子干渉RNA(siRNA)、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、部分二重鎖(meroduplex)、ダイサー基質及び多価RNA干渉(米国特許第8,084,599号明細書、同第8,349,809号明細書、同第8,513,207号明細書及び同第9,200,276号明細書)が含まれる。shRNAは、RNAiを介して標的遺伝子の発現を減少させるヘアピンターンを含むRNA分子である。shRNAは、例えばトランスフェクション、電気穿孔又は形質導入により、プラスミド、例えばウイルス若しくは細菌ベクターの形態で、細胞に送達することができる。マイクロRNAは、典型的には約22ヌクレオチドの長さを有する非翻訳RNA分子である。miRNAは、mRNA分子上の標的部位に結合し、例えばmRNAの切断、mRNAの不安定化又はmRNAの翻訳の阻害を引き起こすことによってmRNAを抑制する。一部の例では、阻害性RNA分子は、機能の負の調節因子のレベル及び/又は活性を低減させる。他の例では、阻害剤RNA分子は、機能の正の調節因子のレベル及び/又は活性を低下させる。阻害性RNA分子は、化学的に合成する又はインビトロで転写させることができる。
一部の例では、核酸は、DNA、RNA又はPNAである。一部の例では、RNAは、阻害性RNAである。一部の例では、阻害性RNAは、植物における遺伝子発現を阻害する。一部の例では、核酸は、mRNA、改変mRNA又は植物において酵素(例えば、代謝リコンビナーゼ、ヘリカーゼ、インテグラーゼ、RNAse、DNAse又はユビキチン化タンパク質)の発現を増加させるDNA分子、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質(例えば、CRISPR−Cas系、TALEN若しくはジンクフィンガー)、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンである。一部の例では、核酸は、mRNA、改変mRNA又は酵素(例えば、代謝酵素、リコンビナーゼ酵素、ヘリカーゼ酵素、インテグラーゼ酵素、RNAse酵素、DNAse酵素又はユビキチン化タンパク質)の発現を増加させるDNA分子、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質(例えば、CRISPR−Cas系、TALEN若しくはジンクフィンガー)、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンである。一部の例では、植物における発現の増加は、参照レベル(例えば、治療されていない植物における発現)に対して約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の発現の増加である。一部の例では、植物における発現の増加は、参照レベル(例えば、治療されていない植物における発現)に対して約2倍、約4倍、約5倍、約10倍、約20倍、約25倍、約50倍、約75倍若しくは100倍又はそれを超える発現の増加である。
一部の例では、核酸は、アンチセンスRNA、dsiRNA、siRNA、shRNA、miRNA、aiRNA、PNA、モルホリノ、LNA、piRNA、リボザイム、DNAザイム、アプタマー(DNA、RNA)、circRNA、gRNA又は植物において酵素(代謝酵素、リコンビナーゼ酵素、ヘリカーゼ酵素、インテグラーゼ酵素、RNAse酵素、DNAse酵素、ポリメラーゼ酵素、ユビキチン化タンパク質、スーパーオキシド管理(management)酵素若しくはエネルギー産生酵素)の発現を減少させるように作用するDNA分子(例えば、アンチセンスポリヌクレオチド)、転写因子、分泌タンパク質、構造因子(アクチン、キネシン若しくはチューブリン)、リボタンパク質、タンパク質アプタマー、シャペロン、受容体、シグナル伝達リガンド又は輸送体である。一部の例では、植物における発現の減少は、参照レベル(例えば、治療されていない植物における発現)に対して約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の発現の減少である。一部の例では、植物における発現の減少は、参照レベル(例えば、治療されていない植物における発現)に対して約2倍、約4倍、約5倍、約10倍、約20倍、約25倍、約50倍、約75倍若しくは約100倍又はそれを超える発現の減少である。
RNAi分子は、標的遺伝子の全部又は断片と実質的に相補的な又は完全に相補的な配列を含む。RNAi分子は、イントロンとエキソンとの境界で配列を補完して、特定の遺伝子の新たに産生された核内RNA転写物の、転写のためのmRNAへの成熟を阻止することができる。特定の遺伝子と相補的なRNAi分子は、標的遺伝子のmRNAとハイブリッド形成し、その翻訳を阻止することができる。アンチセンス分子は、DNA、RNA又はその誘導体若しくはハイブリッドであり得る。こうした誘導体分子の例としては、限定はされないが、ペプチド核酸(PNA)及びホスホロチオエートベースの分子、例えばデオキシリボ核酸グアニジン(DNG)又はリボ核酸グアニジン(RNG)などが挙げられる。
RNAi分子は、インビトロで合成された直ちに使用可能なRNAとして又は転写時にRNAi分子を産生することとなる細胞にトランスフェクトされるアンチセンス遺伝子として提供することができる。mRNAとのハイブリダイゼーションにより、RNAse Hによるハイブリッド形成された分子の分解及び/又は翻訳複合体の形成の阻害が起こる。どちらによっても、元の遺伝子の産物を産生できなくなる。
対象となる転写物とハイブリッド形成RNAi分子の長さは、およそ10ヌクレオチド、約15若しくは30ヌクレオチド又は約15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド又はそれを超えるヌクレオチド長であり得る。標的とされる転写物に対するアンチセンス配列の同一性の程度は、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%又は少なくとも95であり得る。
RNAi分子は、オーバーハング、即ち本明細書で定義するセンス鎖及びアンチセンス鎖の対のコア配列によって通常形成される二重らせん構造に直接的に関与しない、典型的には非対の突出したヌクレオチドも含むことができる。RNAi分子は、センス鎖及びアンチセンス鎖の各々とは無関係に、約1〜5塩基の3’及び/又は5’オーバーハングを含有することができる。一部の例では、センス鎖とアンチセンス鎖の両方が、3’及び5’オーバーハングを含有する。一部の例では、一方の鎖塩基の1つ以上の3’オーバーハングヌクレオチドは、他方の鎖の1つ以上の5’オーバーハングヌクレオチドと対合する。他の例では、一方の鎖塩基の1つ以上の3’オーバーハングヌクレオチドは、他方の鎖の1つ以上の5’オーバーハングヌクレオチドと対合しない。RNAi分子のセンス及びアンチセンス鎖は、同じ数のヌクレオチド塩基を含有しても又はしなくてもよい。アンチセンス及びセンス鎖は、5’末端のみが平滑末端を有するか、3’末端のみが平滑末端を有するか、5’及び3’末端の両方が平滑末端であるか、又は5’及び3’末端のいずれも平滑末端ではない二重鎖を形成することができる。別の例では、オーバーハング中の1つ以上のヌクレオチドは、チオリン酸エステル、ホスホロチオエート、デオキシヌクレオチド逆位(3’−3’結合)ヌクレオチドを含有するか、又は改変されたリボヌクレオチド若しくはデオキシヌクレオチドである。
低分子干渉RNA(siRNA)分子は、標的mRNAの約15〜約25の連続的ヌクレオチドと同一のヌクレオチド配列を含む。一部の例では、siRNA配列は、ジヌクレオチドAAで開始し、約30〜70%(約30〜60%、約40〜60%又は約45〜55%)のGC含量を含み、例えば標準のBLAST検索により決定された場合、それが導入されることとなるゲノム中の標的以外のいずれのヌクレオチド配列に対しても高いパーセンテージの同一性を有しない。
siRNA及びshRNAは、内在性マイクロRNA(miRNA)遺伝子のプロセシング経路における中間体と類似している(Bartel,Cell 116:281−297,2004)。一部の例では、siRNAは、miRNAとして機能することができ、逆も同様である(Zeng et al.,Mol.Cell 9:1327−1333,2002;Doench et al.,Genes Dev.17:438−442,2003)。外来性siRNAは、siRNAに対するシード相補性を有するmRNAを下方制御する(Birmingham et al.,Nat.Methods 3:199−204,2006)。3’UTR内の複数の標的部位は、より強力な下方制御をもたらす(Doench et al.,Genes Dev.17:438−442,2003)。
既知の有効なsiRNA配列及び同種の結合部位も、関連文献に十分に示されている。RNAi分子は、当技術分野で公知の技術によって容易に設計及び作製される。更に、有効且つ特異的な配列モチーフを見出す可能性を高める計算ツールも存在する(Pei et al.,Nat.Methods 3(9):670−676,2006;Reynolds et al.,Nat.Biotechnol.22(3):326−330,2004;Khvorova et al.,Nat.Struct.Biol.10(9):708−712,2003;Schwarz et al.,Cell 115(2):199−208,2003;Ui−Tei et al.,Nucleic Acids Res.32(3):936−948,2004;Heale et al.,Nucleic Acids Res.33(3):e30,2005;Chalk et al.,Biochem.Biophys.Res.Commun.319(1):264−274,2004;及びAmarzguioui et al.,Biochem.Biophys.Res.Commun.316(4):1050−1058,2004)。
RNAi分子は、遺伝子によってコードされるRNAの発現を調節する。複数の遺伝子が、互いにある程度の配列相同性を共有できることから、一部の例では、RNAi分子は、十分な配列相同性を有する、あるクラスの遺伝子を標的にするように設計することができる。一部の例では、RNAi分子は、異なる遺伝子標的の間で共有されるか、又は特定の遺伝子標的について特有である配列に対する相補性を有する配列を含有することができる。一部の例では、RNAi分子は、いくつかの遺伝子同士で相同性を有するRNA配列の保存領域を標的とし、それによって遺伝子ファミリー内のいくつかの遺伝子(例えば、異なる遺伝子アイソフォーム、スプライス変異体、突然変異遺伝子など)を標的とするように設計することができる。一部の例では、RNAi分子は、単一の遺伝子の特定のRNA配列に対して特有である配列を標的とするように設計することができる。
阻害性RNA分子は、例えば、改変ヌクレオチド、例えば2’−フルオロ、2’−o−メチル、2’−デオキシ、アンロックド核酸、2’−ヒドロキシ、ホスホロチオエート、2’−チオウリジン、4’−チオウリジン、2’−デオキシウリジンを含有するように改変することができる。理論に拘泥されないが、こうした改変は、ヌクレアーゼ抵抗性及び/又は血清安定性を増加することができるか又は免疫原性を低下させることができると考えられる。
一部の例では、RNAi分子は、生理的に不安定な結合又はリンカーを介して送達ポリマーに連結される。生理的に不安定なリンカーは、それが特定の生理的条件下に存在するとき、化学変換(例えば、切断)を受けるように選択される(例えば、ジスルフィド結合は、細胞質の還元性環境で切断される)。生理的に不安定な結合の切断による、ポリマーからの分子の放出は、その分子と、活動のための適切な細胞構成成分との相互作用を促進する。
RNAi分子−ポリマーコンジュゲートは、分子をポリマーと共有結合させることによって形成することができる。ポリマーは、反応性の基Aを含有するように重合又は改変される。RNAi分子は、反応性の基Bを含有するようにも重合又は改変される。反応性の基A及びBは、当技術分野で公知の方法を使用して、これらが可逆的共有結合を介して連結できるように選択される。
RNAi分子とポリマーの共役は、過剰のポリマーの存在下で実施することができる。RNAi分子とポリマーは、共役中に反対電荷となり得るため、過剰ポリマーの存在により、コンジュゲートの凝集を減少又は排除することができる。代わりに、ポリカチオンなどの過剰の担体ポリマーを使用することもできる。過剰ポリマーは、コンジュゲートの投与前に、共役されたポリマーから除去することができる。代わりに、過剰ポリマーを、コンジュゲートと同時投与することもできる。
リボザイム、RNAse P、siRNA及びmiRNAなどの非翻訳RNAに基づく阻害剤の作製及び使用も、例えば、Sioud,RNA Therapeutics:Function,Design,and Delivery(Methods in Molecular Biology).Humana Press(2010)に記載されている通り、当技術分野で公知である。
(d)遺伝子編集
本明細書に記載されるPMP組成物は、遺伝子編集系の、ある構成要素を含むことができる。例えば、薬剤は、植物における遺伝子に変更(例えば、挿入、欠失(例えば、ノックアウト)、転座、反転、単一点突然変異又は他の突然変異)を導入することができる。例示的な遺伝子編集系として、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写アクチベーター様エフェクターベースのヌクレアーゼ(Transcription Activator−Like Effector−based Nucleases)(TALEN)及びクラスター化され規則的に間隔を置いた短鎖回文配列反復(CRISPR)系が挙げられる。ZFN、TALEN及びCRISPRに基づく方法は、例えば、Gaj et al.,Trends Biotechnol.31(7):397−405,2013に記載されている。
典型的なCRISPR/Cas系では、エンドヌクレアーゼは、一本鎖若しくは二本鎖DNA配列を標的とする配列特異的な非翻訳ガイドRNAにより、標的ヌクレオチド配列(例えば、配列編集されることとなるゲノム内の部位)に誘導される。3つのクラス(I〜III)のCRISPR系が同定されている。クラスII CRISPR系は、(複数のCasタンパク質ではなく)単一のCasエンドヌクレアーゼを使用する。あるクラスII CRISPR系は、Cas9などのII型Casエンドヌクレアーゼ、CRISPR RNA(crRNA)及びトランス−活性化型crRNA(tracrRNA)を含む。crRNAは、ガイドRNA、即ち典型的には標的DNA配列に対応する約20ヌクレオチドRNA配列を含有する。crRNAは、tracrRNAに結合する領域も含有して、部分的二本鎖構造を形成し、これがRNaseIIIにより切断され、crRNA/tracrRNAハイブリッドがもたらされる。RNAは、スペーサ配列に応じて、特定のDNA/RNA配列を抑制するようにCasタンパク質を誘導するガイドとしての役割を果たす。例えば、Horvath et al.,Science 327:167−170,2010;Makarova et al.,Biology Direct 1:7,2006;Pennisi,Science 341:833−836,2013を参照されたい。標的DNA配列は、一般に、所与のCasエンドヌクレアーゼに対して特異的なプロトスペーサ隣接モチーフ(PAM)に隣接していなければならない。しかし、PAM配列は、所与のゲノム全体を通して出現する。種々の原核生物種から同定されたCRISPRエンドヌクレアーゼは、特有のPAM配列要件を有する;PAM配列の例としては、5’−NGG(配列番号1)(化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes))、5’−NNAGAA(配列番号2)(ストレブトコッカス・サーモフィラス(Streptococcus thermophilus)CRISPR1)、5’−NGGNG(配列番号3)(ストレブトコッカス・サーモフィラス(Streptococcus thermophilus)CRISPR3)及び5’−NNNGATT(配列番号4)(髄膜炎菌(Neisseria meningiditis))が挙げられる。いくつかのエンドヌクレアーゼ、例えばCas9エンドヌクレアーゼは、GリッチPAM部位、例えば5’−NGG(配列番号1)と結合して、PAM部位(の5’側)から3ヌクレオチド上流の位置で、標的DNAの平滑末端切断を実施する。別のクラスII CRISPR系は、Cas9より小さいV型エンドヌクレアーゼCpf1を含む;例として、AsCpf1(アシダミノコッカス属(Acidaminococcus)種由来)及びLbCpf1(ラクノスピラ科(Lachnospiraceae)種由来)が挙げられる。Cpf1結合CRISPRアレイは、tracrRNAを必要とせずに成熟型crRNAにプロセシングされる;言い換えれば、Cpf1系は、標的DNA配列を切断するために、Cpf1ヌクレアーゼ及びcrRNAのみを必要とする。Cpf1エンドヌクレアーゼは、TリッチPAM部位、例えば5’−TTN(配列番号5)と結合している。Cpf1は、5’−CTA(配列番号6)PAMモチーフも認識することができる。Cpf1は、4−若しくは5−ヌクレオチド5’オーバーハングを含むオフセット又はスタッガード(staggered)二本鎖切断を導入することによってDNAを切断する、例えば、コーディング鎖のPAM部位(の3’側)から18ヌクレオチド下流及び相補鎖のPAM部位から23ヌクレオチド下流に位置する5−ヌクレオチドオフセット又はスタッガード切断で標的DNAを切断する;こうしたオフセット切断から生じる5−ヌクレオチドオーバーハングは、相同組換えによるDNA挿入により、平滑末端切断されたDNAでの挿入によるものよりも正確なゲノム編集を可能にする。例えば、Zetsche et al.,Cell 163:759−771,2015を参照されたい。
遺伝子編集の目的で、CRISPRアレイを、所望される標的DNA配列に対応する1つ又は複数のガイドRNA配列を含有するように設計することができる;例えば、Cong et al.,Science 339:819−823,2013;Ran et al.,Nature Protocols 8:2281−2308,2013を参照されたい。DNA切断が起こるためには、Cas9により、少なくとも約16又は17ヌクレオチドのgRNA配列が必要とされる;Cpf1については、検出可能なDNA切断を達成するために、少なくとも約16ヌクレオチドのgRNA配列が必要である。実際、ガイドRNA配列は、一般に、17〜24ヌクレオチド(例えば、19、20又は21ヌクレオチド)の長さ及び標的とされる遺伝子又は核酸配列との相補性を有するように設計される。有効なガイドRNAの設計に使用するためのカスタムgRNA作製装置及びアルゴリズムは、市販品として入手可能である。遺伝子編集は、キメラシングルガイドRNA(sgRNA)、即ち天然に存在するcrRNA−tracrRNA複合体を模倣し、(ヌクレアーゼと結合するための)tracrRNAと(編集のための標的となる配列にヌクレアーゼを誘導するための)少なくとも1つのcrRNAとの両方を含有する遺伝子改変された(合成の)単一RNA分子を使用しても達成されている。化学的に改変されたsgRNAも、ゲノム編集において有効であることが実証されている;例えば、Hendel et al.,Nature Biotechnol.985−991,2015を参照されたい。
野生型Cas9は、gRNAによって標的とされる特定のDNA配列で二本鎖切断(DSB)をもたらすが、改変された機能性を有するいくつかのCRISPRエンドヌクレアーゼが利用可能であり、例えば:Cas9のニッカーゼバージョンは、一本鎖切断のみをもたらし;触媒として不活性なCas9(dCas9)は、標的DNAを切断しないが、立体障害によって転写を妨害する。dCas9は、更に、エフェクターと融合して、標的遺伝子の発現を抑制(CRISPRi)又は活性化(CRISPRa)することができる。例えば、Cas9を転写リプレッサー(例えば、KRABドメイン)又は転写アクチベーター(例えば、dCas9−VP64融合体)と融合させることができる。Foklヌクレアーゼと融合した触媒として不活性なCas9(dCas9)(dCas9−Fokl)を使用して、2つのgRNAと相同の標的配列でDSBをもたらすことができる。例えば、Addgeneリポジトリ(Addgene,75 Sidney St.,Suite 550A,Cambridge,MA 02139;addgene.org/crispr/)に開示されて公的に入手可能な多数のCRISPR/Cas9プラスミドを参照されたい。それぞれが別のガイドRNAによって誘導される2つの別の二本鎖切断を導入するダブルニッカーゼCas9は、Ran et al.,Cell 154:1380−1389,2013により、より正確なゲノム編集を達成するものとして記載されている。
真核生物の遺伝子を編集するためのCRISPR技術は、米国特許出願公開第2016/0138008A1号明細書及び同第2015/0344912A1号明細書並びに米国特許第8,697,359号明細書、同第8,771,945号明細書、同第8,945,839号明細書、同第8,999,641号明細書、同第8,993,233号明細書、同第8,895,308号明細書、同第8,865,406号明細書、同第8,889,418号明細書、同第8,871,445号明細書、同第8,889,356号明細書、同第8,932,814号明細書、同第8,795,965号明細書及び同第8,906,616号明細書に開示されている。Cpf1エンドヌクレアーゼ並びに対応するガイドRNA及びPAM部位は、米国特許出願公開第2016/0208243A1号明細書に開示されている。
一部の例では、所望されるゲノム改変は、相同組換えを含み、ここでは、標的ヌクレオチド配列内の1つ以上の二本鎖DNA切断が、RNA誘導ヌクレアーゼ及びガイドRNAによってもたらされ、それに続いて、相同組換え機構を使用する切断の修復(相同組換え修復)が起こる。こうした例では、二本鎖切断時に挿入又はノックインされることとなる所望されるヌクレオチド配列をコードするドナー鋳型が、細胞又は対象に提供され;好適な鋳型の例としては、一本鎖DNA鋳型及び二本鎖DNA鋳型(例えば、明細書に記載されるポリペプチドに連結される)が挙げられる。一般に、約50ヌクレオチド未満の領域にわたるヌクレオチド変化をコードするドナー鋳型は、一本鎖DNAの形態で提供され;より大きいドナー鋳型(例えば、100ヌクレオチド超)は、多くの場合、二本鎖DNAプラスミドとして提供される。一部の例では、ドナー鋳型は、所望される相同組換え修復を達成するのに十分であるが、所与の期間後(例えば、1つ以上の細胞分裂周期後)に細胞又は対象において持続しない量で、細胞又は対象に提供される。一部の例では、ドナー鋳型は、少なくとも1個、少なくとも5個、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個又はそれを超えるヌクレオチドが標的ヌクレオチド配列と異なるコアヌクレオチド配列(例えば、相同的内在性ゲノム領域)を有する。このコア配列は、標的ヌクレオチド配列と高い配列同一性の相同性アーム又は領域によって隣接され;一部の例では、高い配列同一性の領域は、コア配列の両側に、少なくとも10個、少なくとも50個、少なくとも100個、少なくとも150個、少なくとも200個、少なくとも300個、少なくとも400個、少なくとも500個、少なくとも600個、少なくとも750個又は少なくとも1000個のヌクレオチドを含む。ドナー鋳型が一本鎖DNAの形態である一部の例では、コア配列は、コア配列の両側に、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個又は少なくとも100個のヌクレオチドを含む相同性アームによって隣接される。ドナー鋳型が二本鎖DNAの形態である一部の例では、コア配列は、コア配列の両側に、少なくとも500個、少なくとも600個、少なくとも700個、少なくとも800個、少なくとも900個又は少なくとも1000個のヌクレオチドを含む相同性アームって隣接される。一例では、ダブルニッカーゼCas9を用いて、2つの別の二本鎖切断が、細胞又は対象の標的ヌクレオチド配列に導入され(Ran et al.,Cell 154:1380−1389,2013を参照されたい)、ドナー鋳型の送達がそれに続く。
一部の例では、組成物は、gRNAと、標的ヌクレアーゼ、例えばCas9、例えば野生型Cas9、ニッカーゼCas9(例えば、Cas9 D10A)、不活性型Cas9(dCas9)、eSpCas9、Cpf1、C2C1若しくはC2C3又はこうしたヌクレアーゼをコードする核酸を含む。ヌクレアーゼ及びgRNAの選択は、標的突然変異が、ヌクレオチドの欠失、置換又は付加、例えば標的配列に対するヌクレオチドの欠失、置換又は付加であるかどうかによって決定される。(1つ以上の)エフェクタードメインの全部又は一部(例えば、生物学的に活性の部分)とテザリングした、触媒として不活性なエンドヌクレアーゼ、例えば不活性型Cas9(dCas9、例えばD10A;H840A)の融合により、キメラタンパク質を作出し、これをポリペプチドと連結させて、1つ以上のRNA配列(sgRNA)によって組成物を特定のDNA部位に誘導し、1つ以上の標的核酸配列の活性及び/又は発現を調節することができる。
例では、薬剤は、遺伝子編集のためのCRISPR系に使用するためのガイドRNA(gRNA)を含む。一部の例では、薬剤は、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)又は植物における遺伝子の核酸配列(例えば、DNA配列)を標的にする(例えば、切断する)ZFNをコードするmRNAを含む。一部の例では、薬剤は、TALEN又は植物における遺伝子の核酸配列(例えば、DNA配列)を標的にする(例えば、切断する)TALENをコードするmRNAを含む。
例えば、CRISPR系にgRNAを使用して、植物における遺伝子の変更を操作することができる。他の例では、ZFN及び/又はTALENを使用して、植物における遺伝子の変更を操作することができる。例示的な変更として、挿入、欠失(例えば、ノックアウト)、転座、反転、単一点突然変異又は他の突然変異が挙げられる。変更は、細胞の遺伝子に、例えばインビトロ、エクスビボ又はインビボで導入することができる。一部の例では、変更は、植物における遺伝子のレベル及び/又は活性を増加させる。他の例では、変更は、植物における遺伝子のレベル及び/又は活性を低下させる(例えば、ノックダウン若しくはノックアウトする)。更に別の例では、変更は、植物における遺伝子の欠陥(例えば、欠陥を引き起こす突然変異)を修正する。
一部の例では、植物における標的遺伝子を編集する(例えば、塩基対を付加するか又は欠失させる)ために、CRISPR系が使用される。他の例では、未成熟終止コドンを導入し、例えば、それによって標的遺伝子の発現を減少させるために、CRISPR系が使用される。更に他の例では、例えば、RNA干渉と同様に、可逆的方法で標的遺伝子をオフにするために、CRISPR系が使用される。一部の例では、Casを遺伝子のプロモーターに誘導し、それによってRNAポリメラーゼを立体的に遮断するために、CRISPR系が使用される。
一部の例では、例えば、米国特許出願公開第20140068797号明細書、Cong,Science 339:819−823,2013;Tsai,Nature Biotechnol.32:6 569−576,2014;米国特許第8,871,445号明細書;同第8,865,406号明細書;同第8,795,965号明細書;同第8,771,945号明細書;及び同第8,697,359号明細書に記載される技術を使用して、植物における遺伝子を編集するために、CRISPR系を作製することができる。
一部の例では、CRISPR干渉(CRISPRi)技術は、植物の特定の遺伝子の転写抑制のために使用することができる。CRISPRiでは、操作されたCas9タンパク質(例えば、ヌクレアーゼ−ヌルdCas9又はdCas9融合タンパク質、例えばdCas9−KRAB若しくはdCas9−SID4X融合体)を配列特異的なガイドRNA(sgRNA)と対合させることができる。Cas9−gRNA複合体は、RNAポリメラーゼを遮断することができ、それにより転写伸長を妨害する。この複合体は、転写因子結合を妨害することによって転写開始も遮断することができる。CRISPRi方法は、最小オフターゲット効果を固有に有し、且つマルチプレクサブル(multiplexable)であり、例えば、(例えば、複数のgRNAを使用して)同時に2つ以上の遺伝子を抑制することができる。また、CRISPRi方法は、可逆的遺伝子抑制も可能にする。
一部の例では、植物における遺伝子の転写活性化のために、CRISPR媒介性遺伝子活性化(CRISPRa)を使用することができる。CRISPRa技術では、dCas9融合タンパク質が、転写アクチベーターを動員する。例えば、dCas9を、VP64又はp65活性化ドメイン(p65D)などのポリペプチド(例えば、活性化ドメイン)と融合させ、sgRNA(例えば、単一のsgRNA又は複数のsgRNA)と共に使用して、有害生物の1つ又は複数の遺伝子を活性化することができる。複数のsgRNAを使用することによって複数のアクチベーターを動員することができ、これは、活性化効率を高めることができる。様々な活性化ドメイン及び単一又は複数の活性化ドメインを使用することができる。dCas9を、アクチベーターを動員するように操作することに加えて、sgRNAも、アクチベーターを動員するように操作することができる。例えば、RNAアプタマーをsgRNAに組込むことにより、VP64などのタンパク質(例えば、活性化ドメイン)を導入することができる。一部の例では、転写活性化のために、相乗的な活性化メディエーター(SAM)系を用いることができる。SAMでは、MS2アプタマーが、sgRNAに付加される。MS2は、p65AD及びヒートショック因子1(HSF1)と融合したMS2コートタンパク質(MCP)を動員する。
CRISPRi及びCRISPRa技術は、参照により本明細書に組み込まれるDominguez et al.,Nat.Rev.Mol.Cell Biol.17:5−15,2016に、より詳細に記載されている。更に、Dominguez et al.に記載されている通り、CRISPR系を使用するdCas9媒介性のエピジェネティクス改変及び同時活性化及び抑制を使用して、植物における遺伝子を調節することができる。
B.異種治療薬
本明細書で製造されるPMPは、治療用ペプチド、治療用核酸(例えば、治療用RNA)、治療用小分子又は病原体制御剤(例えば、抗真菌剤、抗菌剤、殺ウイルス剤、抗ウイルス剤、殺虫薬剤、殺線虫薬剤、抗寄生虫薬剤又は昆虫忌避剤)などの異種治療薬(例えば、動物(例えば、哺乳動物、例えば、ヒト)、動物病原体又はその病原体ベクターに影響を与える、且つPMPにロードすることができる薬剤)を含むことができる。こうした薬剤がロードされたPMPを、動物、動物病原体又はその病原体ベクターへの送達のために、薬学的に許容可能な担体と共に製剤化することができる。
i.抗菌剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗菌剤を更に含むことができる。例えば、本明細書に記載される抗生物質を含むPMP組成物を、動物の内部又は表面の抗生物質濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び/又は動物における細菌感染を治療又は予防するのに十分な量且つ時間、動物に投与することができる。本明細書に記載される抗菌剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗菌剤を含む。
本明細書で使用される場合、用語「抗菌剤」は、植物病原細菌などの細菌を死滅させる又はその成長、増殖、分裂、生殖又は拡大を阻害する材料を指し、殺菌性薬剤(例えば、消毒用化合物、防腐性化合物若しくは抗生物質)又は静菌性薬剤(例えば、化合物若しくは抗生物質)が含まれる。殺菌性抗生物質は、細菌を死滅させるが、静菌性抗生物質は、その成長又は生殖を遅くするにすぎない。
殺菌剤には、消毒剤、防腐剤又は抗生物質が含まれ得る。最もよく使用される消毒剤は、活性塩素(即ち次亜塩素酸塩(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)、クロラミン、ジクロロイソシアヌル酸塩及びトリクロロイソシアヌル酸塩、液体塩素、二酸化塩素など)、活性酸素(過酸化物、例えば過酢酸、過硫酸カリウム、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム及び尿素過水和物、ヨウ素(ヨードポビドン(ポビドンヨウ化物、Betadine)、ルゴール溶液、ヨードチンキ、ヨウ素化非イオン性界面活性剤)、濃縮アルコール(主に、エタノール、n−プロパノールとも呼ばれる1−プロパノール及びイソプロパノールと呼ばれる2−プロパノール並びにそれらの混合物;更に、2−フェノキシエタノール並びに1−フェノキシプロパノール及び2−フェノキシプロパノールが使用される)、フェノール物質(フェノール(石炭酸とも呼ばれる)、クレゾール(液体カリウムセッケンと組み合わせてLysoleと呼ばれる)、ハロゲン化(塩素化、臭素化)フェノール、例えばヘキサクロロフェン、トリクロサン、トリクロロフェノール、トリブロモフェノール、ペンタクロロフェノール、ジブロモール及びそれらの塩など)、陽イオン性界面活性剤、例えばいくつかの四級アンモニウムカチオン(例えば、塩化ベンザルコニウム、臭化又は塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウム)及びその他のものなど、非四級化合物、例えばクロルヘキシジン、グルコプロタミン、二塩酸オクテニジンなど)、強力な酸化剤、例えばオゾン及び過マンガン酸溶液;重金属及びその塩、例えばコロイド性の銀、硝酸銀、塩化水銀、フェニル水銀塩、硫酸銅、酸化−塩化銅、水酸化銅、オクタン酸銅、オキシ塩化硫酸銅、硫酸銅、硫酸銅五水和物などを含むことができる。重金属及びその塩は、最も毒性が高く、環境に有害な殺菌剤であるため、その使用は、強く抑制又は取り止められ;更に、濃強酸(リン酸、硝酸、硫酸、アミド硫酸、トルエンスルホン酸)及びアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム)も適切である。
防腐剤(即ちヒト又は動物の身体、皮膚、粘膜、創傷などに使用することができる殺菌剤)として、上に挙げた消毒剤のいくつかを、適切な条件(主に、濃度、pH、温度及びヒト/動物に対する毒性)下で使用することができる。その中で重要なものは、適切に希釈された塩素調製物(即ちデーキン液、pH7〜8に調節された0.5%次亜塩素酸ナトリウム若しくはカリウム溶液又はベンゼンスルホクロラミドナトリウムの0.5〜1%溶液(クロラミンB))、いくつかのヨウ素調製物、例えば様々なガレヌス製剤(軟膏、溶液、創傷プラスター)中のヨードポビドン、過去にはルゴール液、尿素過水和物溶液及びpH緩衝0.1〜0.25%過酢酸溶液としての過酸化物、主に皮膚消毒のために使用される防腐性添加物を含む又は含まないアルコール、ソルビン酸、安息香酸、乳酸及びサリチル酸などの弱有機酸、一部のフェノール化合物、例えばヘキクサクロロフェン、トリクロサン及びジブロモールなど、並びに陽イオン活性化合物、例えば0.05〜0.5%ベンザルコニウム、0.5〜4%クロルヘキシジン、0.1〜2%オクテニジン溶液である。
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗生物質を含むことができる。当技術分野で公知のあらゆる抗生物質を使用することができる。抗生物質は、一般に、その作用機序、化学構造又は活性スペクトルに基づいて分類される。
本明細書に記載される抗生物質は、細菌のあらゆる機能又は成長プロセスを標的にすることができ、静菌性(例えば、細菌成長を遅くする若しくは予防する)又は殺菌性(例えば、細菌を死滅させる)であり得る。一部の例では、抗生物質は、殺菌性抗生物質である。一部の例では、殺菌性抗生物質は、細菌の細胞壁を標的にするもの(例えば、ペニシリン及びセファロスポリン);細胞膜を標的にするもの(例えば、ポリミキシン);又は基本的な細菌酵素を阻害するもの(例えば、リファマイシン、リピアルマイシン、キノロン及びスルホンアミド)である。一部の例では、殺菌性抗生物質は、アミノグリコシド(例えば、カスガマイシン)である。一部の例では、抗生物質は、静菌性抗生物質である。一部の例では、静菌性抗生物質は、タンパク質合成を標的にする(例えば、マクロライド、リンコサミド及びテトラサイクリン)。本明細書で使用することができる追加のクラスの抗生物質としては、環状リポペプチド(ダプトマイシンなど)、グリシルサイクリン(チゲサイクリンなど)、オキサゾリジノン(リネゾリドなど)又はリピアルマイシン(フィダキソマイシンなど)が挙げられる。抗生物質の例としては、リファンピシン、シプロフロキサシン、ドキシサイクリン、アンピシリン及びポリミキシンBが挙げられる。本明細書に記載される抗生物質は、あらゆるレベルの標的特異性(例えば、狭い又は広いスペクトル)を有することができる。一部の例では、抗生物質は、狭いスペクトルの抗生物質であり、従ってグラム陰性菌又はグラム陽性菌などの特定の種類の細菌を標的にする。代わりに、抗生物質は、幅広い細菌を標的にするする広スペクトルの抗生物質であり得る。
動物の治療に適した抗菌剤の例としては、ペニシリン(アモキシシリン、アンピシリン、バカンピシリン、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、メズロシリン、ナフシリン、オキサシリン、ペニシリンG、クリスチシリン(Crysticillin)300 A.S.、ペンティズ(Pentids)、パーマペン(Permapen)、ファイザーペン(Pfizerpen)、ファイザーペン(Pfizerpen)−AS、ウィシリン(Wycillin)、ペニシリンV、ピペラシリン、ピバンピシリン、ピブメシリナム、チカルシリン)、セファロスポリン(セファセトリル、セファドロキシル、セファレキシン、セファログリシン、セファロニウム、セファロリジン、セファロチン、セファピリン、セファトリジン、セファザフル、セファゼドン、セファゾリン、セフラジン、セフロキサジン、セフテゾール、セファクロル、セファマンドール、セフメタゾール、セフォニシド、セフォテタン、セフォキシチン、セフプロジル(セフプロキシル)、セフロキシム、セフゾナム、セフカペン、セフダロキシム(Cefdaloxime)、セフジニル、セフジトレン、セフェタメト、セフィキシム、セフメノキシム、セフォジジム、セフォタキシム、セフピミゾール、セフポドキシム、セフテラム、セフチブテン、セフチオフル、セフチオレン(Ceftiolene)、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフォペラゾン、セフタジジム、セフクリジン(Cefclidine)、セフェピム、セフルプレナム、セフォセリス、セフォゾプラン、セフピロム、セフキノム、セフトビプロール、セフタロリン、セファクロメジン(Cefaclomezine)、セファロラム(Cefaloram)、セファパロール(Cefaparole)、セフカネル(Cefcanel)、セフェドロロール(Cefedrolor)、セフェムピドン(Cefempidone)、セフェトリゾール(Cefetrizole)、セフィビトリル(Cefivitril)、セフマチレン、セフメピジウム(Cefmepidium)、セフォベシン、セホキサゾール(Cefoxazol)、セフロチル(Cefrotil)、セフスミド(Cefsumide)、セフラセタイム(Cefuracetime)、セフチオキシド(Ceftioxide)、組み合わせ、即ちセフタジジム/アビバクタム、セフトロザン/タゾバクタム)、モノバクタム(アズトレオナム)、カルバペネム(イミペネム、イミペネム/シラスタチン、ドリペネム、エルタペネム、メロペネム、メロペネム/バボルバクタム)、マクロライド(アジスロマイシン、エリスロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、ロキシスロマイシン、テリスロマイシン)、リンコサミド(クリンダマイシン、リンコマイシン)、ストレプトグラミン(プリスチナマイシン、キヌプリスチン/ダルホプリスチン)、アミノグリコシド(アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、パロモマイシン、ストレプトマイシン、トブラマイシン)、キノロン(フルメキン、ナリジクス酸、オキソリニン酸、ピロミド酸、ピペミド酸、ロソクサシン、第2世代、即ちシプロフロキサシン、エノキサシン、ロメフロキサシン、ナジフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、ペフロキサシン、ルフロキサシン、バロフロキサシン、ガチフロキサシン、グレパフロキサシン、レボフロキサシン、モキシフロキサシン、パズフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシン、トスフロキサシン、ベシフロキサシン、デラフロキサシン、クリナフロキサシン、ゲミフロキサシン、プルリフロキサシン、シタフロキサシン、トロバフロキサシン)、スルホンアミド(スルファメチゾール、スルファメトキサゾール、スルフイソキサゾール、トリメトプリム−スルファメトキサゾール)、テトラサイクリン(デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、チゲサイクリン)、他の(リポペプチド、フルオロキノロン、脂質化グリコペプチド、セファロスポリン、大環状化合物(Macrocyclics)、クロラムフェニコール、メトロニダゾール、チニダゾール、ニトロフラントイン、糖ペプチド、バンコマイシン、テイコプラニン、糖脂質ペプチド、テラバンシン、オキサゾリジノン、リネゾリド、シクロセリン2、リファマイシン、リファンピン、リファブチン、リファペンチン、リファラジル、ポリペプチド、バシトラシン、ポリミキシンB、ツベラクチノマイシン、バイオマイシン、カプレオマイシン)が挙げられる。
当業者は、組成物中の各抗生物質の好適な濃度が、有効性、抗生物質の安定性、個別の抗生物質の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
ii.抗真菌剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗真菌剤を更に含むことができる。例えば、本明細書に記載される抗真菌剤を含むPMP組成物を、動物の内部又は表面の抗真菌剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び/又は動物における真菌感染を治療又は予防するのに十分な量且つ時間、動物に投与することができる。本明細書に記載される抗真菌剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗真菌剤を含む。
本明細書で使用される場合、用語「殺真菌剤」又は「抗真菌剤」は、動物に対して病原性である真菌などの真菌を死滅させるか、又はその成長、増殖、分裂、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。多くの異なる種類の抗真菌剤が商業的に製造されている。抗真菌剤の非限定的な例として、アリルアミン(アモロルフィン、ブテナフィン、ナフチフィン、テルビナフィン)、イミダゾール((ビホナゾール、ブトコナゾール、クロトリマゾール、エコナゾール、フェンチコナゾール、ケトコナゾール、イソコナゾール、ルリコナゾール、ミコナゾール、オモコナゾール、オキシコナゾール、セルタコナゾール、スルコナゾール、チオコナゾール、テルコナゾール);トリアゾール(アルバコナゾール、エフィナコナゾール、フルコナゾール、イサブコナゾール、イトラコナゾール、ポサコナゾール、ラブコナゾール、テルコナゾール、ボリコナゾール)、チアゾール(アバファンギン)、ポリエン(アンホテリシンB、ニスタチン、ナタマイシン、トリコマイシン)、エキノキャンディン(アニデュラファンギン、カスポファンギン、ミカファンギン)、その他(トルナフタート、フルシトシン、ブテナフィン、グリセオフルビン、シクロピロクス、硫化セレン、タバボロール)が挙げられる。当業者は、組成物中の各抗真菌薬の好適な濃度が、有効性、抗真菌薬の安定性、個別の抗真菌薬の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
iii.殺虫剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、殺虫剤を更に含むことができる。例えば、殺虫剤は、動物病原体の昆虫ベクターの適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される殺虫剤を含むPMP組成物を、(a)昆虫の内部又は表面の殺虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)昆虫の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、昆虫と接触させることができる。一部の例では、殺虫剤は、寄生昆虫の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される殺虫剤を含むPMP組成物を、(a)寄生昆虫の内部又は表面の殺虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)寄生昆虫の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、寄生昆虫又はその感染動物と接触させることができる。本明細書に記載される殺虫剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる殺虫薬剤を含む。
本明細書で使用される場合、用語「殺虫剤」又は「殺虫薬剤」は、動物病原体の昆虫ベクター又は寄生昆虫などの昆虫を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。殺虫剤の非限定的な例を、表4に示す。好適な殺虫剤の追加の非限定的な例としては、生物剤、ホルモン又はフェロモン、例えばアザジラクチン、バチルス(Bacillus)種、ボーベリア属(Beauveria)種、コドレモン、メタリジウム(Metarrhizium)種、ペシロマイセス属(Paecilomyces)種、チューリンゲンシス(thuringiensis)及びバーティシリウム(Verticillium)種など、並びに燻蒸剤などの作用機構が不明若しくは特定されていない活性な化合物(リン化アルミニウム、臭化メチル及びフッ化スルフリルなど)及び選択的摂食阻害剤(氷晶石、フロニカミド及びピメトロジンなど)が挙げられる。当業者は、組成物中の各殺虫剤の好適な濃度が、有効性、殺虫剤の安定性、個別の殺虫剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
Figure 2021533794
Figure 2021533794
iv.殺線虫剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、殺線虫剤を更に含むことができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる殺線虫剤を含む。例えば、殺線虫剤は、寄生線虫の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される殺線虫剤を含むPMP組成物を、(a)標的線虫の内部又は表面の殺線虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)標的線虫の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、標的線虫又はその感染動物と接触させることができる。本明細書に記載される殺線虫剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。
本明細書で使用される場合、用語「殺線虫剤」又は「殺線虫薬剤」は、寄生線虫などの線虫を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。殺線虫剤の非限定的な例を、表5に示す。当業者は、組成物中の各殺線虫剤の好適な濃度が、有効性、殺線虫剤の安定性、個別の殺線虫剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
Figure 2021533794
v.抗寄生虫薬剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗寄生虫薬剤を更に含むことができる。例えば、抗寄生虫剤は、寄生原生動物の適応度を減少させる(例えば、成長を低下させる又は死滅させる)ことができる。本明細書に記載される抗寄生虫剤を含むPMP組成物を、(a)原生動物又はその感染動物の内部又は表面の抗寄生虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)原生動物の適応度を減少させるのに十分な量且つ時間、原生動物と接触させることができる。これは、動物における寄生虫の治療又は予防において有用であり得る。例えば、本明細書に記載される抗寄生虫薬剤を含むPMP組成物を、動物の内部又は表面の抗寄生虫剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び/又は動物における寄生虫(例えば、寄生線虫、寄生昆虫又は原生動物)感染を治療又は予防するのに十分な量且つ時間、動物に投与することができる。本明細書に記載される抗寄生虫剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗寄生虫薬剤を含む。
本明細書で使用される場合、用語「抗寄生虫剤」又は「抗寄生虫薬剤」は、寄生原生動物、寄生線虫又は寄生昆虫などの寄生虫を死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖若しくは拡大を阻害する物質を指す。抗寄生虫薬剤の例としては、抗ぜん虫薬(Antihelmintics)(ベフェニウム、ジエチルカルバマジン、イベルメクチン、ニクロサミド、ピペラジン、プラジカンテル、ピランテル、ピルビニウム、ベンズイミダゾール、アルベンダゾール、フルベンダゾール、メベンダゾール、チアベンダゾール、レバミソール、ニタゾキサニド、モノパンテル(Monopantel)、エモデプシド、スピロインドール)、殺疥癬虫薬(安息香酸ベンジル、安息香酸ベンジル/ジスルフィラム、リンデン、マラチオン、ペルメトリン)、殺シラミ薬(ピペロニルブトキシド/ピレトリン、スピノサド、モキシデクチン)、殺疥癬虫薬(クロタミトン)、抗条虫薬(Anticestode)(ニクロサミド、プランジカンテル(Pranziquantel)、アルベンダゾール)、抗アメーバ薬(Antiamoebics)(リファンピン、アムホテリシン(Apmphotericin)B);又は抗原虫薬(メラルソプロール、エフロルニチン、メトロニダゾール、チニダゾール、ミルテホシン、アルテミシニン)が挙げられる。特定の例では、抗寄生虫薬剤は、家畜動物における感染症を治療又は予防するために使用することができる(例えば、レバミソール、フェンベンダゾール、オキシフェンダゾール、アルベンダゾール、モキシデクチン、エプリノメクチン、ドラメクチン、イベルメクチン又はクロルスロン)。当業者は、組成物中の各抗寄生虫剤の好適な濃度が、有効性、抗寄生虫剤の安定性、個別の抗寄生虫剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
vi.抗ウイルス剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、抗ウイルス剤を更に含むことができる。例えば、本明細書に記載される抗ウイルス剤を含むPMP組成物を、動物の内部又は表面の抗ウイルス濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び/又は動物におけるウイルス感染を治療又は予防するのに十分な量且つ時間、動物に投与することができる。本明細書に記載される抗ウイルス剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる抗ウイルス剤を含む。
本明細書で使用される場合、用語「抗ウイルス剤」又は「殺ウイルス剤」は、動物を感染させるウイルス性病原体などのウイルスを死滅させるか、又はその成長、増殖、生殖、発達若しくは拡大を阻害する物質を指す。化学物質又は生物学的薬剤(例えば、核酸、例えば、dsRNA)を含めた、いくつかの薬剤を、抗ウイルス剤として用いることができる。本明細書で有用な抗ウイルス剤の例としては、アバカビル、アシクロビル、アデホビル、アマンタジン、アンプレナビル(アジェネラーゼ(Agenerase))、アンプリゲン、アルビドール、アタザナビル、アトリプラ、バラビル、シドホビル、コンビビル、ドルテグラビル、ダルナビル、デラビルジン、ジダノシン、ドコサノール、エドクスジン、エファビレンツ、エムトリシタビン、エンフビルチド、エンテカビル、エコリエベル(Ecoliever)、ファムシクロビル、ホミビルセン、ホスアンプレナビル、ホスカルネット、ホスホネット、融合阻害剤、ガンシクロビル、イバシタビン、イムノビル(Imunovir)、イドクスウリジン、イミキモド、インジナビル、イノシン、インテグラーゼ阻害剤、インターフェロンIII型、インターフェロンII型、インターフェロンI型、インターフェロン、ラミブジン、ロピナビル、ロビリド(Loviride)、マラビロク、モロキシジン、メチサゾン、ネルフィナビル、ネビラピン、ネキサビル(Nexavir)、ニタゾキサニド、ヌクレオシド類似体、ノービア、オセルタミビル(タミフル)、ペグインターフェロンα−2a、ペンシクロビル、ペラミビル、プレコナリル、ポドフィロトキシン、ラルテグラビル、リバビリン、リマンタジン、リトナビル、ピリミジン、サキナビル、ソホスブビル、スタブジン、相乗的エンハンサー(抗レトロウイルス剤)、テラプレビル、テノホビル、テノホビルジソプロキシル、チプラナビル、トリフルリジン、トリジビル、トロマンタジン、ツルバダ、バラシクロビル(バルトレックス)、バルガンシクロビル、ビクリビロック、ビダラビン、ビラミジン、ザルシタビン、ザナミビル(リレンザ)又はジドブジンが挙げられる。当業者は、組成物中の各抗ウイルス剤の好適な濃度が、有効性、抗ウイルス剤の安定性、個別の抗ウイルス剤の数、製剤及び組成物の適用の方法などの因子に依存することを理解するであろう。
vii.忌避剤
本明細書に記載されるPMP組成物は、忌避剤を更に含むことができる。例えば、忌避剤は、昆虫などの動物病原体のベクターを忌避することができる。本明細書に記載される忌避剤を、本明細書に記載される方法のいずれかのために、PMP組成物に製剤化することができ、特定の例では、そのPMPと結合させることができる。一部の例では、PMP組成物は、2種以上の(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は10種よりも多い)異なる忌避剤を含む。
例えば、本明細書に記載される忌避剤を含むPMP組成物を、(a)忌避剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)動物の近くの又は動物に隣接する昆虫のレベルを、対照に対して低下させるのに十分な量且つ時間、昆虫ベクター又はベクターの生息場所と接触させることができる。代わりに、本明細書に記載される忌避剤を含むPMP組成物を、(a)忌避剤濃度の目標レベル(例えば、あらかじめ決定されたレベル又は閾値レベル)に到達する;及び(b)動物の近くの又は表面の昆虫のレベルを、治療されていない動物に対して低下させるのに十分な量且つ時間、動物と接触させることができる。
周知の昆虫忌避剤のいくつかの例としては、ベンジル;安息香酸ベンジル;2,3,4,5−ビス(ブチル−2−エン)テトラヒドロフルフラル(MGK Repellent 11);ブトキシポリプロピレングリコール;N−ブチルアセトアニリド;ノルマル−ブチル−6,6−ジメチル−5,6−ジヒドロ−1,4−ピロン−2−カルボキシレート(Indalone);アジピン酸ジブチル;フタル酸ジブチル;コハク酸ジ−ノルマル−ブチル(Tabatrex);N,N−ジメチル−メタ−トルアミド(DEET);ジメチルカルバート(エンド,エンド)−ジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボキシレート);フタル酸ジメチル;2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール;2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(Rutgers 612);イソシンコメロン酸ジ−ノルマル−プロピル(MGK Repellent 326);2−フェニルシクロヘキサノール;p−メタン−3,8−ジオール及びN,N−ジエチルスクシンアミド酸ノルマル−プロピルが挙げられる。他の忌避剤としては、シトロネラ油、フタル酸ジメチル、シュウ酸ノルマル−ブチルメシチルオキシド及び2−エチルヘキサンジオール−1,3が挙げられる(Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,2nd Ed.,Vol.11:724−728;及びThe Condensed Chemical Dictionary,8th Ed.,p756を参照されたい)。
一部の例では、忌避剤は、合成又は非合成の昆虫忌避剤を含めた昆虫忌避剤である。合成の昆虫忌避剤の例としては、メチルアントラニレート及び他のアントラニレート系の昆虫忌避剤、ベンズアルデヒド、DEET(N,N−ジエチル−m−トルアミド)、ジメチルカルバート、フタル酸ジメチル、イカリジン(即ちピカリジン、Bayrepel及びKBR3023)、インダロン(例えば、「6−2−2」混合物(60%フタル酸ジメチル、20%インダロン、20%エチルヘキサンジオール)中で使用される)、IR3535(3−[N−ブチル−N−アセチル]−アミノプロピオン酸、エチルエステル)、メトフルトリン、ペルメトリン、SS220又はトリシクロデセニルアリルエーテルが挙げられる。天然の昆虫忌避剤の例としては、ビューティーベリー(beautyberry)(ムラサキシキブ属(Callicarpa))葉、カバノキ樹皮、セイヨウヤチヤナギ(bog myrtle)(ヤチヤナギ(Myrica Gale))、イヌハッカ(catnip)油(例えば、ネペタラクトン)、シトロネラ油、レモンユーカリ(ユーカリシトリオドラ(Corymbia citriodora);例えば、p−メンタン−3,8−ジオール(PMD))の精油、ニーム油、レモングラス、ティーツリー(Melaleuca alternifolia)の葉由来のティーツリーオイル、タバコ又はそれらの抽出物が挙げられる。
III.使用の方法
本明細書のPMPは、様々な農業的及び治療的方法に有用である。PMP(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を使用する方法の例を、以下に更に記載する。
A.植物への送達
本明細書で提供されるのは、例えば植物又はその部分をPMP組成物と接触させることにより、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を植物に送達する方法である。一部の例では、植物は、異種機能性薬剤を含まないPMPで治療することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、農薬用薬剤(例えば、抗菌剤、抗真菌剤、殺線虫剤、軟体動物駆除剤、殺ウイルス剤、除草薬)、有害生物制御剤(例えば、忌避剤)、施肥剤又は植物改質剤を含む。
一態様では、植物の適応度を増加する方法が本明細書に提供され、この方法は、非処理植物(例えば、PMP組成物が送達されていない植物)と比較して、植物の適応度を増加するために、本明細書に記載のPMP組成物を(例えば、有効量及び有効期間で)植物に送達することを含む。
PMP組成物送達の結果としての植物の適応度増加は、いくつかの様式で現れ得るが、例えばそれによって植物の良好な生産、例えば収量の改善、植物の活力又は植物から収穫される産物の質の改善がもたらされる。植物の収量改善は、同じ条件下で生産したが、本組成物を適用していない植物の同じ産物の収量又は従来の農薬の適用と比較して、測定可能な量による植物の産物の収量の増加(例えば、植物バイオマス、穀粒、種子若しくは果実収量、タンパク質含量、炭水化物若しくは油含量又は葉面積により測定されるような)に関する。例えば、収量は、少なくとも約0.5%、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%若しくは約100%超増加し得る。収量は、何らかの基準で、植物又は植物の産物の重量若しくは体積当たりの量に関して表すことができる。基準は、時間、栽培面積、生産された植物の重量又は使用した原材料の量に関して表すことができる。例えば、こうした方法は、限定されないが、種子、果汁、穀粒、実、塊茎、根及び葉をはじめとする植物組織の収量を増加し得る。
PMP組成物送達の結果としての植物の適応度の増加は、同じ条件下であるが、本組成物を投与していないか、又は従来の農薬を適用して生産された植物の同じ要因と比較して、測定可能な若しくは認識可能な量による、以下の項目の増加若しくは改善:活力評価、作物(単位面積当たりの植物の数)、植物の高さ、茎外周、茎長さ、葉の数、葉の大きさ、植物キャノピー、外観(より緑色の葉色など)、根評価、出芽、タンパク質含量、分げつの増加、より大きい葉、より多くの葉、枯れた根出葉の減少、より強い分げつ力、必要な肥料の減少、必要な種子の減少、より高生産性の分げつ、より早期の開花、早期の穀粒若しくは種子成熟、より少ない植物倒伏(倒伏)、新芽生育増加、早期の発芽又はこれらの任意の組合せなどの他の方法により測定することもできる。
本明細書で提供されるのは、植物の適応度を改変又は増加させる方法であって、本明細書で提供される有効量のPMP組成物を植物に送達することを含む方法であり、植物を改変し、それにより植物における有益な形質を導入するか、又は治療されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる。特に、この方法は、植物の適応度を、治療されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させることができる、方法である。
一部の例では、植物適応度の増加は、耐病性、乾燥耐性、耐暑性、耐寒性、耐塩性、金属耐性、除草薬耐性、薬剤耐性、水使用効率、窒素利用、窒素ストレスに対する抵抗性、窒素固定、有害生物抵抗性、草食動物抵抗性、病原体抵抗性、収量、水制限条件下での収量、活力、成長、光合成能力、栄養、タンパク質含有量、炭水化物含有量、油含有量、バイオマス、新芽長、根の長さ、根の構造、種子重量又は収穫可能産物の量の、(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)増加である。
一部の例では、適応度の増加は、発達、成長、収量、非生物的ストレス要因に対する抵抗性又は生物的ストレス要因に対する抵抗性の、(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)増加である。非生物的ストレスは、例えば乾燥ストレス、塩類ストレス、熱ストレス、寒冷ストレス及び低栄養ストレスが含まれる、植物又は植物部分が受ける環境的ストレス条件を指す。生物的ストレスは、例えば線虫ストレス、昆虫食害ストレス、真菌病原体ストレス、細菌病原体ストレス又はウイルス病原体ストレスが含まれる、植物又は植物部分が受ける環境的ストレス条件を指す。このストレスは、一時的、例えば数時間、数日、数か月又は永久的、例えば植物の生涯の間であり得る。
一部の例では、植物適応度の増加は、植物から収穫される産物の品質の、(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)増加である。例えば、植物適応度の増加は、植物から収穫される産物の商業的に好都合な特徴(例えば、味又は外観)の向上であり得る。他の例では、植物適応度の増加は、植物から収穫される産物の貯蔵寿命の、(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)増加である。
代わりに、適応度の増加は、アレルゲン産生の減少など、ヒト又は動物の健康にとって有益である、形質の変化であり得る。例えば、適応度の増加は、動物(例えば、ヒト)における免疫応答を刺激するアレルゲン(例えば、花粉)の産生の、(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)減少であり得る。
植物の改変(例えば、適応度の増加)は、1つ以上の植物部分の改変に起因し得る。例えば、植物は、植物の葉、種子、花粉、根、果実、新芽、花、細胞、プロトプラスト又は組織(例えば、分裂組織)を接触させることによって改変することができる。従って、別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、植物の花粉を本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
更に別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、植物の種子を、本明細書に開示される有効量のPMP組成物と接触させることを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物のプロトプラストを本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含む方法であって、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
更なる態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、植物の植物細胞を本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
更なる態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、植物の分裂組織を本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、植物の適応度を増加させる方法であって、植物の胚を本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含み、植物の適応度を、処理されていない植物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増加させる方法である。
PMP又はその組成物に除草薬が含まれる場合、この方法は、更に、雑草の適応度を減少させる又は雑草を死滅させるために使用することができる。こうした場合、この方法は、雑草の適応度を、処理されていない雑草(例えば、PMP組成物が施されていない雑草)と比較して、約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて減少させるのに有効であり得る。例えば、この方法は、雑草を死滅させ、それにより、雑草の集団を、処理されていない雑草と比較して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて減少させるのに有効であり得る。一部の例では、この方法は、雑草を実質的に排除する。本方法に従って処理することができる雑草の例を、本明細書に更に記載する。
i.植物
様々な植物が、本明細書に記載されるPMP組成物を送達されるか、又は本明細書に記載されるPMP組成物で治療することができる。本方法に従ってPMP組成物を送達する(即ち「治療される」)ことができる植物には、植物全体又はその部分が含まれ、これには、限定はされないが、新芽植物器官/構造(例えば、葉、茎及び塊茎)、根、花及び花器官/構造(例えば、包葉、萼片、花弁、雄蕊、心皮、葯及び胚珠)、種子(胚、胚乳、子葉及び種皮が含まれる)及び果実(成熟した子房)、植物組織(例えば、維管束組織、基本組織など)及び細胞(例えば、孔辺細胞、卵細胞など)並びにこれらのものの子孫が含まれる。植物部分は、更に、新芽、根、茎、種子、托葉、葉、花弁、花、胚珠、包葉、枝、葉柄、節間部、樹皮、軟毛、分げつ、根茎、葉状体、葉身、花粉、雄蕊などの植物の部分を指すことができる。
本明細書に開示される方法において治療することができる植物のクラスには、被子植物(単子葉及び双子葉植物)、裸子植物、シダ、トクサ、裸茎植物(psilophytes)、小葉類(lycophytes)、コケ類及び藻類(例えば、多細胞若しくは単細胞藻類)を含めた、高等植物及び下等植物のクラスが含まれる。本方法に従って治療することができる植物には、更に、あらゆる維管束植物、例えば単子葉植物又は双子葉植物又は裸子植物が含まれ、これには、限定はされないが、アルファルファ、リンゴ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、バナナ、オオムギ、カノーラ、トウゴマ、キク、クローバー、カカオ、コーヒー、綿、綿実、トウモロコシ、クランベ、クランベリー、アブラナ科植物、キュウリ、デンドロビウム、ヤマノイモ属、ユーカリ属、ウシノケグサ属、亜麻、グラジオラス、ユリ科、亜麻仁、雑穀、マスクメロン、カラシ、オーツムギ、アブラヤシ、ナタネ、パパイヤ、ピーナッツ、パイナップル、観賞植物、インゲンマメ属、ジャガイモ、ナタネ、イネ、ライムギ、ライグラス、ベニバナ、ゴマ、モロコシ、ダイズ、テンサイ、サトウキビ、ヒマワリ、イチゴ、タバコ、トマト、芝草、コムギ及び野菜作物、例えばレタス、セロリ、ブロッコリー、カリフラワー、ウリ科植物など;果実及び堅果樹、例えばリンゴ、ナシ、モモ、オレンジ、グレープフルーツ、レモン、ライム、アーモンド、ペカン、クルミ、ヘーゼルなど;つる植物(vine)、例えばブドウ(例えば、ワイン製造用ブドウ園)、キウイ、ホップなど;果実低木及びキイチゴ、例えばラズベリー、ブラックベリー、セイヨウスグリなど;森林樹、例えばトネリコ、マツ、モミ、カエデ、オーク、クルミ、ポプラなど;アルファルファ、カノーラ、トウゴマ、トウモロコシ、綿、クランベ、亜麻、亜麻仁、カラシ、アブラヤシ、アブラナ、ピーナッツ、ジャガイモ、イネ、ベニバナ、ゴマ、ダイズ、テンサイ、ヒマワリ、タバコ、トマト又はコムギが含まれる。本発明の方法に従って治療することができる植物には、あらゆる作物植物、例えば、飼料作物、油料種子作物、穀類作物、果実作物、野菜作物、繊維作物、香辛料作物、堅果作物、芝作物、砂糖作物、飲料作物及び森林作物が含まれる。特定の例では、この方法において治療される作物植物は、ダイズ植物である。他の特定の例では、作物植物は、コムギである。特定の例では、作物植物は、トウモロコシである。特定の例では、作物植物は、綿である。特定の例では、作物植物は、アルファルファである。特定の例では、作物植物は、テンサイである。特定の例では、作物植物は、イネである。特定の例では、作物植物は、ジャガイモである。特定の例では、作物植物は、トマトである。
特定の例では、植物は、作物である。こうした作物植物の例としては、単子葉及び双子葉植物が挙げられ、これには、限定はされないが、カエデ属(Acer)種、ネギ属(Allium)種、アマランサス属(Amaranthus)種、パイナップル(Ananas comosus)、セロリ(Apium graveolens)、ラッカセイ属(Arachis)種、アスパラガス(Asparagus officinalis)、ビート(Beta vulgaris)、アブラナ属(Brassica)種(例えば、セイヨウアブラナ(Brassica napus)、ブラッシカ・ラパ(Brassica rapa)種(カノーラ、ナタネ、アブラナ(turnip rape))、チャノキ(Camellia sinensis)、カンナ・インディカ(Canna indica)、大麻サライバ(Cannabis sativa)、トウガラシ属(Capsicum)種、クリ属(Castanea)種、エンダイブ(Cichorium endivia)、シトルラス・ラナタス(Citrullus lanatus)、カンキツ属(Citrus)種、ココヤシ属(Cocos)種、コーヒー属(Coffea)種、コリアンダー(Coriandrum sativum)、ハシバミ属(Corylus)種、サンザシ属(Crataegus)種、カボチャ属(Cucurbita)種、キュウリ属(Cucumis)種、ニンジン(Daucus carota)、ブナ属(Fagus)種、フィクス・カリカ(Ficus carica)、オランダイチゴ属(Fragaria)種、イチョウ(Ginkgo biloba)、グリシン属(Glycine)種(例えば、グリシン・マックス(Glycine max)、ソーヤ・ヒスピダ(Soja hispida)若しくはソーヤ・マックス(Soja max))、ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)、ヒマワリ属(Helianthus)種(例えば、ヒマワリ(Helianthus annuus))、ハイビスカス属(Hibiscus)種、ホルデウム属(Hordeum)種(例えば、ホルデウム・ウルガレ(Hordeum vulgare))、イポメア・バタタス(Ipomoea batatas)、ジュグランス属(Juglans)種、レタス(Lactuca sativa)、アマ(Linum usitatissimum)、リッチ・チネンシス(Litchi chinensis)、ミヤコグサ属(Lotus)種、ルッファ・アクタングラ(Luffa acutangula)、ルピナス属(Lupinus)種、トマト属(Lycopersicon)種(例えば、トマト(Lycopersicon esculenturn)、リコペルシコン・リコペルシカム(Lycopersicon lycopersicum)、リコペルシコン・ピリフォルメ(Lycopersicon pyriforme))、リンゴ属(Malus)種、アルファルファ(Medicago sativa)、ハッカ属(Mentha)種、ミスカンサス・シネンシス(Miscanthus sinensis)、モルス・ニグラ(Morus nigra)、バショウ属(Musa)種、タバコ属(Nicotiana)種、オリーブ属(Olea)種、イネ属(Oryza)種(例えば、イネ(Oryza sativa)、オリザ・ラチフォリア(Oryza latifolia))、パニカム・ミリアセウム(Panicum miliaceum)、パニカム・ヴィルガツム(Panicum virgatum)、パッシフロラ・エドゥリス(Passiflora edulis)、ペトローズリヌム・クリスプム(Petroselinum crispum)、インゲンマメ属(Phaseolus)種、マツ属(Pinus)種、ピスタシア・ヴェラ(Pistacia vera)、エンドウ属(Pisum)種、イチゴツナギ属(Poa)種、ポプラ属(Populus)種、サクラ属(Prunus)種、ピルス・コムニス(Pyrus communis)、カシ属(Quercus)種、ダイコン(Raphanus sativus)、レウム・ラバルバルム(Rheum rhabarbarum)、スグリ属(Ribes)種、トウゴマ(Ricinus communis)、キイチゴ属(Rubus)種、サトウキビ属(Saccharum)種、ヤナギ属(Salix)種、ニワトコ属(Sambucus)種、ライムギ(Secale cereale)、ゴマ属(Sesamum)種、シロガラシ属(Sinapis)種、ナス属(Solanum)種(例えば、ジャガイモ(Solanum tuberosum)、ソラナム・インテグリフォリウム(Solanum integrifolium)又はトマト(Solanum lycopersicum))、モロコシ(Sorghum bicolor)、ソルガム・ハレペンセ(Sorghum halepense)、ホウレンソウ属(Spinacia)種、タマリンヅス・インディカ(Tamarindus indica)、カカオ(Theobroma cacao)、ジャジクソウ属(Trifolium)種、トリチコセケル・リンパウイ(Triticosecale rimpaui)、コムギ属(Triticum)種(例えば、コムギ(Triticum aestivum)、デュラムコムギ(Triticum durum)、リベットコムギ(Triticum turgidum)、トリチカム・ハイベルナム(Triticum hybernum)、トリチカム・マチャ(Triticum macha)、トリチカム・サティヴァム(Triticum sativum)若しくはトリチカム・バルガレ(Triticum vulgare))、スノキ属(Vaccinium)種、ソラマメ属(Vicia)種、ササゲ属(Vigna)種、ビオラ・オドラータ(Viola odorata)、ブドウ属(Vitis)種及びトウモロコシ(Zea mays)から選択される飼料若しくはマメ科牧草、観賞植物、食用作物、樹木又は低木が含まれる。ある種の実施形態では、作物植物は、イネ、ナタネ、カノーラ、ダイズ、トウモロコシ(トウモロコシ)、綿、サトウキビ、アルファルファ、モロコシ又はコムギである。
特定の例では、本組成物及び方法を使用して、収穫後の植物若しくは植物部分、食品又は飼料製品を処理することができる。一部の例では、食品又は飼料製品は、非植物食品又は飼料製品(例えば、ヒト、動物又は家畜が摂食可能な製品(例えば、キノコ))である。
本発明で使用するための植物又は植物部分には、あらゆる植物発生段階の植物を含む。特定の例では、送達は、発芽、苗木成長、栄養成長及び生殖成長の段階で行うことができる。特定の例では、植物への送達は、栄養成長及び生殖成長段階で行う。代わりに、送達は、種子に対して行うことができる。栄養成長及び生殖成長の段階は、本明細書では「成体」又は「成熟」植物とも称される。
ii.雑草
PMP又はその組成物に除草薬が含まれる場合、本方法は、更に、雑草の適応度を減少させる又は雑草を死滅させるために使用することができる。こうした場合、この方法は、雑草の適応度を、処理されていない雑草(例えば、PMP組成物が施されていない雑草)と比較して、約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて減少させるのに有効であり得る。例えば、この方法は、雑草を死滅させ、それにより、雑草の集団を、処理されていない雑草と比較して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて減少させるのに有効であり得る。一部の例では、この方法は、雑草を実質的に排除する。本方法に従って処理することができる雑草の例を、本明細書に更に記載する。
本明細書で使用される場合、用語「雑草」は、それが望まれない場所に成長する植物を指す。こうした植物は、典型的には侵襲性であり、ときに有害であるか又は有害となるリスクがある。雑草を本PMP組成物で処理して、その植物の存在、生存能力若しくは生殖を減少又は排除することができる。例えば、限定はされないが、この方法を用いて、植物を損傷させることがわかっている雑草を標的にすることができる。例えば、限定はされないが、雑草は、以下の科の群のあらゆるメンバーであり得る:イネ科(Gramineae)、セリ科(Umbelliferae)、蝶形花亜科(Papilionaceae)、アブラナ科(Cruciferae)、アオイ科(Malvaceae)、トウダイグサ科(Eufhorbiaceae)、キク科(Compositae)、アカザ科(Chenopodiaceae)、ケシ科(Fumariaceae)、カリオフィラセアエ科(Charyophyllaceae)、サクラソウ科(Primulaceae)、フウロソウ科(Geraniaceae)、タデ科(Polygonaceae)、イグサ科(Juncaceae)、カヤツリグサ科(Cyperaceae)、ハマミズナ科(Aizoaceae)、キク科(Asteraceae)、ヒルガオ科(Convolvulaceae)、ウリ科(Cucurbitaceae)、トウダイグサ科(Euphorbiaceae)、タデ科(Polygonaceae)、スベリヒユ科(Portulaceae)、ナス科(Solanaceae)、バラ科(Rosaceae)、ニガキ科(Simaroubaceae)、アケビ科(Lardizabalaceae)、ユリ科(Liliaceae)、ヒユ科(Amaranthaceae)、ブドウ科(Vitaceae)、マメ科(Fabaceae)、サクラソウ科(Primulaceae)、キョウチクトウ科(Apocynaceae)、ウコギ科(Araliaceae)、ナデシコ科(Caryophyllaceae)、ガガイモ科(Asclepiadaceae)、ニシキギ科(Celastraceae)、ケシ科(Papaveraceae)、アカバナ科(Onagraceae)、キンポウゲ科(Ranunculaceae)、シソ科(Lamiaceae)、ツユクサ科(Commelinaceae)、ゴマノハグサ科(Scrophulariaceae)、マツムシソウ科(Dipsacaceae)、ムラサキ科(Boraginaceae)、トクサ科(Equisetaceae)、フウロソウ科(Geraniaceae)、アカネ科(Rubiaceae)、アサ科(Cannabaceae)、オトギリソウ科(Hyperiacaceae)、ツリフネソウ科(Balsaminaceae)、ミゾカクシ科(Lobeliaceae)、スイカズラ科(Caprifoliaceae)、オシロイバナ科(Nyctaginaceae)、カタバミ科(Oxalidaceae)、ブドウ科(Vitaceae)、イラクサ科(Urticaceae)、ウラボシ科(Polypodiaceae)、ウルシ科(Anacardiaceae)、サルトリイバラ科(Smilacaceae)、サトイモ科(Araceae)、キキョウ科(Campanulaceae)、ガマ科(Typhaceae)、オミナエシ科(Valerianaceae)、クマツヅラ科(Verbenaceae)、スミレ科(Violaceae)。例えば、限定はされないが、雑草は、ロリウム・リジヅム(Lolium Rigidum)、アマランサス・パルメリ(Amaramthus palmeri)、アブチロン・テオプラツィ(Abutilon theopratsi)、ソルガム・ハレペンセ(Sorghum halepense)、コニザ・カナデンシス(Conyza Canadensis)、セタリア・ベルチシラタ(Setaria verticillata)、カプセラ・パストリス(Capsella pastoris)及びシペルス・ロツンダス(Cyperus rotundas)からなる群のあらゆるメンバーであり得る。追加の雑草として、例えばミモサピグラ(Mimosapigra)、サンショウモ(salvinia)、イガニガクサ(hyptis)、センナ(senna)、大オナモミ(noogoora)、バー(burr)、ジャトロファ・ゴシピフォルフリア(Jatropha gossypifolia)、パーキンソニア・アクレアタ(Parkinsonia aculeate)、ヒマワリヒヨドリ(Chromolaena odorata)、オオバナアサガオ(Cryptoslegia grandiflora)又はアンドロポゴン・ガヤヌス(Andropogon gayanus)が含まれる。雑草には、単子葉植物(例えば、ヌカボ属(Agrostis)、スズメノテッポウ属(Alopecurus)、カラスムギ属(Avena)、スズメノチャヒキ属(Bromus)、カヤツリグサ属(Cyperus)、メヒシバ属(Digitaria)、ヒエ属(Echinochloa)、ドクムギ属(Lolium)、ミズアオイ属(Monochoria)、ツノアイアシ属(Rottboellia)、オモダカ属(Sagittaria)、ホタルイ属(Scirpus)、セタリア属(Setaria)、シダ属(Sida)若しくはモロコシ属(Sorghum))又は双子葉植物(アブチロン属(Abutilon)、アマランサス属(Amaranthus)、アカザ属(Chenopodium)、キク属(Chrysanthemum)、イズハハコ属(Conyza)、カエムグラ属(Galium)、サツマイモ属(Ipomoea)、キンレンカ属(Nasturtium)、シナピス属(Sinapis)、ナス属(Solanum)、ハコベ属(Stellaria)、ベロニカ(Veronica)、ビオラ属(Viola)若しくはオナモミ属(Xanthium))が含まれ得る。
本組成物及び関連方法を使用して、土壌、水の内部又は表面の、病原体又は病原体ベクターが存在する任意の生息場所(例えば、動物の外側、例えば、植物、植物部分(例えば、根、果実及び種子)上又は別の病原体若しくは病原体ベクター生息場所上の、病原体又は病原体ベクターによる侵入を予防する又は病原体又は病原体ベクターの数を減少させることができる。従って、この組成物及び方法は、例えば、ベクターを死滅させるか、損傷を与えるか又はベクターの活動を遅くすることによって病原体ベクターの損傷の影響を減少させることができ、それによって動物への病原体の拡大を制御することができる。本明細書に開示される組成物を使用して、あらゆる発達段階、例えば、その卵、若虫、齢、幼生、生体、幼若体又は弱った(desiccated)形態のあらゆる病原体又は病原体ベクターの1つ以上を制御するか、死滅させるか、損傷を与えるか、麻痺させるか又は病原体又は病原体ベクターの活性を低下させることができる。これらの方法のそれぞれの詳細を、以下に更に記載する。
B.植物有害生物への送達
本明細書で提供されるのは、例えば植物有害生物をPMP組成物と接触させることにより、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を植物有害生物に送達する方法である。一部の例では、植物有害生物は、異種機能性薬剤を含まないPMPで処理することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、農薬用薬剤(例えば、抗菌剤、抗真菌剤、殺線虫剤、軟体動物駆除剤、殺ウイルス剤、除草薬)、有害生物制御剤(例えば、忌避剤)を含む。例えば、この方法は、PMP組成物の送達の結果として、有害生物の適応度を減少させるのに、例えば、有害生物侵入を予防又は治療するために有用であり得る。
一態様では、本明細書で提供されるのは、有害生物の適応度を減少させる方法であって、有害生物の適応度を、処理されていない有害生物(例えば、PMP組成物を送達されていない有害生物)に対して減少させるために、本明細書に記載されるPMP組成物を、(例えば、有効量で且つ有効な期間)有害生物に送達することを含む方法である。
一態様では、本明細書には、真菌感染を有する植物における真菌感染を低減させる(例えば、処置する)方法が提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害生物に送達することを含む。
別の態様では、本明細書には、真菌感染を有する植物における真菌感染を低減させる(例えば、処置する)方法が提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害生物に送達することを含み、複数のPMPは、抗真菌剤を含む。一部の例では、抗真菌剤は、真菌感染を引き起こす真菌中の遺伝子(例えば、dcl1及びdcl2(例えば、dcl1/2)の発現を阻害する核酸である。一部の例では、真菌感染は、スクレロチニア属種(Sclerotinia spp.)(例えば、スクレロチニア・スクレロチオラム(Sclerotinia sclerotiorum))、ボトリチス属種(Botrytis spp.)(例えば、ボトリチス・シネレア(Botrytis cinerea))、アスペルギルス属種(Aspergillus spp.)、フザリウム属種(Fusarium spp.)又はアオカビ属種(Penicillium spp.)に属する真菌に起因する。一部の例では、組成物は、シロイヌナズナ(Arabidopsis)アポプラストEVから産生されるPMPを含む。一部の例では、本方法は、真菌感染を低減させるか又は実質的に排除する。
別の態様では、細菌感染を有する植物における細菌感染を低減させる(例えば、処置する)方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害生物に送達することを含む。
別の態様では、細菌感染を有する植物における細菌感染を低減させる(例えば、処置する)方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物を植物有害生物に送達することを含み、複数のPMPは、抗菌剤を含む。一部の例では、抗菌剤は、ストレプトマイシンである。一部の例では、細菌感染は、シュードモナス属種(Pseudomonas spp.)に属する細菌(例えば、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae))に起因する。一部の例では、組成物は、シロイヌナズナ(Arabidopsis)アポプラストEVから産生されるPMPを含む。一部の例では、本方法は、細菌感染を低減させるか又は実質的に排除する。
別の態様では、植物有害昆虫の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害昆虫に送達することを含む。
別の態様では、植物有害昆虫の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害昆虫に送達することを含み、複数のPMPは、殺虫剤を含む。一部の例では、殺虫剤は、ペプチド核酸である。一部の例では、植物有害昆虫は、アブラムシである。一部の例では、植物有害昆虫は、鱗翅目(lepidopteran)(例えば、ツマジロクサヨトウ(Spodoptera frugiperda))である。一部の例では、本方法は、非処理植物有害昆虫に対して植物有害昆虫の適応度を低減させる。
別の態様では、植物有害線虫の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害線虫に送達することを含む。
別の態様では、植物有害線虫の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を植物有害線虫に送達することを含み、複数のPMPは、殺線虫剤を含む。一部の例では、殺線虫剤は、神経ペプチド(例えば、Mi−NLP−15b)である。一部の例では、植物有害線虫は、トウモロコシネコブセンチュウ(corn root−knot nematode)である。一部の例では、本方法は、非処理植物有害線虫に対して植物有害線虫の適応度を低減させる。
別の態様では、雑草の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物のいずれか)を雑草に送達することを含む。
別の態様では、雑草の適応度を低減させる方法が本明細書に提供され、この方法は、複数のPMPを含有するPMP組成物(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物のいずれか)を雑草に送達することを含み、複数のPMPは、除草剤(例えば、グルホシネート)を含む。一部の例では、雑草は、オヒシバ(Indian goosegrass)(オヒシバ(Eleusine indica))である。一部の例では、本方法は、非処理雑草に対して雑草の適応度を低減させる。
PMP組成物送達の結果としての有害生物の適応度低減は、いくつかの様式で現れ得る。一部の例では、有害生物の適応度の低減は、PMP組成物の送達の結果としての有害生物の生理の劣化又は低減(例えば、健康又は生存の低減)として現れ得る。一部の例では、生物の適応度は、限定はされないが、繁殖率、生殖能力、寿命、生存能力、移動性、繁殖力、有害生物成長、体重、代謝率若しくは活動又は生存を含む1つ以上のパラメータにより、PMP組成物を投与されていない有害生物との比較で測定され得る。例えば、本明細書に提供される方法又は組成物は、有害生物の全般的な健康を低減させるか又は有害生物の全生存を低減させるのに有効であり得る。一部の例では、有害生物の生存の減少は、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超高い。一部の例では、本方法及び組成物は、PMP組成物を投与されていない有害生物に対して有害生物の繁殖(例えば、繁殖率、生殖能力)を減少させるのに有効である。一部の例では、本方法及び組成物は、移動性、体重、寿命、生殖能力又は代謝率などの他の生理学的パラメータを参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超減少させるのに有効である。
一部の例では、有害生物適応度の低減は、PMP組成物が投与されていない有害生物と比較した有害生物内の1つ以上の栄養素(例えば、ビタミン、炭水化物、アミノ酸又はポリペプチド)の産生の低減として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、有害生物における栄養素(例えば、ビタミン、炭水化物、アミノ酸又はポリペプチド)の産生量を参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低減させるのに有効であり得る。
一部の例では、有害生物適応度の低減は、PMP組成物を投与されていない有害生物と比較した、農薬用薬剤に対する有害生物の感受性の上昇及び/又は農薬用薬剤に対する有害生物の抵抗性の減少として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、農薬用薬剤に対する有害生物の感度を参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超上昇させるのに有効であり得る。農薬用薬剤は、殺虫性薬剤を含め、当技術分野において公知の任意の農薬用薬剤であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、PMP組成物が投与されていない有害生物に対して、農薬用薬剤を利用可能な基質に代謝又は分解する有害生物の能力を低減させることにより、農薬用薬剤に対する有害生物の感受性を高めることができる。
一部の例では、有害生物適応度の低減は、PMP組成物を投与されていない有害生物と比較した、アレロケミカル薬剤に対する有害生物の感受性の増加及び/又はアレロケミカル薬剤に対する有害生物の抵抗性の低減として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、アレロケミカル薬剤に対する有害生物の抵抗性を参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低減させるのに有効であり得る。一部の例では、アレロケミカル薬剤は、カフェイン、大豆シスタチン、フェニトロチオン、モノテルペン類、ジテルペン酸又はフェノール化合物(例えば、タンニン、フラボノイド)である。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、PMP組成物を投与されていない有害生物に対して、有害生物のアレロケミカル薬剤を利用可能な基質に代謝又は分解する能力を低減させることにより、アレロケミカル薬剤に対する有害生物の感受性を増加させることができる。
一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、PMP組成物を投与されていない有害生物に対して、寄生虫又は病原体(例えば、真菌性、細菌性又はウイルス性病原体又は寄生虫)に対する有害生物の抵抗性を低減させるのに有効であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、病原体又は寄生虫(例えば、真菌性、細菌性又はウイルス性病原体;又は寄生ダニ)に対する有害生物の抵抗性を参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物で見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低減させるのに有効であり得る。
一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、PMP組成物が投与されていない有害生物に対して、植物病原体(例えば、植物ウイルス(例えば、TYLCV)又は植物細菌(例えば、アグロバクテリウム属種(Agrobacterium spp)))を担持又は伝播する有害生物の能力を低減させるのに有効であり得る。例えば、本明細書に提供される方法又は組成物は、植物病原体(例えば、植物ウイルス(例えば、TYLCV)又は植物細菌(例えば、アグロバクテリウム属種(Agrobacterium spp)))を担持又は伝播する有害生物の能力を、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない有害生物に見られるレベル)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低減させるのに有効であり得る。
上記に加えて又はその代わり、PMP若しくはその組成物に除草剤が含まれる場合、本方法は更に、雑草の適応度を低減させるか又は雑草を枯れさせるために使用することもできる。こうした例では、本方法は、雑草の適応度を非処理雑草(例えば、PMP組成物を投与されていない雑草)と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて低減させるのに有効であり得る。例えば、本方法は、雑草を枯れさせる上で有効であり、これにより非処理雑草と比べて約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて雑草の個体群を減少させ得る。一部の例では、本方法は、雑草を実質的に排除する。本方法に従って処理することができる雑草の例については、本明細書に更に記載する。
一部の例では、有害生物適応度の低減は、PMP組成物を投与されていない有害生物と比較した、特定の環境因子に対する耐性(例えば、高温若しくは低温耐性)の低減、特定の生息場所で生き延びる能力の低減又は特定の食餌を持続する能力の低減など、他の適応上の不利点として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載される任意の複数の方法で有害生物適応度を低減させるのに有効であり得る。更に、PMP組成物は、任意の数の有害生物綱、目、科、属又は種(例えば、1つの有害生物種、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、200、250、500若しくはそれを超える有害生物種)における有害生物適応度を低減させることができる。一部の例では、PMP組成物は、単一の有害生物綱、目、科、属又は種に作用する。
有害生物適応度は、当技術分野における任意の標準方法を用いて判定され得る。一部の例では、有害生物適応度は、個々の有害生物を評価することにより判定され得る。代わりに、有害生物適応度は、有害生物個体群を評価することにより判定され得る。例えば、有害生物適応度の低減は、他の昆虫との競合の成功の低減として現れ、それが有害生物個体群サイズの減少につながり得る。
i.真菌
PMP組成物及び関連方法は、真菌の適応度を低減させる、例えば植物への真菌感染を予防又は処置する上で有用であり得る。PMP組成物を真菌と接触させることにより、PMP組成物を真菌に送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、PMP組成物を植物と接触させることにより、真菌感染のリスクがあるか、又は真菌感染を有する植物にPMP組成物を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、植物に、以下に挙げる真菌性病害を引き起こす真菌への送達に好適である:
例えば、以下のようなうどんこ病(powdery mildew)病原体に起因する病害:ブルメリア属(Blumeria)種、例えばブルメリア・グラミニス(Blumeria graminis);ポドスファエラ属(Podosphaera)種、例えばポドスファエラ・レウコトリカ(Podosphaera leucotricha);スファエロテカ属(Sphaerotheca)種、例えばスファエロテカ・フリギネア(Sphaerotheca fuliginea);ウンシヌラ属(Uncinula)種、例えばウンシヌラ・ネカトル(Uncinula necator);
例えば、以下のようなさび病(rust disease)病原体に起因する病害:ギムノスポランギウム属(Gymnosporangium)種、例えばギムノスポランギウム・サビナエ(Gymnosporangium sabinae);ヘミレイア属(Hemileia)種、例えばヘミレイア・バスタトリクス(Hemileia vastatrix);ファコプソラ属(Phakopsora)種、例えばファコプソラ・パキリジ(Phakopsora pachyrhizi)及びファコプソラ・メイボミアエ(Phakopsora meibomiae);プッシニア属(Puccinia)種、例えばプッシニア・レコンジタ(Puccinia recondita)、P.トリシチナ(P.triticina)、P.グラミニス(P.graminis)又はP.ストリフォルミス(P.striiformis)若しくはP.ホルデイ(P.hordei);ウロミセス属(Uromyces)種)、例えばウロミセス・アペンジクラツス(Uromyces appendiculatus);
例えば、以下のような卵菌類(Oomycetes)の群に属する病原体に起因する病害:アルブゴ属(Albugo)種、例えばアルグゴ・カンジダ(Algubo candida;ブレミア属(Bremia)種、例えばブレミア・ラクツカエ(Bremia lactucae);ペロノスポラ属(Peronospora)種、例えばペロノスポラ・ピシ(Peronospora pisi)、P.パラシチカ(P.parasitica)又はP.ブラシカエ(P.brassicae);フィトフトラ属(Phytophthora)種、例えばフィトフトラ・インフェスタンス(Phytophthora infestans);プラスモパラ属(Plasmopara)種、例えばプラスモパラ・ビチコラ(Plasmopara viticola);プセウドペロノスポラ属(Pseudoperonospora)種、例えばプセウドペロノスポラ・フムリ(Pseudoperonospora humuli)又はプセウドペロノスポラ・クベンシス(Pseudoperonospora cubensis);ピシウム属(Pythium)種、例えばピシウム・ウルチムム(Pythium ultimum);
例えば以下のものに起因する斑点病(leaf blotch disease)及び萎凋病(leaf wilt):アルテルナリア属(Alternaria)種、例えばアルテルナリア・ソラニ(Alternaria solani);セルコスポラ属(Cercospora)種、例えばセルコスポラ・ベチコラ(Cercospora beticola);クラジオスポルム属(Cladiosporum)種、例えばクラジオスポリウム・ククメリヌム(Cladiosporium cucumerinum);コクリオボルス属(Cochliobolus)種、例えばコクリオボルス・サチブス(Cochliobolus sativus)(分生子形態:ドレクスレラ属(Drechslera)、同義:ヘルミントスポリウム属(Helminthosporium))、コクリオボルス・ミヤベアヌス(Cochliobolus miyabeanus);コレトトリクム属(Colletotrichum)種、例えばコレトトリクム・リンデムタニウム(Colletotrichum lindemuthanium);シクロコニウム属(Cycloconium)種、例えばシクロコニウム・オレアギヌム(Cycloconium oleaginum);ジアポルテ属(Diaporthe)種、例えばジアポルテ・シトリ(Diaporthe citri);エルシノエ属(Elsinoe)種、例えばエルシノエ・ファウセッチイ(Elsinoe fawcettii);グロエオスポリウム属(Gloeosporium)種、例えばグロエオスポリウム・ラエチコロル(Gloeosporium laeticolor);グロメレラ属(Glomerella)種、例えばグロメレラ・シングラタ(Glomerella cingulata);グイグナルジア属(Guignardia)種、例えばグイグナルジア・ビドウェリ(Guignardia bidwelli);レプトスファエリア属(Leptosphaeria)種、例えばレプトスファエリア・マクランス(Leptosphaeria maculans)、レプトスファエリア・ノドルム(Leptosphaeria nodorum);マグナポルテ属(Magnaporthe)種、例えばマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea);ミクロドキウム属(Microdochium)種、例えばミクロドキウム・ニバレ(Microdochium nivale);ミコスファエレラ属(Mycosphaerella)種、例えばミコスファエレラ・グラミニコラ(Mycosphaerella graminicola)、M.アラキジコラ(M.arachidicola)及びM.フィフィエンシス(M.fifiensis);ファエオスファエリア属(Phaeosphaeria)種、例えばファエオスファエリア・ノドルム(Phaeosphaeria nodorum);ピレノホラ属(Pyrenophora)種、例えばピレノホラ・テレス(Pyrenophora teres)、ピレノホラ・トリチシ・レペンチス(Pyrenophora tritici repentis);ラムラリア属(Ramularia)種、例えばラルムラリア・コロ−シグニ(Ramularia collo−cygni)、ラルムラリア・アレオラ(Ramularia areola);リンコスポリウム属(Rhynchosporium)種、例えばリンコスポリウム・セカリス(Rhynchosporium secalis);セプトリア属(Septoria)種、例えばセプトリア・アピイ(Septoria apii)、セプトリア・リコペルシイ(Septoria lycopersii);チフラ属(Typhula)種、例えばチフラ・インカルナタ(Typhula incarnata);ベンツリア属(Venturia)種、例えばベンツリア・イナエクアリス(Venturia inaequalis);
例えば、以下のものに起因する、根及び茎の病害(root and stem diseases):コルチシウム属(Corticium)種、例えばコルチシウム・グラミネアルム(Corticium graminearum);フザリウム属(Fusarium)種、例えばフザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum);ガエウマンノミセス属(Gaeumannomyces)種、例えばガエウマンノミセス・グラミニス(Gaeumannomyces graminis);ガエウマンノミセス属(Gaeumannomyces)種、例えばガエウマンノミセス・グラミニス(Gaeumannomyces graminis);リゾクトニア属(Rhizoctonia)種、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani);
サロクラジウム病(Sarocladium disease)、例えばサロクラジウム・オリゼ(Sarocladium oryzae)に起因するもの;
スクレロチウム病(Sclerotium disease)、例えばスクレロチウム・オリゼ(Sclerotium oryzae)に起因するもの;
タペシア属(Tapesia)種、例えばタペシア・アクホルミス(Tapesia acuformis);チエラビオプシス属(Thielaviopsis)種、例えばチエラビオプシス・バシコラ(Thielaviopsis basicola);
例えば、以下のものに起因する穂(ear and panicle)(コーン穂軸を包含する)の病害:アルテルナリア属(Alternaria)種、例えばアルテルナリア属種(Alternaria spp.);アスペルギルス属(Aspergillus)種、例えばアスペルギルス・フラブス(Aspergillus flavus);クラドスポリウム属(Cladosporium)種、例えばクラドスポリウム・クラドスポリオイデス(Cladosporium cladosporioides);クラビセプス属(Claviceps)種、例えばクラビセプス・プルプレア(Claviceps purpurea);フザリウム属種、例えばフザリウム・クルモラム(Fusarium culmorum);ジベレラ属(Gibberella)種、例えばジベレラ・ゼアエ(Gibberella zeae);モノグラフェラ属(Monographella)種、例えばモノグラフェラ・ニバリス(Monographella nivalis);セプトリア属(Septoria)種、例えばセプトリア・ノドラム(Septoria nodorum);
例えば、以下の黒穂菌類(smut fungi)に起因する病害:スファセロテカ属(Sphacelotheca)種、例えばスファセロテカ・レイリアナ(Sphacelotheca reiliana);チレチア属種(Tilletia)種、例えばチレチア・カリエス(Tilletia caries)、T.コントロベルサ(T.controversa);ウロシスチス属(Urocystis)種、例えばウロシスチス・オクルタ(Urocystis occulta);ウスチラゴ属(Ustilago)種、例えばウスチラゴ・ヌダ(Ustilago nuda)、U.ヌダ・トリチシ(U.nuda tritici);
例えば、以下のものに起因する果実の腐敗:アスペルギルス属(Aspergillus)種、例えばアスペルギルス・フラブス(Aspergillus flavus);ボトリチス属(Botrytis)種、例えばボトリチス・シネレア(Botrytis cinerea);ペニシリウム属(Penicillium)種、例えばペニシリウム・エキスパンサム(Penicillium expansum)及びP.プルプロゲナム(P.purpurogenum);スクレロチニア属(Sclerotinia)種、例えばスクレロチニア・スクレロチオラム(Sclerotinia sclerotiorum);ベルチシリウム属(Verticilium)種、例えばベルチシリウム・アルボアトラム(Verticilium alboatrum);
例えば、以下のものに起因する種子及び土壌が媒介する腐食、カビ、萎凋、腐敗及び立枯れ性の病害(damping−off disease):アルテルナリア属(Alternaria)種、例えばアルテルナリア・ブラシシコラ(Alternaria brassicicola)に起因するもの;アファノミセス属(Aphanomyces)種、例えばアファノミセス・エウテイケス(Aphanomyces euteiches)に起因するもの;アスコキタ属(Ascochyta)種、例えばアスコキタ・レンチス(Ascochyta lentis)に起因するもの;アスペルギルス属(Aspergillus)種、例えばア、スペルギルス・フラブス(Aspergillus flavus)に起因するもの;クラドスポリウム属(Cladosporium)種、例えばクラドスポリウム・ヘルバラム(Cladosporium herbarum)に起因するもの;コクリオボルス属(Cochliobolus)種、例えばコクリオボルス・サチブス(Cochliobolus sativus);(分生子形態:ドレクスレラ属(Drechslera)、ビポラリス属(Bipolaris):ヘルミントスポリウム属(Helminthosporium)と同義)に起因するもの;コレトトリカム属(Colletotrichum)種、例えばコレトトリカム・コッコデス(Colletotrichum coccodes)に起因するもの;フザリウム属(Fusarium)種、例えばフザリウム・クルモラム(Fusarium culmorum)に起因するもの;ジベレラ属(Gibberella)種、例えばジベレラ・ゼアエ(Gibberella zeae)に起因するもの;マクロフォミナ属(Macrophomina)種、例えばマクロフォミナ・ファゼオリナ(Macrophomina phaseolina)に起因するもの;モノグラフェラ属(Monographella)種)、例えばモノグラフェラ・ニバリス(Monographella nivalis)に起因するもの;ペニシリウム属(Penicillium)種、例えばペニシリウム・エキスパンサム(Penicillium expansum)に起因するもの;フォーマ属(Phoma)種、例えばフォーマ・リンガム(Phoma lingam)に起因するもの;フォモプシス属(Phomopsis)種、例えばフォモプシス・ソジャエ(Phomopsis sojae)に起因するもの;フィトフトラ種(Phytophthora)種、例えばフィトフトラ・カクトラム(Phytophthora cactorum)に起因するもの;ピレノホラ属(Pyrenophora)種、例えばピレノフォラ・グラミネア(Pyrenophora graminea)に起因するもの;ピリクラリア属(Pyricularia)種、例えばピリクラリア・オリゼ(Pyricularia oryzae)に起因するもの;フィチウム属(Pythium)種、例えばフィチウム・ウルチマム(Pythium ultimum)に起因するもの;リゾクトニア属(Rhizoctonia)種、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani)に起因するもの;リゾプス属(Rhizopus)種、例えばリゾプス・オリゼ(Rhizopus oryzae)に起因するもの;スクレロチウム属(Sclerotium)種、例えばスクレロチウム・ロルフシイ(Sclerotium rolfsii)に起因するもの;セプトリア属(Septoria)種、例えばセプトリア・ノドラム(Septoria nodorum)に起因するもの;チフラ属(Typhula)種、例えばチフラ・インカルナタ(Typhula incarnata)に起因するもの;ベルチシリウム属(Verticillium)種、例えばベルチシリウム・ダーリアエ(Verticillium dahliae)に起因するもの;
例えば、以下のものに起因する癌腫病、虫こぶ及び天狗巣病(witches’broom):ネクトリア属(Nectria)種、例えばネクトリア・ガリゲナ(Nectria galligena)に起因するもの;
例えば、以下のものに起因する萎凋病(wilt disease):モニリニア属(Monilinia)種、例えばモニリニア・ラキサ(Monilinia laxa)に起因するもの;
例えば、以下のものに起因する葉ぶくれ病(leaf blister disease)又は葉巻病(leaf curl disease):エクソバシジウム属(Exobasidium)種、例えばエクソバシジウム・ベキサンス(Exobasidium vexans)に起因するもの;
タフリナ属(Taphrina)種、例えばタフリナ・デフォルマンス(Taphrina deformans);
例えば、以下のものに起因する木本植物の変性病害:例えば、ファエモニエラ・クラミドスポラ(Phaemoniella clamydospora)、ファエオアクレモニウム・アレオフィラム(Phaeoacremonium aleophilum)及びフォミチポリア・メジテラネア(Fomitiporia mediterranea)に起因するエスカ病(Esca disease);例えば、ユータイパ・ラタ(Eutypa lata)に起因するユータイパ・ダイバック(Eutypa dyeback);例えば、ガノデルマ・ボニネンセ(Ganoderma boninense)に起因するガノデルマ病(Ganoderma disease);例えば、リギドポルス・リグノサス(Rigidoporus lignosus)に起因するリギドポルス病(Rigidoporus disease);
例えば、ボトリチス属種(Botrytis)種、例えばボトリチス・シネレア(Botrytis cinerea)に起因する花及び種子の病害;
例えば、以下のものに起因する植物塊茎の病害:例えば、リゾクトニア属(Rhizoctonia)種、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani);ヘルミントスポリウム属(Helminthosporium species)種、例えばヘルミントスポリウム・ソラニ(Helminthosporium solani);
例えば、プラスモディオフォラ属(Plasmodiophora)種、例えばプラスモディオフォラ・ブラシカエ(Plamodiophora brassicae)に起因する根こぶ;
例えば、以下の細菌性病原体に起因する病害:キサントモナス属(Xanthomonas)種、例えばキサントモナス・カムペストリス pv.オリゼ(Xanthomonas campestris pv.oryzae);シュードモナス属(Pseudomonas)種、例えばシュードモナス・シリンガエ pv.ラクリマンス(Pseudomonas syringae pv.lachrymans);エルウィニア属(Erwinia)種、例えばエルウィニア・アミロボラ(Erwinia amylovora)。
例えば、以下のものなどに起因する、葉、茎、鞘及び種子に対する真菌性病害である:アルテルナリア斑点病(Alternaria leaf spot)(アルテルナリア属種アトランス・テニュイッシマ(Alternaria spec.atrans tenuissima))、炭疽病(コレトトリクム・グロエオスポロイデス・デマティウム var.トランケイタム(Colletotrichum gloeosporoides dematium var.truncatum))、褐紋病(brown spot)(セプトリア・グリシネス(Septoria glycines)、紫斑病(cercospora leaf spot and blight)(セクロスポラ・キクチイ(Cercospora kikuchii))、コアネホラ葉枯病(choanephora leaf blight)(コアネフォラ・インファンディブリフェラ・トリスポラ((Choanephora infundibulifera trispora(同義)))、ダクチュリオフォラ斑点病(dactuliophora leaf spot)(ダクチュリオフォラ・グリシネス((Dactuliophora glycines))、べと病(downy mildew)(ペロノスポラ・マンシュリカ(Peronospora manshurica))、ドレクスレラ胴枯病(drechslera blight)(ドレクスレラ・グリシニ(Drechslera glycini))、斑点病(frogeye leaf spot)(セルコスポラ・ソジナ(Cercospora sojina))、そばかす病(leptosphaerulina leaf spot)(レプトスファエルリナ・トリフォリイ(Leptosphaerulina trifolii))、灰星病(phyllostica leaf spot)(フィロスティカ・ソジャエコラ(Phyllosticta sojaecola))、さや及び茎焼枯病、うどんこ病(powdery mildew)(ミクロスファエラ・ディフューザ(Microsphaera diffusa))、ピレノカエタ斑点病(pyrenochaeta leaf spot)(ピレノカエタ・グリシネス(Pyrenochaeta glycines))、リゾクトニア・エリアル(rhizoctonia aerial)、葉腐病(foliage)及びくもの巣焼枯れ病(web blight)(リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani))、さび病(ファコプソラ・パチライジ(Phakopsora pachyrhizi)、ファコプソラ・メイボミアエ(Phakopsora meibomiae))、黒とう病(scab)((スファセロマ・グリシネス(Sphaceloma glycines))、ステムフィリウム葉枯病(stemphylium leaf blight)((ステムフィリウム・ボトリオサム(Stemphylium botryosum))、紫斑点病(コリネスポラ・カッシイコラ((Corynespora cassiicola))。
例えば、以下のものに起因する、根及び茎基部に対する真菌性病害:黒根腐病(black root rot)(カロネクトリア・クロタラリアエ(Calonectria crotalariae))、炭腐病(マクロフォミナ・ファゼオリナ(Macrophomina phaseolina))、フザリウム焼枯病又は萎凋病、根腐並びにさや及び頸領腐れ(フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、フザリウム・オルトセラス(Fusarium orthoceras)、フザリウム・セミテクタム(Fusarium semitectum)、フザリウム・エクイセチ(Fusarium equiseti)、マイコレプトディスカス根腐(マイコレプトディスカス・テレストリス(Mycoleptodiscus terrestris))、ネオコスモスポラ(neocosmospora)(ネオコスモスポラ・バスインフェクタ(Neocosmospora vasinfecta))、さや及び茎焼枯病(ディアポルセ・ファセオロラム(Diaporthe phaseolorum))、茎胴枯れ(ディアポルセ・ファセオロラムvar.カウリボラ(Diaporthe phaseolorum var.caulivora))、フィトフソラ(phytophthora)腐れ(フィトフソラ・メガスペルマ(Phytophthora megasperma))、褐色茎腐れ(フィアロフォラ・グレガータ(Phialophora gregata))、ピチウム(pythium)腐れ(ピチウム・アファニデルマタム(Pythium aphanidermatum)、ピチウム・イレギュラーレ(Pythium irregulare)、ピチウム・デバリアナム(Pythium debaryanum)、ピチウム・ミリオチラム(Pythium myriotylum)、ピチウム・ウルティマム(Pythium ultimum))、リゾクトニア根腐れ、茎腐敗及び立枯病(リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctonia solani))、スクレロチニア(sclerotinia)茎腐敗(スクレロチニア・スクレロチオラム(Sclerotinia sclerotiorum))、スクレロチニア(sclerotinia)白絹病(スクレロチニア・ロルフシイ(Sclerotinia rolfsii))、チエラビオプシス(thielaviopsis)根腐れ(チエラビオプシス・バシコラ(Thielaviopsis basicola))。
特定の例では、真菌は、スクレロチニア属種(Sclerotinia spp)である。特定の例では、真菌は、ボトリチス属種(Botrytis spp)である。特定の例では、真菌は、アスペルギルス属種(Aspergillu spp)である。特定の例では、真菌は、フザリウム属種(Fusarium spp)である。特定の例では、真菌は、アオカビ属種(Penicillium spp)である。
本発明の組成物は、様々な真菌防除用途において有用である。前述した組成物を使用して、収穫前の真菌性植物病原体又は収穫後の真菌病原体を防除することができる。一実施形態では、前述した組成物のいずれかを用いて、植物、植物周辺区域又は食用の栽培キノコ、キノコ菌糸又はキノコ堆肥に組成物を適用することにより、フザリウム属(Fusarium)種、ボトリチス属(Botrytis)種、バーティシリウム属(Verticillium)種、リゾクトニア属(Rhizoctonia)種、トリコデルマ属(Trichoderma)種又はピチウム属(Pythium)種などの標的病原体を防除する。別の実施形態では、本発明の組成物を用いて、アオカビ属(Penicillium)種、ゲオトリクム属(Geotrichum)種、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)又はコレトトリクム属((Colletotrichum)種などの収穫後病原体を防除する。
表6は、本明細書に記載されるPMP組成物及び関連方法を用いて処置又は予防することができる真菌、それに関連する植物病害の更なる例を記載する。
Figure 2021533794
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ii.細菌
例えば、植物における細菌感染を予防又は処置するために、PMP組成物及び関連方法は、細菌の適応度を低減させる上で有用であり得る。PMP組成物を細菌と接触させることにより、PMP組成物を細菌に送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、PMP組成物を植物と接触させることにより、細菌感染のリスクがあるか、又は細菌感染を有する植物にバイオ農薬を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、以下に更に記載する任意の細菌を含め、細菌又はそれに感染した植物への送達に適している。例えば、細菌は、アクチバクテリア(Actinobacteria)又はプロテバクテリア(Proteobacteria)に属するもの、例えばブルクホルデリア科(Burkholderiaceae)、キサントモナス科(Xanthomonadaceae)、シュードモナス科(Pseudomonadaceae)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、ミクロバクテリウム科(Microbacteriaceae)及びリゾビウム科(Rhizobiaceae)に属する細菌であり得る。
一部の例では、細菌は、アシドボラキス・アベナエ subsp.(Acidovorax avenae subsp.)であり、以下を含む:例えば、アシドボラキス・アベナエ subsp.アベナエ(Acidovorax avenae subsp.avenae)(=シュードモナス・アベナエ subsp.アベナエ(Pseudomonas avenae subsp.avenae)、アシドボラキス・アベナエ subsp.カトレイアエ(Acidovorax avenae subsp.cattleyae)(=シュードモナス・カトレイアエ(Pseudomonas cattleyae))又はアシドボラキス・アベナエ subsp.シトルリ(Acidovorax avenae subsp.citrulli)(=シュードモナス・シュードアルカリゲネス subsp.シトルリ(Pseudomonas pseudoalcaligenes subsp.citrulli)、シュードモナス・アベナエ subsp.シトルリ(Pseudomonas avenae subsp.Citrulli)。
一部の例では、細菌は、ブルクホルデリア属種(Burkholderia spec.)であり、以下を含む:例えば、ブルクホルデリア・アンドロポゴニス(Burkholderia andropogonis)(=シュードモナス・アンドロポゴニス(Pseudomonas andropogonis)、シュードモナス・ウッドシイ(Pseudomonas woodsii))、ブルクホルデリア・カリオフィリ(Burkholderia caryophylli)(=シュードモナス・カリオフィリ(Pseudomonas caryophylli))、ブルクホルデリア・セパシア(Burkholderia cepacia)(=シュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia))、ブルクホルデリア・グラジオリ(Burkholderia gladioli)(=シュードモナス・グラジオリ(Pseudomonas gladioli))、ブルクホルデリア・グラジオリ pv.アガリシコラ(Burkholderia gladioli pv.agaricicola)(=シュードモナス・グラジオリ pv.アガリシコラ(Pseudomonas gladioli pv.agaricicola))、ブルクホルデリア・グラジオリ pv.アリイコラ(Burkholderia gladioli pv.alliicola)(=シュードモナス・グラジオリ pv.アリイコラ(Pseudomonas gladioli pv.alliicola)、ブルクホルデリア・グラジオリ pv.グラジオリ(Burkholderia gladioli pv.gladioli)(即ちシュードモナス・グラジオリ(Pseudomonas gladioli)、シュードモナス・グラジオリ pv.グラジオリ(Pseudomonas gladioli pv.gladioli))、ブルクホルデリア・グルマエ(Burkholderia glumae)(即ちシュードモナス・グルマエ(Pseudomonas glumae))、ブルクホルデリア・プランタリイ(Burkholderia plantarii)(即ちシュードモナス・プランタリイ(Pseudomonas plantarii))、ブルクホルデリア・ソラナセアルム(Burkholderia solanacearum)(即ちラルストニア・ソラナセアルム(Ralstonia solanacearum)又はラルストニア属種(Ralstonia spp.)。
一部の例では、細菌は、カンジダツス・リベリバクテル属種(Candidatus Liberibacter spec.)をはじめとするリベリバクテル属種(Liberibacter spp.)であり、これは以下を含む:例えば、カンジダツス・リベリバクテル・アシアチクス(Candidatus Liberibacter asiaticus)、リベリバクテル・アフリカヌス(Laf)(Liberibacter africanus(Laf))、リベリバクテル・アメリカヌス(Lam)(Liberibacter americanus(Lam))、リベリバクテル・アシアチクス(Las)(Liberibacter asiaticus(Las))、リベリバクテル・エウロパエウス(Leu)(Liberibacter europaeus(Leu))、リベリバクテル・プシラウロウス(Liberibacter psyllaurous)又はリベリバクテル・ソラナセアルム(Lso)(Liberibacter solanacearum(Lso))。
一部の例では、細菌は、コリネバクテリウム属種(Corynebacterium spp)であり、これは以下を含む:例えば、コリネバクテリウム・ファシアンス(Corynebacterium fascians)、コリネバクテリウム・フラクムファシエンス pv.フラクムファシエンス(Corynebacterium flaccumfaciens pv.flaccumfaciens)、コリネバクテリウム・ミチガネンシス(Corynebacterium michiganensis)、コリネバクテリウム・ミチガネンシス pv.トリシチ(Corynebacterium michiganense pv.tritici)、コリネバクテリウム・ミチガネンシス pv.ネブラスケンセ(Corynebacterium michiganense pv.nebraskense)又はコリネバクテリウム・セペドニクム(Corynebacterium sepedonicum)。
一部の例では、細菌は、エルウィニア属種(Erwinia spp.)であり、これは以下のものを包含する:例えば、エルウィニア・アミロボラ(Erwinia amylovora)、エルウィニア・アナナス(Erwinia ananas)、エルウィニア・カロトボラ(Erwinia carotovora)(即ちペクトバクテリウム・カロトボルム(Pectobacterium carotovorum))、エルウィニア・カロトボラ subsp.アトロセプチカ(Erwinia carotovora subsp.atroseptica)、エルウィニア・カロトボラ subsp.カロトボラ(Erwinia carotovora subsp.carotovora)、エルウィニア・クリサンテミ(Erwinia chrysanthemi)、エルウィニア・クリサンテミ pv.ゼアエ(Erwinia chrysanthemi pv.zeae)、エルウィニア・ジソルベンス(Erwinia dissolvens)、エルウィニア・ヘルビコラ(Erwinia herbicola)、エルウィニア・ラポンチク(Erwinia rhapontic)、エルウィニア・ステワルチイイ(Erwinia stewartiii)、エルウィニア・トラケイフィラ(Erwinia tracheiphila)又はエルウィニア・ウレドボラ(Erwinia uredovora)。
一部の例では、細菌は、シュードモナス・シリンガエ subsp.(Pseudomonas syringae subsp.)であり、これは以下を含む:例えば、シュードモナス・シリンガエ pv.アクチニジアエ(Psa)(Pseudomonas syringae pv.actinidiae(Psa))、シュードモナス・シリンガエ pv.アトロファシエンス(Pseudomonas syringae pv.atrofaciens)、シュードモナス・シリンガエ pv.コロナファシエンス(Pseudomonas syringae pv.coronafaciens)、シュードモナス・シリンガエ pv.グリシネア(Pseudomonas syringae pv.glycinea)、シュードモナス・シリンガエ pv.ラクリマンス(Pseudomonas syringae pv.lachrymans)、シュードモナス・シリンガエ pv.マクリコラ(Pseudomonas syringae pv.maculicola)、シュードモナス・シリンガエ pv.パプランス(Pseudomonas syringae pv.papulans)、シュードモナス・シリンガエ pv.ストリアファシエンス(Pseudomonas syringae pv.striafaciens)、シュードモナス・シリンガエ pv.シリンガエ(Pseudomonas syringae pv.syringae)、シュードモナス・シリンガエ pv.トマト(Pseudomonas syringae pv.tomato)又はシュードモナス・シリンガエ pv.タバシ(Pseudomonas syringae pv.tabaci)。
一部の例では、細菌は、ストレプトミセス属種(Streptomyces spp.)であり、これは以下を含む:例えば、ストレプトミセス・アシジスカビエス(Streptomyces acidiscabies)、ストレプトミセス・アルビドフラブス(Streptomyces albidoflavus)、ストレプトミセス・カンジズス(Streptomyces candidus)(即ちアクチノミセス・カンジズス(Actinomyces candidus))、ストレプトミセス・カビスカビエス(Streptomyces caviscabies)、ストレプトミセス・コリヌス(Streptomyces collinus)、ストレプトミセス・エウロパエイスカビエイ(Streptomyces europaeiscabiei)、ストレプトミセス・インテルメジウス(Streptomyces intermedius)、ストレプトミセス・イポモエアエ(Streptomyces ipomoeae)、ストレプトミセス・ルリジスカビエイ(Streptomyces luridiscabiei)、ストレプトミセス・ニベイスカビエイ(Streptomyces niveiscabiei)、ストレプトミセス・プニシスカビエイ(Streptomyces puniciscabiei)、ストレプトミセス・レツクリスカビエイ(Streptomyces retuculiscabiei)、ストレプトミセス・スカビエイ(Streptomyces scabiei)、ストレプトミセス・スカビエス(Streptomyces scabies)、ストレプトミセス・セトニイ(Streptomyces setonii)、ストレプトミセス・ステリイスカビエイ(Streptomyces steliiscabiei)、ストレプトミセス・ツルギジスカビエス(Streptomyces turgidiscabies)又はストレプトミセス・ウェドモレンシス(Streptomyces wedmorensis)。
一部の例では、細菌は、キサントモナス・アキソノポジス subsp.(Xanthomonas axonopodis subsp.)であり、これは以下を含む:例えば、キサントモナス・アキソノポジス pv.アルファルファエ(Xanthomonas axonopodis pv.alfalfae)(=キサントモナス・アルファルファエ(Xanthomonas alfalfae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.アウランチホリイ(Xanthomonas axonopodis pv.aurantifolii)(=キサントモナス・フスカンス subsp.アウランチホリイ(Xanthomonas fuscans subsp.aurantifolii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.アリイ(Xanthomonas axonopodis pv.allii)(=キサントモナス・カムペストリスpv.アリイ(Xanthomonas campestris pv.allii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.アキソノポジス(Xanthomonas axonopodis pv.axonopodis)、キサントモナス・アキソノポジス pv.バウヒニアエ(Xanthomonas axonopodis pv.bauhiniae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.バウヒニアエ(Xanthomonas campestris pv.bauhiniae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ベゴニアエ(Xanthomonas axonopodis pv.begoniae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ベゴニアエ(Xanthomonas campestris pv.begoniae)、キサントモナス・アキソノポジス pv.ベトリコラ(Xanthomonas axonopodis pv.betlicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ベトリコラ(Xanthomonas campestris pv.betlicola))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ビオフィチ(Xanthomonas axonopodis pv.biophyti)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ビオフィチ(Xanthomonas campestris pv.biophyti))、キサントモナス・アキソノポジス pv.カジャニ(Xanthomonas axonopodis pv.cajani)(=キサントモナス・カムペストリス pv.カジャニ(Xanthomonas campestris pv.cajani))、キサントモナス・アキソノポジス pv.カサバエ(Xanthomonas axonopodis pv.cassavae)(=キサントモナス・カサバエ(Xanthomonas cassavae))、キサントモナス・カムペストリス pv.カサバエ(Xanthomonas campestris pv.cassavae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.カシアエ(Xanthomonas axonopodis pv.cassiae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.カシアエ(Xanthomonas campestris pv.cassiae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.シトリ(Xanthomonas axonopodis pv.citri)(=キサントモナス・シトリ(Xanthomonas citri))、キサントモナス・アキソノポジス pv.シトルメロ(Xanthomonas axonopodis pv.citrumelo)(=キサントモナス・アルファルファエ subsp.シトルメロニス(Xanthomonas alfalfae subsp.citrumelonis))、キサントモナス・アキソノポジス pv.クリトリアエ(Xanthomonas axonopodis pv.clitoriae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.クリトリアエ(Xanthomonas campestris pv.clitoriae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.コラカナエ(Xanthomonas axonopodis pv.coracanae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.コラカナエ(Xanthomonas campestris pv.coracanae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.シアモプシジス(Xanthomonas axonopodis pv.cyamopsidis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.(Xanthomonas campestris pv.シアモプシジス))、キサントモナス・アキソノポジス pv.デスモジイ(Xanthomonas axonopodis pv.desmodii)(=キサントモナス・カムペストリス pv.デスモジイ(Xanthomonas campestris pv.desmodii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.デスモジイガンゲチシ(Xanthomonas axonopodis pv.desmodiigangetici)(=キサントモナス・カムペストリス pv.デスモジイガンゲチシ(Xanthomonas campestris pv.desmodiigangetici)、キサントモナス・アキソノポジス pv.デスモジイラキシフロリ(Xanthomonas axonopodis pv.desmodiilaxiflori)(=キサントモナス・カムペストリス pv.デスモジイラキシフロリ(Xanthomonas campestris pv.desmodiilaxiflori))、キサントモナス・アキソノポジス pv.デスモジイロツンジホリイ(Xanthomonas axonopodis pv.desmodiirotundifolii)(=キサントモナス・カムペストリス pv.デスモジイロツンジホリイ(Xanthomonas campestris pv.desmodiirotundifolii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ジエフェンバキアエ(Xanthomonas axonopodis pv.dieffenbachiae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ジエフェンバキアエ(Xanthomonas campestris pv.dieffenbachiae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.エリトリナエ(Xanthomonas axonopodis pv.erythrinae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.エリトリナエ(Xanthomonas campestris pv.erythrinae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ファシクラリス(Xanthomonas axonopodis pv.fascicularis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ファシクラリス(Xanthomonas campestris pv.fasciculari))、キサントモナス・アキソノポジス pv.グリシネス(Xanthomonas axonopodis pv.glycines)(=キサントモナス・カムペストリス pv.グリシネス(Xanthomonas campestris pv.glycines))、キサントモナス・アキソノポジス pv.クハヤエ(Xanthomonas axonopodis pv.khayae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.クハヤエ(Xanthomonas campestris pv.khayae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.レスペデザエ(Xanthomonas axonopodis pv.lespedezae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.レスペデザエ(Xanthomonas campestris pv.lespedezae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.マクリホリイガルデニアエ(Xanthomonas axonopodis pv.maculifoliigardeniae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.マクリホリイガルデニアエ(Xanthomonas campestris pv.maculifoliigardeniae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.マルバセアルム(Xanthomonas axonopodis pv.malvacearum)(=キサントモナス・シトリ subsp.マルバセアルム(Xanthomonas citri subsp.malvacearum))、キサントモナス・アキソノポジス pv.マニホチス(Xanthomonas axonopodis pv.manihotis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.マニホチス(Xanthomonas campestris pv.manihotis))、キサントモナス・アキソノポジス pv.マルチニイコラ(Xanthomonas axonopodis pv.martyniicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv.マルチニイコラ(Xanthomonas campestris pv.martyniicola))、キサントモナス・アキソノポジス pv.メルフシイ(Xanthomonas axonopodis pv.melhusii)(=キサントモナス・カムペストリス pv.メルフシイ(Xanthomonas campestris pv.melhusii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ナカタエコルコリ(Xanthomonas axonopodis pv.nakataecorchori)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ナカタエコルコリ(Xanthomonas campestris pv.nakataecorchori))、キサントモナス・アキソノポジス pv.パシフロラエ(Xanthomonas axonopodis pv.passiflorae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.パシフロラエ(Xanthomonas campestris pv.passiflorae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.パテリイ(Xanthomonas axonopodis pv.patelii)(=キサントモナス・カムペストリス pv.パテリイ(Xanthomonas campestris pv.patelii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ペダリイ(Xanthomonas axonopodis pv.pedalii)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ペダリイ(Xanthomonas campestris pv.pedalii))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ファセオリ(Xanthomonas axonopodis pv.phaseoli)(=キサントモナス・
カムペストリス pv.ファセオリ(Xanthomonas campestris pv.phaseoli)、キサントモナス・ファセオリ(Xanthomonas phaseoli))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ファセオリ var.フスカンス(Xanthomonas axonopodis pv.phaseoli var.fuscans)(=キサントモナス・フスカンス(Xanthomonas fuscans))、キサントモナス・アキソノポジス pv.フィランチ(Xanthomonas axonopodis pv.phyllanthi)(=キサントモナス・カムペストリス pv.フィランチ(Xanthomonas campestris pv.phyllanthi))、キサントモナス・アキソノポジス pv.フィサリジコラ(Xanthomonas axonopodis pv.physalidicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv.フィサリジコラ(Xanthomonas campestris pv.physalidicola))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ポインセチイコラ(Xanthomonas axonopodis pv.poinsettiicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ポインセチイコラ(Xanthomonas campestris pv.poinsettiicola))、キサントモナス・アキソノポジス pv.プニカエ(Xanthomonas axonopodis pv.punicae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.プニカエ(Xanthomonas campestris pv.punicae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.リンコシアエ(Xanthomonas axonopodis pv.rhynchosiae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.リンコシアエ(Xanthomonas campestris pv.rhynchosiae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.リシニ(Xanthomonas axonopodis pv.ricini)(=キサントモナス・カムペストリス pv.リシニ(Xanthomonas campestris pv.ricini))、キサントモナス・アキソノポジス pv.セスバニアエ(Xanthomonas axonopodis pv.sesbaniae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.セスバニアエ(Xanthomonas campestris pv.sesbaniae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.タマリンジ(Xanthomonas axonopodis pv.tamarindi)(=キサントモナス・カムペストリス pv.タマリンジ(Xanthomonas campestris pv.tamarindi))、キサントモナス・アキソノポジス pv.バスクロルム(Xanthomonas axonopodis pv.vasculorum)(=キサントモナス・カムペストリス pv.バスクロルム(Xanthomonas campestris pv.vasculorum))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ベシカトリア(Xanthomonas axonopodis pv.vesicatoria)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ベシカトリア(Xanthomonas campestris pv.vesicatoria)、キサントモナス・ベシカトリア(Xanthomonas vesicatoria))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ビグナエラジアタエ(Xanthomonas axonopodis pv.vignaeradiatae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ビグナエラジアタエ(Xanthomonas campestris pv.vignaeradiatae))、キサントモナス・アキソノポジス pv.ビグニコラ(Xanthomonas axonopodis pv.vignicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ビグニコラ(Xanthomonas campestris pv.vignicola))又はキサントモナス・アキソノポジス pv.ビチアンス(Xanthomonas axonopodis pv.vitians)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ビチアンス(Xanthomonas campestris pv.vitians))。
一部の例では、細菌は、キサントモナス・カムペストリス pv.ムサセアルム(Xanthomonas campestris pv.musacearum)、キサントモナス・カムペストリス pv.プルニ(Xanthomonas campestris pv.pruni)(=キサントモナス・アルボリコラ pv.プルニ(Xanthomonas arboricola pv.pruni))又はキサントモナス・フラガリアエ(Xanthomonas fragariae)である。
一部の例では、細菌は、キサントモナス・トランスルセンスsubsp.(Xanthomonas translucens subsp.)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ホルデイ(Xanthomonas campestris pv.hordei))であり、これは以下を含む:例えば、キサントモナス・トランスルセンス pv.アレナテリ(Xanthomonas translucens pv.arrhenatheri)(=キサントモナス・カムペストリス pv.アレナテリ(Xanthomonas campestris pv.arrhenatheri)、キサントモナス・トランスルセンス pv.セレアリス(Xanthomonas translucens pv.cerealis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.セレアリス(Xanthomonas campestris pv.cerealis))、キサントモナス・トランスルセンス pvグラミニス(Xanthomonas translucens pv.graminis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.グラミニス(Xanthomonas campestris pv.graminis))、キサントモナス・トランスルセンス pv.フレイ(Xanthomonas translucens pv.phlei)(=キサントモナス・カムペストリス pv.フレイ(Xanthomonas campestris pv.phlei))、キサントモナス・トランスルセンス pv.フレイプラテンシス(Xanthomonas translucens pv.phleipratensis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.フレイプラテンシス(Xanthomonas campestris pv.phleipratensis))、キサントモナス・トランスルセンス pv.ポアエ(Xanthomonas translucens pv.poae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.ポアエ(Xanthomonas campestris pv.poae))、キサントモナス・トランスルセンス pv.セカリス(Xanthomonas translucens pv.secalis)(=キサントモナス・カムペストリス pv.セカリス(Xanthomonas campestris pv.secalis))、キサントモナス・トランスルセンス pv.トランスルセンス(Xanthomonas translucens pv.translucens(=キサントモナス・カムペストリス pv.トランスルセンス(Xanthomonas campestris pv.translucens))又はキサントモナス・トランスルセンス pv.ウンズロサ(Xanthomonas translucens pv.undulosa)(=キサントモナス・カムペストリス pv ウンズロサ(Xanthomonas campestris pv.undulosa))。
一部の例では、細菌は、キサントモナス・オリザエsupsp.(Xanthomonas oryzae subsp.)、キサントモナス・オリザエ pv.オリザエ(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)(=キサントモナス・カムペストリス pv.オリザエ(Xanthomonas campestris pv.oryzae))又はキサントモナス・オリザエ pv.オリジコラ(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)(=キサントモナス・カムペストリス pv オリジコラ(Xanthomonas campestris pv.oryzicola))である。
一部の例では、細菌は、キサントモナス科(Xanthomonadaceae)のキシレラ・ファスチジオサ(Xylella fastidiosa)である。
表7は、本明細書に記載のPMP組成物及び関連方法を用いて処置又は予防することができる細菌及びそれに関連する病害を示す。
Figure 2021533794
iii.昆虫
PMP組成物及び関連方法は、植物における昆虫寄生を予防又は処置するために、昆虫の適応度を低減させる上で有用であり得る。用語「昆虫」には、任意の発育段階にある、即ち幼虫及び成虫の、節足動物門(Arthropoda)及び昆虫綱(Insecta)又は蛛形綱(Arachnida)に属するあらゆる生物が含まれる。PMP組成物と昆虫を接触させることにより、PMP組成物を昆虫に送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、植物を、PMP組成物と接触させることにより、昆虫寄生のリスクがあるか又は昆虫寄生を有する植物にバイオ農薬を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、昆虫による寄生の予防又はそれに寄生された植物の処置に好適であり、昆虫は、以下の目に属する:ダニ目(Acari)、クモ目(Araneae)、シラミ亜目(Anoplura)、コウチュウ目(Coleoptera)、トビムシ目(Collembola)、ハサミムシ目(Dermaptera)、網翅目(Dictyoptera)、コムシ目(Diplura)、ハエ目(Diptera)(例えば、オウトウショウジョウバエ(spotted wing drosophila))、シロアリモドキ目(Embioptera)、カゲロウ目(Ephemeroptera)、ガロアムシ目(Grylloblatodea)、カメムシ目(Hemiptera)(例えば、アブラムシ、オンシツコナジラミ(greenhouse whitefly))、ヨコバイ亜目(Homoptera)、ハチ目(Hymenoptera)、シロアリ目(Isoptera)、鱗翅目(Lepidoptera)、ハジラミ目(Mallophaga)、シリアゲムシ目(Mecoptera)、アミメカゲロウ目(Neuroptera)、トンボ亜目(Odonata)、バッタ目(Orthoptera)、ナナフシ目(Phasmida)、カワゲラ目(Plecoptera)、カマアシムシ目(Protura)、チャタテムシ目(Psocoptera)、ノミ目(Siphonaptera)、シラミ目(Siphunculata、シミ目(Thysanura)、ネジレバネ目(Strepsiptera)、アザミウマ目(Thysanoptera)、トビケラ目(Trichoptera)又はジュズヒゲムシ目(Zoraptera)。
一部の例では、昆虫は、クモ綱(Arachnida)、例えばアカルス属(Acarus spp.)、アケリア・シェルドニ(Aceria sheldoni)、アクロプス属(Aculops spp.)、アクルス属(Aculus spp.)、アンブリオンマ属(Amblyomma spp.)、アムフィテトラニクス・ビエネンシス(Amphitetranychus viennensis)、アルガス属(Argas spp.)、ボオフィルス属(Boophilus spp.)、ブレビパルプス属(Brevipalpus spp.)、ブリオビア・グラミヌム(Bryobia graminum)、ブリオビア・プラエチオサ(Bryobia praetiosa)、セントルロイデス属(Centruroides spp.)、コリオプテス属(Chorioptes spp.)、デルマニスス・ガリナエ(Dermanyssus gallinae)、デルマトファゴイデス・プテロニシヌス(Dermatophagoides pteronyssinus)、デルマトファゴイデス・ファリナエ(Dermatophagoides farinae)、デルマセントル属(Dermacentor spp.)、エオテトラニクス属(Eotetranychus spp.)、エピトリメルス・ピリ(Epitrimerus pyri)、エウテトラニクス属(Eutetranychus spp.)、エリオフィエス属(Eriophyes spp.)、グリシファグス・ドメスチクス(Glycyphagus domesticus)、ハロチデウス・デストルクトル(Halotydeus destructor)、ヘミタロソネムス属(Hemitarsonemus spp.)、ヒアロンマ属(Hyalomma spp.)、イキソデス属(Ixodes spp.)、ラトロデクツス属(Latrodectus spp.)、ロキソスケレス属(Loxosceles spp.)、メタテトラニクス属(Metatetranychus spp.)、ネウトロムビクラ・アウツムナリス(Neutrombicula autumnalis)、ヌフェルサ属(Nuphersa spp.)、オリゴニクス属(Oligonychus spp.)、オルニトドルス属(Ornithodorus spp.)、オルニトニスス属(Ornithonyssus spp.)、パノニクス属(Panonychus spp.)、フィロコプトルタ・オレイボラ(Phyllocoptruta oleivora)、ポリファゴタルソネムス・ラツス(Polyphagotarsonemus latus)、ソロプテス属(Psoroptes spp.)、リピセファルス属(Rhipicephalus spp.)、リゾグリフス属(Rhizoglyphus spp.)、サルコプテス属(Sarcoptes spp.)、スコルピオ・マウルス(Scorpio maurus)、ステネオタルソネムス属(Steneotarsonemus spp.)、ステネオタルソネムス・スピンキ(Steneotarsonemus spinki)、タルソネムス属(Tarsonemus spp.)、テトラニクス属(Tetranychus spp.)、トロムビクラ・アルフレズゲシ(Trombicula alfreddugesi)、バエジョビス属(Vaejovis spp.)又はバサテス・リコペルシシ(Vasates lycopersici)由来である。
一部の例では、昆虫は、ムカデ綱(Chilopoda)、例えばゲオフィルス属(Geophilus spp.)又はスクチゲラ属(Scutigera spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、トビムシ目(Collembola)、例えばオニキウルス・アルマツス(Onychiurus armatus)由来である。
一部の例では、昆虫は、ヤスデ綱(Diplopoda)に属するもの、例えばブラニウルス・グッツラツス(Blaniulus guttulatus);昆虫(Insecta)綱に属するもの、例えばゴキブリ目(Blattodea)に属するもの、例えばブラッテラ・アサヒナイ(Blattella asahinai)、ブラッテラ・ゲルマニカ(Blattella germanica)、ブラッタ・オリエンタリス(Blatta orientalis)、レウコファエア・マデラエ(Leucophaea maderae)、パンクロラ属(Panchlora spp.)、パルコブラッタ属(Parcoblatta spp.)、ペリプラネタ属(Periplaneta spp.)又はスペラ・ロンギパルパ(Supella longipalpa)である。
一部の例では、昆虫は、コウチュウ目(Coleoptera)、例えばアカリンマ・ビタツム(Acalymma vittatum)、アカントセリデス・オブテクツス(Acanthoscelides obtectus)、アドレツス属(Adoretus spp.)、アゲラスチカ・アルニ(Agelastica alni)、アグリオテス属(Agriotes spp.)、アルフィトビウス・ジアペリヌス(Alphitobius diaperinus)、アムフィマロン・ソルスチチアリス(Amphimallon solstitialis)、アノビウム・プンクタツム(Anobium punctatum)、アノプロホラ属(Anoplophora spp.)、アントノムス属(Anthonomus spp.)、アントレヌス属(Anthrenus spp.)、アピオン属(Apion spp.)、アポゴニア属(Apogonia spp.)、アトマリア属(Atomaria spp.)、アタゲヌス属(Attagenus spp.)、ブルキジウス・オブテクツス(Bruchidius obtectus)、ブルクス属(Bruchus spp.)、カッシダ属(Cassida spp.)、セロトマ・トリフルカタ(Cerotoma trifurcata)、セウトリンクス属(Ceutorrhynchus spp.)、カエトクネマ属(Chaetocnema spp.)、クレオヌス・メンジクス(Cleonus mendicus)、コノデルス属(Conoderus spp.)、コスモポリテス属(Cosmopolites spp.)、コステリトラ・ゼアランジカ(Costelytra zealandica)、クテニセラ属(Ctenicera spp.)、クルクリオ属(Curculio spp.)、クリプトレステス・フェルギネウス(Cryptolestes ferrugineus)、クリプトリンクス・ラパチ(Cryptorhynchus lapathi)、シリンドロコプツルス属(Cylindrocopturus spp.)、デルメステス属(Dermestes spp.)、ジアブロチカ属(Diabrotica spp.)(例えば、トウモロコシの根切り虫)、ジコクロシス属(Dichocrocis spp.)、ジクラジスパ・アルミゲラ(Dicladispa armigera)、ジロボデルス属(Diloboderus spp.)、エピラクナ属(Epilachna spp.)、エピトリキス属(Epitrix spp.)、ファウスチヌス属(Faustinus spp.)、ギビウム・プシロイデス(Gibbium psylloides)、グナトセルス・コルヌツス(Gnathocerus cornutus)、ヘルラ・ウンダリス(Hellula undalis)、ヘテロニクス・アラトル(Heteronychus arator)、ヘテロニキス属(Heteronyx spp.)、ヒラモルファ・エレガンス(Hylamorpha elegans)、ヒロトルペス・バジュルス(Hylotrupes bajulus)、ヒペラ・ポスチカ(Hypera postica)、ヒポメセス・スクアモスス(Hypomeces squamosus)、ヒポテネムス属(Hypothenemus spp.)、ラクノステルナ・コンサングイネア(Lachnosterna consanguinea)、ラシドデルマ・セリコルネ(Lasioderma serricorne)、ラテチクス・オリザエ(Latheticus oryzae)、ラトリジウス属(Lathridius spp.)、レマ属(Lema spp.)、レプチノタルサ・デセムリネアタ(Leptinotarsa decemlineata)、レウコプテラ属(Leucoptera spp.)、リッソロプトルス・オリゾフィルス(Lissorhoptrus oryzophilus)、リキスス属(Lixus spp.)、ルペロデス属(Luperodes spp.)、リクツス属(Lyctus spp.)、メガセリス属(Megascelis spp.)、メラノツス属(Melanotus spp.)、メリゲテス・アエネウス(Meligethes aeneus)、メロロンタ属(Melolontha spp.)、ミグドルス属(Migdolus spp.)、モノカムス属(Monochamus spp.)、ナウパクツス・キサントグラフス(Naupactus xanthographus)、ネクロビア属(Necrobia spp.)、ニプツス・ホロレウクス(Niptus hololeucus)、オリクテス・リノセロス(Oryctes rhinoceros)、オリザエフィルス・スリナメンシス(Oryzaephilus surinamensis)、オリザファグス・オリザエ(Oryzaphagus oryzae)、オチオリンクス属(Otiorrhynchus spp.)、オキシセトニア・ジュクンダ(Oxycetonia jucunda)、ファエドン・コクレアリアエ(Phaedon cochleariae)、フィロファガ属(Phyllophaga spp.)、フィロファガ・ヘレリ(Phyllophaga helleri)、フィロトレタ属(Phyllotreta spp.)、ポピリア・ジャポニカ(Popillia japonica)、プレムノトリペス属(Premnotrypes spp.)、プロステファヌス・トルンカツス(Prostephanus truncatus)、プシリオデス属(Psylliodes spp.)、プチヌス属(Ptinus spp.)、リゾビウス・ベントラリス(Rhizobius ventralis)、リゾペルタ・ドミニカ(Rhizopertha dominica)、シトフィルス属(Sitophilus spp.)、シトフィルス・オリザエ(Sitophilus oryzae)、スフェノホルス属(Sphenophorus spp.)、ステゴビウム・パニセウム(Stegobium paniceum)、ステルネクス属(Sternechus spp.)、シムフィレテス属(Symphyletes spp.)、タニメクス属(Tanymecus spp.)、テネブリオ・モリトル(Tenebrio molitor)、テネブリオイデス・マウレタニクス(Tenebrioides mauretanicus)、トリボリウム属(Tribolium spp.)、トロゴデルマ属(Trogoderma spp.)、チキウス属(Tychius spp.)、キシロトレクス属(Xylotrechus spp.)又はザブルス属(Zabrus spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、ハエ目(Diptera)、例えばアエデス属種(Aedes spp.)、アグロミザ属(Agromyza spp.)、アナストレファ属(Anastrepha spp.)、アノフェレス属(Anopheles spp.)、アスホンジリア属(Asphondylia spp.)、バクトロセラ属(Bactrocera spp.)、ビビオ・ホルツラヌス(Bibio hortulanus)、カリホラ・エリトロセファラ(Calliphora erythrocephala)、カリホラ・ビシナ(Calliphora vicina)、セラチチス・カピタタ(Ceratitis capitata)、キロノムス属(Chironomus spp.)、クリソミア属(Chrysomyia spp.)、クリソプス属(Chrysops spp.)、クリソゾナ・プルビアリス(Chrysozona pluvialis)、コクリオミア属(Cochliomyia spp.)、コンタリニア属(Contarinia spp.)、コルジロビア・アントロポファガ(Cordylobia anthropophaga)、クリコトプス・シルベストリス(Cricotopus sylvestris)、クレキス属(Culex spp.)、クリコイデス属(Culicoides spp.)、クリセタ属(Culiseta spp.)、クテレブラ属(Cuterebra spp.)、ダクス・オレアエ(Dacus oleae)、ダシネウラ属(Dasyneura spp.)、デリア属(Delia spp.)、デルマトビア・ホミニス(Dermatobia hominis)、ドロソフィラ属(Drosophila spp.)、エキノクネムス属(Echinocnemus spp.)、ファンニア属(Fannia spp.)、ガステロフィルス属(Gasterophilus spp.)、グロッシナ属(Glossina spp.)、ハエマトポタ属(Haematopota spp.)、ヒドレリア属(Hydrellia spp.)、ヒドレリア・グリセオラ(Hydrellia griseola)、ヒレミア属(Hylemya spp.)、ヒッポボスカ属(Hippobosca spp.)、ヒポデルマ属(Hypoderma spp.)、リリオミザ属(Liriomyza spp.)、ルシリア属(Lucilia spp.)、ルトゾミイア属(Lutzomyia spp.)、マンソニア属種(Mansonia spp.)、ムスカ属(Musca spp.)(例えば、ムスカ・ドメスチカ(Musca domestica))、オエストルス属(Oestrus spp.)、オシネラ・フリト(Oscinella frit)、パラタニタルスス属(Paratanytarsus spp.)、パララウテルボルニエラ・スブシンクタ(Paralauterborniella subcincta)、ペゴミイア属(Pegomyia spp.)、フレボトムス属(Phlebotomus spp.)、ホルビア属(Phorbia spp.)、ホルミア属(Phormia spp.)、ピオフィラ・カセイ(Piophila casei)、プロジプロシス属(Prodiplosis spp.)、プシラ・ロサエ(Psila rosae)、ラゴレチス属(Rhagoletis spp.)、サルコファガ属(Sarcophaga spp.)、シムリウム属(Simulium spp.)、ストモキス属(Stomoxys spp.)、タバヌス属(Tabanus spp.)、テタノプス属(Tetanops spp.)又はチプラ属(Tipula spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、カメムシ亜目(Heteroptera)、例えばアナサ・トリスチス(Anasa tristis)、アンテスチオプシス属(Antestiopsis spp.)、ボイセア属(Boisea spp.)、ブリスス属(Blissus spp.)、カロコリス属(Calocoris spp.)、カムピロンマ・リビダ(Campylomma livida)、カベレリウス属(Cavelerius spp.)、シメキス属(Cimex spp.)、コラリア属(Collaria spp.)、クレオンチアデス・ジルツス(Creontiades dilutus)、ダシヌス・ピペリス(Dasynus piperis)、ジケロプス・フルカツス(Dichelops furcatus)、ジコノコリス・ヘウェッチ(Diconocoris hewetti)、ジスデルクス属(Dysdercus spp.)、エウスキスツス属(Euschistus spp.)、エウリガステル属(Eurygaster spp.)、ヘリオペルチス属(Heliopeltis spp.)、ホルシアス・ノビレルス(Horcias nobilellus)、レプトコリサ属(Leptocorisa spp.)、レプトコリサ・バリコルニス(Leptocorisa varicornis)、レプトグロッスス・フィロプス(Leptoglossus phyllopus)、リグス属(Lygus spp.)、マクロペス・エキスカバツス(Macropes excavatus)、ミリダエ(Miridae)、モナロニオン・アトラツム(Monalonion atratum)、ナザラ属(Nezara spp.)、オエバルス属(Oebalus spp.)、ペンタトミダエ(Pentatomidae)、ピエズマ・クアドラータ(Piesma quadrata)、ピエゾドラス属(Piezodorus spp.)、サルス属(Psallus spp.)、シューダシスタ・ぺルセア(Pseudacysta persea)、ロドニウス属(Rhodnius spp.)、サールベルゲラ・シンギュラリス(Sahlbergella singularis)、スカプトコリス・カスタネア(Scaptocoris castanea)、スコチノフォラ属(Scotinophora spp.)、ステファニティス・ナシ(Stephanitis nashi)、ティブラカ属(Tibraca spp.)又はトリアトマ属(Triatoma spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、同翅亜目(Homiptera)、例えばアシジア・アカシアエバイレイアナエ(Acizzia acaciaebaileyanae)、アシジア・ドドナエアエ(Acizzia dodonaeae)、アシジア・ウンカトイデス(Acizzia uncatoides)、アクリダ・ツリタ(Acrida turrita)、アシルトシポン属(Acyrthosipon spp.)、アクロゴニア属(Acrogonia spp.)、アエネオラミア属(Aeneolamia spp.)、アゴノセナ属(Agonoscena spp.)、アレイロデス・プロレテラ(Aleyrodes proletella)、アレウロロブス・バロデンシス(Aleurolobus barodensis)、アレウロトリクス・フロコスス(Aleurothrixus floccosus)、アロカリダラ・マライエンシス(Allocaridara malayensis)、アムラスカ属(Amrasca spp.)、アヌラフィス・カルズイ(Anuraphis cardui)、アオニジエラ属(Aonidiella spp.)、アファノスチグマ・ピニ(Aphanostigma pini)、アフィス属(Aphis spp.)(例えば、アピス・ゴシピイ(Apis gossypii))、アルボリジア・アピカリス(Arboridia apicalis)、アリタイニラ属(Arytainilla spp.)、アスピジエラ属(Aspidiella spp.)、アスピジオツス属(Aspidiotus spp.)、アタヌス属(Atanus spp.)、アウラコルツム・ソラニ(Aulacorthum solani)、ベミシア・タバシ(Bemisia tabaci)、ブラストプシラ・オッシデンタリス(Blastopsylla occidentalis)、ボレイオグリカスピス・メラレウカエ(Boreioglycaspis melaleucae)、ブラキカウズス・ヘリクリシ(Brachycaudus helichrysi)、ブラキコルス属(Brachycolus spp.)、ブレビコリネ・ブラシカエ(Brevicoryne brassicae)、カコプシラ属(Cacopsylla spp.)、カリギポナ・マルギナタ(Calligypona marginata)、カルネオセファラ・フルギダ(Carneocephala fulgida)、セラトバクナ・ラニゲラ(Ceratovacuna lanigera)、セルコピダエ(Cercopidae)、セロプラステス属(Ceroplastes spp.)、カエトシホン・フラガエホリイ(Chaetosiphon fragaefolii)、キオナスピス・テガレンシス(Chionaspis tegalensis)、クロリタ・オヌキイ(Chlorita onukii)、コンドラクリス・ロセア(Chondracris rosea)、クロマフィス・ジュグランジコラ(Chromaphis juglandicola)、クリソムファルス・フィクス(Chrysomphalus ficus)、シカズリナ・ムビラ(Cicadulina mbila)、コッコミチルス・ハリイ(Coccomytilus halli)、コックス属(Coccus spp.)、クリプトミズス・リビス(Cryptomyzus ribis)、クリプトネオサ属(Cryptoneossa spp.)、クテナリタイナ属(Ctenarytaina spp.)、ダルブルス属(Dalbulus spp.)、ジアレウロデス・キテンデニ(Dialeurodes citri)、ジアレウロデス・シトリ(Diaphorina citri)、ジアスピス属(Diaspis spp.)、ドロシカ属(Drosicha spp.)、ジサフィス属(Dysaphis spp.)、ジスミコックス属(Dysmicoccus spp.)、エムポアスカ属(Empoasca spp.)、エリオソマ属(Eriosoma spp.)、エリトロネウラ属(Erythroneura spp.)、エウカリプトリマ属(Eucalyptolyma spp.)、エウフィルラ属(Euphyllura spp.)、エウセリス・ビロバツス(Euscelis bilobatus)、フェリシア属(Ferrisia spp.)、ゲオコックス・コフェアエ(Geococcus coffeae)、グリカスピス属(Glycaspis spp.)、ヘテロプシラ・クバナ(Heteropsylla cubana)、ヘテロプシラ・スピヌロサ(Heteropsylla spinulosa)、ホマロジスカ・コアグラタ(Homalodisca coagulata)、ホマロジスカ・ビトリペンニス(Homalodisca vitripennis)、ヒアロプテルス・アルンジニス(Hyalopterus arundinis)、イセリア属(Icerya spp.)、イジオセルス属(Idiocerus spp.)、イジオスコプス属(Idioscopus spp.)、ラオデルファキス・ストリアテルス(Laodelphax striatellus)、レカニウム属(Lecanium spp.)、レピドサフェス属(Lepidosaphes spp.)、リパフィス・エリシミ(Lipaphis erysimi)、マクロシフム属(Macrosiphum spp.)、マクロステレス・ファシフロンス(Macrosteles facifrons)、マハナルバ属(Mahanarva spp.)、メラナフィス・サッカリ(Melanaphis sacchari)、メトカルフィエラ属(Metcalfiella spp.)、トポロフィウム・ジロズム(Metopolophium dirhodum)、モネリア・コスタリス(Monellia costalis)、モネリオプシス・ペカニス(Monelliopsis pecanis)、ミズス属(Myzus spp.)、ナソノビア・リビスニグリ(Nasonovia ribisnigri)、ネホテッチキス属(Nephotettix spp.)、ネチゴニセラ・スペクトラ(Nettigoniclla spectra)、ニラパルバタ・ルゲンス(Nilaparvata lugens)、オンコメトピア属(Oncometopia spp.)、オルテジア・プラエロンガ(Orthezia praelonga)、オキシヤ・キネンシス(Oxya chinensis)、パキプシラ属(Pachypsylla spp.)、パラベミシア・ミリカエ(Parabemisia myricae)、パラトリオザ属(Paratrioza spp.)、パルラトリア属(Parlatoria spp.)、ペムフィグス属(Pemphigus spp.)、ペンタトミダエ属(Pentatomidae spp.)(例えば、クサギカメムシ(Halyomorpha halys))、ペレグリヌス・マイジス(Peregrinus maidis)、フェナコックス属(Phenacoccus spp.)、フロエオミズス・パッセリニイ(Phloeomyzus passerinii)、ホロドン・フムリ(Phorodon humuli)、フィロキセラ属(Phylloxera spp.)、ピンナスピス・アスピジストラエ(Pinnaspis aspidistrae)、プラノコックス属(Planococcus spp.)、プロソピドプシラ・フラバ(Prosopidopsylla flava)、プロトプルビナリア・ピリホルミス(Protopulvinaria pyriformis)、プセウダウラカスピス・ペンタゴナ(Pseudaulacaspis pentagona)、プセウドコックス属(Pseudococcus spp.)、プシロプシス属(Psyllopsis spp.)、プシラ属(Psylla spp.)、プテロマルス属(Pteromalus spp.)、ピリラ属(Pyrilla spp.)、クアドラスピジオツス属(Quadraspidiotus spp.)、クエサダ・ギガス(Quesada gigas)、ラストロコックス属(Rastrococcus spp.)、ロパロシフム属(Rhopalosiphum spp.)、サイセチア属(Saissetia spp.)、スカホイデウス・チタヌス(Scaphoideus titanus)、スキザフィス・グラミヌム(Schizaphis graminum)、セレナスピズス・アルチクラツス(Selenaspidus articulatus)、ソガタ属(Sogata spp.)、ソガテラ・フルシフェラ(Sogatella furcifera)、ソガトデス属(Sogatodes spp.)、スチクトセファラ・フェスチナ(Stictocephala festina)、シホニヌス・フィリレアエ(Siphoninus phillyreae)、テナラファラ・マライエンシス(Tenalaphara malayensis)、テトラゴノセフェラ属(Tetragonocephela spp.)、チノカリス・カリアエホリアエ(Tinocallis caryaefoliae)、トマスピス属(Tomaspis spp.)、トキソプテラ属(Toxoptera spp.)、トリアレウロデス・バポラリオルム(Trialeurodes vaporariorum)、トリオザ属(Trioza spp.)、チフロシバ属種(Typhlocyba spp.)、ウナスピス属(Unaspis spp.)、ビテウス・ビチホリイ(Viteus vitifolii)、ジギナ属(Zygina spp.)由来;
ハチ目(Hymenoptera)、例えばアクロミルメキス属(Acromyrmex spp.)、アタリア属(Athalia spp.)、アッタ属(Atta spp.)、ジプリオン属(Diprion spp.)、ホプロカムパ属(Hoplocampa spp.)、ラシウス属(Lasius spp.)、モノモリウム・ファラオニス(Monomorium pharaonis)、シレキス属(Sirex spp.)、ソレノプシス・インビクタ(Solenopsis invicta)、タピノマ属(Tapinoma spp.)、ウロセルス属(Urocerus spp.)、ベスパ属(Vespa spp.)又はキセリス属(Xeris spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、ワラジムシ目(Isopoda)、例えばアルマジリジウム・ブルガレ(Armadillidium vulgare)、オニスクス・アセルス(Oniscus asellus)又はポルセリオ・スカベル(Porcellio scaber)由来である。
一部の例では、昆虫は、シロアリ目(Isoptera)、例えばコプトテルメス属(Coptotermes spp.)、コルニテルメス・クムランス(Cornitermes cumulans)、クリプトテルメス属(Cryptotermes spp.)、インシシテルメス属(Incisitermes spp.)、ミクロテルメス・オベシ(Microtermes obesi)、オドントテルメス属(Odontotermes spp.)又はレチクリテルメス属(Reticulitermes spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、チョウ目(Lepidoptera)、例えばアクロイア・グリセラ(Achroia grisella)、アクロニクタ・マジョル(Acronicta major)、アドキソフィエス属(Adoxophyes spp.)、アエジア・レウコメラス(Aedia leucomelas)、アグロチス属(Agrotis spp.)、アラバマ属(Alabama spp.)、アミエロイス・トランシテラ(Amyelois transitella)、アナルシア属(Anarsia spp.)、アンチカルシア属(Anticarsia spp.)、アルギロプロセ属(Argyroploce spp.)、バラトラ・ブラシカエ(Barathra brassicae)、ボルボ・シンナラ(Borbo cinnara)、ブックラトリキス・ツルベリエラ(Bucculatrix thurberiella)、ブパルス・ピニアリウス(Bupalus piniarius)、ブッセオラ属(Busseola spp.)、カコエシア属(Cacoecia spp.)、カロプチリア・テイボラ(Caloptilia theivora)、カプア・レチクラナ(Capua reticulana)、カルポカプサ・ポモネラ(Carpocapsa pomonella)、カルポシナ・ニポネンシス(Carposina niponensis)、ケイマトビア・ブルマタ(Cheimatobia brumata)、キロ属(Chilo spp.)、コリストネウラ属(Choristoneura spp.)、クリシア・アムビグエラ(Clysia ambiguella)、クナファロセルス属(Cnaphalocerus spp.)、クナファロクロシス・メジナリス(Cnaphalocrocis medinalis)、クネファシア属(Cnephasia spp.)、コノポモルファ属(Conopomorpha spp.)、コノトラケルス属(Conotrachelus spp.)、コピタルシア属(Copitarsia spp.)、シジア属(Cydia spp.)、ダラカ・ノクツイデス(Dalaca noctuides)、ジアファニア属(Diaphania spp.)、ジアトラエア・サッカラリス(Diatraea saccharalis)、エアリアス属(Earias spp.)、エクジトロファ・アウランチウム(Ecdytolopha aurantium)、エラスモパルプス・リグノセルス(Elasmopalpus lignosellus)、エルダナ・サッカリナ(Eldana saccharina)、エフェスチア属(Ephestia spp.)、エピノチア属(Epinotia spp.)、エピフィアス・ポストビッタナ(Epiphyas postvittana)、エチエラ属(Etiella spp.)、エウリア属(Eulia spp.)、エウポエシリア・アムビグエラ(Eupoecilia ambiguella)、エウプロクチス属(Euproctis spp.)、エウキソア属(Euxoa spp.)、フェルチア属(Feltia spp.)、ガレリア・メロネラ(Galleria mellonella)、グラシラリア属(Gracillaria spp.)、グラホリタ属(Grapholitha spp.)、ヘジレプタ属(Hedylepta spp.)、ヘリコベルパ属(Helicoverpa spp.)、ヘリオチス属(Heliothis spp.)、ホフマンノフィラ・プセウドスプレテラ(Hofmannophila pseudospretella)、ホモエオソマ属(Homoeosoma spp.)、ホモナ属(Homona spp.)、ヒポノメウタ・パデラ(Hyponomeuta padella)、カキボリア・フラボファシアタ(Kakivoria flavofasciata)、ラフィグマ属(Laphygma spp.)、ラスペイレシア・モレスタ(Laspeyresia molesta)、レウシノデス・オルボナリス(Leucinodes orbonalis)、レウコプテラ属(Leucoptera spp.)、リトコレチス属(Lithocolletis spp.)、リトファネ・アンテンナタ(Lithophane antennata)、ロベシア属(Lobesia spp.)、ロキサグロチス・アルビコスタ(Loxagrotis albicosta)、リマントリア属(Lymantria spp.)、リオネチア属(Lyonetia spp.)、マラコソマ・ネウストリア(Malacosoma neustria)、マルカ・テスツラリス(Maruca testulalis)、マムストラ・ブラシカエ(Mamstra brassicae)、メラニチス・レダ(Melanitis leda)、モシス属(Mocis spp.)、モノピス・オブビエラ(Monopis obviella)、ミチムナ・セパラタ(Mythimna separata)、ネマポゴン・クロアセルス(Nemapogon cloacellus)、ニムフラ属(Nymphula spp.)、オイケチクス属(Oiketicus spp.)、オリア属(Oria spp.)、オルタガ属(Orthaga spp.)、オストリニア属(Ostrinia spp.)、オウレマ・オリザエ(Oulema oryzae)、パノリス・フランメア(Panolis flammea)、パルナラ属種(Parnara spp.)、ペクチノホラ属(Pectinophora spp.)、ペリレウコプテラ属(Perileucoptera spp.)、フトリマエア属(Phthorimaea spp.)、フィロクニスチス・シトレラ(Phyllocnistis citrella)、フィロノリクテル属(Phyllonorycter spp.)、ピエリス属(Pieris spp.)、プラチノタ・スツルタナ(Platynota stultana)、プロジア・インテルプンクテラ(Plodia interpunctella)、プルシア属(Plusia spp.)、プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)、プライス属(Prays spp.)、プロデニア属(Prodenia spp.)、プロトパルセ属(Protoparce spp.)、プセウダレチア属(Pseudaletia spp.)、プセウダレチア・ウニプンクタ(Pseudaletia unipuncta)、プセウドプルシア・インクルデンス(Pseudoplusia includens)、ピラウスタ・ヌビラリス(Pyrausta nubilalis)、ラキプルシア・ヌ(Rachiplusia nu)、スコエノビウス属(Schoenobius spp.)、シルポファガ属(Scirpophaga spp.)、シルポファガ・インノタタ(Scirpophaga innotata)、スコチア・セゲツム(Scotia segetum)、セサミア属(Sesamia spp.)、セサミア・インフェレンス(Sesamia inferens)、スパルガノチス属(Sparganothis spp.)、スポドプテラ属(Spodoptera spp.)、スポドプテラ・プラエフィカ(Spodoptera praefica)、スタトモポダ属(Stathmopoda spp.)、ストモプテリキス・スブセシベラ(Stomopteryx subsecivella)、シナンテドン属(Synanthedon spp.)、テシア・ソラニボラ(Tecia solanivora)、テルメシア・ゲンマタリス(Thermesia gemmatalis)、チネア・クロアセラ(Tinea cloacella)、チネア・ペリオネラ(Tinea pellionella)、チネオラ・ビッセリエラ(Tineola bisselliella)、トルトリキス属(Tortrix spp.)、トリコファガ・タペトゼラ(Trichophaga tapetzella)、トリコプルシア属(Trichoplusia spp.)、トリポリザ・インセルツラス(Tryporyza incertulas)、ツタ・アブソルタ(Tuta absoluta)又はビラコラ属(Virachola spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、バッタ目(Orthoptera)又はサルタトリア(Saltatoria)、例えばアケタ・ドメスチクス(Acheta domesticus)、ジクロプルス属(Dichroplus spp.)、グリロタルパ属(Gryllotalpa spp.)、ヒエログリフス属(Hieroglyphus spp.)、ロクスタ属(Locusta spp.)、メラノプルス属(Melanoplus spp.)又はスキストセルカ・グレガリア(Schistocerca gregaria)由来である。
一部の例では、昆虫は、シラミ目(Phthiraptera)、例えばダマリニア属種(Damalinia spp.)、ハエマトピヌス属(Haematopinus spp.)、リノグナツス属(Linognathus spp.)、ペジクルス属(Pediculus spp.)、プチルス・プビス(Ptirus pubis)、トリコデクテス属(Trichodectes spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、チャタテムシ目(Psocoptera)、例えばレピナツス属(Lepinatus spp.)又はリポセリス属(Liposcelis spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、ノミ目(Siphonaptera)、例えばセラトフィルス属(Ceratophyllus spp.)、クテノセファリデス属(Ctenocephalides spp.)、プレキス・イリタンス(Pulex irritans)、ツンガ・ペネトランス(Tunga penetrans)又はキセノプシラ・ケオプシス(Xenopsylla cheopsis)由来である。
一部の例では、昆虫は、アザミウマ目(Thysanoptera)、例えばアナホトリプス・オブスクルス(Anaphothrips obscurus)、バリオトリプス・ビホルミス(Baliothrips biformis)、ドレパノトリプス・レウテリ(Drepanothrips reuteri)、エンネオトリプス・フラベンス(Enneothrips flavens)、フランクリニエラ属(Frankliniella spp.)、ヘリオトリプス属(Heliothrips spp.)、ヘルシノトリプス・フェモラリス(Hercinothrips femoralis)、リピホロトリプス・クルエンタツス(Rhipiphorothrips cruentatus)、シルトトリプス属(Scirtothrips spp.)、タエニノトリプス・カルダモミ(Taeniothrips cardamomi)又はトリプス属(Thrips spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、シミ目(Zygentoma)(=シミ目(Thysanura))、例えばクテノレピスマ属(Ctenolepisma spp.)、レピスマ・サッカリナ(Lepisma saccharina)、レスピモデス・インクイリヌス(Lepismodes inquilinus)又はテルモビア・ドメスチカ(Thermobia domestica)由来である。
一部の例では、昆虫は、コムカデ綱(Symphyla)、例えばスクチゲレラ属(Scutigerella spp.)由来である。
一部の例では、昆虫は、シクラメンホコリダニ(Phytonemus pallidus)、チャノホコリダニ(Polyphagotarsonemus latus)、スジブトホコリダニ(Tarsonemus bilobatus)等のホコリダニ(Tarsonemid);ハクサイダニ(Penthaleus erythrocephalus)、ムギダニ(Penthaleus major)等のユーポジド(Eupodid)ダニ;イネハダニ(Oligonychus shinkajii)、ミカンハダニ(Panonychus citri)、クワオオハダニ(Panonychus mori)、リンゴハダニ(Panonychus ulmi)、カンザワハダニ(Tetranychus kanzawai)、ナミハダニ(Tetranychus urticae)等のハダニ;チャノナガサビダニ(Acaphylla theavagrans)、チューリップサビダニ(Aceria tulipae)、トマトサビダニ(Aculops lycopersici)、ミカンサビダニ(Aculops pelekassi)、リンゴサビダニ(Aculus schlechtendali)、ニセナシサビダニ(Eriophyes chibaensis)、シトラスラストマイト(Phyllocoptruta oleivora)等のフシダニ;ロビンネダニ(Rhizoglyphus robini)、ケナガコナダニ(Tyrophagus putrescentiae)、ホウレンソウケナガコナダニ(Tyrophagus similis)等のコナダニ;ミツバチヘギイタダニ(Varroa jacobsoni)、ミツバチヘギイタダニ(Varroa destructor)等の蜂幼虫(Bee brood)ダニ;オウシマダニ(Boophilus microplus)、クリイロコイタマダニ(Rhipicephalus sanguineus)、フタトゲチマダニ(Haemaphysalis longicornis)、カタダニ(Haemophysalis flava)、ツリガネチマダニ(Haemophysalis campanulata)、ヤマトマダニ(Ixodes ovatus)、シュルツェマダニ(Ixodes persulcatus)、キララマダニ属(Amblyomma spp.)、カクマダニ属(Dermacentor spp.)等のマダニ(Ixodides);イヌツメダニ(Cheyletiella yasguri)、ネコツメダニ(Cheyletiella blakei)等のツメダニ科(Cheyletidae);イヌニキビダニ(Demodex canis)、ネコニキビダニ(Demodex cati)等のニキビダニ科(Demodicidae);ヒツジキュウセンダニ(Psoroptes ovis)等のキュウセンダニ科(Psoroptidae);ヒゼンダニ(Sarcoptes scabiei)、ネコヒゼンダニ(Notoedres cati)、クネミドコプテス属(Knemidocoptes spp.)等のスカルコプチダエ科(Scarcoptidae)を含むが、これらに限定されないダニである。
図8は、本明細書に記載のPMP組成物及び関連方法を用いて、処置又は予防することができる寄生を引き起こす昆虫の例を更に示す。
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iv.軟体動物
PMP組成物及び関連方法は、例えば、植物における軟体動物寄生を予防又は処置するために、軟体動物の適応度を低減させる上で有用であり得る。用語「軟体動物」は、軟体動物(Mollusca)門に属するあらゆる生物を含む。PMP組成物を軟体動物と接触させることにより、PMP組成物を軟体動物に送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、PMP組成物を植物と接触させることにより、軟体動物寄生のリスクがあるか、又は軟体動物寄生を有する植物にバイオ農薬を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、農業及び園芸において陸生腹足綱(Gastropods)(例えば、ナメクジ及びカタツムリ)寄生を予防又は処置する上で好適である。これらは、農業及び園芸作物において主に多食性害虫として発生する全ての陸生ナメクジ及びカタツムリを含む。例えば、軟体動物は、アフリカマイマイ科(Achatinidae)、ノハラナメクジ科(Agriolimacidae)、リンゴガイ科(Ampullariidae)、オオコウラナメクジ科(Arionidae)、オナジマイマイ科(Bradybaenidae)、マイマイ科(Helicidae)、ミズツボ科(Hydromiidae)、モノアラガイ科(Lymnaeidae)、ニワコウラナメクジ科(Milacidae)、コウラナメクジ科(Urocyclidae)又はアシヒダナメクジ科(Veronicellidae)に属し得る。
例えば、一部の例では、軟体動物は、アフリカマイマイ属(Achatina spp.)、アルチャチャチーナ属(Archachatina spp.)(例えば、ベニアフリカマイマイ(Archachatina marginata))、アグリロリマックス属(Agriolimax spp.)、アリオン属(Arion spp.)(例えば、A.アター(A.ater)、A.サーカムクリプツス(A.circumscriptus)、A.ジスチンクツス(A.distinctus)、A.ファシアツス(A.fasciatus)、A.ホルテンシス(A.hortensis)、A.インテルメディウス(A.intermedius)、A.ルーフス(A.rufus)、A.サブフスカス(A.subfuscus)、A.シルバチカス(A.silvaticus)、A.ルシタニカス(A.lusitanicus))、アルリオマックス(Arliomax spp.)(例えば、アリオリマックス・コルンビアヌス(Ariolimax columbiaus)、ビオンファラリア属(Biomphalaria spp.)、ブラジバエナ属(Bradybaena spp.)(例えば、B.フルチクム(B.fruticum))、ブリヌス属(Bulinus spp.)、カンタレウス属(Cantareus spp.)(例えば、C.アスペルセス(C.asperses))、セパエア属(Cepaea spp.)(例えば、C.ホルテンシス(C.hortensis)、C.ネモラリス(C.nemoralis)、C.ホルテンシス(C.hortensis))、セルヌエラ属(Cernuella spp.)、コクリセラ属(Cochlicella spp.)、コクロディナ属(Cochlodina spp.)(例えば、C.ラミナタ(C.laminata))、デロセラス属(Deroceras spp.)(例えば、D.アグレスティス(D.agrestis)、D.エムピリコルム(D.empiricorum)、D.リーブ(D.laeve)、D.パノルニマツム(D.panornimatum)、D.レチキュラツム(D.reticulatum))、ディスカス属(Discus spp.)(例えば、D.ロツンダツス(D.rotundatus))、ユーオムフアリア属(Euomphalia spp.)、ガルバ属(Galba spp.)(例えば、G.トランキュラタ(G.trunculata))、ヘリセラ属(Helicella spp.)(例えば、H.イタラ(H.itala)、H.オブビア(H.obvia))、ヘリシゴナ属(Helicigona spp.)(例えば、H.アルブストルム(H.arbustorum))、ヘリコジカス属(Helicodiscus spp.)、ヘリクス属(Helix spp.)(例えば、H.アペルタ(H.aperta)、H.アスペルサ(H.aspersa)、H.ポマチア(H.pomatia))、リマクス属(Limax spp.)(例えば、L.シネレオニガー(L.cinereoniger)、L.フラバス(L.flavus)、L.マルギナツス(L.marginatus)、L.マキシムス(L.maximus)、L.テネルス(L.tenellus))、リミコラリア属(Limicolaria spp.)(例えば、リミコラリア・アウロラ(Limicolaria aurora)、リムナエア属(Lymnaea spp.)(例えば、L.スタグリナス(L.stagnalis))、メソドン属(Mesodon)(モシキカレハマイマイ(Meson thyroidus)、モナデニア属(Monadenia spp.)(例えば、モナデニア・フィデリス(Monadenia fidelis),ミラクス属(Milax spp.)(例えば、M.ガガテス(M.gagates)、M.マルギナツス(M.marginatus)、M.ソウェルビイ(M.sowerbyi)、M.ブダペンテンシス(M.budapestensis))、オンコメラニア属(Oncomelania spp.)、ネオヘリックス属(Neohelix spp.)(例えば、ネオヘリックス・アルボラブリス(Neohelix albolabris))、オペアス属(Opeas spp.)、オタラ属(Otala spp.)(例えば、オタラ・ラクテアル)(Otala lacteal))、オキシロマ属(Oxyloma spp.)(例えば、O.フェイフェリ(O.pfeifferi))、ポマセア属(Pomacea spp.)(例えば、P.カナリキュラタ(P.canaliculata))、スクシネア属(Succinea spp.)、タンドニア属(Tandonia spp.)(例えば、T.ブダペンテンシス(T.budapestensis)、T.ソウェルビイ(T.sowerbyi))、テーバ属(Theba spp.)、バロニア属(Vallonia spp.)又はゾニトイデス属(Zonitoides spp.)(例えば、Z.ニチダス(Z.nitidus))である。
v.線虫
PMP組成物及び関連方法は、例えば、植物における線虫寄生を予防又は処置するために、線虫の適応度を低減させる上で有用であり得る。用語「線虫」は、線虫門(Nematoda)に属するあらゆる生物を含む。PMP組成物を線虫と接触させることにより、PMP組成物を線虫に送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、PMP組成物を植物と接触させることにより、線虫寄生のリスクがあるか、又は線虫寄生を有する植物にバイオ農薬を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、植物に被害をもたらす線虫による寄生を予防又は処置するのに好適であり、こうした線虫として、例えばメロイドギネ属(Meloidogyne spp.)(ネコブ(root−knot))、ヘテロデラ属(Heterodera spp.)、グロボデラ属(Globodera spp.)、プラチレンクス属(Pratylenchus spp.)、ヘリコチレンクス属(Helicotylenchus spp.)、ラドフォルス・シミリス(Radopholus similis)、ジチレンクス・ジプサシ(Ditylenchus dipsaci)、ロチレンクルス・レニホルミス(Rotylenchulus reniformis)、キシフィネマ属(Xiphinema spp.)、アフェレンコイデス属(Aphelenchoides spp.)及びベロノライムス・ロンギカウダツス(Belonolaimus longicaudatus)が挙げられる。一部の例では、線虫は、植物寄生線虫及び土壌中に生息する線虫である。植物寄生線虫としては、限定はされないが、キシフィネマ属(Xiphinema spp.)、ロンギドルス属(Longidorus spp.)及びトリコドルス属(Trichodorus spp.)などの外部寄生虫;チレンクルス属(Tylenchulus spp.)などの半寄生虫;プラチレンクス属(Pratylenchus spp.)、ラドホルス属(Radopholus spp.)及びスクテロネマ属(Scutellonema spp.)などの移動性内部寄生虫;ヘテロデラ属(Heterodera spp.)、グロボデラ属(Globodera spp.)及びメロイドギネ属(Meloidogyne spp.)などの固着性寄生虫並びにジチレンクス属(Ditylenchus spp.)、アフェレンコイデス属(Aphelenchoides spp.)及びヒルシュマニエラ属(Hirshmaniella spp.)などの茎葉内部寄生虫が挙げられる。特に有害な根寄生土壌線虫は、ヘテロデラ属(Heterodera)若しくはグロボデラ属(Globodera)のシスト形成センチュウ及び/又はメロイドギネ属(Meloidogyne)のネコブセンチュウなどである。これらの属の有害な種は、例えば、メロイドギネ・インゴグニタ(Meloidogyne incognita)、ヘテロデラ・グリシネス(Heterodera glycines)(ダイズシストセンチュウ)、グロボデラ・パリダ(Globodera pallida)及びグロボデラ・ロストキエンシス(Globodera rostochiensis)(ジャガイモシストセンチュウ)であり、これらの種は、PMP組成物を用いて効果的に防除される。しかし、本明細書に記載されるPMP組成物の使用は、これらの属又は種に何ら限定されるものではなく、同様に他の線虫にも拡張される。
本明細書に記載される方法及び組成物によって標的とされ得る線虫の他の例として、限定はされないが、例えば以下のものが挙げられる:アグレンクス・アグリコラ(Aglenchus agricola)、アンギナ・トリチシ(Anguina tritici)、アフェレンコイデス・アラキディス(Aphelenchoides arachidis)、アフェレンコイデス・フラガリア(Aphelenchoides fragaria)及び茎葉内部寄生虫であるアフェレンコイデス属(Aphelenchoides spp.)全般、ベロノライムス・グラシリス(Belonolaimus gracilis)、ベロノライムス・ロンギカウダタス(Belonolaimus longicaudatus)、ベロノライムス・ノルトニ(Belonolaimus nortoni)、ブルサフェレンクス・ココフィルス(Bursaphelenchus cocophilus)、ブルサフェレンクス・エレムス(Bursaphelenchus eremus)、ブルサフェレンクス・キシロフィルス(Bursaphelenchus xylophilus)、ブルサフェレンクス・ムクロナツス(Bursaphelenchus mucronatus)及びブルサフェレンクス属(Bursaphelenchus spp.)全般、カコパウルス・ペスティス(Cacopaurus pestis)、クリコネメラ・カルバタ(Criconemella curvata)、クリコネメラ・オノエンシス(Criconemella onoensis)、クリコネメラ・オルナタ(Criconemella ornata)、クリコネメラ・ルシウム(Criconemella rusium)、クリコネメラ・キセノプラクス(Criconemella xenoplax)(=メソクリコネマ・キセノプラクス(Mesocriconema xenoplax))及びクリコネメラ属(Criconemella spp.)全般、クリコネモイデス・フェルニエ(Criconemoides femiae)、クリコネモイデス・オノエンス(Criconemoides onoense)、クリコネモイデス・オルナタム(Criconemoides ornatum)及びクリコネモイデス属(Criconemoides spp.)全般、ジチレンクス・デストラクター(Ditylenchus destructor)、ジチレンクス・ジプサシ(Ditylenchus dipsaci)、ジチレンクス・ミセリオファガス(Ditylenchus myceliophagus)及び茎葉内部寄生虫であるジチレンクス属(Ditylenchus spp.)全般、ドリコドルス・ヘテロセファルス(Dolichodorus heterocephalus)、グロボデラ・パリダ(Globodera pallida)(=ヘテロデラ・パリダ(Heterodera pallida))、グロボデラ・ロストチエンシス(Globodera rostochiensis)(ジャガイモシストセンチュウ)、グロボデラ・ソラナセルム(Globodera solanacearum)、グロボデラ・タバクム(Globodera tabacum)、グロボデラ・バージニア(Globodera virginia)及び固着性シスト形成寄生虫であるグロボデラ属(Globodera spp.)全般、ヘリコチレンクス・ジゴニクス(Helicotylenchus digonicus)、ヘリコチレンクス・ジヒステラ(Helicotylenchus dihystera)、ヘリコチレンクス・エリスリン(Helicotylenchus erythrine)、ヘリコチレンクス・マルチシンクタス(Helicotylenchus multicinctus)、ヘリコチレンクス・ナヌス(Helicotylenchus nannus)、ヘリコチレンクス・シュードロブスタス(Helicotylenchus pseudorobustus)及びヘリコチレンクス属(Helicotylenchus spp.)全般、ヘミクリコネモイデス(Hemicriconemoides)、ヘミシクリオフォラ・アレナリア(Hemicycliophora arenaria)、ヘミシクリオフォラ・ヌダタ(Hemicycliophora nudata)、ヘミシクリオフォラ・パルバナ(Hemicycliophora parvana)、ヘテロデラ・アベナエ(Heterodera avenae)、ヘテロデラ・クルシフェラエ(Heterodera cruciferae)、ヘテロデラ・グリシネス(Heterodera glycines)(ダイズシストセンチュウ)、ヘテロデラ・オリゼー(Heterodera oryzae)、ヘテロデラ・シャクチ(Heterodera schachtii)、ヘテロデラ・ゼアエ(Heterodera zeae)及び固着性シスト形成寄生虫であるヘテロデラ属(Heterodera spp.)全般、ヒルシュマニエラ・グラシリス(Hirschmaniella gracilis)、ヒルシュマニエラ・オリゼー(Hirschmaniella oryzae)、ヒルシュマニエラ・スピニカウダタ(Hirschmaniella spinicaudata)及び茎葉内部寄生虫であるヒルシュマニエラ属(Hirschmaniella spp.)全般、ホプロライムス・エジプチ(Hoplolaimus aegyptii)、ホプロライムス・カリフォルニクス(Hoplolaimus califomicus)、ホプロライムス・コルンブス(Hoplolaimus columbus)、ホプロライムス・ガレアタス(Hoplolaimus galeatus)、ホプロライムス・インディクス(Hoplolaimus indicus)、ホプロライムス・マグニスチルス(Hoplolaimus magnistylus)、ホプロライムス・パラロブスタス(Hoplolaimus pararobustus)、ロンギドルス・アフリカヌス(Longidorus africanus)、ロンギドルス・ブレビアヌラタス(Longidorus breviannulatus)、ロンギドルス・エロンガタス(Longidorus elongatus)、ロンギドルス・ラエビカピタタス(Longidorus laevicapitatus)、ロンギドルス・ビネアコラ(Longidorus vineacola)及び外部寄生虫であるロンギドルス属(Longidorus spp.)全般、メロイドギネ・アクロネア(Meloidogyne acronea)、メロイドギネ・アフリカナ(Meloidogyne africana)、メロイドギネ・アレナリア(Meloidogyne arenaria)、メロイドギネ・アレナリア・タメシ(Meloidogyne arenaria thamesi)、メロイドギネ・アルチエラ(Meloidogyne artiella)、メロイドギネ・チトウッディ(Meloidogyne chitwoodi)、メロイドギネ・コフェイコラ(Meloidogyne coffeicola)、メロイドギネ・エチオピカ(Meloidogyne ethiopica)、メロイドギネ・エクシグア(Meloidogyne exigua)、メロイドギネ・ファラクス(Meloidogyne fallax)、メロイドギネ・グラミニコラ(Meloidogyne graminicola)、メロイドギネ・グラミニス(Meloidogyne graminis)、メロイドギネ・ハプラ(Meloidogyne hapla)、メロイドギネ・インコグニタ(Meloidogyne incognita)、メロイドギネ・インコグニタ・アクリタ(Meloidogyne incognita acrita)、メロイドギネ・ジャバニカ(Meloidogyne javanica)、メロイドギネ・キクイエンシス(Meloidogyne kikuyensis)、メロイドギネ・マイナー(Meloidogyne minor)、メロイドギネ・ナアシ(Meloidogyne naasi)、メロイドギネ・パラナエンシス(Meloidogyne paranaensis)、メロイドギネ・タメシ(Meloidogyne thamesi)及び固着性寄生虫であるメロイドギネ属(Meloidogyne spp.)全般、メロイネマ属(Meloinema spp.)、ナコブス・アベランス(Nacobbus aberrans)、ネオチレンクス・ビギシ(Neotylenchus vigissi)、パラフェレンクス・シュードパリエチヌス(Paraphelenchus pseudoparietinus)、パラトリコドルス・アリウス(Paratrichodorus allius)、パラトリコドルス・ロバタス(Paratrichodorus lobatus)、パラトリコドルス・マイナー(Paratrichodorus minor)、パラトリコドルス・ナヌス(Paratrichodorus nanus)、パラトリコドルス・ポロサス(Paratrichodorus porosus)、パラトリコドルス・テレス(Paratrichodorus teres)及びパラトリコドルス属(Paratrichodorus spp.)全般、パラチレンクス・ハマタス(Paratylenchus hamatus)、パラチレンクス・ミヌタス(Paratylenchus minutus)、パラチレンクス・プロジェクタス(Paratylenchus projectus)及びパラチレンクス属(Paratylenchus spp.)全般、プラチレンクス・アギリス(Pratylenchus agilis)、プラチレンクス・アレニ(Pratylenchus alleni)、プラチレンクス・アンジヌス(Pratylenchus andinus)、プラチレンクス・ブラキュルス(Pratylenchus brachyurus)、プラチレンクス・セレアリス(Pratylenchus cerealis)、プラチレンクス・コフェアエ(Pratylenchus coffeae)、プラチレンクス・クレナタス(Pratylenchus crenatus)、プラチレンクス・デラトレイ(Pratylenchus delattrei)、プラチレンクス・ギイビカウダタス(Pratylenchus giibbicaudatus)、プラチレンクス・ゴーデイ(Pratylenchus goodeyi)、プラチレンクス・ハマタス(Pratylenchus hamatus)、プラチレンクス・ヘキシンシサス(Pratylenchus hexincisus)、プラチレンクス・ローシ(Pratylenchus loosi)、プラチレンクス・ネグレクタス(Pratylenchus neglectus)、プラチレンクス・ペネトランス(Pratylenchus penetrans)、プラチレンクス・プラテンシス(Pratylenchus pratensis)、プラチレンクス・スクリブネリ(Pratylenchus scribneri)、プラチレンクス・テレス(Pratylenchus teres)、プラチレンクス・トルネイ(Pratylenchus thornei)、プラチレンクス・バルヌス(Pratylenchus vulnus)、プラチレンクス・ゼアエ(Pratylenchus zeae)及び移動性内部寄生虫であるプラチレンクス属(Pratylenchus spp.)全般、シュードハレンクス・ミヌタス(Pseudohalenchus minutus)、シレンクス・マグニデンス(Psilenchus magnidens)、シレンクス・ツミダス(Psilenchus tumidus)、プンクトデラ・
チャコエンシス(Punctodera chalcoensis)、クイニスルシウス・アクタス(Quinisulcius acutus)、ラドフォルス・シトロフィルス(Radopholus citrophilus)、ラドフォルス・シミリス(Radopholus similis)、移動性内部寄生虫であるラドフォルス属(Radopholus spp.)全般、ロチレンクルス・ボレアリス(Rotylenchulus borealis)、ロチレンクルス・パルブス(Rotylenchulus parvus)、ロチレンクルス・レニフォルミス(Rotylenchulus reniformis)及びロチレンクルス属(Rotylenchulus spp.)全般、ロチレンクス・ラウレンチヌス(Rotylenchus laurentinus)、ロチレンクス・マクロドラタス(Rotylenchus macrodoratus)、ロチレンクス・ロブスタス(Rotylenchus robustus)、ロチレンクス・ユニフォルミス(Rotylenchus uniformis)及びロチレンクス属(Rotylenchus spp.)全般、スクテロネマ・ブラキュルム(Scutellonema brachyurum)、スクテロネマ・ブラディス(Scutellonema bradys)、スクテロネマ・クラスリカウダタム(Scutellonema clathricaudatum)及び移動性内部寄生虫であるスクテロネマ属(Scutellonema spp.)全般、スバンギナ・ラジシオラ(Subanguina radiciola)、テチレンクス・ニコチアナエ(Tetylenchus nicotianae)、トリコドルス・シリンドリクス(Trichodorus cylindricus)、トリコドルス・マイナー(Trichodorus minor)、トリコドルス・プリミチブス(Trichodorus primitivus)、トリコドルス・プロキシムス(Trichodorus proximus)、トリコドルス・シミリス(Trichodorus similis)、トリコドルス・スパルサス(Trichodorus sparsus)及び外部寄生虫であるトリコドルス属(Trichodorus spp.)全般、チレンコリンクス・アグリ(Tylenchorhynchus agri)、チレンコリンクス・ブラシカエ(Tylenchorhynchus brassicae)、チレンコリンクス・クラルス(Tylenchorhynchus clarus)、チレンコリンクス・クレイトニ(Tylenchorhynchus claytoni)、チレンコリンクス・ジギタタス(Tylenchorhynchus digitatus)、チレンコリンクス・エブリエンシス(Tylenchorhynchus ebriensis)、チレンコリンクス・マキシムス(Tylenchorhynchus maximus)、チレンコリンクス・ヌダス(Tylenchorhynchus nudus)、チレンコリンクス・ブルガリス(Tylenchorhynchus vulgaris)及びチレンコリンクス属(Tylenchorhynchus spp.)全般、チレンクルス・セミペネトランス(Tylenchulus semipenetrans)及び半寄生虫であるチレンクルス属(Tylenchulus spp.)全般、キシフィネマ・アメリカナム(Xiphinema americanum)、キシフィネマ・ブレビコレ(Xiphinema brevicolle)、キシフィネマ・ジモルフィカウダツム(Xiphinema dimorphicaudatum)、キシフィネマ・インデックス(Xiphinema index)及び外部寄生虫であるキシフィネマ属(Xiphinema spp.)全般。
有害線虫の他の例としては、ワセンチュウ科(Criconematidae)、ベロノライムス科(Belonolaimidae)、ホプロアイミダエ科(Hoploaimidae)、ヘテロデラ科(Heteroderidae)、ロンギドルス科(Longidoridae)、プラティレンクス科(Pratylenchidae)、トリコドルス科(Trichodoridae)又はアシナシトカゲ科(Anguinidae)に属宇する種が挙げられる。
表9は、本明細書に記載されるPMP組成物及び関連方法を用いて処置又は予防することができる線虫及び関連する病害を更に示す。
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vi.ウイルス
PMP組成物及び関連方法は、例えば、植物におけるウイルス感染を予防又は処置するために、ウイルスの適応度を低減させる上で有用であり得る。PMP組成物をウイルスと接触させることにより、PMP組成物をウイルスに送達する方法が含まれる。加えて又は代わりに、本方法は、PMP組成物をウイルスと接触させることにより、ウイルス感染のリスクがあるか、又はウイルス感染を有する植物にPMP組成物を送達することを含む。
PMP組成物及び関連方法は、表10に挙げるウイルス及び病害を含め、植物のウイルス性病害の原因となるウイルスへの送達に好適である。
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C.植物共生体への送達
本明細書で提供されるのは、本明細書に開示されるPMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を植物共生体に送達する方法である。含まれるのは、共生体(例えば、細菌の内部共生体、真菌の内部共生体又は昆虫)をPMP組成物と接触させることにより、共生体にPMP組成物を送達する方法である。この方法は、植物共生体、例えば、植物の適応度にとって有益である共生体の適応度を増加させるのに有用であり得る。一部の例では、植物共生体は、異種機能性薬剤を含まないPMPで処理することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、施肥剤を含む。
従って、本方法を使用して、植物共生体の適応度を増加させることができる。一態様では、本明細書で提供されるのは、共生体の適応度を増加させる方法であって、共生体の適応度を、処理されていない共生体(例えば、PMP組成物を送達されていない共生体)に対して増加させるために、本明細書に記載されるPMP組成物を、(例えば、有効量で且つ有効な期間)共生体に送達することを含む方法である。
一態様では、本明細書で提供されるのは、真菌(例えば、植物の真菌の内部共生体)の適応度を増加させる方法であって、複数のPMP(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を含むPMP組成物を、内部共生体に送達することを含む方法である。例えば、植物共生体は、内共生真菌、例えば、アスペルギルス科(Aspergillaceae)、ツノタンシキン科(Ceratobasidiaceae)、コニオケータ(Coniochaetaceae)、ノムシタケ科(Cordycipitaceae)、コウヤクタケ科(Corticiaceae)、シストフィロバシディウム科(Cystofilobasidiaceae)、ダヴィディエラ科(Davidiellaceae)、デバリオマイセス科(Debaryomycetaceae)、ドチオラ科(Dothioraceae)、ウドンコカビ科(Erysiphaceae)、フィロバシディウム科(Filobasidiaceae)、グロメレラ科(Glomerellaceae)、ハリタケ科(Hydnaceae)、ボタンタケ科(Hypocreaceae)、レプトスフェリア科(Leptosphaeriaceae)、モンタニュラ科(Montagnulaceae)、クサレケカビ科(Mortierellaceae)、コタマカビ科(Mycosphaerellaceae)、ベニアワツブタケ科(Nectriaceae)、オルビリアキン科(Orbiliaceae)、ファエオスフェリア科(Phaeosphaeriaceae)、プレオスポラ科(Pleosporaceae)、シューデウロティウム科(Pseudeurotiaceae)、クモノスカビ科(Rhizopodaceae)、キンカクキン科(Sclerotiniaceae)、ウロコタケ科(Stereaceae)又はトリココマ科(Trichocomacea)の属の真菌であり得る。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、細菌(例えば、植物の細菌の内部共生体)の適応度を増加させる方法であって、複数のPMP(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を含むPMP組成物を、細菌に送達することを含む方法である。例えば、植物共生体は、内共生細菌、例えば、アセトバクター科(Acetobacteraceae)、アシドバクテリウム科(Acidobacteriaceae)、アシドサーマス科(Acidothermaceae)、アエロコッカス科(Aerococcaceae)、アルカリゲネス科(Alcaligenaceae)、アリシクロバチルス科(Alicyclobacillaceae)、アルテロモナス科(Alteromonadaceae)、アナエロリネア科(Anaerolineaceae)、アウランチモナス科(Aurantimonadaceae)、バチルス科(Bacillaceae)、バクテリオヴォラックス科(Bacteriovoracaceae)、ブデロビブリオ科(Bdellovibrionaceae)、ブラジリゾビウム科(Bradyrhizobiaceae)、ブレビバクテリウム科(Brevibacteriaceae)、ブルセラ科(Brucellaceae)、バークホルデリア科(Burkholderiaceae)、カルボキシドセラ科(Carboxydocellaceae)、カウロバクター科(Caulobacteraceae)、セルロモナダ科(Cellulomonadaceae)、キチノファガ科(Chitinophagaceae)、クロマチウム科(Chromatiaceae)、クトニオバクター科(Chthoniobacteraceae)、クトノモナス科(Chthonomonadaceae)、クロストリジウム科(Clostridiaceae)、コマモナス科(Comamonadaceae)、コリネバクテリウム科(Corynebacteriaceae)、コクシエラ科(Coxiellaceae)、クリオモルファ科(Cryomorphaceae)、シクロバクテリア科(Cyclobacteriaceae)、サイトファーガ科(Cytophagaceae)、ディノコッカス科(Deinococcaceae)、デルマバクター(Dermabacteraceae)、デルマコッカス科(Dermacoccaceae)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、エンテロコッカス科(Enterococcaceae)、エリスロバクター科(Erythrobacteraceae)、フィブロバクター科(Fibrobacteraceae)、フラメオビルガ科(Flammeovirgaceae)、フラボバクテリウム科(Flavobacteriaceae)、フランキア科(Frankiaceae)、フソバクテリア科(Fusobacteriaceae)、ガイエラ科(Gaiellaceae)、ゲマティモナス科(Gemmatimonadaceae)、ゲオデルマトフィラス(Geodermatophilaceae)、Glyコルニ・セタセアエ(Gly corny cetaceae)、ハリアンギウム科(Haliangiaceae)、ハロモナス科(Halomonadaceae)、ホロスポラ科(Holosporaceae)、ヒフォミクロビウム科(Hyphomicrobiaceae)、イアミア科(Iamiaceae)、イントラスポランギウム科(Intrasporangiaceae)、キネオスポリア科(Kineosporiaceae)、コリバクター科(Koribacteraceae)、ラクノスピラ科(Lachnospiraceae)、ラクトバチルス科(Lactobacillaceae)、レジオネラ科(Legionellaceae)、レプトスピラ科(Leptospiraceae)、ロイコノストック科(Leuconostocaceae)、メチロバクテリウム科(Methylobacteriaceae)、メチロシスチス科(Methylocystaceae)、メチロフィルス科(Methylophilaceae)、マイクロバクテリウム科(Microbacteriaceae)、ミクロコッカス科(Micrococcaceae)、ミクロモノスポラ科(Micromonosporaceae)、モラクセラ科(Moraxellaceae)、マイコバクテリア科(Mycobacteriaceae)、マイコプラズマ科(Mycoplasmataceae)、ミクソコッカス科(Myxococcaceae)、ナカムラエラ科(Nakamurellaceae)、ナイセリア科(Neisseriaceae)、ニトロソモナス科(Nitrosomonadaceae)、ノカルジア科(Nocardiaceae)、ノカルジオイド科(Nocardioidaceae)、オセアノスピリルム科(Oceanospirillaceae)、オピトゥトゥス科(Opitutaceae)、オキサロバクター科(Oxalobacteraceae)、パエニバシラス科(Paenibacillaceae)、パラクラミジア科(Parachlamydiaceae)、パスツレラ科(Pasteurellaceae)、パトゥリバクテル科(Patulibacteraceae)、ペプトストレプトコッカス科(Peptostreptococcaceae)、フィロバクテリア科(Phyllobacteriaceae)、ピスキリケッチア科(Piscirickettsiaceae)、プランクトミケス科(Planctomycetaceae)、プラノコッカス科(Planococcaceae)、ポリアンギウム科(Polyangiaceae)、ポルフィロモナス科(Porphyromonadaceae)、プレボテラ科(Prevotellaceae)、プロミクロモノスポラ科(Promicromonosporaceae)、シュードモナス科(Pseudomonadaceae)、シュードノカルディア科(Pseudonocardiaceae)、リゾビウム科(Rhizobiaceae)、ロドバクター科(Rhodobacteraceae)、ロドスピリラム科(Rhodospirillaceae)、ロセイフレクスス科(Roseiflexaceae)、ルブロバクター科(Rubrobacteriaceae)、サンダラキナキヌス科(Sandaracinaceae)、サングイバクター科(Sanguibacteraceae)、サプロスピラ科(Saprospiraceae)、セグニリパルス科(Segniliparaceae)、シェワネラ科(Shewanellaceae)、シノバクター科(Sinobacteraceae)、ソリバクター科(Solibacteraceae)、ソリモナド科(Solimonadaceae)、ソリルブロバクター科(Solirubrobacteraceae)、スフィンゴバクテリウム科(Sphingobacteriaceae)、スフィンゴモナス科(Sphingomonadaceae)、スピロプラズマ科(Spiroplasmataceae)、スポリキシア科(Sporichthyaceae)、スポロラクトバチルス科(Sporolactobacillaceae)、スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、レンサ球菌科(Streptococcaceae)、ストレプトマイセス科(Streptomycetaceae)、シントロフォバクター科(Syntrophobacteraceae)、ベイヨネラ科(Veillonellaceae)、ウェルコミクロビウム科(Verrucomicrobiaceae)、ウィークセラ科(Weeksellaceae)、キサントバクター科(Xanthobacteraceae)又はキサントモナス科(Xanthomonadaceae)の属の細菌であり得る。
更に別の態様では、本明細書で提供されるのは、昆虫(例えば、植物の昆虫共生体)の適応度を増加させる方法であって、複数のPMP(例えば、本明細書に記載されるPMP組成物)を含むPMP組成物を、昆虫に送達することを含む方法である。一部の例では、昆虫は、植物花粉媒介者である。例えば、昆虫は、ハチ目(Hymenoptera)又はハエ目(Diptera)の属のものであり得る。一部の例では、ハチ目(Hymenoptera)の属の昆虫は、ハチである。他の例では、ハエ目(Diptera)の属の昆虫は、ハエである。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物の投与の結果としての共生体の生理機能の向上(例えば、健康又は生存の向上)として現れ得る。一部の例では、生物の適応度は、限定はされないが、繁殖率、寿命、移動性、繁殖力、体重、代謝率若しくは活動又は生存を含めた1つ以上のパラメータにより、PMP組成物を送達されていない共生体との比較で測定することができる。例えば、本明細書に提供される方法又は組成物は、共生体の全般的健康を向上させるか、又は共生体の全生存を、PMP組成物を投与されていない共生体生物と比較して向上させるのに有効であり得る。一部の例では、共生体の生存の向上は、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超高い。一部の例では、本方法及び組成物は、共生体生殖(例えば、繁殖率)を、PMP組成物を投与されていない共生体生物と比較して増加させるのに有効である。一部の例では、この方法及び組成物は、移動性、体重、寿命、繁殖力又は代謝率などの他の生理学的パラメータを、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効である。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物が投与されていない共生体生物と比較した、共生体によって行われる所望される活動(例えば、授粉、有害生物に対する捕食、種子散布又は廃棄物若しくは有機材料の分解)の頻度又は有効性の増加として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、共生体によって行われる所望される活動(例えば、授粉、有害生物に対する捕食、種子散布又は廃棄物若しくは有機材料の分解)の頻度又は有効性を、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効であり得る。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物が投与されていない共生体生物と比較した、共生体における1つ以上の栄養(例えば、ビタミン、炭水化物、アミノ酸又はポリペプチド)の産生の増加として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、共生体における栄養(例えば、ビタミン、炭水化物、アミノ酸又はポリペプチド)の産生を、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、共生体における1種以上の微生物(例えば、内部共生体)による栄養の産生又は代謝を増加させることにより、共生を受けている植物における栄養を増加させることができる。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物が投与されていない共生体生物と比較した、農薬用薬剤に対する共生体の感受性の低下及び/又は農薬用薬剤に対する共生体の抵抗性の増加として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、農薬用薬剤に対する共生体の感受性を、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低下させるのに有効であり得る。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物が投与されていない共生体生物と比較した、アレロケミカル薬剤に対する共生体の感受性の低下及び/又はアレロケミカル薬剤に対する共生体の抵抗性の増加として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、アレロケミカル薬剤に対する共生体の抵抗性を、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効であり得る。一部の例では、アレロケミカル薬剤は、カフェイン、大豆シスタチンN、モノテルペン、ジテルペン酸又はフェノール類である。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、アレロケミカル薬剤を利用可能な基質に代謝又は分解する共生体の能力を増大させることにより、アレロケミカル薬剤に対する共生体の感受性を低下させることができる。
一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、PMP組成物を投与されていない共生体生物有害生物と比較して、寄生虫又は病原体(例えば、真菌性、細菌性又はウイルス性病原体;又は寄生ダニ(例えば、ミツバチにおけるミツバチヘギイタダニ(Varroa destructor mite)))に対する共生体の抵抗性を増加させるのに有効であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、病原体又は寄生虫(例えば、真菌性、細菌性又はウイルス性病原体;又は寄生ダニ(例えば、ミツバチにおけるミツバチヘギイタダニ(Varroa destructor mite)))に対する共生体の抵抗性を、参照レベル(例えば、PMP組成物の投与を受けない共生体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効であり得る。
一部の例では、共生体適応度の増加は、PMP組成物が投与されていない共生体生物と比較した、特定の環境因子に対する耐性(例えば、高温若しくは低温耐性)の向上、特定の生息場所で生存する能力の向上又は特定の食餌に耐える能力の向上(例えば、トウモロコシに対してダイズを代謝する能力の向上)などの他の適応度の優位性として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載されるいずれかの複数の方法で共生体適応度を増加させるのに有効であり得る。更に、PMP組成物は、共生体のいくつもの綱、目、科、属又は種(例えば、1つの共生体の種、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、200、250、500又はそれよりも多い共生体の種)における共生体適応度を増加させることができる。一部の例では、PMP組成物は、共生体の単一の綱、目、科、属又は種に作用する。
共生体適応度は、当技術分野におけるあらゆる標準の方法を用いて評価することができる。一部の例では、共生体適応度は、個々の共生体を評価することによって評価することができる。代わりに、共生体適応度は、共生体集団を評価することによって評価することができる。例えば、共生体適応度の増加は、他の昆虫との競合の成功の増加(それによって共生体集団の大きさの増加がもたらされる)として現れる。
本組成物又は関連方法で処理することができる植物共生体の例を、本明細書に更に記載する。
i.真菌
本PMP組成物及び関連方法は、真菌、例えば、植物の内部共生体である真菌(例えば、菌根菌)の適応度を増加させるために有用であり得る。
一部の例では、真菌は、アスペルギルス科(Aspergillaceae)、ツノタンシキン科(Ceratobasidiaceae)、コニオケータ科(Coniochaetaceae)、ノムシタケ科(Cordycipitaceae)、コウヤクタケ科(Corticiaceae)、シストフィロバシディウム科(Cystofilobasidiaceae))、ダヴィディエラ科(Davidiellaceae)、デバリオマイセス科(Debaryomycetaceae)、ドチオラ科(Dothioraceae)、ウドンコカビ科(Erysiphaceae)、フィロバシディウム科(Filobasidiaceae)、グロメレラ科(Glomerellaceae)、ハリタケ科(Hydnaceae)、ボタンタケ科(Hypocreaceae)、レプトスフェリア科(Leptosphaeriaceae)、モンタニュラ科(Montagnulaceae)、クサレケカビ科(Mortierellaceae)、コタマカビ科(Mycosphaerellaceae)、ベニアワツブタケ科(Nectriaceae)、オルビリアキン科(Orbiliaceae)、ファエオスフェリア科(Phaeosphaeriaceae)、プレオスポラ科(Pleosporaceae)、シューデウロティウム科(Pseudeurotiaceae)、クモノスカビ科(Rhizopodaceae)、キンカクキン科(Sclerotiniaceae)、ウロコタケ科(Stereaceae)又はトリココマ科(Trichocomacea)のものである。
一部の例では、真菌は、グロムス門(Glomeromycota)、担子菌門(Basidiomycota)、子嚢菌門又は接合菌門に属する真菌を含めた、植物の根との菌根(例えば、外生菌根又は内生菌根)共生を有する真菌である。
i.細菌
本PMP組成物及び関連方法は、細菌、例えば、植物の内部共生体である細菌(例えば、窒素固定細菌)の適応度を増加させるために有用であり得る。
例えば、細菌は、アシドボラックス属(Acidovorax)、アグロバクテリウム属(Agrobacterium)、バチルス属(Bacillus)、バークホルデリア属(Burkholderia)、クリセオバクテリウム属(Chryseobacterium)、クルトバクテリウム属(Curtobacterium)、エンテロバクター属(Enterobacter)、大腸菌属(Escherichia)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium)、パエニバチルス属(Paenibacillus)、パンテア属(Pantoea)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ラルストニア属(Ralstonia)、根粒菌属(Rhizobium)、サッカリバチルス属(Saccharibacillus)、スフィンゴモナス属(Sphingomonas)又はステノトロホモナス属(Stenotrophomonas)のものであり得る。
一部の例では、細菌は、アセトバクター科(Acetobacteraceae)、アシドバクテリウム科(Acidobacteriaceae)、アシドサーマス科(Acidothermaceae)、アエロコッカス科(Aerococcaceae)、アルカリゲネス科(Alcaligenaceae)、アリシクロバチルス科(Alicyclobacillaceae)、アルテロモナス科(Alteromonadaceae)、アナエロリネア科(Anaerolineaceae)、アウランチモナス科(Aurantimonadaceae)、バチルス科(Bacillaceae)、バクテリオヴォラックス科(Bacteriovoracaceae)、ブデロビブリオ科(Bdellovibrionaceae)、ブラジリゾビウム科(Bradyrhizobiaceae)、ブレビバクテリウム科(Brevibacteriaceae)、ブルセラ科(Brucellaceae)、バークホルデリア科(Burkholderiaceae)、カルボキシドセラ科(Carboxydocellaバクター科(Caulobacteraceae)、セルロモナダ科(Cellulomonadaceae)、キチノファガ科(Chitinophagaceae)、クロマチウム科(Chromatiaceae)、クトニオバクター科(Chthoniobacteraceae)、クトノモナceae)、カウロス科(Chthonomonadaceae)、クロストリジウム科(Clostridiaceae)、コマモナス科(Comamonadaceae)、コリネバクテリウム科(Corynebacteriaceae)、コクシエラ科(Coxiellaceae)、クリオモルファ科(Cryomorphaceae)、シクロバクテリア科(Cyclobacteriaceae)、サイトファーガ科(Cytophagaceae)、ディノコッカス科(Deinococcaceae)、デルマバクター(Dermabacteraceae)、デルマコッカス科(Dermacoccaceae)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、エンテロコッカス科(Enterococcaceae)、エリスロバクター科(Erythrobacteraceae)、フィブロバクター科(Fibrobacteraceae)、フラメオビルガ科(Flammeovirgaceae)、フラボバクテリウム科(Flavobacteriaceae)、フランキア科(Frankiaceae)、フソバクテリア科(Fusobacteriaceae)、ガイエラ科(Gaiellaceae)、ゲマティモナス科(Gemmatimonadaceae)、ゲオデルマトフィラス(Geodermatophilaceae)、Glyコルニ・セタセアエ(Gly corny cetaceae)、ハリアンギウム科(Haliangiaceae)、ハロモナス科(Halomonadaceae)、ホロスポラ科(Holosporaceae)、ヒフォミクロビウム科(Hyphomicrobiaceae)、イアミア科(Iamiaceae)、イントラスポランギウム科(Intrasporangiaceae)、キネオスポリア科(Kineosporiaceae)、コリバクター科(Koribacteraceae)、ラクノスピラ科(Lachnospiraceae)、ラクトバチルス科(Lactobacillaceae)、レジオネラ科(Legionellaceae)、レプトスピラ科(Leptospiraceae)、ロイコノストック科(Leuconostocaceae)、メチロバクテリウム科(Methylobacteriaceae)、メチロシスチス科(Methylocystaceae)、メチロフィルス科(Methylophilaceae)、マイクロバクテリウム科(Microbacteriaceae)、ミクロコッカス科(Micrococcaceae)、ミクロモノスポラ科(Micromonosporaceae)、モラクセラ科(Moraxellaceae)、マイコバクテリア科(Mycobacteriaceae)、マイコプラズマ科(Mycoplasmataceae)、ミクソコッカス科(Myxococcaceae)、ナカムラエラ科(Nakamurellaceae)、ナイセリア科(Neisseriaceae)、ニトロソモナス科(Nitrosomonadaceae)、ノカルジア科(Nocardiaceae)、ノカルジオイド科(Nocardioidaceae)、オセアノスピリルム科(Oceanospirillaceae)、オピトゥトゥス科(Opitutaceae)、オキサロバクター科(Oxalobacteraceae)、パエニバシラス科(Paenibacillaceae)、パラクラミジア科(Parachlamydiaceae)、パスツレラ科(Pasteurellaceae)、パトゥリバクテル科(Patulibacteraceae)、ペプトストレプトコッカス科(Peptostreptococcaceae)、フィロバクテリア科(Phyllobacteriaceae)、ピスキリケッチア科(Piscirickettsiaceae)、プランクトミケス科(Planctomycetaceae)、プラノコッカス科(Planococcaceae)、ポリアンギウム科(Polyangiaceae)、ポルフィロモナス科(Porphyromonadaceae)、プレボテラ科(Prevotellaceae)、プロミクロモノスポラ科(Promicromonosporaceae)、シュードモナス科(Pseudomonadaceae)、シュードノカルディア科(Pseudonocardiaceae)、リゾビウム科(Rhizobiaceae)、ロドバクター科(Rhodobacteraceae)、ロドスピリラム科(Rhodospirillaceae)、ロセイフレクスス科(Roseiflexaceae)、ルブロバクター科(Rubrobacteriaceae)、サンダラキナキヌス科(Sandaracinaceae)、サングイバクター科(Sanguibacteraceae)、サプロスピラ科(Saprospiraceae)、セグニリパルス科(Segniliparaceae)、シェワネラ科(Shewanellaceae)、シノバクター科(Sinobacteraceae)、ソリバクター科(Solibacteraceae)、ソリモナド科(Solimonadaceae)、ソリルブロバクター科(Solirubrobacteraceae)、スフィンゴバクテリウム科(Sphingobacteriaceae)、スフィンゴモナス科(Sphingomonadaceae)、スピロプラズマ科(Spiroplasmataceae)、スポリキシア科(Sporichthyaceae)、スポロラクトバチルス科(Sporolactobacillaceae)、スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、レンサ球菌科(Streptococcaceae)、ストレプトマイセス科(Streptomycetaceae)、シントロフォバクター科(Syntrophobacteraceae)、ベイヨネラ科(Veillonellaceae)、ウェルコミクロビウム科(Verrucomicrobiaceae)、ウィークセラ科(Weeksellaceae)、キサントバクター科(Xanthobacteraceae)又はキサントモナス科(Xanthomonadaceae)のものである。
一部の例では、内共生細菌は、バチルス科(Bacillaceae)、バークホルデリア科(Burkholderiaceae)、コマモナス科(Comamonadaceae)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、フラボバクテリウム科(Flavobacteriaceae)、メチロバクテリウム科(Methylobacteriaceae)、マイクロバクテリウム科(Microbacteriaceae)、パエニバシラス科(Paenibacillileae)、シュードモナス科(Pseudomonnaceae)、リゾビウム科(Rhizobiaceae)、スフィンゴモナス科(Sphingomonadaceae)及びキサントモナス科(Xanthomonadaceae)からなる群から選択される科のものである。
一部の例では、内共生細菌は、アシドボラックス属(Acidovorax)、アグロバクテリウム属(Agrobacterium)、バチルス属(Bacillus)、バークホルデリア属(Burkholderia)、クリセオバクテリウム属(Chryseobacterium)、クルトバクテリウム属(Curtobacterium)、エンテロバクター属(Enterobacter)、大腸菌属(Escherichia)、メチロバクテリウム属(Methylobacterium)、パエニバチルス属(Paenibacillus)、パンテア属(Pantoea)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ラルストニア属(Ralstonia)、サッカリバチルス属(Saccharibacillus)、スフィンゴモナス属(Sphingomonas)、ステノトロホモナス属(Stenotrophomonas)からなる群から選択される属のものである。
ii.昆虫
本PMP組成物及び関連方法は、昆虫、例えば、植物にとって有益である昆虫の適応度を増加させるために有用であり得る。用語「昆虫」には、あらゆる発育段階にある、即ち幼虫及び成虫の、節足動物(Arthropoda)門に、また昆虫(Insecta)綱又は蛛形(Arachnida)綱に属するあらゆる生物が含まれる。例えば、宿主には、作物の授粉、種子の拡大又は有害生物制御に役立つ昆虫を含めた、農業用途で使用される昆虫が含まれ得る。
一部の例では、宿主は、植物の授粉に役立つ(例えば、ハチ、甲虫、スズメバチ、ハエ、チョウ又はガ)。一部の例では、植物の授粉に役立つ宿主は、ハチである。一部の例では、ハチは、ヒメハナバチ科(Andrenidae)、ミツバチ科(Apidae)、ムカシハナバチ科(Colletidae)、コハナバチ科(Halictidae)又はハキリバチ科(Megachilidae)のものである。一部の例では、植物の授粉に役立つ宿主は、甲虫である。特定の場合、PMP組成物は、ミツバチの適応度を増加させるために使用することができる。
一部の例では、植物の授粉に役立つ宿主は、甲虫、例えば、タマムシ科(Buprestidae)、ジョウカイボン科(Cantharidae)、カミキリムシ科(Cerambycidae)、ハムシ科(Chrysomelidae)、カッコウムシ科(Cleridae)、テントウムシ科(Coccinellidae)、コメツキムシ科(Elateridae)、ナガクチキムシ科(Melandryidae)、ツチハンミョウ科(Meloidae)、ジョウカイモドキ科(Melyridae)、ハナノミ科(Mordellidae)、ケシキスイ科(Nitidulidae)、カミキリモドキ科(Oedemeridae)、コガネムシ科(Scarabaeidae)又はハネカクシ科(Staphyllinidae)の種である。
一部の例では、植物の授粉に役立つ宿主は、チョウ又はガ(例えば、鱗翅目(Lepidoptera))である。一部の例では、チョウ又はガは、シャクガ科(Geometridae)、セセリチョウ科(Hesperiidae)、シジミチョウ科(Lycaenidae)、ヤガ科(Noctuidae)、タテハチョウ科(Nymphalidae)、アゲハチョウ科(Papilionidae)、シロチョウ科(Pieridae)又はスズメガ科(Sphingidae)の種である。
一部の例では、植物の授粉に役立つ宿主は、ハエ(例えば、ハエ目(Diptera))である。一部の例では、ハエは、ハナバエ科(Anthomyiidae)、ケバエ科(Bibionidae)、ツリアブ科(Bombyliidae)、クロバエ科(Calliphoridae)、タマバエ科(Cecidomiidae)、ヌカカ科(Certopogonidae)、ユスリカ科(Chrionomidae)、メバエ科(Conopidae)、カ科(Culicidae)、アシナガバエ科(Dolichopodidae)、オドリバエ科(Empididae)、ミギワバエ科(Ephydridae)、ヤリバエ科(Lonchopteridae)、イエバエ科(Muscidae)、キノコバエ科(Mycetophilidae)、ノミバエ科(Phoridae)、ブユ科(Simuliidae)、ミズアブ科(Stratiomyidae)又はハナアブ科(Syrphidae)のものである。
一部の例では、授粉に役立つ宿主は、アリ(例えば、アリ科)、ハバチ(例えば、ハバチ科)又はスズメバチ(例えば、ジガバチ(Sphecidae)又はスズメバチ科(Vespidae))である。
D.動物病原体への送達
本明細書で提供されるのは、病原体をPMP組成物と接触させることにより、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を、本明細書に開示するものなど、動物(例えば、ヒト)病原体に送達する方法である。本明細書で使用される場合、用語「病原体」は、例えば、(i)動物を直接的に感染させること、(ii)動物において疾患又は疾患症状を引き起こす原因物質を産生すること(例えば、病原性毒素などを産生する細菌)、及び/又は(iii)動物において免疫(例えば、炎症反応)を誘発すること(例えば、噛みつく昆虫、例えば、トコジラミ)により、動物において疾患又は疾患症状を引き起こす、微生物又は無脊椎動物などの生物を指す。本明細書で使用される場合、病原体には、限定はされないが、細菌、原生動物、寄生虫、真菌、線虫、昆虫、ウイロイド及びウイルス又はそのあらゆる組み合わせが含まれ、ここで、各病原体は、それ自体で又は別の病原体と協力して、ヒトなどの動物において疾患又は疾患症状を誘発することが可能である。
一部の例では、動物(例えば、ヒト)病原体は、異種機能性薬剤を含まないPMPで治療することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、異種治療薬(例えば、抗菌剤、抗真菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、抗寄生虫薬剤、抗ウイルス剤又は忌避剤)を含む。この方法は、PMP組成物の送達の結果として、動物病原体の適応度を減少させるのに、例えば、病原体感染を予防若しくは治療するか又は病原体の拡大を制御するために有用であり得る。
本明細書に記載される方法に従って標的にすることができる病原体の例としては、細菌(例えば、レンサ球菌属(Streptococcus)種、肺炎球菌属(Pneumococcus)種、シュードモナス属(Pseudomonas)種、赤痢菌属(Shigella)種、サルモネラ属(Salmonella)種、カンピロバクター属(Campylobacter)種又は大腸菌属(Escherichia)種)、真菌(サッカロミセス属(Saccharomyces)種又はカンジダ属(Candida)種)、寄生昆虫(例えば、キメクス属(Cimex)種)、寄生線虫(例えば、ヘリグモソモイデス(Heligmosomoides)種)又は寄生原生動物(例えば、トリコモナス(Trichomoniasis)種)が挙げられる。
例えば、本明細書で提供されるのは、病原体の適応度を減少させる方法であって、本明細書に記載されるPMP組成物を、病原体に送達することを含み、病原体の適応度を、治療されていない病原体に対して減少させる方法である。一部の実施形態では、この方法は、病原体が成長、生存、繁殖、摂食又は寄生する少なくとも1つの生息場所に、組成物を送達することを含む。本明細書に記載される方法の一部の例では、組成物は、病原体による摂取のための、病原体が摂取可能な組成物として送達される。本明細書に記載される方法の一部の例では、組成物は、液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体として(例えば、病原体に)送達される。
本明細書で提供されるのは、寄生昆虫の適応度を減少させる方法であって、複数のPMPを含むPMP組成物を、寄生昆虫に送達することを含む方法でもある。一部の例では、この方法は、複数のPMP(ここで、複数のPMPは、殺虫薬剤を含む)を含むPMP組成物を、寄生昆虫に送達することを含む。例えば、寄生昆虫は、トコジラミであり得る。寄生昆虫の他の非限定的な例は、本明細書に提供される。一部の例では、この方法は、寄生昆虫の適応度を、治療されていない寄生昆虫に対して減少させる。
本明細書で更に提供されるのは、寄生線虫の適応度を減少させる方法であって、複数のPMPを含むPMP組成物を、寄生線虫に送達することを含む方法である。一部の例では、この方法は、複数のPMP(ここで、複数のPMPは、殺線虫薬剤を含む)を含むPMP組成物を、寄生線虫に送達することを含む。例えば、寄生線虫は、ヘリグモソモイデス・ポリギルス(Heligmosomoides polygyrus)である。寄生線虫の他の非限定的な例は、本明細書に提供される。一部の例では、この方法は、寄生線虫の適応度を、治療されていない寄生線虫に対して減少させる。
本明細書で更に提供されるのは、寄生原生動物の適応度を減少させる方法であって、複数のPMPを含むPMP組成物を、寄生原生動物に送達することを含む方法である。一部の例では、この方法は、複数のPMP(ここで、複数のPMPは、抗寄生虫薬剤を含む)を含むPMP組成物を、寄生原生動物に送達することを含む。例えば、寄生原生動物は、腟トリコモナス(T.vaginalis)であり得る。寄生原生動物の他の非限定的な例は、本明細書に提供される。一部の例では、この方法は、寄生原生動物の適応度を、治療されていない寄生原生動物に対して減少させる。
PMP組成物の送達の結果としての病原体の適応度の減少は、いくつかの様式で現れ得る。一部の例では、病原体の適応度の減少は、PMP組成物の投与の結果としての病原体の生理機能の悪化又は減退(例えば、健康又は生存の低下)として現れ得る。一部の例では、生物の適応度は、限定はされないが、繁殖率、生殖能力、寿命、生存能力、移動性、繁殖力、病原体発達、体重、代謝率若しくは活動又は生存を含めた1つ以上のパラメータにより、PMP組成物を投与されていない病原体との比較で測定することができる。例えば、本明細書に提供される方法又は組成物は、病原体の全般的健康を低下させる又は病原体の全生存を低下させるのに有効であり得る。一部の例では、病原体の生存の低下は、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない病原体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超高い。一部の例では、本方法及び組成物は、病原体生殖(例えば、繁殖率、生殖能力)を、PMP組成物を投与されていない病原体と比較して低下させるのに有効である。一部の例では、この方法及び組成物は、移動性、体重、寿命、繁殖力又は代謝率などの他の生理学的パラメータを、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない病原体において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超低下させるのに有効である。
一部の例では、有害生物適応度の減少は、PMP組成物が送達されていない病原体と比較した、抗病原体薬剤に対する病原体の感受性の増加及び/又は抗病原体薬剤に対する病原体の抵抗性の減少として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、農薬用薬剤に対する病原体の感受性を、参照レベル(例えば、PMP組成物を受けない有害生物において見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超増加させるのに有効であり得る。
一部の例では、病原体適応度の減少は、PMP組成物が投与されていない有害生物と比較した、特定の環境因子に対する耐性(例えば、高温若しくは低温耐性)の低下、特定の生息場所で生存する能力の低下又は特定の食餌に耐える能力の低下など、他の適応度の不利点として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載される任意の複数の方法で有害生物適応度を低減させるのに有効であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載されるいずれかの複数の方法で病原体適応度を減少させるのに有効であり得る。更に、PMP組成物は、病原体のいくつもの綱、目、科、属又は種(例えば、1つの病原体の種、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、200、250、500又はそれよりも多い病原体の種)における病原体適応度を減少させることができる。一部の例では、PMP組成物は、有害生物の単一の綱、目、科、属又は種に作用する。
病原体適応度は、当技術分野におけるあらゆる標準の方法を用いて評価することができる。一部の例では、有害生物適応度は、個々の病原体を評価することによって評価することができる。代わりに、有害生物適応度は、病原体集団を評価することによって評価することができる。例えば、病原体適応度の減少は、他の昆虫との競合の成功の減少(それによって共生体集団の大きさの減少がもたらされる)として現れる。
本PMP組成物及び関連方法は、動物病原体の適応度を減少させ、それによって動物における感染症を治療又は予防するために有用である。本組成物又は関連方法で治療することができる動物病原体又はそのベクターの例を、本明細書に更に記載する。
i.真菌
本PMP組成物及び関連方法は、真菌の適応度を減少させる、例えば、動物における真菌感染症を予防又は治療するために有用であり得る。含まれるのは、真菌をPMP組成物と接触させることにより、真菌にPMP組成物を送達する方法である。更に又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載される真菌によって引き起こされる)真菌感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、子嚢菌門(Ascomycota)(フサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、ニューモシスチス・ジロベシ(Pneumocystis jirovecii)、コウジカビ属(Aspergillus)種、コクシジオイデス・イミチス(Coccidioides immitis)/ポサダシ(posadasii)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans))、担子菌門(Basidiomycota)(フィロバジエラ・ネオフォルマンス(Filobasidiella neoformans)、トリコスポロン属(Trichosporon))、微胞子虫門(Microsporidia)(エンセファリトゾーン・クニクリ(Encephalitozoon cuniculi)、エンテロシトゾーン・ビエヌーシ(Enterocytozoon bieneusi))、ケカビ亜門(Mucoromycotina)(ムーコル・シルシネロイデス(Mucor circinelloides)、リゾプス・オリゼ(Rhizopus oryzae)、リクテイミア・コリムビフェラ(Lichtheimia corymbifera))に属する真菌によって引き起こされる真菌感染症を含めた、動物における真菌感染症の治療又は予防に適している。
一部の例では、真菌感染症は、子嚢菌門(Ascomycota)、担子菌門(Basidomycota)、ツボカビ門(Chytridiomycota)、微胞子虫門(Microsporidia)又は接合菌門(Zygomycota)に属するものによって引き起こされるものである。真菌の感染症又は異常増殖には、1種以上の真菌種、例えば、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、C.トロピカリス(C.tropicalis)、C.パラプローシス(C.parapsilosis)、C.グラブラタ(C.glabrata)、C.アウリス(C.auris)、C.クルーセイ(C.krusei)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、マラセチア・グロボセ(Malassezia globose)、マラセチア・レストリクタ(M.restricta)又はデバリオマイセス・ハンセニ(Debaryomyces hansenii)、ジベレラ・モニリフォルミス(Gibberella moniliformis)、アルテルナリア・ブラッシコーラ(Alternaria brassicicola)、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、ニューモシスチス・カリニ(Pneumocystis carinii)、P.イロベチイ(P.jirovecii)、P.ムリナ(P.murina)、P.オリクトラジ(P.oryctolagi)、P.ウェークフィールディアエ(P.wakefieldiae)及びアスペルギルス・クラバタス(Aspergillus clavatus)が含まれ得る。真菌種は、病原体又は日和見性病原体であると考えることができる。
一部の例では、真菌感染症は、カンジダ属の真菌によって引き起こされる(即ち、カンジダ感染症)。例えば、カンジダ感染症は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、C.グラブラタ(C.glabrata)、C.デュブリニエンシス(C.dubliniensis)、C.クルーセイ(C.krusei)、C.アウリス(C.auris)、C.パラプローシス(C.parapsilosis)、C.トロピカリス(C.tropicalis)、C.オルトプローシス(C.orthopsilosis)、C.ギリエルモンディ(C.guilliermondii)、C.ルゴセ(C.rugose)及びC.ルシタニア(C.lusitaniae)からなる群から選択されるカンジダ属の真菌によって引き起こされ得る。本明細書に開示する方法によって治療することができるカンジダ感染症には、限定はされないが、カンジダ血症、中咽頭カンジダ症、食道カンジダ症、粘膜カンジダ、性器、外陰部カンジダ症、直腸カンジダ症、肝カンジダ症、腎カンジダ症、肺カンジダ症、脾カンジダ症、外耳道真菌症、骨髄炎、化膿性関節炎、心臓カンジダ症(例えば、心内膜炎)及び侵襲性カンジダ症が含まれる。
ii.細菌
本PMP組成物及び関連方法は、細菌の適応度を低下させる、例えば、動物における細菌感染症を予防又は治療するために有用であり得る。含まれるのは、細菌をPMP組成物と接触させることによって細菌にPMP組成物を投与するための方法である。さらに又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載される細菌によって引き起こされる)細菌感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、下にさらに記載するいずれかの細菌によって引き起こされる、動物における細菌感染症の治療又は予防に適している。例えば、細菌は、バチルス目(Bacillales)(炭疽菌(B.anthracis)、セレウス菌(B.cereus)、黄色ブドウ球菌(S.aureus)、L.モノサイトゲネス(L.monocytogenes))、ラクトバチルス目(Lactobacillales)(肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿性連鎖球菌(S.pyogenes))、クロストリジウム目(Clostridiales)(ボツリヌス菌(C.botulinum)、クロストリジウム・ディフィシル(C.difficile)、ウェルシュ菌(C.perfringens)、破傷風菌(C.tetani))、スピロヘータ目(Spirochaetales)(ライム病ボレリア(Borrelia burgdorferi)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum))、クラミジア目(Chlamydiales)(クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、オウム病クラミジア(Chlamydophila psittaci))、放線菌目(Actinomycetales)(ジフテリア菌(C.diphtheriae(結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、M.アビウム(M.avium))、リケッチア目(Rickettsiales)(発疹チフスリケッチア(R.prowazekii)、R.リケッチイ(R.rickettsii)、発疹熱リケッチア(R.typhi)、A.ファゴサイトフィルム(A.phagocytophilum)、E.シャフェンシス(E.chaffeensis))、リゾビウム目(Rhizobiales)(ブルセラ・メリテンシス(Brucella melitensis))、バークホルデリア目(Burkholderiales)(百日咳菌(Bordetella pertussis)、鼻疽菌(Burkholderia mallei)、類鼻疽菌(B.pseudomallei))、ナイセリア属(Neisseriales)(淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(N.meningitidis))、カンピロバクター目(Campylobacterales)(カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori))、レジオネラ目(Legionellales)(レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila))、シュードモナス目(Pseudomonadales)(A.バウマンニ(A.baumannii)、モラクセラ・カタラーリス(Moraxella catarrhalis)、緑膿菌(P.aeruginosa))、アエロモナス目(Aeromonadales)(アエロモナス(Aeromonas)種)、ビブリオ目(Vibrionales)(コレラ菌(Vibrio cholerae)、腸炎ビブリオ(V.parahaemolyticus))、チオスリックス目(Thiotrichales)、パスツレラ目(Pasteurellales)(インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae))、エンテロバクター目(Enterobacteriaes)(肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、プロテウス・ミラビリス(Proteus mirabilis)、ペスト菌(Yersinia pestis)、E.エンテロコリチカ(Y.enterocolitica)、シゲラ・フレックスネリ(Shieglla flexneri)、サルモネラ菌(Salmonella enterica)、大腸菌(E.coli))に属するものであり得る。
iii.寄生昆虫
本PMP組成物及び関連方法は、動物における寄生昆虫感染症を予防又は治療するために、寄生昆虫の適応度を低下させるために有用であり得る。用語「昆虫」には、あらゆる発育段階にある、即ち幼虫及び成虫の、節足動物(Arthropoda)門に、また昆虫(Insecta)綱又は蛛形(Arachnida)綱に属するあらゆる生物が含まれる。含まれるのは、昆虫をPMP組成物と接触させることによって昆虫にPMP組成物を送達するための方法である。さらに又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載される寄生昆虫によって引き起こされる)寄生昆虫感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、シラミ目(Phthiraptera):シラミ亜目(Anoplura)(吸血シラミ)、ホソツノハジラミ亜目(Ischnocera)(噛むシラミ)、マルツノハジラミ亜目(Amblycera)(噛むシラミ).ノミ目(Siphonaptera):ヒトノミ科(ネコノミ)、ナガノミ科(Ceratophyllidae)(ニワトリのノミ(Chiken−fleas)).ハエ目(Diptera):カ科(Culicidae)(蚊)、ヌカカ科(Ceratopogonidae)(ユスリカ、チョウバエ科(Psychodidae)(スナバエ)、ブユ科(Simuliidae)(ブユ(Blackfly))、アブ科(Tabanidae)(アブ)、イエバエ科(Muscidae)(アブなど)、クロバエ科(Calliphoridae)(ホホアカクロバエ(Blowfly))、ツェツェバエ科(Glossinidae)(ツェツェバエ)、ヒツジバエ科(Oestridae)(ウマバエ(Bot−fly))、シラミバエ科(Hippoboscidae)(シラミバエ).半翅目(Hemiptera):サシガメ科(Reduviidae)(サシガメ)、トコジラミ科(Cimicidae)(トコジラミ).蛛形綱(Arachnida):ヒゼンダニ科(Sarcoptidae)(ヒゼンダニ(Sarcoptic mite))、キュウセンダニ科(Psoroptidae)(キュウセンダニ(Psoroptic mite))、サイトジチ科(Cytoditidae)(気嚢ダニ)、ラミノシオプテス(Laminosioptes)(シストダニ(Cyst−mite))、ウモウダニ科(Analgidae)(ウモウダニ)、コナダニ科(Acaridae)(穀物ダニ)、ニキビダニ科(Demodicidae)(毛包ダニ)、ツメダニ科(Cheyletiellidae)(柔皮ダニ)、ツツガムシ科(Trombiculidae)(ツツガムシ)、サシダニ科(Dermanyssidae)(トリサシダニ(Bird mite))、オオサシダニ科(Macronyssidae)(トリサシダニ(Bird mite))、ヒメダニ科(Argasidae)(軟ダニ)、マダニ科(Ixodidae)(硬ダニ)に属する昆虫による感染症を含めた、寄生昆虫による動物における感染症を予防又は治療するのに適している。
iv.原生動物
本PMP組成物及び関連方法は、例えば、動物における寄生原生動物感染症を予防又は治療するために、寄生原生動物の適応度を低下させるために有用であり得る。用語「原生動物」には、原生動物門に属するあらゆる生物が含まれる。含まれるのは、寄生原生動物をPMP組成物と接触させることによって寄生原生動物にPMP組成物を送達するための方法である。さらに又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載される原生動物によって引き起こされる)原生動物感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、ミドリムシ門(Euglenozoa)(クルーズトリパノソーマ(Trypanosoma cruzi)、ブルセイトリパノソーマ(Trypanosoma brucei)、リーシュマニア(Leishmania)種)、ヘテロロボサ綱(Heterolobosea)(フォーラーネグレリア(Naegleria fowleri))、ディプロモナス目(Diplomonadida)(ランブル鞭毛虫(Giardia intestinalis))、アメーバ動物門(Amoebozoa)(カステラーニアメーバ(Acanthamoeba castellanii)、バラムチア・マンドリルリス(Balamuthia mandrillaris)、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica))、ブラストシスチス属(Blastocystis)(ヒトブラストシスチス(Blastocystis hominis))、アピコンプレックス門(Apicomplexa)(ネズミバベシア(Babesia microti)、クリプトスポリジウム・パルバム(Cryptosporidium parvum)、シクロスポラ・カイエタネンシス(Cyclospora cayetanensis)、プラスモジウム(Plasmodium)種、トキソプラズマ・ゴンディ(Toxoplasma gondii)に属する原生動物を含めた、動物における寄生原生動物による感染症を予防又は治療するのに適している。
v.線虫
本PMP組成物及び関連方法は、例えば、動物における寄生線虫感染症を予防又は治療するために、寄生線虫の適応度を低下させるために有用であり得る。含まれるのは、寄生線虫をPMP組成物と接触させることによって寄生線虫にPMP組成物を送達するための方法である。さらに又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載される寄生線虫によって引き起こされる)寄生線虫感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、線形動物門(Nematoda)(回虫):広東住血線虫(Angiostrongylus cantonensis)(ラット肺線虫)、回虫(Ascaris lumbricoides)(ヒト回虫)、バイリサカリス・プロキオニス(Baylisascaris procyonis)(アライグマ回虫)、鞭虫(Trichuris trichiura)(ヒト鞭虫)、旋毛虫(Trichinella spiralis)、糞線虫(Strongyloides stercoralis)、バンクロフト糸状虫(Wuchereria bancrofti)、マレー糸状虫(Brugia malayi)、ズビニ鉤虫(Ancylostoma duodenale)及びアメリカ鉤虫(Necator americanus)(ヒト鉤虫)、条虫綱(Cestoda)(サナダムシ):単包条虫(Echinococcus granulosus)、多包条虫(Echinococcus multilocularis)、有鉤条虫(Taenia solium)(有鉤条虫(pork tapeworm))に属する線虫を含めた、動物における寄生線虫による感染症を予防又は治療するのに適している。
vi.ウイルス
本PMP組成物及び関連方法は、例えば、動物におけるウイルス感染症を予防又は治療するために、ウイルスの適応度を低下させるために有用であり得る。含まれるのは、ウイルスをPMP組成物と接触させることによってウイルスにPMP組成物を送達するための方法である。さらに又は代わりに、この方法は、PMP組成物を動物に投与することにより、リスクがある又はそれを必要とする動物において、(例えば、本明細書に記載されるウイルスによって引き起こされる)ウイルス感染症を予防又は治療することを含む。
本PMP組成物及び関連方法は、DNAウイルス:パルボウイルス科(Parvoviridae)、パピローマウイルス科(Papillomaviridae)、ポリオーマウイルス科(Polyomaviridae)、ポックスウイルス科(Poxviridae)、ヘルペスウイルス科(Herpesviridae);一本鎖マイナス鎖RNAウイルス:アレナウイルス科(Arenaviridae)、パラミクソウイルス科(Paramyxoviridae)(ルブラウイルス、レスピロウイルス、ニューモウイルス、モリビリウイルス)、フィロウイルス科(Filoviridae)(マールブルグウイルス、エボラウイルス)、ボルナウイルス科(Bornaoviridae)、ラブドウイルス科(Rhabdoviridae)、オルトミクソウイルス科(Orthomyxoviridae)、ブニヤウイルス科(Bunyaviridae)、ナイロウイルス、ハンタウイルス、オルソブニヤウイルス、フレボウイルス.一本鎖プラス鎖RNAウイルス:アストロウイルス科(Astroviridae)、コロナウイルス科(Coronaviridae)、カリシウイルス科(Caliciviridae)、トガウイルス科(Togaviridae)(ルビウイルス、アルファウイルス)、フラビウイルス科(Flaviviridae)(ヘパシウイルス、フラビウイルス)、ピコルナウイルス科(Picornaviridae)(ヘパトウイルス、ライノウイルス、エンテロウイルス);又はdsRNA及びレトロ転写(Retro−transcribed)ウイルス:レオウイルス科(Reoviridae)(ロタウイルス、コルティウイルス、セドナウイルス)、レトロウイルス科(Retroviridae)(デルタレトロウイルス、レンチウイルス)、ヘパドナウイルス科(Hepadnaviridae)(オルトヘパドナウイルス)に属するウイルスによる感染症を含めた、動物におけるウイルス感染症を予防又は治療するのに適している。
E.病原体ベクターへの送達
本明細書で提供されるのは、病原体ベクターをPMP組成物と接触させることにより、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を、本明細書に開示するものなどの、病原体ベクターに送達する方法である。本明細書で使用される場合、用語「ベクター」は、動物病原体を担持するか又は動物病原体を保有者から動物に伝達することができる昆虫を指す。例示的なベクターとしては、半翅目(Hemiptera)及びいくつかのハチ目(Hymenoptera)及びハエ目(Diptera)、例えば蚊、ミツバチ、スズメバチ、ユスリカ、シラミ、ツェツェバエ、ノミ及びアリ並びにマダニ及びダニなどのクモ綱(Arachnidae)のメンバーに見られるような、突き刺して吸引する口器をもつものなどの昆虫が挙げられる。
一部の例では、動物(例えば、ヒト)病原体のベクターは、異種機能性薬剤を含まないPMPで処置することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、異種治療薬(例えば、抗菌剤、抗真菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、抗寄生虫薬剤、抗ウイルス剤又は忌避剤)を含む。この方法は、PMP組成物の送達の結果として、病原体ベクターの適応度を低下させるのに、例えば、病原体の拡大を制御するために有用であり得る。本方法に従って標的にすることができる病原体ベクターの例としては、本明細書に記載されるものなどの昆虫が挙げられる。
例えば、本明細書で提供されるのは、動物病原体ベクターの適応度を低下させる方法であって、本明細書に記載される有効量のPMP組成物を、ベクターに送達することを含む方法であり、ここで、この方法は、ベクターの適応度を、処置されていないベクターに対して低下させる。一部の例では、この方法は、ベクターが成長、生存、繁殖、摂食又は寄生する少なくとも1つの生息場所に、組成物を送達することを含む。一部の例では、組成物は、ベクターによる摂取のための、摂取可能な組成物として送達される。一部の例では、ベクターは、昆虫である。一部の例では、昆虫は、蚊、マダニ、ダニ又はシラミである。一部の例では、組成物は、液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体として(例えば、病原体ベクターに)送達される。
例えば、本明細書で提供されるのは、動物病原体の昆虫ベクターの適応度を低下させる方法であって、複数のPMPを含むPMP組成物を、ベクターに送達することを含む方法である。一部の例では、この方法は、複数のPMP(ここで、複数のPMPは、殺虫薬剤を含む)を含むPMP組成物を、ベクターに送達することを含む。例えば、昆虫ベクターは、蚊、マダニ、ダニ又はシラミであり得る。病原体ベクターの他の非限定的な例は、本明細書に提供される。一部の例では、この方法は、ベクターの適応度を、処置されていないベクターに対して低下させる。
一部の例では、ベクター適応度の低下は、組成物の投与の結果としてのベクターの生理機能の悪化又は減退(例えば、健康又は生存の低下)として現れ得る。一部の例では、生物の適応度は、限定はされないが、繁殖率、寿命、移動性、繁殖力、体重、代謝率若しくは活動又は生存を含めた1つ以上のパラメータにより、PMP組成物が送達されていないベクター生物との比較で測定することができる。例えば、本明細書に提供される方法又は組成物は、ベクターの全般的健康を低下させるか又はベクターの全生存を低下させるのに有効であり得る。一部の例では、ベクターの生存の低下は、参照レベル(例えば、組成物を受けないベクターにおいて見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超、高い。一部の例では、本方法及び組成物は、ベクター生殖(例えば、繁殖率)を、組成物が送達されていないベクター生物と比較して低下させるのに有効である。一部の例では、この方法及び組成物は、移動性、体重、寿命、繁殖力又は代謝率などの他の生理学的パラメータを、参照レベル(例えば、組成物が送達されないベクターにおいて見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超、低下させるのに有効である。
一部の例では、ベクター適応度の低下は、組成物が送達されていないベクター生物と比較した、農薬用薬剤に対するベクターの感受性の増大及び/又は農薬用薬剤に対するベクターの抵抗性の低下として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、農薬用薬剤に対するベクターの感受性を、参照レベル(例えば、組成物を受けないベクターにおいて見られるレベル)に対して約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超、増大させるのに有効であり得る。農薬用薬剤は、殺虫薬剤を含めた、当技術分野で公知の任意の農薬用薬剤であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、農薬用薬剤を利用可能な基質に代謝又は分解するベクターの能力を低下させることにより、組成物が送達されていないベクターと比較して、農薬用薬剤に対するベクターの感受性を増大させることができる。
一部の例では、ベクター適応度の低下は、組成物が投与されていないベクター生物と比較した、特定の環境因子に対する耐性(例えば、高温若しくは低温耐性)の低下、特定の生息場所で生存する能力の低下又は特定の食餌に耐える能力の低下など、他の適応度の不利点として現れ得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載される任意の複数の方法で有害生物適応度を低減させるのに有効であり得る。一部の例では、本明細書に提供される方法又は組成物は、本明細書に記載されるいずれかの複数の方法でベクター適応度を低下させるのに有効であり得る。さらに、この組成物は、ベクターのいくつもの綱、目、科、属又は種(例えば、1つのベクターの種、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、200、250、500又はそれよりも多いベクターの種)におけるベクター適応度を低下させることができる。一部の例では、組成物は、ベクターの単一の綱、目、科、属又は種に作用する。
ベクター適応度は、当技術分野におけるあらゆる標準の方法を使用して評価することができる。一部の例では、ベクター適応度は、個々のベクターを評価することによって評価することができる。代わりに、ベクター適応度は、ベクター集団を評価することによって評価することができる。例えば、ベクター適応度の低下は、他のベクターとの競合の成功の低下(それによってベクター集団の大きさの低下がもたらされる)として現れる。
本明細書で提供される組成物は、動物病原体を担持するベクターの適応度を低下させることにより、ベクター媒介性疾患の拡大を低下させるのに有効である。この組成物は、疾患の伝播を低下させる、例えば、ベクター間の垂直若しくは水平伝播を低下させる及び/又は動物への伝播を低下させるのに有効な量且つ期間、本明細書に記載される製剤及び送達方法のいずれかを使用して、昆虫に送達することができる。例えば、本明細書に記載される組成物は、ベクター媒介性病原体の垂直若しくは水平伝播を、組成物が送達されていないベクター生物と比較して、約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて低下させることができる。別の例では、本明細書に記載される組成物は、昆虫ベクターのベクター能力を、組成物が送達されていないベクター生物と比較して、約2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれを超えて低下させることができる。
本明細書で提供される組成物及び方法によって制御することができる疾患の非限定的な例としては、トガウイルス科(Togaviridae)ウイルスによって引き起こされる疾患(例えば、チクングニア熱、ロスリバー熱、マヤロ熱、オニョンニョン熱、シンドビス熱、東部馬脳炎、西部馬脳炎、ベネズエラ馬脳炎又はバーマフォレスト(Barmah forest));フラビウイルス科(Flavivirdae)ウイルスによって引き起こされる疾患(例えば、デング熱、黄熱、キャサヌール森林病、オムスク出血熱、日本脳炎、マレー渓谷脳炎、ロシオ(Rocio)、セントルイス脳炎、ウエストナイル脳炎又はダニ媒介脳炎);ブニヤウイルス科(Bunyaviridae)ウイルスによって引き起こされる疾患(例えば、サシチョウバエ熱、リフトバレー熱、ラクロス脳炎(La Crosse encephalitis)、カリフォルニア脳炎、クリミア・コンゴ出血熱又は口嚢熱(Oropouche fever));ラブドウイルス科(Rhabdoviridae)ウイルスによって引き起こされる疾患(例えば、水疱性口内炎);オルビウイルス科(Orbiviridae)によって引き起こされる疾患(例えば、ブルータング);細菌によって引き起こされる疾患(例えば、ペスト(Plague)、野兎病、Q熱、ロッキー山紅斑熱、発疹熱、ボタン熱、クイーンズランドマダニチフス(Queensland tick typhus)、シベリアマダニチフス(Siberian tick typhus)、ツツガムシ病、回帰熱又はライム病;又は原生動物によって引き起こされる疾患(例えば、マラリア、アフリカトリパノソーマ症、ナガナ病、シャーガス病、リーシュマニア症、ピロプラズマ病、バンクロフト糸状虫症又はマレー糸状虫(Brugian)フィラリア症)が挙げられる。
i.病原体ベクター
本明細書で提供される方法及び組成物は、動物病原体に対するベクターの適応度を低下させるために有用であり得る。一部の例では、ベクターは、昆虫であり得る。例えば、昆虫ベクターには、限定はされないが、半翅目(Hemiptera)及びいくつかのハチ目(Hymenoptera)及びハエ目(Diptera)、例えば蚊、ミツバチ、スズメバチ、ユスリカ、シラミ、ツェツェバエ、ノミ及びアリ並びにマダニ及びダニなどのクモ綱(Arachnidae)のメンバーに見られるような、突き刺して吸引する口器をもつもの;ダニ目(Acarina)(マダニ及びダニ)の目、綱又は科;例えば、ヒメダニ科(Argasidae)、ワクモ科(Dermanyssidae)、マダニ科(Ixodidae)、キュウセンダニ科(Psoroptidae)又はヒゼンダニ科(Sarcoptidae)を代表するもの及びキララマダニ属(Amblyomma)種、アノセントン(Anocenton)種、ナガヒメダニ属(Argas)種、オウシマダニ(Boophilus)種、ツメダニ(Cheyletiella)種、ショクヒヒゼンダニ属(Chorioptes)種、ニキビダニ属(Demodex)種、カクマダニ属(Dermacentor)種、デルマニサス(Denmanyssus)種、チマダニ属(Haemophysalis)種、イボマダニ属(Hyalomma)種、マダニ属(Ixodes)種、リンクサカルス(Lynxacarus)種、トゲダニ亜目(Mesostigmata)種、ショウセンコウヒゼンダニ属(Notoednes)種、ヒメダニ属(Ornithodoros)種、イエダニ属(Ornithonyssus)種、オトビウス属(Otobius)種、ミミヒゼンダニ属(otodectes)種、ニューモニサス(Pneumonyssus)種、キュウセンヒゼンダニ属(Psoroptes)種、コイタマダニ属(Rhipicephalus)種、ヒゼンダニ属(Sancoptes)種又はツツガムシ属(Trombicula)種を代表するもの;シラミ亜目(Anoplura)(吸血する及び噛むシラミ)、例えば、ボビコーラ属(Bovicola)種、ブタジラミ属(Haematopinus)種、ケモノホソジラミ(Linogna thus)種、メノポン属(Menopon)種、シラミ属(Pediculus)種、ペンフィガス(Pemphigus)種、ネアブラムシ(Phylloxera)種又はソレノポテス(Solenopotes)種を代表するもの;ハエ目(Diptera)(ハエ)、例えば、ヤブカ属(Aedes)種、ハマダラカ属(Anopheles)種、オオクロバエ属(Calliphora)種、オビキンバエ属(Chrysomyia)種、メクラアブ属(Chrysops)種、コクリオミイヤ属(Cochliomyia)種、Cw/ex種、サシバエ属(Culicoides)種、ウサギヒフバエ属(Cuterebra)種、ヒフバエ属(Dermatobia)種、ウマバエ属(Gastrophilus)種、ツェツェバエ属(Glossina)種、ノサシバエ(Haematobia)種、ゴマフアブ(Haematopota)種、シラミバエ属(Hippobosca)種、ヒフバエ属(Hypoderma)種、キンバエ属(Lucilia)種、リペロシア(Lyperosia)種、ヒツジシラミバエ属(Melophagus)種、ヒツジバエ属(Oestrus)種、ファエニシア(Phaenicia)種、サシチョウバエ属(Phlebotomus)種、クロキンバエ属(Phormia)種、ダニ目(Acari)(疥癬)、例えば、ヒゼンダニ科(Sarcoptidae)種、肉バエ属(Sarcophaga)種、ブユ属(Simulium)種、サシバエ(Stomoxys)種、アブ属(Tabanus)種、タンニア(Tannia)種又はZzpu/アルファ種を代表するもの;ハジラミ目(Mallophaga)(噛むシラミ)、例えば、ダマリナ(Damalina)種、フェリコラ(Felicola)種、ヘテロドキサス(heterodoxus)種又はケモノハジラミ属(Trichodectes)種を代表するもの;又はノミ目(Siphonaptera)(無翅昆虫)、例えば、ナガノミ属(Ceratophyllus)種、ネズミノミ属(Xenopsylla)種を代表するもの;トコジラミ科(Cimicidae)(ナンキンムシ)、例えば、キメクス属(Cimex)種、オオサシガメ亜科(Tritominae)種、ロドニウス属(Rhodinius)種又はサシガメ属(Triatoma)種を代表するものが含まれ得る。
一部の例では、昆虫は、ハエ目(Diptera)の血液を吸う昆虫(例えば、カ亜目(Nematocera)、例えば、カ科(Colicidae))である。一部の例では、昆虫は、カ亜科(Culicinae)、コレトリ亜科(Corethrinae)、ヌカカ科(Ceratopogonidae)又はブユ科(Simuliidae)のものである。一部の例では、昆虫は、イエカ属(Culex)種、ミスジハボシカ(Theobaldia)種、ヤブカ属(Aedes)種、ハマダラカ属(Anopheles)種、ヤブカ属(Aedes)種、ブユモドキ亜属(Forciponiyia)種、サシバエ属(Culicoides)種又はゴミムシダマシ(Helea)種のものである。
特定の例では、昆虫は、蚊である。特定の例では、昆虫は、マダニである。特定の例では、昆虫は、ダニである。特定の例では、昆虫は、噛むシラミである。
F.動物への送達
本明細書で提供されるのは、例えば、動物細胞、組織、対象又はその部分を、PMP組成物と接触させることにより、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)を、動物細胞、組織、対象(例えば、哺乳動物、例えば、ヒト)に送達する方法である。一部の例では、動物は、異種機能性薬剤を含まないPMPで治療することができる。他の例では、PMPは、異種機能性薬剤、例えば、異種治療薬(例えば、治療用タンパク質又はペプチド核酸又は小分子、抗菌剤、抗真菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、抗寄生虫薬剤、抗ウイルス剤又は忌避剤)を含む。
一態様では、本明細書で提供されるのは、動物の適応度を増大させる方法であって、動物の適応度を、治療されていない動物(例えば、PMP組成物を送達されていない動物)に対して増大させるために、本明細書に記載されるPMP組成物を、(例えば、有効量で且つ有効な期間)動物に送達することを含む方法である。
PMP組成物の送達の結果としての動物の適応度の増大は、動物適応度(例えば、哺乳動物の適応度、例えば、ヒトの適応度(例えば、健康))を評価するあらゆる方法によって決定することができる。
本明細書で提供されるのは、動物の適応度を改変又は増大させる方法であって、本明細書で提供される有効量のPMP組成物を、動物に送達することを含む方法であり、ここで、この方法は、動物を改変し、それにより動物における有益な形質を導入するか、又は治療されていない動物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増大させる。特に、この方法は、動物の適応度を、治療されていない動物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増大させることができる。
さらなる態様では、本明細書で提供されるのは、動物の適応度を増大させる方法であって、動物の細胞を、本明細書の有効量のPMP組成物と接触させることを含む方法であり、ここで、この方法は、植物の適応度を、治療されていない動物に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超)増大させる。
特定の例では、動物は、哺乳動物、例えば、ヒトである。特定の例では、動物は、家畜動物又は獣医学的動物である。特定の例では、動物は、マウスである。
G.適用方法
本明細書に記載される植物を、組成物の植物への送達又は投与を可能にする任意の好適な方式で、PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)に曝露することができる。PMP組成物は、単独で又は他の活性物質(例えば、施肥剤)又は非活性物質と組み合わせて送達することができ、例えば有効濃度のPMP組成物を送達するように製剤化された濃縮液、ゲル、溶液、懸濁液、散布剤、粉末、ペレット、ブリケット、ブリックなどの形態で、例えば噴霧、インジェクション(マイクロインジェクション)、植物経由、注入、浸漬によって適用することができる。本明細書に記載される組成物の適用の量及び場所は、概して、植物の生息場所、植物をPMP組成物によって標的とすることができる生活環ステージ、適用が行われることとなる部位及びPMP組成物の物理的及び機能的特性によって決定される。
一部の例では、本組成物は、例えば、背負式散布、空中散布、作物散布/散粉などによって植物、例えば作物の上に直接的に噴霧される。PMP組成物が植物に送達される場合、PMP組成物を受ける植物は、植物のいずれの成長段階でもあり得る。例えば、製剤化されたPMP組成物を、植物成長の初期段階で種子コーティング又は根処理として又は作物サイクルの後期段階で植物全体の処理として適用することができる。一部の例では、PMP組成物は、局所的薬剤として植物に適用することができる。
さらに、PMP組成物は、植物の組織を通じて吸収且つ分配される浸透移行性薬剤として(例えば、植物が成長する土壌中又は植物に水やりをするために使用される水中に)適用することができる。一部の例では、植物又は飼料生物を、PMP組成物を発現するように遺伝的に形質転換することができる。
PMP組成物又はPMP組成物(1種又は複数)を含む組成物を、ゼラチンなどの溶解性又は生体内分解性コーティング層で被覆することによって(このコーティングが使用環境において溶解又は分解された後にPMP組成物が利用可能になる)又は薬剤を溶解可能又は分解可能マトリックス中に分散させることによって遅延放出又は持続的放出も達成することができる。好都合には、こうした継続的放出及び/又は分配装置を使用して、本明細書に記載されるPMP組成物の1つ以上の有効濃度を常に維持することができる。
一部の例では、PMP組成物は、植物、例えば、葉、種子、花粉、根、果実、新芽若しくは花又はその組織、細胞或いはプロトプラストの一部に送達される。一部の例では、PMP組成物は、植物の細胞に送達される。一部の例では、PMP組成物は、植物のプロトプラストに送達される。一部の例では、PMP組成物は、植物の組織に送達される。例えば、組成物は、植物の分裂組織(例えば、頂端分裂組織、側生分裂組織又は節間分裂組織)に送達される。一部の例では、組成物は、植物の永久組織(例えば、単組織)(例えば、実質、厚角組織又は厚壁組織)又は複合永久組織(例えば、木部又は師部)に送達される。一部の例では、組成物は、植物の胚に送達される。
一部の例では、PMP組成物は、多くの場合、野外適用について、1ヘクタール当たりのPMPの量(g/ha若しくはkg/ha)又は1ヘクタール当たりの活性成分(例えば、異種機能性薬剤を含む又は含まないPMP)又は酸等価物の量(kg a.i./ha若しくはa.i./ha)として推奨され得る。一部の例では、異種機能性薬剤が、PMPを含まない組成物中に適用される場合と同じ結果を達成するために、より少ない量の、本組成物中の異種機能性薬剤が、土壌、植物培地、種子植物組織又は植物に適用されることが必要となる可能性がある。例えば、異種機能性薬剤の量は、非PMP組成物中に適用される同じ異種機能性薬剤、例えば、PMPを含まない同じ異種機能性薬剤の直接適用よりも、約2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、50若しくは100倍(又は約2から約100倍までの任意の範囲、例えば約2〜10倍;約5〜15倍、約10〜20倍;約10〜50倍)低いレベルで適用することができる。本発明のPMP組成物は、1ヘクタール当たりの様々な量で、例えば約0.0001、0.001、0.005、0.01、0.1、1、2、10、100、1,000、2,000、5,000(又は約0.0001〜5,000の任意の範囲)kg/haで適用することができる。例えば、約0.0001〜約0.01、約0.01〜約10、約10〜約1,000、約1,000〜約5,000kg/haである。
H.治療方法
PMP組成物(例えば、本明細書に記載される修飾PMPが含まれる)は、様々な治療方法において有用でもあり得る。例えば、本方法及び組成物を、動物(例えば、ヒト)における病原体感染の予防又は治療のために使用することができる。本明細書で使用される場合、用語「治療」は、予防及び/又は治療目的で、動物に医薬組成物を投与することを指す。「感染を予防する」ことは、まだ病気ではないが、特定の疾患にかかりやすいか又は他にリスクがある動物の予防的治療を指す。「感染症を治療すること」は、既に疾患を患っている動物に、動物の状態を改善又は安定化させるために治療を施すことを指す。本方法は、ヒトなどの動物に、本明細書に記載されるPMP組成物を送達することを含む。
例えば、本明細書で提供されるのは、真菌感染を有する動物を治療する方法であって、複数のPMPを含む有効量のPMP組成物を、動物に投与することを含む方法である。一部の例では、この方法は、複数のPMP(ここで、複数のPMPは、抗真菌剤を含む)を含む有効量のPMP組成物を、動物に投与することを含む。一部の例では、抗真菌剤は、真菌感染症を引き起こす真菌における遺伝子(例えば、増強された線維成長タンパク質(Enhanced Filamentous Growth Protein)(EFG1))の発現を阻害する核酸である。一部の例では、真菌感染症は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)によって引き起こされる。一部の例では、組成物は、シロイヌナズナのアポプラストEVから産生されたPMPを含む。一部の例では、この方法は、真菌感染症を減少させる又は実質的に排除する。
別の態様では、本明細書で提供されるのは、細菌感染を有する動物を治療する方法であって、複数のPMPを含む有効量のPMP組成物を、動物に投与することを含む方法である。一部の例では、この方法は、複数のPMP(を含む有効量のPMP組成物を、動物に投与することを含み、ここで、複数のPMPは、抗菌剤(例えば、アンホテリシンB)を含む。一部の例では、細菌は、レンサ球菌属(Streptococcus)種、肺炎球菌属(Pneumococcus)種、シュードモナス属(Pseudomonas)種、赤痢菌属(Shigella)種、サルモネラ属(Salmonella)種、カンピロバクター属(Campylobacter)種又は大腸菌属(Escherichia)種)である。一部の例では、組成物は、シロイヌナズナのアポプラストEVから産生されたPMPを含む。一部の例では、この方法は、細菌感染症を減少させる又は実質的に排除する。動物は、ヒト、獣医学的動物又は家畜動物である。
本方法は、(例えば、動物における動物病原体によって引き起こされる場合の)感染症を治療するために有用であり、これは、動物の状態を改善又は安定化させるために、疾患を既に患っているへの治療を施すことを意味する。これは、1種以上の病原体による動物の内部、表面又は周囲の病原体のコロニー形成を、開始量に対して(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%)低下させ、且つ/又は個人に利益を与えること(例えば、症状を回復させるのに十分な量のコロニー形成の低下)を含むことができる。こうした場合、治療された感染症は、症状の(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の)低減として現れ得る。一部の例では、治療された感染症は、個人の生存の可能性を増大させる(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の生存の可能性の増大)又は集団の全生存を増大させる(例えば、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の生存の可能性の増大)に有効である。例えば、組成物及び方法は、感染症を「実質的に排除する」のに有効であり得、これは、動物における症状を持続的に(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11又は12か月の間)回復させるのに十分な量の感染の低減を意味する。
本方法は、(例えば、動物病原体によって引き起こされる場合の)感染症を予防するために有用であり、これは、最初の病原体集団を維持するのに十分な量(例えば、概ね、健康な個人において見られる量)で、1種以上の病原体による動物の内部、表面又は周囲のコロニー形成の(例えば、治療されていない動物に対する、約1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又は100%超の)増加を予防し、感染症の発症を予防し、且つ/又は感染症に伴う症状又は状態を予防することを意味する。例えば、個人は、免疫無防備状態の個人(例えば、癌を有する、HIV/AIDSを有するか又は免疫抑制剤を受けている個人)において又は長期の抗生物質療法を受けている個人において、侵襲的な医療処置のために準備している(例えば、移植、幹細胞療法、グラフト、補綴などの手術を受けること、長期の又は高頻度の静脈内カテーテル留置を受けること又は集中治療室で治療を受けることのために準備している)間、真菌の感染を予防するために、予防的処置を受けることができる。
PMP組成物は、任意の好適な方法により、投与のために製剤化するか又は投与することができ、これには、例えば、静脈内、筋肉内、皮下、皮内、経皮、動脈内、腹腔内、病巣内、頭蓋内、関節内、前立腺内、胸膜内、気管内、くも膜下腔内、鼻腔内、膣内、直腸内、局所的、腫瘍内、腹膜内、結膜下、小胞内、粘膜に、心膜内、臍下、眼内、眼窩内、経口的、局所的、経皮的、硝子体内(例えば、硝子体内注射によって)、点眼による、吸入による、注射による、移植による、注入による、持続的注入による、直接的に標的細胞を浸す限局的な灌流による、カテーテルによる、潅注による、クリーム内又は脂質組成物内が含まれる。本明細書に記載される方法において利用される組成物は、全身的又は局所的に投与することもできる。投与の方法は、様々な因子(例えば、投与される化合物又は組成物及び治療される状態、疾患又は障害の重症度)に応じて変わり得る。一部の例では、PMP組成物は、静脈内に、筋肉内に、皮下に、局所的に、経口的に、経皮的に、腹腔内に、眼窩内に、移植により、吸入により、くも膜下腔内に、脳室内に又は鼻腔内に投与される。投薬は、あらゆる好適な経路による、例えば、投与が短時間か慢性的であるかということにある程度依存する静脈内又は皮下注射などの注射によるものであり得る。限定はされないが、様々な時点での単回又は反復投与、ボーラス投与及びパルス注入を含めて、様々な投薬スケジュールが企図される。
本明細書に記載される感染症の予防又は治療については(単独で又は1種以上の他の追加の治療薬と組み合わせて使用される場合)、治療されることとなる疾患の種類、疾患の重症度及び経過、予防目的で投与されるか治療目的で投与されるか、以前の治療法、患者の臨床歴及びPMP組成物に対する反応に依存することとなる。PMP組成物は、例えば、一度に又は一連の治療を通して患者に投与することができる。数日又はそれを超える反復投与については、状態に応じて、治療は一般に、疾患症状の所望される抑制が生じるか又は感染が検出可能ではなくなるまで維持されるであろう。こうした用量は、例えば、患者が、例えば、PMP組成物の約2〜約20回の投与を受けるように、断続的に、例えば、毎週又は2週ごとに投与することができる。より高い初回の負荷用量、それに続いて、より低い1回以上の用量を投与することができる。しかし、他の投薬レジメンも有用であり得る。この治療法の進展は、従来の技術及びアッセイによって容易にモニタリングされる。
一部の例では、個人(例えば、ヒト)に投与されるPMP組成物の量は、個人の体重の、約0.01mg/kgから約5g/kg(例えば、約0.01mg/kg〜0.1mg/kg、約0.1mg/kg〜1mg/kg、約1mg/kg〜10mg/kg、約10mg/kg〜100mg/kg、約100mg/kg〜1g/kg又は約1g/kg〜5g/kg)の範囲内であり得る。一部の例では、個人(例えば、ヒト)に投与されるPMP組成物の量は、個人の体重の、少なくとも0.01mg/kg(例えば、少なくとも0.01mg/kg、少なくとも0.1mg/kg、少なくとも1mg/kg、少なくとも10mg/kg、少なくとも100mg/kg、少なくとも1g/kg又は少なくとも5g/kg)である。この用量は、単回投与として又は反復投与(例えば、2、3、4、5、6、7又は7回よりも多い投与)として投与することができる。一部の例では、動物に投与されるPMP組成物は、単独で又は追加の治療薬と組み合わせて投与することができる。組み合わせ治療において投与される抗体の用量は、単剤治療と比較した場合に低下させることができる。この治療法の進展は、従来の技術によって容易にモニタリングされる。
IV.キット
本発明は、本明細書に記載されるPMP組成物を有する容器を含むキットも提供する。このキットは、本発明の方法に従ってPMP組成物を植物に適用又は送達するための説明資料をさらに含むことができる。当業者は、本発明の方法においてPMP組成物を適用するための説明が、あらゆる形態の説明であり得ることを理解するであろう。こうした説明としては、限定はされないが、書面での説明資料(例えば、ラベル、冊子、パンフレット)、口述による説明資料(例えば、カセットテープ若しくはCD)又はビデオによる説明(例えば、ビデオテープ若しくはDVD)が挙げられる。
以下は、本発明の方法の例である。上に提供した概説を考慮して、他の様々な実施形態を実施し得ることが理解される。
Figure 2021533794
実施例1:植物からの植物メッセンジャーパックの単離
この実施例は、葉アポプラスト、種子アポプラスト、根、果実、野菜、花粉、師管液、木部樹液及び植物細胞培地を含めた様々な植物起源からの粗植物メッセンジャーパック(PMP)の単離を説明する。
実験計画:
a)シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)葉のアポプラストからのPMP単離
シロイヌナズナ(Arabidopsis)(シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana Cl−0))種子を50%漂白剤で表面滅菌した後、0.8%寒天を含有する0.53ムラシゲスクーグ培地上に平板培養する。これらの種子を4℃で2日間春化処置した後、短日条件(明期9h、22℃、150μEm−2)に移す。1週間後、苗をPro−Mix PGXに移す。植物を4〜6週間成長させた後、収穫する。
Rutter and InnesによりPlant Physiol.173(1):728−741,2017に記載されているように、4〜6週齢のシロイヌナズナ(Arabidopsis)ロゼットのアポプラスト洗浄液からPMPを単離する。手短には、全ロゼットを根から収穫し、小胞単離バッファー(20mM MES、2mM CaCl2及び0.1 M NaCl、pH6)と一緒に真空浸潤する。浸潤した植物を注意深くブロットして、余剰の液体を除去し、30mLシリンジ内に導入してから、50mL円錐チューブにおいて2℃で20分間遠心分離することにより、EVを含有するアポプラスト細胞外液を収集する。次に、アポプラスト細胞外液を0.85μmフィルタで濾過することにより、大きい粒子を除去した後、実施例2に記載するように、PMPを精製する。
b)ヒマワリ種子のアポプラストからのPMP単離
インタクトなヒマワリ種子(ヒマワリ(H.annuus L.)に水を2時間吸収させ、皮を剥いで、果皮を除去した後、Regente et al,FEBS Letters.583:3363−3366,2009から改変した修正真空浸潤−遠心分離手順によりアポプラスト細胞外液を抽出する。手短には、種子を小胞単離バッファー(20mM MES、2mM CaCl2及び0.1 M NaCl、pH6)に浸潤させてから、3回の10秒の真空パルスに付し、30秒間隔の45kPaの圧力により分離する。浸潤した種子を回収し、濾紙上で乾燥させ、フリットガラス濾過器に配置し、4℃、400gで20分間遠心分離する。アポプラスト細胞外液を回収し、0.85μmフィルタで濾過することにより、大きい粒子を除去した後、実施例2に記載するように、PMPを精製する。
c)根生姜からのPMP単離
新鮮な生姜(ショウガ(Zingiber officinale))根茎根を現地の供給者から購入し、PBSで3回洗浄する。計200グラムの洗浄済の根をミキサー(Osterizer 12速ブレンダ)により最大速で10分間(ブレンド1分毎に1分の休止)粉砕した後、Zhuang et al.,J Extracellular Vesicles.4(1):28713,2015に記載されているように、PMPを単離する。手短には、生姜汁を1,000gで10分、3,000gで20分及び10,000gで40分と順次遠心分離することにより、PMP含有上清から大きい粒子を除去する。実施例2に記載のように、PMPを精製する。
d)グレープフルーツ果汁からのPMP単離
新鮮なグレープフルーツ(グレープフルーツ(Citrus×paradisi))を現地の供給者から購入し、その皮を除去し、Wang et al.,Molecular Therapy.22(3):522−534,2014に記載されているように(若干の修正を加えた)、果実を手で圧搾するか、又はミキサー(Osterizer 12速ブレンダ)により最大速で10分間(ブレンド1分毎に1分の休止)粉砕することにより、果汁を収集する。手短には、果汁/果汁パルプを1,000gで10分、3,000gで20分及び10,000gで40分と順次遠心分離することにより、PMP含有上清から大きい粒子を除去する。実施例2に記載のように、PMPを精製する。
e)ブロッコリーヘッドからのPMP単離
ブロッコリー(ブロッコリー(Brassica oleracea var.italica))PMPは、以前記載されている(Deng et al.,Molecular Therapy,25(7):1641−1654,2017)ように単離する。手短には、新鮮なブロッコリーを現地の供給者から購入し、PBSで3回洗浄してから、ミキサー(Osterizer 12速ブレンダ)により最大速で10分間(ブレンド1分毎に1分の休止)粉砕する。次に、ブロッコリー汁を1,000gで10分、3,000gで20分及び10,000gで40分と順次遠心分離することにより、PMP含有上清から大きい粒子を除去する。実施例2に記載のように、PMPを精製する。
f)オリーブ花粉からのPMP単離
オリーブ(オリーブ(Olea europaea))花粉PMPは、Prado et al.,Molecular Plant.7(3):573−577,2014に以前記載されているように単離する。手短には、オリーブ花粉(0.1g)を室温の加湿チャンバー内で30分間水和した後、20mlの発芽培地:10%ショ糖、0.03%Ca(NO、0.01%KNO、0.02%MgSO及び0.03%HBOを含有するペトリ皿(直径15cm)に移す。花粉を30℃の暗所において16h発芽させる。花粉粒は、チューブが花粉粒の直径より長くなったときに初めて発芽したとみなされる。PMPを含有する培地を収集し、遠心分離による0.85umフィルタでの2回の連続濾過によって花粉残屑を除去する。実施例2に記載のように、PMPを精製する。
g)シロイヌナズナ(Arabidopsis)師管液からのPMP単離
シロイヌナズナ(Arabidopsis)(シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana Col−0))種子を50%漂白剤で表面滅菌した後、0.8%寒天を含有する0.53ムラシゲスクーグ培地上に平板培養する。これらの種子を4℃で2日間春化処置した後、短日条件(明期9h、22℃、150μEm−2)に移す。1週間後、苗をPro−Mix PGXに移す。植物を4〜6週間成長させた後、収穫する。
Tetyuk et al.,により、JoVE.80,2013に記載されているように、4〜6週齢のシロイヌナズナ(Arabidopsis)ロゼット葉からの師管液を収集する。手短には、葉柄の基部から葉を切断し、重ねてから、創傷の封止を防ぐために、20mM K2−EDTAを含有する反応チューブ内に暗所で1時間配置する。葉を容器から穏やかに取り出し、蒸留水で入念に洗浄し、全てのEDTAを除去して、清浄なチューブ内に配置した後、暗所において師管液を5〜8時間かけて収集する。葉を廃棄し、師管液を0.85μmフィルタで濾過して、大きい粒子を除去してから、実施例2に記載するように、PMPを精製する。
h)トマト植物木部樹液からのPMP単離
トマト(トマト(Solanum lycopersicum))種子をSunshine Mix(Sun Gro Horticulture,Agawam,MA)などの有機質土壌の入った単一ポットに植え、22℃〜28℃の温室内に維持する。発芽から約2週間後、即ち2本葉期(two true−leaf stage)に、90%砂及び10%有機物ミックスを含む滅菌砂質土を充填したポット(直径10cm、深さ17cm)に苗を個別に移植する。22℃〜28℃の温室内に植物を4週間維持する。
Kohlen et Al.,Plant Physiology.155(2):721−734,2011に記載されているように、4週齢のトマト植物からの木部樹液を収集する。手短には、トマト植物の胚軸から上を切断し、プラスチックリングを茎の周りに取り付ける。切断から90分にわたって蓄積する木部樹液を収集する。木部樹液を0.85μmフィルタで濾過して、大きい粒子を除去してから、実施例2に記載するように、PMPを精製する。
i)タバコBY−2細胞培地からのPMP単離
30g/Lショ糖、2.0mg/Lのリン酸二水素カリウム、0.1g/Lのミオ−イノシトール、0.2mg/Lの2,4−ジクロロフェノキシ酢酸及び1mg/LのチアミンHClを補充したMS塩(Duchefa,Haarlem,Netherlands、♯M0221)を含むMS(Murashige and Skoog,1962)BY−2培地(pH5.8)中で、180rpmのシェーカに載せ、タバコBY−2(タバコ(Nicotiana tabacum L cv.)ブライトイエロー2)細胞を26℃の暗所において培養する。7日齢細胞培養物の5%(v/v)を100mLの新鮮な液体培地に移すことにより、BY−2細胞を毎週二次培養する。72〜96時間後、BY−2培地を収集し、4℃、300gで10分間遠心分離することにより、細胞を除去する。PMPを含有する上清を収集し、0.85umフィルタでの濾過により、残屑を除去する。実施例2に記載するように、PMPを精製する。
実施例2:精製植物メッセンジャーパック(PMP)の生成
この実施例は、サイズ排除クロマトグラフィー、密度勾配(イオジキサノール若しくはショ糖)と組み合わせて限外濾過及び沈殿又はサイズ排除クロマトグラフィーによる凝集体の除去を用いた、実施例1に記載の粗PMP画分から精製PMPの生成を説明する。
実験計画:
a)サイズ排除クロマトグラフィーと組み合わせて限外濾過を用いた精製グレープフルーツPMPの生成
100−kDA分子量カットオフ(MWCO)Amiconスピンフィルタ(Merck Millipore)を用いて、実施例1aからの粗グレープフルーツPMP画分を濃縮する。次に、濃縮した粗PMP溶液をPURE−EVサイズ排除クロマトグラフィーカラム(HansaBioMed Life Sciences Ltd)にロードし、製造者の指示に従って単離する。精製済PMP含有画分を、溶出後プールする。任意選択で、100−kDA MWCO Amiconスピンフィルタを用いて又はタンジェンシャルフロー濾過(TFF)により、PMPを更に濃縮することもできる。実施例3に記載のように、精製PMPを分析する。
b)イオジキサノール勾配を用いた精製シロイヌナズナ(Arabidopsis)アポプラストPMPの生成
実施例1aに記載のように、粗シロイヌナズナ(Arabidopsis)葉アポプラストPMPを単離し、Rutter and Innes,Plant Physiol.173(1):728−741,2017に記載されているように、精製PMPを生成する。不連続イオジキサノール勾配(OptiPrep;Sigma−Aldrich)を調製するために、小胞単離バッファー(VIB;20mM MES、2mM CaCl2及び0.1 M NaCl、pH6)で水性60%OptiPrepストック溶液を希釈することにより、40%(v/v)、20%(v/v)及び5%(v/v)イオジキサノールの溶液を作製する。勾配は、3mlの40%溶液、3mLの20%溶液、3mLの10%溶液、2mLの5%溶液を積層することにより形成する。実施例1aからの粗アポプラストPMP溶液を4℃、40,000gで60分間遠心分離する。ペレットを0.5mlのVIBに再懸濁させてから、勾配の上部に重ねる。4℃、100,000gで17h遠心分離を実施する。勾配の上部の最初の4.5mlを廃棄した後、アポプラストPMPを含有する0.7mlの3容量を収集し、VIBを用いて3.5mLにして、4℃、100,000gで60分間遠心分離する。ペレットを3.5mlのVIBで洗浄した後、同じ遠心分離条件を用いて再ペレット化する。実施例3に記載の通り、次の分析のために精製PMPペレットを合わせる。
c)ショ糖勾配を用いた精製グレープフルーツPMPの生成
実施例1dに記載のように粗グレープフルーツ果汁PMPを単離し、150,000gで90分間遠心分離した後、記載されている(Mu et Al.,Molecular Nutrition&Food Research.58(7):1561−1573,2014)ように、PMP含有ペレットを1mlのPBSに再懸濁させる。再懸濁させたペレットをショ糖ステップ勾配(8%/15%/30%/45%/60%)に移し、150,000gで120分間遠心分離して、精製PMPを生成する。30%/45%界面から精製グレープフルーツPMPを収集し、後に実施例3に記載のように分析する。
d)グレープフルーツPMPからの凝集体の除去
実施例1dに記載の通り生成したグレープフルーツPMP又は実施例2a〜cからの精製PMPからタンパク質凝集体を除去するために、追加の精製ステップを加えることができる。生成したPMP溶液を様々なpHに通過させて、溶液中にタンパク質凝集体を沈殿させる。pHは、水酸化ナトリウム又は塩酸の添加により3、5、7、9若しくは11に調節する。較正pHプローブを用いてpHを測定する。溶液が指定のpHに達したら、濾過して粒子を除去する。代わりに、単離したPMP溶液を、Polymin−P又はPraestol 2640などの荷電ポリマーの添加により、凝結させることもできる。手短には、1L当たり2〜5gのPolymin−P又はPraestol 2640を溶液に添加し、インペラで混合する。次に、溶液を濾過して、粒子を除去する。代わりに、塩濃度を高めることにより、凝集体を可溶化する。NaClを、1mol/Lに達するまでPMP溶液に添加する。次に、溶液を濾過して、PMPを精製する。代わりに、温度を上昇させることにより、凝集体を可溶化する。単離したPMP混合物を、50℃の均質温度に達するまで混合しながら5分加熱する。次に、PMP混合物を濾過して、PMPを単離する。代わりに、PMP溶液からの可溶性混入物は、標準的方法に従うサイズ排除クロマトグラフィーカラムにより分離するが、その場合、PMPは、第1画分に溶出するのに対して、タンパク質及びリボ核タンパク質及び一部のリポタンパク質は、遅れて溶出される。タンパク質凝集体除去の効率は、BCA/Bradfordタンパク質定量により、タンパク質凝集体の除去前及び後のタンパク質濃度を測定し、比較することにより決定される。生成したPMPは、実施例3に記載のように分析する。
実施例3:植物メッセンジャーパックの特性決定
この実施例は、実施例1又は実施例2に記載の通りに生成されたPMPの特性決定を説明する。
実験計画:
a)PMP濃度の決定
PMP粒子濃度は、Malvern NanoSightを用いるナノ粒子追跡分析(Nanoparticle Tracking Analysis)(NTA)又はiZon qNanoを用いる調整可能抵抗パルスセンシング(Tunable Resistive Pulse Sensing)(TRPS)により、製造者の指示に従って決定する。精製PMPのタンパク質濃度は、DCタンパク質アッセイ(Bio−Rad)の使用により決定する。精製PMPの脂質濃度は、Rutter and InnesによりPlant Physiol.173(1):728−741,2017に記載のように、DiOC6(ICN Biomedicals)などの蛍光親油性色素を用いて決定する。手短には、実施例2からの精製PMPペレットをMESバッファー(20mM MES、pH6)で希釈した100mlの10mM DiOC6(ICN Biomedicals)並びに1%植物プロテアーゼ阻害剤カクテル(Sigma−Aldrich)及び2mM 2,29−ジピリジルジスルフィドに再懸濁させる。再懸濁PMPを37℃で10分間インキュベートし、3mLのMESバッファーで洗浄し、再ペレット化し(4℃で、400,000g、60分)、新鮮なMESバッファーに再懸濁させる。DiOC6蛍光強度を485nm励起及び535nm発光で測定する。
b)PMPの生物物理学的及び分子特性決定
Wu et Al.,Analyst.140(2):386−406,2015のプロトコルに従って、JEOL 1010透過型電子顕微鏡での電子及び低温電子顕微鏡法によりPMPを特性決定する。Malvern Zetasizer又はiZon qNanoを用い、製造者の指示に従ってPMPのサイズ及びゼータ電位も測定する。クロロホルム抽出を用いて、PMPから脂質を単離し、Xiao et al.Plant Cell.22(10):3193−3205,2010に説明されているように、LC−MS/MSで特性決定する。グリコシルイノシトールホスホリルセラミド(GIPC)脂質を抽出し、Cacas et al.,Plant Physiology.170:367−384,2016に記載のように精製した後、前述したようにLC−MS/MSにより解析する。Thermo Fisher製のQuant−Itキットを用いて、指示に従い、全RNA、DNA及びタンパク質を特性決定する。Rutter and Innes,Plant Physiol.173(1):728−741,2017に記載のプロトコルに従い、PMPのタンパク質をLC−MS/MSにより特性決定する。トリゾール(Trizol)を用いて、RNA及びDNAを抽出し、Illumina製のRibo−Zero Plantキット及びNextera Mate Pair Library Prep Kitを用いて、TruSeq Total RNAを含むライブラリに調製した後、製造者の指示に従い、Illumina MiSeqでシーケンシングする。
実施例4:植物メッセンジャーパック安定性の特性決定
この実施例は、様々な保存及び生理学的条件下でのPMPの安定性の測定を説明する。
実験計画:
実施例1及び2に記載通りに生成したPMPを様々な条件に付す。水、5%ショ糖若しくはPBSにPMPを懸濁させ、−20℃、4℃、20℃及び37℃で1、7、30及び180日間放置する。また、PMPを水に懸濁させ、ロータリエバポレータ装置を用いて乾燥させ、4℃、20℃及び37℃で1、7及び30並びに180日間放置する。また、PMPを水又は5%ショ糖溶液に懸濁させ、液体窒素で急速冷凍後、凍結乾燥させた。1、7、30及び180日後、乾燥及び凍結乾燥PMPを水に再懸濁させる。0℃を超える温度での条件を含む3つの先行実験物は、模擬屋外UV条件での満足な安全性を決定するために、人工太陽光シミュレータにも曝露する。更には、1単位のトリプシンが添加された若しくは添加されていないpH1、3、5、7及び9の緩衝溶液又は他の人工胃液中で37℃、40℃、45℃、50℃及び55℃の温度に1、6及び24時間PMPを曝露する。
これら各々の処理後、PMPを20℃に戻し、pH7.4に中和した後、実施例3に記載の方法の一部又は全部を用いて特性決定する。
実施例5.PMPへのカーゴのローディング
この実施例は、植物のPMP取込み効率を決定する際のプローブとして使用するため、PMPに小分子、タンパク質及び核酸をロードする方法を説明する。
a)PMPへの小分子のローディング
実施例1及び実施例2に記載のように、PMPを生成する。PMPに小分子をロードするため、PMPを、固形であるか又は可溶化しているかのいずれかの小分子と共にPBS溶液中に入れる。Sun,Mol.Ther.,2010のプロトコルに従ってこの溶液を22℃で1時間放置する。代わりに、Wang et al,Nature Comm.,2013からのプロトコルに従い、溶液を超音波処理してエキソソームへのポレーション及び拡散を誘導する。代わりに、Wahlgren et al,Nucl.Acids.Res.2012からのプロトコルに従ってPMPをエレクトロポレートする。
代わりに、3.75mlの2:1(v/v)MeOH:CHClをPBS中の1mlのPMPに添加することによりPMP脂質を単離し、ボルテックスする。CHCl(1.25ml)及びddH2O(1.25ml)を順次添加し、ボルテックスする。次に、この混合物をガラスチューブ内で22℃において2,000rpmで10分間遠心分離して、混合物を2相(水相及び有機相)に分離する。PMP脂質を含有する有機相サンプルを窒素下(2psi)で加熱することにより乾燥させる。小分子がロードされたPMPを生成するため、Haney et al,J Contr.Rel.,2015からのプロトコルに従い、単離されたPMP脂質を小分子溶液と混合し、脂質エキストルーダに通過させる。
使用前に、ロードしたPMPを実施例2に記載するような方法を用いて精製して、未結合の小分子を除去する。ロードしたPMPを実施例3に記載のように特性決定し、その安定性を実施例4に記載のように試験する。
b)PMPへのタンパク質又はペプチドのローディング
実施例1及び実施例2に記載のように、PMPを生成する。PMPにタンパク質又はペプチドをロードするため、PMPをタンパク質又はペプチドと共にPBSの溶液中に入れる。タンパク質又はペプチドが不溶性の場合、それが可溶性になるまでpHを調整する。タンパク質又はペプチドがなおも不溶性の場合、その不溶性タンパク質又はペプチドを使用する。次に、Wang et al,Nature Comm.,2013からのプロトコルに従い、この溶液を超音波処理してPMPへのポレーション及び拡散を誘導する。代わりに、Wahlgren et al,Nucl.Acids.Res.2012からのプロトコルに従ってPMPをエレクトロポレートする。
代わりに、3.75mlの2:1(v/v)MeOH:CHClをPBS中の1mlのPMPに添加することによりPMP脂質を単離し、ボルテックスする。CHCl(1.25ml)及びddH2O(1.25ml)を順次添加し、ボルテックスする。次に、この混合物をガラスチューブ内で22℃において2,000rpmで10分間遠心分離して、混合物を2相(水相及び有機相)に分離する。PMP脂質を含有する有機相サンプルを窒素下(2psi)で加熱することにより乾燥させる。小分子がロードされたPMPを生成するため、Haney et al,J Contr.Rel.,2015からのプロトコルに従い、単離されたPMP脂質を小分子溶液と混合し、脂質エキストルーダに通過させる。
使用前に、ロードしたPMPを実施例2に記載するような方法を用いて精製して、未結合のペプチド及びタンパク質を除去する。ロードしたPMPを実施例3に記載のように特性決定し、その安定性を実施例4に記載のように試験する。タンパク質又はペプチドのローディングの測定には、ロードした及びロードしていないPMPの少量のサンプルにPierce定量的比色ペプチドアッセイを用いる。
c)PMPへの核酸のローディング
実施例1及び実施例2に記載のように、PMPを生成する。PMPに核酸をロードするため、PMPを核酸と共にPBSの溶液中に入れる。次に、Wang et al,Nature Comm.,2013からのプロトコルに従い、この溶液を超音波処理してPMPへのポレーション及び拡散を誘導する。代わりに、Wahlgren et al,Nucl.Acids.Res.2012からのプロトコルに従ってPMPをエレクトロポレートする。
代わりに、3.75mlの2:1(v/v)MeOH:CHClをPBS中の1mlのPMPに添加することによりPMP脂質を単離し、ボルテックスする。CHCl(1.25ml)及びddH2O(1.25ml)を順次添加し、ボルテックスする。次に、この混合物をガラスチューブ内で22℃において2,000rpmで10分間遠心分離して、混合物を2相(水相及び有機相)に分離する。PMP脂質を含有する有機相サンプルを窒素下(2psi)で加熱することにより乾燥させる。小分子がロードされたPMPを生成するため、Haney et al,J Contr.Rel.,2015からのプロトコルに従い、単離されたPMP脂質を小分子溶液と混合し、脂質エキストルーダに通過させる。
使用前に、PMPを実施例2に記載するような方法を用いて精製して、未結合の核酸を除去する。ロードしたPMPを実施例3に記載のように特性決定し、その安定性を実施例4に記載のように試験する。PMPにロードされた核酸は、Thermo FisherからのQuant−Itアッセイを用いて製造者の指示に従って定量化するか、又は核酸が蛍光標識されている場合、プレートリーダーで蛍光を定量化する。
実施例6.PMPを細胞壁透過性タンパク質で修飾することによりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、細胞壁構成成分の分解を促進するためセルラーゼでPMPを修飾することにより、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることについて説明する。この例では、モデル細胞壁分解酵素としてセルラーゼ、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)セルラーゼ−PEG4−アジドの合成
製造者の指示に従ってセルラーゼ(Sigma Aldrich)をNHS−PEG4−アジド(ThermoFisher Scientific)と反応させる。手短には、タンパク質を5mg/mLより高い濃度でPBSに溶解させ、このタンパク質の容積の10%に等しい容積のDMFにNHS−PEG4−アジドをタンパク質に対して10倍モル過剰で溶解させる。次に、これらの2つの溶液を混合し、氷上に2時間維持する。次に、100mMの最終濃度となるように1Mトリス−HClを添加することにより反応を停止させる。チューブを氷上に15分間置いて完全にクエンチし、次にZebaスピン脱塩カラムを使用してバッファー交換を実施する。
b)セルラーゼによるPMPの修飾
DSPE−PEG2000−DBCOをクロロホルムに溶解させて、試験管に注入し、真空乾燥させることにより、薄膜を形成させる。次に、それをPBSに1%、5%、10%、20%及び50%溶液w/vで再懸濁して小ミセルを生じさせる。この溶液に等モル量のセルラーゼ−PEG4−アジドを添加する。この溶液を4℃で16時間反応させておく。次に、溶液を実施例1及び2で生成したPMPと合わせ、Haney et al,J Contr.Rel.,2015からのプロトコルに従ってエキストルーダに通して混合する。このようにして十分な量のセルラーゼをPMPに取り付けることにより、毒性が増加することなく細胞壁透過が増加する。代わりに、Spanedda et al.,Methods Mol Bio,2016に記載のように、PMPの外側を修飾する他の方法を用いる。
得られたPMPは、実施例2に記載のように超遠心分離又はサイズ排除クロマトグラフィーを用いて精製し、実施例3及び実施例4の方法を用いて特性決定及び安定性試験を行う。蛍光定量的セルラーゼ活性アッセイキット(Abcam)を用いて製造者のプロトコルに従ってセルラーゼ活性を測定する。
c)GFPタンパク質をロードしたセルラーゼ修飾グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードセルラーゼ修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードセルラーゼ修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードセルラーゼ修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
d)GFPタンパク質をロードしたセルラーゼ修飾グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードセルラーゼ修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードセルラーゼ修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードセルラーゼ修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたセルラーゼ修飾グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識セルラーゼ修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10uLの1mL一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びセルラーゼ修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。水対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)及び非修飾PMPの存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識セルラーゼ修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識セルラーゼ修飾PMPの取込み効率を非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのセルラーゼ修飾により、非修飾PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたセルラーゼ修飾グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
セルラーゼ修飾PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016))を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。非修飾と比べたセルラーゼ修飾PMPのPMP取込み効率を決定するため、実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。次に、ロードしたPMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。CLA1−amiRNA/DsiRNAロードセルラーゼ修飾PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中に製剤化する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードセルラーゼ修飾PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード非修飾PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。PMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードセルラーゼ修飾及びCLA1−dsRNAロード非修飾PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、セルラーゼ修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現を非修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。処理済み及び未処理の綿植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、非修飾と比べたセルラーゼ修飾CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
セルラーゼ修飾PMPは非修飾PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
Figure 2021533794
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実施例7:イオン液体とのPMPの製剤化によりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、細胞透過の改善を通じてPMP取込みを改善するためのイオン液体とのPMPの製剤化を説明する。イオン液体は、植物細胞壁の主要な構成成分であるセルロースを可溶化する可能性のある薬剤として記載されており、真菌又は細菌の細胞壁及び/又は動物細胞の細胞膜又は細胞外マトリックスの透過も改善し得る。この例では、モデルイオン液体として酢酸EMIMを使用し、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)イオン液体中へのPMPの製剤化
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。1%、5%、10%、20%、50%又は100%の酢酸EMIM溶液にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。代わりに、酢酸BMIM、酢酸HMIM、酢酸MMIM、酢酸アリルMIMを使用する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。イオン液体中のPMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードした酢酸EMIM製剤化グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、実施例8aに記載のように標識されたPMPペレットをPBS(対照)又は酢酸EMIM溶液に再懸濁する。GFPロード酢酸EMIM製剤化PKH26標識PMPと比べたPBS中のGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、PBS又は酢酸EMIM中の0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。PBS製剤化GFPロードPMPと比較したGFPロード酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロード酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率をPBS製剤化GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードした酢酸EMIM製剤化グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロード+酢酸EMIM製剤化PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、酢酸EMIMに製剤化した0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識GFPロードPMP又はPBSに製剤化したPMPと共に10,000個の子嚢胞子をスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。PBSに製剤化したGFPロードPMPと比較したGFPロード酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、酢酸EMIMに製剤化したGFPロードPMP−製剤化PMPの取込み効率を、PBSに製剤化したGFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードした酢酸EMIM製剤化グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識酢酸EMIM製剤化PMPと比べたPBSに製剤化したカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200uL細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、細胞をPBSに製剤化し、且つ酢酸EMIMに製剤化した0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識カルセインAMロードPMPと共にウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/又は緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。PBS製剤化カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロード酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロード酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率をGFPロードPBS製剤化PMPと比較する。
e)カルセインAMをロードした酢酸EMIM製剤化グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾してPBSに製剤化したPMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、実施例8aに記載のように、標識されたPMPペレットをPBS(対照)又は酢酸EMIM溶液に再懸濁する。カルセインAMロードPKH26標識酢酸EMIM製剤化PMPと比べたPBSに製剤化したカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10μlの1ml一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPBS製剤化PKH26標識カルセインAMロードPMP及びPKH26標識カルセインAMロード酢酸EMIM製剤化PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PBS製剤化カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識酢酸EMIM製剤化PMPの取込み効率をPBS製剤化カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPの酢酸EMIM製剤化により、PBS製剤化PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードした酢酸EMIM製剤化グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
酢酸EMIM製剤化PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。ロードしたPMPの一部はPBSに製剤化し、残りの一部は実施例8bに記載のようにセルラーゼで修飾する。
滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中(ddH2O)に製剤化する。
CLA1−amiRNA/DsiRNAロード酢酸EMIM製剤化PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード酢酸EMIM製剤化PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードPBS製剤化PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード酢酸EMIM製剤化PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1dsRNAロードVIB(実施例1)製剤化PMPを含むPMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロード酢酸EMIM製剤化及びCLA1−dsRNAロードPBS製剤化PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、酢酸EMIM製剤化PMPによる処理後の正規化したCLA1発現をPBS製剤化PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。酢酸EMIM製剤化PMP及びPBS製剤化PMPで処理した植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、PBS製剤化と比べた酢酸EMIM製剤化CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
酢酸EMIM製剤化PMPは、PBS製剤化PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例8:フルオラス液体とのPMPの製剤化によりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、細胞透過の改善を通じてPMP取込みを改善するためのフルオラス液体とのPMPの製剤化を説明する。フルオラス液体は、細胞壁の主要な構成成分であるセルロースを可溶化する可能性のある薬剤として記載されており、真菌又は細菌の細胞壁及び/又は動物細胞の細胞膜又は細胞外マトリックスの透過も改善し得る。この例では、モデルフルオラス液体としてペルフルオロオクタンを使用し、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)フルオラス液体中へのPMPの製剤化
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。1%、5%、10%、20%、50%又は100%のペルフルオロオクタン溶液(Sigma Aldrich)にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。代わりに、ペルフルオロヘキサン又はペルフルオロ(メチルデカリン)を使用する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。フルオラス液体中のPMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードしたペルフルオロオクタン製剤化グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、実施例8aに記載のように、標識されたPMPペレットをPBS(対照)又はペルフルオロオクタン溶液に再懸濁する。GFPロードペルフルオロオクタン製剤化PKH26標識PMPと比べたPBS中のGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、PBS又はペルフルオロオクタン中の0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。PBS製剤化GFPロードPMPと比較したGFPロードペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率をPBS製剤化GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードしたペルフルオロオクタン製剤化グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにセルラーゼで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPをロードしたペルフルオロオクタン製剤化PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLの、ペルフルオロオクタンに製剤化したPKH26標識GFPロードPMP又はPBSに製剤化したPMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。PBSに製剤化したGFPロードPMPと比較したGFPロードペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、ペルフルオロオクタンに製剤化したGFPロードPMP−製剤化PMPの取込み効率を、PBSに製剤化したGFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードしたペルフルオロオクタン製剤化グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識ペルフルオロオクタン製剤化PMPと比べた、PBSに製剤化したカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200uL細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、PBSに製剤化し、且つペルフルオロオクタンに製剤化した0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識カルセインAMロードPMPと共に細胞をウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。PBS製剤化カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロードペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率をGFPロードPBS製剤化PMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたペルフルオロオクタン製剤化グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾してPBSに製剤化したPMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、実施例8aに記載のように、標識されたPMPペレットをPBS(対照)又はペルフルオロオクタン溶液に再懸濁する。カルセインAMロードPKH26標識ペルフルオロオクタン製剤化PMPと比べた、PBSに製剤化したカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10ulの1ml一晩細菌懸濁液を、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPBS製剤化PKH26標識カルセインAMロードPMP及びPKH26標識カルセインAMロードペルフルオロオクタン製剤化PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PBS製剤化カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識ペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識ペルフルオロオクタン製剤化PMPの取込み効率をPBS製剤化カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのペルフルオロオクタン製剤化により、PBS製剤化PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたペルフルオロオクタン製剤化グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
ペルフルオロオクタン製剤化PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。ロードしたPMPの一部はPBSに製剤化し、残りの一部は実施例8bに記載のようにセルラーゼで修飾する。
滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中(ddH2O)に製剤化する。
CLA1−amiRNA/DsiRNAロードペルフルオロオクタン製剤化PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードペルフルオロオクタン製剤化PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードPBS製剤化PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードペルフルオロオクタン製剤化PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードVIB(実施例1)製剤化PMPを含むPMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードペルフルオロオクタン製剤化及びCLA1−dsRNAロードPBS製剤化PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、ペルフルオロオクタン製剤化PMPによる処理後の正規化したCLA1発現をPBS製剤化PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。ペルフルオロオクタン製剤化PMP及びPBS製剤化PMPで処理した植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、PBS製剤化と比べたペルフルオロオクタン製剤化CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
ペルフルオロオクタン製剤化PMPは、PBS製剤化PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例9:デタージェントとのPMPの製剤化によって細胞透過を改善することによりPMP取込みを増加させる
この実施例は、デタージェントでPMPを修飾して細胞膜の透過を促進することにより、動物、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることについて説明する。この例では、モデルデタージェントとしてサポニン、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)サポニンによるPMPの修飾
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。0.001%、0.01% 0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%w/vのサポニン(Avanti Polar Lipids)の溶液にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。代わりに、CHAPSを使用する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。サポニン修飾PMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードしたサポニン修飾グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例9aに記載のようにサポニンで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードサポニン修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードサポニン修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードサポニン修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードしたサポニン修飾グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにサポニンで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードサポニン修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードサポニン修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードサポニン修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードしたサポニン修飾グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにサポニンで修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識サポニン修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200ul細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、細胞を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びサポニン修飾PMPと共にウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。非修飾カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロードサポニン修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードサポニン修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたサポニン修飾グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例9bに記載のようにサポニンで修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識サポニン修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10μlの1ml一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びサポニン修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。水対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識サポニン修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識サポニン修飾PMPの取込み効率を非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのサポニン修飾により、非修飾PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたサポニン修飾グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
サポニン修飾PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。非修飾と比べたサポニン修飾PMPのPMP取込み効率を決定するため、実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。次に、ロードしたPMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例9bに記載のようにサポニンで修飾する。CLA1−amiRNA/DsiRNAロードサポニン修飾PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中に製剤化する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードサポニン修飾PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード非修飾PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。PMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードサポニン修飾及びCLA1−dsRNAロード非修飾PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、サポニン修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現を非修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。処理済み及び未処理の綿植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、非修飾と比べたサポニン修飾CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
サポニン修飾PMPは非修飾PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例10:双性イオン脂質とのPMPの製剤化によりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、PMPを双性イオン脂質で修飾して細胞壁及び/又は細胞膜の透過を促進することにより、動物、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることについて説明する。この例では、モデル双性イオン脂質として1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DOPC)、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)DOPCによるPMPの修飾
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。0.001%、0.01% 0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%w/vのDOPC(Avanti Polar Lipids)の溶液にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。代わりに、DEPCを使用する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。DOPC修飾PMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードしたDOPC修飾グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例10bに記載のようにDOPCで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードDOPC修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードDOPC修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードDOPC修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードしたDOPC修飾グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにDOPCで修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードDOPC修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードDOPC修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードDOPC修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードしたDOPC修飾グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにDOPCで修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識DOPC修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200ul細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、細胞を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びDOPC修飾PMPと共にウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。非修飾カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロードDAB修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードDOPC修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたDOPC修飾グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例10bに記載のようにDOPCで修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識DOPC修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10ulの1ml一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びDOPC修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。水対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識DOPC修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識DOPC修飾PMPの取込み効率を非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのDOPC修飾により、非修飾PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたDOPC修飾グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
DOPC修飾PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。非修飾と比べたDOPC修飾PMPのPMP取込み効率を決定するため、実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。次に、ロードしたPMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例10bに記載のようにDOPCで修飾する。CLA1−amiRNA/DsiRNAロードDOPC修飾PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中に製剤化する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードDOPC修飾PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード非修飾PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。PMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードDOPC修飾及びCLA1−dsRNAロード非修飾PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、DOPC修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現を非修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。処理済み及び未処理の綿植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、非修飾と比べたDOPC修飾CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
DOPC修飾PMPは非修飾PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例11:イオン化脂質とのPMPの製剤化によりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、PMPをイオン化脂質で修飾して細胞壁及び/又は細胞膜の透過を促進することにより、動物、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることについて説明する。この例では、モデルイオン化脂質として1,1’−((2−(4−(2−((2−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)ピペラジン−1−イル)エチル)アザンジイル)ビス(ドデカン−2−オール)(C12−200)、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)C12−200によるPMPの修飾
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。Love PNAS 2010の合成プロトコルに従ってC12−200(イオン化脂質)を入手する。0.001%、0.01% 0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%w/vのC12−200(Avanti Polar Lipids)の溶液にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。C12−200修飾PMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードしたC12−200修飾グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例11bに記載のようにC12−200で修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードC12−200修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードC12−200修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードC12−200修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードしたC12−200修飾グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにC12−200で修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードC12−200修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードC12−200修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードC12−200修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードしたC12−200修飾グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにC12−200で修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識C12−200修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200ul細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、細胞を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mLのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びC12−200修飾PMPと共にウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/mL)、PKH26色素(最終濃度5μg/mL)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。非修飾カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロードC12−200修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードC12−200修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたC12−200修飾グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例11bに記載のようにC12−200で修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識C12−200修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10ulの1ml一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びC12−200修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。水対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識C12−200修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識C12−200修飾PMPの取込み効率を非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのC12−200修飾により、非修飾PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたC12−200修飾グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
C12−200修飾PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。非修飾と比べたC12−200修飾PMPのPMP取込み効率を決定するため、実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。次に、ロードしたPMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例11bに記載のようにC12−200で修飾する。CLA1−amiRNA/DsiRNAロードC12−200修飾PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中に製剤化する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードC12−200修飾PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード非修飾PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。PMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードC12−200修飾及びCLA1−dsRNAロード非修飾PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、C12−200修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現を非修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。処理済み及び未処理の綿植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、非修飾と比べたC12−200修飾CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
C12−200修飾PMPは非修飾PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例12:カチオン性脂質とのPMPの製剤化によりPMP細胞取込みを増加させる
この実施例は、PMPをカチオン性脂質で修飾して細胞壁及び/又は細胞膜の透過を促進することにより、動物、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることについて説明する。この例では、モデルPMPとしてグレープフルーツPMP、モデル植物として綿、モデル酵母としてサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、モデルヒト細胞株としてMDA−MB−231、モデル真菌としてS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)及びモデル細菌としてシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)を使用する。
実験プロトコル:
a)カチオン性脂質によるPMPの修飾
グレープフルーツPMPの濃縮溶液を実施例1及び実施例2に記載のように単離する。0.001%、0.01% 0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%w/vのカチオン性脂質(Avanti Polar Lipids)の溶液にPMPを激しく混合しながら再懸濁する。懸濁液からの回収率を100%と仮定して製剤化前の濃度に容積の比率を乗じることにより、PMP濃度を決定する。カチオン性脂質修飾PMPの特性及び安定性を実施例3及び実施例4に記載のように評価する。
b)GFPタンパク質をロードしたカチオン性脂質修飾グレープフルーツPMPを用いたサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例12bに記載のようにカチオン性脂質で修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mg PMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードカチオン性脂質修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)真菌細胞を処理する。
ATCC(#9763)からサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を入手し、製造者の指示どおり酵母エキスペプトンデキストロースブロス(YPD)に30℃で維持する。S.セレビシエ(S.cerevisiae)によるPMP取込みを決定するため、酵母細胞を選択培地で0.4〜0.6のOD600になるまで増殖させて、0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.セレビシエ(S.cerevisiae)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する酵母細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
c)GFPタンパク質をロードしたカチオン性脂質修飾グレープフルーツPMPを用いたS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成し、実施例5に記載のようにGFPタンパク質をロードする。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにカチオン性脂質で修飾する。ウエスタンブロット又は蛍光によりPMPのGFP封入を測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgPMPを2mLの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載する方法により全ての非標識色素を洗い流し、標識されたPMPペレットをPBSに再懸濁する。GFPロードカチオン性脂質修飾PKH26標識PMPと比べたGFPロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)真菌細胞を処理する。
S.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)(ATCC、#18687)子嚢胞子によるPMP取込みを決定するため、10,000個の子嚢胞子を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識GFPロード修飾PMP又は非修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートし、インキュベートする。PBS対照に加えて、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)の存在下でS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のGFPロードPMPが細胞質に観察されるとき又は酵母細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは酵母細胞によって取り込まれている。非修飾GFPロードPMPと比較したGFPロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有するS.スクレロチオラム(S.sclerotiorum)細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
d)カルセインAMをロードしたカチオン性脂質修飾グレープフルーツPMPを用いたMDA−MB−231細胞によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例6bに記載のようにカチオン性脂質で修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識カチオン性脂質修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、ヒト乳癌細胞を処理する。
ATCC(HTB−26)からMDA−MB−231乳癌細胞株を入手し、供給業者の指示に従って増殖させて維持する。70〜80%コンフルエンシーの細胞を回収し、カウントし、96ウェル培養処理済みウェルプレート内の200μl細胞培地に1ウェル当たり10,000細胞の播種密度で播種する。細胞を3時間接着させておき、次に培地を除去し、細胞をダルベッコPBSで1回洗浄し、FCS不含の培地を添加して細胞を処理前に3時間血清飢餓状態にする。乳癌細胞によるPMP取込みを決定するため、細胞を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びカチオン性脂質修飾PMPと共にウェル内で直接インキュベートする。PBS対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下で細胞をインキュベートする。37℃で30分間、1時間、2時間及び4時間インキュベートした後、細胞をPBSで4×10分間洗浄して培地中のPMPを取り出す。次に、高解像度蛍光顕微鏡(EVOS2 FL)で40倍の画像を取得して取込み効率を決定する。PKH26色素による細胞膜の排他的な染色との対比で赤色の膜及び緑色のカルセインAMロードPMPが細胞質に観察されるとき又は細胞の細胞質が赤色及び/若しくは緑色に変わった場合、PMPは乳癌細胞によって取り込まれている。非修飾カルセインAMロードPMPと比較したカルセイン−AMロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有する/細胞質に緑色のPMPを有する細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、GFPロードカチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を非修飾GFPロードPMPと比較する。
e)カルセインAMをロードしたカチオン性脂質修飾グレープフルーツPMPを用いたシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)によるPMP取込みの増加
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。PMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例12bに記載のようにカチオン性脂質で修飾する。実施例5及びGray et al.,MethodsX 2015に記載のように、修飾及び非修飾PMPにカルセインAM(Sigma Aldrich)をロードする。カルセインAMはPMPに封入されたときに限り蛍光を発し、封入を蛍光によって測定する。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従って全てのPMP製剤を赤色PKH26(Sigma)親油性膜色素で標識する。手短には、PKH26標識キットの1mL希釈剤C中の50mgカルセインAMロードPMPを2mlの1mM PKH26と混合し、37℃で5分間インキュベートする。1mLの1%BSAを添加することにより標識を停止させる。実施例2に記載のように全ての非標識色素を洗い流し、100kDa Amiconフィルタを使用してPMPを濃縮する。カルセインAMロードPKH26標識カチオン性脂質修飾PMPと比べたカルセインAMロードPKH26標識PMPのPMP取込み効率を決定するため、シュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)細菌細胞を処理する。
ATCC(BAA−871)からシュードモナス・シリンガエ(Pseudomonas syringae)菌を入手し、製造者の指示に従ってキングB寒天培地で増殖させる。P.シリンガエ(P.syringae)によるPMP取込みを決定するため、10ulの1ml一晩細菌懸濁液を0(陰性対照)、1、10又は50、100及び250μg/mlのPKH26標識カルセインAMロードPKH26標識非修飾及びカチオン性脂質修飾PMPと共にスライドガラス上で直接インキュベートする。水対照に加えて、カルセインAM(最終濃度5μg/ml)、PKH26色素(最終濃度5μg/ml)及び非修飾PMPの存在下でP.シリンガエ(P.syringae)菌をインキュベートする。室温で5分間、30分間及び1時間インキュベートした後、高解像度蛍光顕微鏡で画像を取得する。非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較したカルセインAMロードPKH26標識カチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を評価するため、膜のみの染色との対比における、緑色の細胞質を有するか又は細胞質に緑色及び赤色PMPを有する細菌細胞の割合をPMP処理細胞とPBS及びPKH26色素のみの対照との間で比較する。ImageJソフトウェアを使用して細胞からの赤色及び緑色蛍光シグナル中央値を測定することにより各細胞の取込み量を定量化し、カルセインAMロードPKH26標識カチオン性脂質修飾PMPの取込み効率を非修飾カルセインAMロードPKH26標識PMPと比較する。PMPのカチオン性脂質修飾により、非修飾PMPと比較して細胞取込みが効率的に改善される。
f)綿植物のCLA1をターゲティングするdsRNAをロードしたカチオン性脂質修飾グレープフルーツPMPのPMP取込みの増加
カチオン性脂質修飾PMPによる細胞取込みの増加を実証するため、グレープフルーツPMPに、綿光合成遺伝子GrCLA1(1−デオキシ−D−キシルロース−5−リン酸シンターゼ)をターゲティングする人工miRNA(amiRNA、Plant Small RNA Maker Site(P−SAMS;Fahlgren et al.,Bioinformatics.32(1):157−158,2016)を用いて設計される)又はカスタムのダイサー基質siRNA(DsiRNA、IDTにより設計される)をロードする。GrCLA1は、アラビドプシス・クロロプラストス・アルテラドス1(Arabidopsis Cloroplastos alterados 1)遺伝子(AtCLA1)の相同遺伝子であり、これは機能喪失型であるため本葉がアルビノ表現型となり、サイレンシング効率の視覚的なマーカを提供する。オリゴヌクレオチドはIDTから入手する。
実施例1及び実施例2に記載のようにグレープフルーツからPMPを生成する。非修飾と比べたカチオン性脂質修飾PMPのPMP取込み効率を決定するため、実施例5に記載のように、グレープフルーツPMPにGrCLA1−amiRNA又はGrCLA1−DsiRNA二重鎖(表12)をロードする。Quant−It RiboGreen RNAアッセイキットを用いるか、又は対照蛍光色素標識amiRNA又はDsiRNA(IDT)を用いてPMPのamiRNA又はDsiRNA封入を測定する。次に、ロードしたPMPの一部を対照として取り除けておき、残りは実施例12bに記載のようにカチオン性脂質で修飾する。CLA1−amiRNA/DsiRNAロードカチオン性脂質修飾PMPと比べたCLA1−amiRNA/DsiRNAロードPMPのPMP取込み効率を決定するため、綿苗を処理し、CLA1遺伝子サイレンシングに関して分析する。滅菌水中0、1、5、10及び20ng/μlの有効dsRNA用量に相当する量を送達する濃度となるように、amiRNA又はDsiRNA(まとめてdsRNAと称される)をロードしたPMPを水中に製剤化する。
米国国立植物遺伝資源システム(National Plant Germplasm System)から綿の種子(ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)及びゴシピウム・ライモンディイ(Gossypium raimondii))を入手する。滅菌した種子を湿らせた脱脂綿に包み、ペトリ皿に置き、25℃、150μEm−2−1光強度のグロースチャンバーに14時間明期/10時間暗期の光周期で3日間置いて発芽させる。この苗を、ホーグランド栄養液(Sigma Aldrich)が入った滅菌培養ベッセルにおいて長日条件下(16/8時間明期/暗期の光周期)に26/20℃昼/夜温度で生育させる。4日後、子葉が完全に開いた(最初の本葉が現れる前の)苗をPMP処理に使用する。
7日齢の綿苗を、1×MSビタミン類(Sigma Aldrich)含有、pH5.6〜5.8、0.8%(w/v)アガロース含有の0.5×ムラシゲスクーグ(MS)無機塩類(Sigma Aldrich)に移し、有効用量0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロードカチオン性脂質修飾PMP並びに0(ddH2O)、1、5、10及び20ng/μlのGrCLA1 dsRNAロード非修飾PMPにより、各群3植物として各植物につき1ml溶液を苗全体に噴霧することによって処理する。代わりに、PMP処理前に、綿植物の子葉の裏面を、子葉を貫通しないようにして25G針で突く。PMP溶液を子葉の裏面の傷を付けた部位から1mL無針シリンジを使用して手作業で浸透させる。植物をグロースチャンバーに移し、90μmol m−2−1の光強度及び26/20℃昼/夜温度で長日条件下(16時間/8時間明期/暗期の光周期)に維持する。
2、5、8及び14日後、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT−PCR)を用いて内因性CLA1 mRNAの発現レベルによりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。Trizol試薬を製造者の指示に従って使用して(Invitrogen)、100mgの新鮮な綿葉から全RNAを抽出し、十分なRNaseフリーDNase I(Promega)によって処理する。SuperScript(商標)第1鎖合成システム(Invitrogen)で2μgの全RNAから第1鎖cDNAを合成する。CLA1転写物レベルを推定するため、SYBRグリーンリアルタイムPCRマスターミックス(Thermo Scientific)をプライマー:GrCLA1q1_F 5’−CCAGGTGGGGCTTATGCATC−3’(配列番号7)、GrCLA1q1_R 5’−CCACACCAAGGCTTGAACCC−3’(配列番号8)及びGrCLA1q2_F 5’−GGCCGGATTCACGAAACGGT−3’(配列番号9)、GrCLA1q2_R 5’−CGTCGAGATTGGCAGTTGGC−3’(配列番号10)及び18s RNA_F 5’−TCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTA−3’(配列番号11)、18s RNA_R 5’−AATTTGCGCGCCTGCTGCCTTCCTT−3’(配列番号12)と共に使用したqRT−PCRを、以下のプログラム:(a)95℃で5分;(b)94℃で30秒、55℃で30秒を40サイクル;及び72℃で30秒を用いて実施する。18S rRNA遺伝子を内部標準として使用して結果を正規化する。CLA1−dsRNAロードカチオン性脂質修飾及びCLA1−dsRNAロード非修飾PMPによる処理後の綿におけるCLA1ノックダウン効率を、ΔΔCt値を計算し、カチオン性脂質修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現を非修飾PMPによる処理後の正規化したCLA1発現と比較することにより決定する。
加えて、表現型光退色分析によりCLA1 dsRNAの遺伝子サイレンシング効率を調べる。処理済み及び未処理の綿植物の葉を撮影し、ImageJソフトウェアを使用して、対照葉の緑色と比べた葉の白色の光退色に反映される遺伝子サイレンシングの割合を決定する。各植物につき3葉をアッセイして光退色効果を定量化し、非修飾と比べたカチオン性脂質修飾CLA1−dsRNAロードPMPの遺伝子サイレンシング効率を評価する。
カチオン性脂質修飾PMPは非修飾PMPと比較して植物細胞による取込み効率がより高く、一層のCLA1遺伝子サイレンシングを誘導する。
実施例13:カチオン性脂質を用いたPMPの修飾
この実施例は、PMPをカチオン性脂質で修飾することにより、表面電荷を修飾し、カーゴローディング容量を増加させ、且つヒト及び植物細胞におけるPMPの細胞取込みを増加させることが可能であると実証する。この例では、モデルカチオン性脂質としてDOTAP(1,2−ジオレオイル−3−トリメチルアンモニウム−プロパン)及びDC−コレステロール(3β−[N−(N’,N’−ジメチルアミノエタン)−カルバモイル]コレステロール)、モデルPMPとしてグレープフルーツ及びレモンPMP、モデル負電荷ペイロードとしてsiRNA/トランス活性化CRISPR RNA(TracrRNA)、モデルヒト細胞株としてCOLO679及びモデル植物細胞株としてゼア・マイス(Zea mays)(トウモロコシ)ブラック・メキシカン・スイート(Black Mexican sweet:BMS)を使用する。
実験プロトコル:
a)レモン/グレープフルーツPMPの生成
レッドオーガニックグレープフルーツ又はイエローオーガニックレモンは、現地の食料品店から入手した。果汁絞り機を使用して6リットルのグレープフルーツ果汁を収集し、pHをNaOHでpH4に調整し、1U/mLペクチナーゼ(Sigma、17389)とインキュベートしてペクチン混入物を除去し、続いて3,000gで20分間、その後10,000gで40分間遠心分離して大きい残屑を除去した。次に、この加工した果汁を500mM EDTA pH8.6と50mM EDTAの最終濃度、pH7.7となるまで30分間インキュベートしてカルシウムをキレート化し、ペクチン高分子の形成を防止した。続いて、EDTA処理した果汁を11μm、1μm及び0.45μmフィルタに通して大きい粒子を除去した。濾過した果汁を洗浄し、300kDa TFFを使用したタンジェンシャルフロー濾過(TFF)によって濃縮した。果汁を10倍濃縮し、続いて10透析濾過容量のPBSでのダイアフィルトレーションにかけ、最終濃度120mL(50倍)に更に濃縮した。次に、本発明者らはサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いてPMP含有画分を溶出させて、これを280の吸光度(SpectraMax(登録商標))及びタンパク質濃度(Pierce(商標)BCAタンパク質アッセイ)により分析して、PMP含有画分及び混入物を含有する後期画分を確認した。SEC画分3〜7が精製PMPを含有し(画分9〜12は混入物を含有した)、これらを合わせてプールし、0.8μm、0.45μm及び0.22μmシリンジフィルタを使用した連続濾過によって濾過滅菌し、PMPを40,000×gで1.5時間ペレット化して、且つペレットを4mL UltraPure(商標)DNase/RNaseフリー蒸留水(ThermoFisher、10977023)に再懸濁することにより更に濃縮した。NanoFCMにより、製造者によって提供される濃度及び粒径標準を用いて最終PMP濃度(7.56×1012PMP/mL)及びPMP粒径(70.3nm±12.4nm SD)を決定した。生成されたグレープフルーツ(GF)又はレモン(LM)PMPは、以下に記載するとおりのブライ・ダイアー(Bligh−Dyer)法を用いた脂質抽出に使用した。
b)カチオン性脂質によるPMPの修飾
脂質再構成PMP(LPMP)を調製するため、ブライ・ダイアー法(Bligh and Dyer,J Biolchem Physiol,37:911−917,1959)を用いてグレープフルーツ又はレモンPMPの濃縮溶液からの全脂質抽出を実施した。手短には、1mLの濃縮PMP(1012〜1013PMP/mL)を3.5mLクロロホルム:メタノール混合物(1:2、v/v)と混合し、十分にボルテックスした。次に、1.25mLクロロホルムを添加してボルテックスし、続いて1.25mL滅菌水と共に攪拌した。最後に、この混合物をRTにおいて300gで5分間遠心分離した。脂質を含有する底の有機相を回収し、TurboVap(登録商標)システム(Biotage(登録商標))を使用して乾燥させた。天然LPMPの脂質組成を修飾するため、合成カチオン性脂質(DOTAP、DC−コレステロール)をクロロホルム:メタノール(9:1)に溶解させて、25%又は40%(w/w)の総脂質に達するようにPMP抽出脂質に添加し、続いて激しく混合した。不活性ガス流(例えば、窒素流)で溶媒を蒸発させることによるか、又はTurboVap(登録商標)システムを使用して蒸発させることにより、乾燥脂質薄膜を調製した(図1)。抽出脂質から再構成PMPを調製するため、乾燥脂質薄膜に水又はバッファー(例えば、PBS)を添加し、RTで1時間放置して水和させた。形成された脂質粒子を10回の凍結融解サイクル又は超音波処理(Branson 2800超音波処理浴、10分、RT)に供した。次に、脂質二重層の数及び全体的な粒径を低減するため、Mini Extruder(Avanti(登録商標)Polar Lipids)を使用して0.8μm、0.4μm及び0.2μmポリカーボネートフィルタで脂質PMPを抽出した(図1)。濃縮LPMPが必要な場合、4℃における100,000×gで30分間の超遠心分離によってサンプルを濃縮した。最終的なペレットは滅菌超純水又はPBSに再懸濁し、以降の使用時まで4℃で維持した。NanoFCMにより、製造者によって提供される濃度及び粒径標準を用いて最終的なLPMP濃度及びメジアンLPMP粒径(89〜104nmの範囲)を決定した。Zetasizer(Malvern Panalytical)を使用して動的光散乱法により表面電荷(ゼータ電位)を測定した(図4A)。LPMP粒径及び濃度の範囲は、LM LPMPについて83±19nm及び1.7×1012LPMP/mL、DOTAP修飾LPMPについて106±25nm及び6.54×1010LPMP/mL及びDC−コレステロール修飾PMPについて91±17nm及び3.08×1011LPMP/mLであった(図2)。カチオン性脂質DOTAP及びDC−コレステロールによるLPMPの修飾により、LPMPの表面電荷が変化した:カチオン性脂質含量の増加に伴い、LPMPの表面電荷は増加した(図4A)。抽出レモン脂質から再構成したLPMPのCryo−EM画像の分析により、LPMPの真球度及び粒径分布を確認した(68.7±23nm(SD))(図3A及び図3B)。
c)カチオン性脂質修飾PMPへの負電荷カーゴのローディング
siRNA/TracrRNAをロードするため、GF又はLM抽出脂質にカチオン性脂質を補足し、前述したように乾燥させた。ヌクレアーゼフリー水又は二重鎖バッファー(IDT(登録商標))に溶解させたsiRNA/TracrRNAを1mgのPMP脂質につき1.5nmolで乾燥脂質薄膜に添加し、RTで1時間放置して水和させた。形成された脂質粒子を10回の凍結融解サイクルに供し、Mini Extruder(Avanti(登録商標)Polar Lipids)を使用して0.8μm、0.4μm及び0.2μmポリカーボネートフィルタに通して押し出した(図1)。ロードしたPMPを100kDa MWCO膜を備えた透析装置(Spectrum(登録商標))でPBSに対して一晩透析し、次に0.2μmポリエーテルスルホン(PES)フィルタを使用して滅菌した。加えて、サンプルを精製し、超遠心分離を用いて濃縮した。ロードしたPMPを4℃において100,000×gで30分間遠心分離し、上清を除去し、ペレットを1mL PBSに再懸濁して、100,000×gで30分間濃縮した。得られたペレットをPBS(ヒト細胞による細胞取込み用)又は水(植物細胞による細胞取込み用)のいずれかに再懸濁した。RNAロードLPMPの粒径及び粒子の数をNanoFCMによって評価した:平均粒径及び粒子濃度は、非修飾LPMPについて89±15nm及び1.54×1012LPMP/mL、DC−Cholについて104±25nm及び2.54×1011LPMP/mL及びDOTAPについて100±30nm及び9.7×1011LPMP/mLであった。RNAローディングは、Quant−iT(商標)RiboGreen(商標)アッセイによるか、又は標識したカーゴ(Alexa Fluor 555で標識したsiRNA又はATTO 550で標識したTracrRNA)の蛍光強度の測定により決定した。RiboGreen(商標)アッセイを製造者のプロトコルに従ってヘパリン(5mg/mL)及び1%Triton−X100の存在下で実施することによりPMPを溶解させて、封入されたカーゴを放出させた。カチオン性脂質DOTAP及びDC−コレステロールによるLPMPの修飾により、カチオン性脂質のないLPMPと比較したときLPMPの表面電荷が変化し、負電荷カーゴ(例えばRNA)のローディングが増加した(図4A〜図4D)。
d)ヒト細胞(COLO679)によるDOTAP修飾PMPの取込みの増加
DOTAP(20%、w/w)を補足したグレープフルーツからの脂質修飾PMP(LPMP)を前述したように調製した。次に、一部を変更した製造者のプロトコルに従ってPMP製剤を緑色PKH67親油性膜色素(Sigma)で標識した。手短には、300μLのLPMP(約1×1012PMP/mL)を希釈剤Cと1:1混合し、続いて希釈剤Cで希釈したPKH67色素と混合し(最終的な色素:サンプル比は1:500、v/vであった)、100rpmで振盪しながらRTで1時間インキュベートした。PBSと平衡化させたZeba(商標)スピン脱塩カラム(40kDa MWCO、Thermo Fisher Scientific)でLPMPを精製することにより、遊離色素を除去した。標識したLPMPを0.2μm滅菌フィルタを使用して滅菌し、超遠心分離(30分、100,000g、4℃)によって濃縮し、滅菌PBSに再懸濁した。最終的なLPMP濃度及び平均粒径(LPMPについて1.1×1012LPMP/mL及び83±19nm;DOTAPについて8.95×1011及び100±30nm)をNanoFCMにより決定した。分光光度計(SpectraMax(登録商標))を使用してEx/Em=485/510nmで蛍光強度を確認した。同じ手法を用いて同じ濃度(1:500、v/v)の遊離PKH67色素を精製した。
10%の熱失活FBS(Gibco)及び1%ペニシリン−ストレプトマイシン(Gibco)を含有するRPMI 1640培地(Thermo Fisher Scientific)でCOLO679細胞を培養した。実験の前日、細胞を96ウェルプレートに6000細胞/ウェルで播種した。PKH67標識LPMPの取込みを決定するため、COLO679細胞をLPMPと1ウェル当たり2×1010粒子の濃度で37℃において3時間インキュベートした。遊離PKH67色素を対照として使用した。インキュベーション時間の終わりに細胞を氷冷PBS 1×で2回洗浄し、PBS中100μLの4%ホルムアルデヒドで15〜30分間固定した。DAPI(Thermo Fisher Scientific)で細胞核を染色した。40倍率対物レンズの蛍光顕微鏡(Olympus IX83)を使用して画像を取得した。DOTAPで修飾すると、カチオン性脂質のないLPMPと比較してCOLO679細胞によるLPMPの取込み/会合が増加した(図5)。本発明者らのデータは、DOTAP修飾LPMPが、更なるカチオン性脂質のないLPMPと比較してCOLO679細胞での媒体の取込み及び/又は会合を亢進させたことを示唆している。
e)DC−コレステロール修飾PMPによる植物細胞へのRNAの送達の増加
シロイヌナズナ生物資源センター(Arabidopsis Biological Resource Center:ABRC)からゼア・マイス(Zea mays)、ブラック・メキシカン・スイート(BMS)細胞を購入した。ムラシゲスクーグ基本培地、pH5.8、4.3g/Lムラシゲスクーグ基本塩類混合物(Sigma M5524)、2%スクロース(S0389、Millipore Sigma)、2mg/L 2,4−ジクロロフェノキシ酢酸(D7299、Millipore Sigma)、250μg/LチアミンHCL(V−014、Millipore Sigma)及び1×MSビタミンミックス溶液含有、ddH2O中においてBMS細胞を増殖させた。1×ビタミンミックス溶液は、ナイアシン(N0761−100G、Millipore Sigma)、塩酸ピロキシジン(P6280−25G、Millipore Sigma)、D−パントテン酸ヘミカルシウム塩(P5155−100G、Millipore Sigma)、L−アスパラギン(A4159−25G、Millipore Sigma)及びミオイノシトール(I7508−100G、Millipore Sigma)を、それぞれ1.3mg/L、250μg/L、250μg/L、130mg/L及び200mg/Lの最終濃度で含有した。1Lベント付き滅菌三角フラスコにおいて、暗所条件下、24℃で攪拌しながら(110rpm)細胞を増殖させた。
BMS細胞の処理のため、10mLの細胞懸濁液を採取して%パック細胞容積(PCV)を決定した。PCVは、細胞の容積を細胞培養物アリコートの総容積で除したものとして定義され、パーセンテージとして表される。細胞を3900rpmで5分間遠心分離し、細胞ペレットの容積を決定した。BMSの%PCVは20%であった。この取込み実験について、培養物の%PCVは、前述したように細胞を培地に希釈することにより4%に調整した。LPMP及びDC−コレステロールで修飾されたLPMPに、前述したように、ATTO 550で標識したTracrRNAをロードし、滅菌し、滅菌水に再懸濁した。NanoFCMにより粒子の平均粒径及び濃度を分析し、DC−Cholについて104±25nm及び2.54×1011LPMP/mL及び非修飾LPMPについて89±15nm及び1.54×1012LPMP/mLであった。サンプル中のTracrRNA ATTO 550(IDT)の量をQuant−iT(商標)RiboGreen(登録商標)により定量化した。433ngのTracrRNAを含有する50μLのLPMP及びDC−コレステロールで修飾されたLPMPの両方を24ウェルプレート内の450μLの植物細胞懸濁液のアリコートにデュプリケートで添加した。細胞に50μlの滅菌超純水を添加し、陰性対照として使用した。細胞を暗所下24℃で3時間インキュベートし、1mL滅菌超純水で3回洗浄して、細胞によって取り込まれなかった粒子を除去した。細胞を500μLの滅菌超純水に再懸濁して落射蛍光顕微鏡(Olympus IX83)でイメージングした。検出可能な蛍光がなかった陰性対照(滅菌超純水)と比較して、LPMP及びDC−コレステロールで修飾したLPMPによって処理した植物細胞では、様々な蛍光シグナルを検出することができた(図6)。DC−コレステロールで修飾したLPMPが最も強力な蛍光シグナルを示したことから、このPMP修飾がTracrRNAを植物細胞に最も多く送達したことが指摘される。本発明者らのデータは、LPMPをカチオン性脂質DC−コレステロールで修飾すると、インビトロで植物細胞によるレモンLPMP取込みが改善されたことを示している。
実施例14:イオン化脂質を用いたPMPの修飾
この実施例は、PMPをイオン化脂質で修飾することにより、pH依存的に表面電荷を修飾してカーゴローディング容量及び植物細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることが可能であると実証する。この例では、イオン化脂質としてC12−200(1,1’−((2−(4−(2−((2−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)ピペラジン−1−イル)エチル)アザンジイル)ビス(ドデカン−2−オール))及びMC3((6Z,9Z,28Z,31Z)−ヘプタトリアコンタ−6,9,28,31−テトラエン−19−イル4−(ジメチルアミノ)ブタノエート、DLin−MC3−DMA)を使用し、モデルPMPとしてレモンPMP及びモデル負電荷ペイロードとしてトランス活性化CRISPR RNA(TracrRNA)、シングルガイドRNA(gRNA)を使用する。モデル植物細胞株としてブラック・メキシカン・スイート(BMS)トウモロコシ細胞を使用する。
a)イオン化脂質によるPMPの修飾
脂質修飾PMP(LPMP)を調製するため、ブライ・ダイアー法(Bligh and Dyer,1959,J Biolchem Physiol 37:911−917)を用いて、実施例13に記載のように単離したレモンPMPの濃縮溶液から脂質を抽出した。クロロホルム:メタノール(9:1)中のPMP抽出脂質ストック溶液にイオン化脂質を25%又は40%(w/w)の総脂質に達するように添加し、激しく混合することにより脂質を再懸濁した。抽出脂質から乾燥脂質薄膜及び再構成PMPを実施例13に記載のように調製した。NanoFCMによりLPMPの粒径及び粒子数を評価した。LPMP粒径及び濃度の範囲は、LM LPMPについて83±19nm及び1.7×1012LPMP/mL、MC3修飾LPMPについて88±22nm及び1.35×1012LPMP/mL及びC12−200修飾PMPについて86±16nm及び1.19×1012LPMP/mLであった(図7)。Zetasizer(Malvern Panalytical)を使用して動的光散乱法により表面電荷(ゼータ電位)を測定した。脂質再構成PMPをイオン化脂質C12−200及びMC3で修飾すると、LPMPの表面電荷をpH依存的に変化させることが可能であった:pHの低下に伴い、LPMPの表面電荷が増加した(図8A)。
b)イオン化脂質修飾PMPへの負電荷カーゴのローディング
ヌクレアーゼフリー水又は二重鎖バッファー(IDT(登録商標))に溶解させたTracrRNA/gRNAを1mgのPMP脂質につき1.5nmolで乾燥脂質薄膜に添加し、RTで1時間放置して水和させた。0.1Mクエン酸塩バッファーpH3.2(Teknova)を使用して再懸濁脂質溶液のpHを4.5に調整することにより、RNA捕捉を増進させた。次に、脂質溶液を5回の凍結融解サイクルに供した。続いて、0.1M重炭酸塩バッファー(pH10)を用いて脂質溶液のpHをpH9に至らせ、次に脂質を更なる5回の凍結融解サイクルに供した。形成された脂質粒子をMini Extruder(Avanti(登録商標)Polar Lipids)を使用して0.8μm、0.4μm及び0.2μmポリカーボネートフィルタに通して押し出した。ロードしたPMPを100kDa MWCO膜を備えた透析装置(Spectrum(登録商標))でPBSに対して一晩透析し、次に0.2μmポリエーテルスルホン(PES)フィルタを使用して滅菌した。加えて、サンプルを精製し、超遠心分離法を用いて濃縮した。ロードしたPMPを4℃において100,000×gで30分間遠心分離し、上清を除去し、ペレットを1mL PBSに再懸濁して、100,000×gで30分間濃縮した。得られたペレットを水に再懸濁した(植物細胞による細胞取込み用)。NanoFCMによりRNAロードLPMPの粒径及び粒子数を評価した。平均粒径及び粒子濃度は、非修飾LPMPについて89±15nm及び1.54×1012LPMP/mL;C12−200修飾LPMPについて87±16nm及び7.15×1011LPMP/mL;及びMC3修飾LPMPについて93±27nm及び2.4×1011LPMP/mLであった。RiboGreen(商標)アッセイによるか、又は標識したカーゴ(TracrRNA ATTO 550)の蛍光強度を測定することにより、RNAローディングを決定した。RiboGreen(商標)アッセイを製造者のプロトコルに従ってヘパリン(5mg/mL)及び1%Triton−X100の存在下で実施してPMPを溶解させ、封入されたカーゴを放出させた。脂質再構成PMPをイオン化脂質MC3及びC12−200で修飾すると、LPMPの表面電荷をpH依存的に変化させることが可能となり、イオン化脂質のないLPMPと比較したとき酸性pHでの負電荷カーゴ(例えばRNA)のローディングが増加した(図8B及び図8C)。
c)植物細胞(BMS)によるC12−200修飾PMPの取込みの増加
ゼア・マイス(Zea mays)ブラック・メキシカン・スイート(BMS)細胞を実施例13(e)に記載のように培養した。BMS細胞処理のため、10mLの細胞懸濁液を採取して%パック細胞容積(PCV)を決定した。PCVは、細胞の容積を細胞培養物アリコートの総容積で除したものとして定義され、パーセンテージとして表される。細胞を3900rpmで5分間遠心分離し、細胞ペレットの容積を決定した。BMSの%PCVは20%であった。取込み実験のため、前述したように細胞を培地に希釈することにより、培養物の%PCVを4%に調整した。LPMP及びC12−200で修飾したLPMPに、前述したようにTracrRNA ATTO 550をロードし、滅菌し、滅菌水に再懸濁した。NanoFCMにより分析した粒子の平均粒径及び濃度は、C12−200−LPMPについて87±16nm及び7.15×1011LPMP/mL及び非修飾LPMPについて89±15nm及び7.15E×1012LPMP/mLであった。サンプル中のTracrRNA ATTO 550(IDT)の量をQuant−iT(商標)RiboGreen(商標)により定量化した。433ngのTracrRNAを含有する50μLのLPMP又はC12−200で修飾したLPMPのいずれかを24ウェルプレート内の450μLの植物細胞懸濁液のアリコートにデュプリケートで添加した。細胞に50μlの滅菌超純水を添加し、陰性対照として使用した。細胞を暗所下24℃で3時間インキュベートし、1mL滅菌超純水で3回洗浄して、細胞によって取り込まれなかった粒子を除去した。細胞を500μLの滅菌超純水に再懸濁して落射蛍光顕微鏡(Olympus IX83)でイメージングした。検出可能な蛍光がなかった陰性対照(滅菌超純水)と比較して、LPMP及びC12−200で修飾したLPMPによって処理した植物細胞では様々な蛍光シグナルを検出することができた(図9)。C12−200で修飾したLPMPが最も強力な蛍光シグナルを示したことから、このPMP修飾がTracrRNAを植物細胞に最も多く送達/会合したことが指摘される。本発明者らのデータは、LPMPをC12−200イオン化脂質で修飾すると、インビトロで植物細胞によるレモンLPMP取込みが改善されたことを示している。
実施例15:細胞壁透過性タンパク質セルラーゼによるPMPの修飾
この実施例は、PMPをセルラーゼで修飾して細胞壁構成成分の分解を促進することにより、植物、真菌又は細菌細胞へのPMPの細胞取込みを増加させることが可能であると実証する。この例では、モデル細胞壁分解酵素としてセルラーゼを使用し、モデルPMPとしてグレープフルーツPMPを使用し、且つモデル植物細胞としてトウモロコシブラック・メキシカン・スイート細胞を使用する。
実験プロトコル:
a)セルラーゼ−PEG4−アジドの合成
酵素を追跡するため、セルラーゼ(Sigma Aldrich)をAlexa Fluor(登録商標)488蛍光標識(ThermoFisher Scientific)で製造者の指示に従って標識した。手短には、20mgのセルラーゼを10mg/mLの最終濃度となるように2mLの重炭酸塩バッファー(pH8.3)に溶解させた。Alexa Fluor(登録商標)488(AF488)を無水DMSO(10mg/mL)に溶解させて、溶解させたセルラーゼに30μLのAF488を添加した。150rpm、暗所下で室温(RT)において1時間インキュベートした後、混合物を4℃で一晩維持した。PBS(GE Healthcare)で平衡化したPD−10脱塩カラムによって遊離色素を除去した。PBS中の収集したAF488標識セルラーゼ(BCAアッセイにより検出したとき0.45mg/mL)を製造者の指示に従ってNHS−PEG4−アジド(ThermoFisher Scientific)と反応させた。手短には、NHS−PEG4−アジドを100mMの最終濃度となるように無水DMSOに溶解させて、10mMの最終濃度となるように2mLのAF488標識セルラーゼに添加した。これらの2つの溶液を混合し、RT、150rpmで30分間、暗所下においてインキュベートした。100mMの最終濃度となるようにトリス−HClを添加することにより、反応を停止させた。チューブを4℃で2時間置いておくことにより反応を完全にクエンチし、次にPBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製を実施した。Amicon(登録商標)Ultra 10K装置(MWCO 10kDa、4mL)を使用してAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドを濃縮した。修飾されたセルラーゼは、BCAアッセイにより検出したときタンパク質濃度が0.38mg/mLであり、蛍光定量的セルラーゼ活性アッセイキット(Abcam)により検出したとき32%の初期酵素活性を維持していた。
b)セルラーゼ−PEG4−アジドによるPMPの修飾
幾つかの戦略を利用してグレープフルーツPMPの表面をセルラーゼで修飾した。
修飾プロトコルb.1
PMPのアミノ基を製造者の指示に従ってNHS−ホスフィン(ThermoFisher Scientific)と反応させて、次にホスフィン基とアジド基との間の無銅反応を通じてPMP−ホスフィンをAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと(実施例15(a)に記載のように)共役した。手短には、NHS−ホスフィンを10mMの最終濃度となるように無水DMSOに溶解させて、PBS中に再懸濁したPMPに1mMの最終NHS−ホスフィン濃度となるように添加した(8.4×1012PMP/mL)。これらの2つの溶液を混合し、RT、150rpmで30分間インキュベートした。トリス−HClを150mMの最終濃度となるように添加することにより、反応を停止させた。チューブを4℃で2時間置いておくことにより反応を完全にクエンチさせて、次にAmicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa、0.5mL)、続いてPBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製を実施した。次に、PMP−ホスフィンを700μLのAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと混合し、暗所下37℃で3時間インキュベートした。この混合物をSpectra/Por(登録商標)バイオテクノロジーグレード透析チュービング300kDa MWCO(Spectrum Laboratories Inc.)を使用してPBSに対して4℃で2日間透析することにより、未結合のセルラーゼ並びに更なる化学物質及び副生成物を除去した。透析後、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa)を使用してセルラーゼ修飾PMPを濃縮した。最終生成物は、BCAアッセイにより検出したときタンパク質濃度が0.8mg/mL及び粒子濃度が5.3×1012PMP/mLであり、NanoFCMにより検出したとき蛍光ゲーティングされた集団は4%であった。残りの初期酵素活性は9.3%であった。
修飾プロトコルb.2
PMPのカルボキシル基を製造者の指示に従ってNH2−DBCO(MilliporeSigma)と反応させて、次に無銅ケミストリー:DBCO基とアジド基との間の反応によってPMP−DBCOをAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと共役させた(実施例15(a))。初めに、製造者の指示に従ってEDC塩酸塩(1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、ThermoFisher Scientific)を使用してPMPのカルボキシル基を活性化させた。手短には、0.2mLのグレープフルーツPMP(3.8×1013PMP/mL)を、酢酸塩バッファー(最終pH約5〜5.5)に溶解したての1mgのEDCと混合した。この混合物をRTで15分間インキュベートし、次に溶解したDBCO−NH2(10mM、無水DMSO)と1mMの最終濃度となるように合わせた。この反応混合物をRT、150rpmで30分間インキュベートした。150mMの最終濃度となるように1Mトリス−HClを添加することにより、反応を停止させた。チューブを4℃で2時間置いておくことにより反応を完全にクエンチし、次に、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa、0.5mL)、続いてPBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製を実施した。第二に、PMP−DBCOを700μLのAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと混合し、暗所下37℃で3時間インキュベートした。未結合のセルラーゼ及び副生成物を除去するため、この混合物をSpectra/Por(登録商標)バイオテクノロジーグレード透析チュービング300kDa MWCO(Spectrum Laboratories Inc.)を使用してPBSに対して4℃で2日間透析した。透析後、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa)を使用してセルラーゼ修飾PMPを濃縮した。最終生成物は、BCAアッセイにより検出したときタンパク質濃度が0.9mg/mL及び粒子濃度が5.2×1012PMP/mLであり、NanoFCMにより検出したとき蛍光ゲーティングされた集団は7%であった。蛍光定量的セルラーゼ活性アッセイキット(Abcam)により検出したとき、残りの初期酵素活性は8.4%であった。
修飾プロトコルb.3
PMPのアミノ基を製造者の指示に従ってNHS−PEG4−DBCO(MilliporeSigma)と反応させて、次にDBCO基とアジド基との間の無銅反応を通じてPMP−PEG4−DBCOをAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと共役させた(実施例15(a))。手短には、NHS−PEG4−DBCOを10mMの最終濃度となるように無水DMSOに溶解させて、PBSに再懸濁したPMP(8.4×1012PMP/mL)に1mMの最終NHS−PEG4−DBCO濃度となるように添加した。これらの2つの溶液を混合し、RT、150rpmで30分間インキュベートした。150mMの最終濃度となるように1Mトリス−HClを添加することにより、反応を停止させた。チューブを4℃で2時間置いておくことにより反応を完全にクエンチし、次に、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa、0.5mL)、続いてPBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製を実施した。次に、PMP−PEG4−DBCOを700μLのAF488標識セルラーゼ−PEG4−アジドと混合し、暗所下37℃で3時間インキュベートした。Spectra/Por(登録商標)バイオテクノロジーグレード透析チュービング300kDa MWCO(Spectrum Laboratories Inc.)を使用してこの混合物をPBSに対して4℃で2日間透析した。透析後、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa)を使用してセルラーゼ修飾PMPを濃縮した。最終生成物は、BCAアッセイにより検出したときタンパク質濃度が1.3mg/mL及び粒子濃度が2×1012PMP/mLであり、NanoFCMにより検出したとき蛍光ゲーティングされた集団は17%であった。蛍光定量的セルラーゼ活性アッセイキット(Abcam)により検出したとき、残りの初期酵素活性は17%であった。
c)セルラーゼによるPMPの修飾(c.1)
グレープフルーツPMPのカルボキシル基をカルボジイミドケミストリーを用いてAF488標識セルラーゼのアミノ基と反応させた。初めに、PMPのカルボキシル基を製造者の指示に従ってEDC塩酸塩(ThermoFisher Scientific)を使用して活性化させた。手短には、0.2mLのグレープフルーツPMP(3.8×1013PMP/mL)を、酢酸塩バッファー(最終pH約5〜5.5)に溶解したての1mgのEDCと混合し、RTで15分間インキュベートした。次に、AF488標識セルラーゼを活性化したPMPと共に、RT、150rpm、暗所下で2時間インキュベートした。PBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製を実施し、続いてSpectra/Por(登録商標)バイオテクノロジーグレード透析チュービング300kDa MWCO(Spectrum Laboratories Inc.)を使用してPBSに対して4℃で2日間透析した。透析後、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa)を使用してセルラーゼ修飾PMPを濃縮した。最終生成物は、BCAアッセイにより検出したときタンパク質濃度が1.1mg/mL及び粒子濃度が1.6×1012PMP/mLであり、NanoFCMにより検出したとき蛍光ゲーティングされた集団は27%であった。蛍光定量的セルラーゼ活性アッセイキット(Abcam)により検出したとき、残りの初期酵素活性は9.2%であった。
d)セルラーゼ修飾PMPを親油性色素で標識する
得られたAlexaFluor488標識セルラーゼ修飾グレープフルーツPMPを二重標識(緑色−AF488及び赤色−PKH26)とするため親油性PKH26色素(MilliporeSigma)で標識した。修飾PMP(PBS中2×1012PMP/mL)を希釈剤C(MilliporeSigma)と1:1v/v比で混合した。PKH26色素を希釈剤Cに溶解させて、予め希釈したPMPと1:500(色素:希釈剤C、v/v)に等しい最終的な比で混合した。この反応混合物を37℃で30分間インキュベートし、続いてPBSで平衡化したZebaスピン脱塩カラム(MWCO 7kDa)を使用して精製することにより遊離色素を除去した。次に、Amicon(登録商標)Ultra 100K装置(MWCO 100kDa、10分、4,000g、3回)を使用してPKH26標識セルラーゼ修飾PMPを濃縮した。NanoFCMを用いて最終的なPMPを分析し(約7×1012PMP/mL)、PKH26標識の蛍光強度(Ex/Em=550/570nm)を基準として正規化した。前述と同じように希釈剤Cとインキュベートして精製した遊離色素を対照として使用した。
e)セルラーゼ修飾グレープフルーツPMPを用いたゼア・マイス(Zea mays)BMS植物細胞によるPMP取込みの増加
ゼア・マイス(Zea mays)、ブラック・メキシカン・スイート(BMS)細胞を実施例13(e)に記載のように増殖させた。BMS細胞処理のため、10mLの細胞懸濁液を採取して%パック細胞容積(PCV)を決定した。細胞を3900rpmで5分間遠心分離し、細胞ペレットの容積を決定した。BMSの%PCVは20%であった。取込み実験のため、前述したように細胞を培地に希釈することにより培養物の%PCVを4%に調整した。
実施例15(b)に記載のように、グレープフルーツPMPを種々の架橋を用いてAlexaFluor488標識セルラーゼと共役してセルラーゼ共役PMPを生じさせ、続いてPMP脂質膜をPKH26標識した。PKH26で標識されているもののセルラーゼ修飾がないグレープフルーツPMPの対照群(GF−PMP)も調製した。全てのサンプルを滅菌し、滅菌水に再懸濁し、前述したようにNanoFCM、タンパク質アッセイ及びセルラーゼ活性アッセイによって分析した。次に、等量のPMP(2.65×1012PMP/mL)を含有する250μLの各セルラーゼ修飾PMP及びGF−PMPを24ウェルプレート内の250μLのBMS細胞懸濁液にデュプリケートで添加した。細胞に250μlの滅菌超純水及び遊離PKH26色素標識対照を添加し、陰性対照として使用した。細胞を暗所下24℃で30分間インキュベートし、1mL滅菌超純水で3回洗浄することにより、細胞によって取り込まれなかった粒子を除去した。細胞を500μLの滅菌超純水に再懸濁して落射蛍光顕微鏡(Olympus IX83)でイメージングした。滅菌超純水及びPKH26標識対照とインキュベートした細胞の蛍光レベルは検出不能であった。PKH26で標識したGF−PMPとインキュベートした細胞からの蛍光シグナルは、セルラーゼ修飾PMPで処理した植物細胞からの蛍光シグナルと比較して極めて低い/検出不能であった(図10)。NH2−DBCO(修飾プロトコルb.2)又はNHS−PEG4−DBCO(修飾プロトコルb.3)リンカーを介してセルラーゼ−アジドで修飾したPMPが最も強力な蛍光シグナルを示したことから、植物細胞における取込みはこれらのセルラーゼ修飾PMPが最も高かったことが指摘される。本発明者らのデータは、PMPをセルラーゼで修飾すると、インビトロで植物細胞によるグレープフルーツPMP取込みが改善されたことを示している。
他の実施形態
本発明の一部の実施形態は、以下の番号付けされたパラグラフ内にある。
1.非修飾PMPと比べて増加した細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含む植物メッセンジャーパック(PMP)組成物。
2.増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の増加した細胞取込みである、パラグラフ1に記載のPMP組成物。
3.増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも2倍、4倍、5倍、10倍、100倍又は1000倍の増加した細胞取込みである、パラグラフ1に記載のPMP組成物。
4.細胞は、植物細胞である、パラグラフ1〜3のいずれか1つに記載のPMP組成物。
5.細胞は、細菌細胞である、パラグラフ1〜3のいずれか1つに記載のPMP組成物。
6.細胞は、真菌細胞である、パラグラフ1〜3のいずれか1つに記載のPMP組成物。
7.修飾PMPは、細胞透過性薬剤を含む、パラグラフ1〜6のいずれか1つに記載のPMP組成物。
8.修飾PMPは、植物細胞透過性薬剤を含む、パラグラフ1〜7のいずれか1つに記載のPMP組成物。
9.修飾PMPは、細菌細胞透過性薬剤を含む、パラグラフ1〜7のいずれか1つに記載のPMP組成物。
10.修飾PMPは、真菌細胞透過性薬剤を含む、パラグラフ1〜7のいずれか1つに記載のPMP組成物。
11.細胞透過性薬剤は、酵素又はその機能性ドメインを含む、パラグラフ1〜10のいずれか1つに記載のPMP組成物。
12.酵素は、細菌酵素、真菌酵素、植物酵素又は原生動物酵素である、パラグラフ11のPMP組成物。
13.酵素は、細胞壁を分解することが可能な細菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ12に記載のPMP組成物。
14.酵素は、細胞壁を分解することが可能な真菌酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ12に記載のPMP組成物。
15.酵素は、細胞壁を分解することが可能な植物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ12に記載のPMP組成物。
16.酵素は、細胞壁を分解することが可能な原生動物酵素の配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ12に記載のPMP組成物。
17.酵素は、セルラーゼである、パラグラフ12に記載のPMP組成物。
18.セルラーゼは、細菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ17に記載のPMP組成物。
19.セルラーゼは、真菌のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ17に記載のPMP組成物。
20.セルラーゼは、原生動物のセルラーゼの配列の全て又は一部に対する少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%又は100%の同一性を有する、パラグラフ17に記載のPMP組成物。
21.細胞透過性薬剤は、洗剤を含む、パラグラフ8に記載のPMP組成物。
22.洗剤は、サポニンである、パラグラフ21に記載のPMP組成物。
23.細胞透過性薬剤は、カチオン性脂質を含む、パラグラフ8に記載のPMP組成物。
24.カチオン性脂質は、1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)である、パラグラフ23に記載のPMP組成物。
25.カチオン性脂質は、1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)である、パラグラフ23に記載のPMP組成物。
26.室温で少なくとも1日安定及び/又は4℃で少なくとも1週間安定である、パラグラフ1〜25のいずれか1つに記載のPMP組成物。
27.PMPは、少なくとも24時間、48時間、7日間又は30日間安定である、パラグラフ26に記載のPMP組成物。
28.PMPは、少なくとも4℃、20℃、24℃又は37℃の温度で安定である、パラグラフ27に記載のPMP組成物。
29.組成物中のPMPは、真菌の適応度を減少させるのに有効な濃度である、パラグラフ1〜28のいずれか1つに記載のPMP組成物。
30.組成物中のPMPは、真菌の適応度を減少させるのに有効な濃度である、パラグラフ1〜28のいずれか1つに記載のPMP組成物。
31.組成物中のPMPは、植物の適応度を増加させるのに有効な濃度である、パラグラフ1〜28のいずれか1つに記載のPMP組成物。
32.組成物中のPMPは、植物の適応度を減少させるのに有効な濃度である、パラグラフ1〜28のいずれか1つに記載のPMP組成物。
33.組成物中の複数の修飾PMPは、少なくとも1、10、50、100又は250μg PMPタンパク質/mlの濃度である、パラグラフ1〜32のいずれか1つに記載のPMP組成物。
34.修飾PMPは、異種機能性薬剤を含む、パラグラフ1〜33のいずれか1つに記載のPMP組成物。
35.修飾PMPは、2種以上の異なる異種機能性薬剤を含む、パラグラフ34に記載のPMP組成物。
36.異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々によって封入される、パラグラフ34又は35に記載のPMP組成物。
37.異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々の表面に包埋される、パラグラフ34又は35に記載のPMP組成物。
38.異種機能性薬剤は、複数のPMPの各々の表面に共役される、パラグラフ34又は35に記載のPMP組成物。
39.異種機能性薬剤は、施肥剤である、パラグラフ34〜38のいずれか1つに記載のPMP組成物。
40.施肥剤は、植物栄養素である、パラグラフ39に記載のPMP組成物。
41.異種機能性薬剤は、除草剤である、パラグラフ34〜38のいずれか1つに記載のPMP組成物。
42.異種機能性薬剤は、異種ポリペプチド、異種核酸又は異種小分子である、パラグラフ34〜39及び41のいずれか1つに記載のPMP組成物。
43.異種核酸は、DNA、RNA、PNA又はハイブリッドDNA−RNA分子である、パラグラフ42に記載のPMP組成物。
44.RNAは、メッセンジャーRNA(mRNA)、ガイドRNA(gRNA)又は阻害性RNAである、パラグラフ43に記載のPMP組成物。
45.阻害性RNAは、RNAi、shRNA又はmiRNAである、パラグラフ44に記載のPMP組成物。
46.阻害性RNAは、植物における遺伝子発現を阻害する、パラグラフ44又は45に記載のPMP組成物。
47.阻害性RNAは、植物共生体における遺伝子発現を阻害する、パラグラフ44又は45に記載のPMP組成物。
48.核酸は、mRNA、改変mRNA又は植物において酵素の発現を増加させるDNA分子、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンである、パラグラフ42又は43に記載のPMP組成物。
49.核酸は、アンチセンスRNA、siRNA、shRNA、miRNA、aiRNA、PNA、モルホリノ、LNA、piRNA、リボザイム、DNAザイム、アプタマー、circRNA、gRNA又は植物において酵素の発現を減少させるDNA分子、転写因子、分泌タンパク質、構造因子、リボタンパク質、タンパク質アプタマー、シャペロン、受容体、シグナル伝達リガンド又は輸送体である、パラグラフ42又は43に記載のPMP組成物。
50.ポリペプチドは、酵素、孔形成タンパク質、シグナル伝達リガンド、細胞膜透過ペプチド、転写因子、受容体、抗体、ナノボディ、遺伝子編集タンパク質、リボタンパク質、タンパク質アプタマー又はシャペロンである、パラグラフ42に記載のPMP組成物。
51.植物は、農業又は園芸植物である、パラグラフ1〜50のいずれか1つに記載のPMP組成物。
52.農業植物は、ダイズ植物、コムギ植物又はトウモロコシ植物である、パラグラフ51に記載のPMP組成物。
53.植物は、雑草である、パラグラフ1〜50のいずれか1つに記載のPMP組成物。
54.植物への送達のために製剤化される、パラグラフ1〜53のいずれか1つに記載のPMP組成物。
55.農業的に許容可能な担体を含む、パラグラフ1〜54のいずれか1つに記載のPMP組成物。
56.液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体組成物として製剤化される、パラグラフ1〜55のいずれか1つに記載のPMP組成物。
57.増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、
(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;
(b)初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
(c)粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
(d)純粋なPMPに細胞透過性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した動物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップ;及び
(e)動物への送達のためにステップ(d)のPMPを製剤化するステップ
を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
58.パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載のPMP組成物を含む細菌。
59.パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載のPMP組成物を含む真菌。
60.パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載のPMP組成物を含む植物。
61.植物にPMP組成物を送達する方法であって、植物を、パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載のPMP組成物と接触させることを含む方法。
62.植物の適応度を増加させる方法であって、パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載の有効量の組成物を植物に送達することを含み、植物の適応度を、治療されていない植物に対して増加させる方法。
63.PMPは、異種施肥剤を含む、パラグラフ61又は62に記載の方法。
64.植物は、農業又は園芸植物である、パラグラフ61〜63のいずれか1つに記載の方法。
65.植物は、ダイズ植物、コムギ植物又はトウモロコシ植物である、パラグラフ64に記載の方法。
66.植物の適応度を減少させる方法であって、パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載の有効量の組成物を植物に送達することを含み、植物の適応度を、治療されていない植物に対して減少させる方法。
67.PMPは、異種農薬用薬剤を含む、パラグラフ61又は66に記載の方法。
68.植物は、雑草である、パラグラフ61、66及び67のいずれか1つに記載の方法。
69.PMP組成物は、植物の葉、種子、根、果実、新芽、花粉又は花に送達される、パラグラフ61〜68のいずれか1つに記載の方法。
70.PMP組成物は、液体、固体、エアゾール、ペースト、ゲル又は気体として送達される、パラグラフ61〜69のいずれか1つに記載の方法。
71.細胞は、哺乳動物細胞である、パラグラフ1〜3のいずれか1つに記載のPMP組成物。
72.細胞は、ヒト細胞である、パラグラフ1〜3のいずれか1つに記載のPMP組成物。
73.哺乳動物の適応度を増加させる方法であって、パラグラフ1〜57のいずれか1つに記載の有効量の組成物を哺乳動物に送達することを含み、哺乳動物の適応度を、治療されていない哺乳動物に対して増加させる方法。
74.PMPは、異種治療薬を含む、パラグラフ73に記載の方法。
75.哺乳動物は、ヒトである、パラグラフ73又は74に記載の方法。
76.増加した動物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、
(a)植物又はその部分から初期サンプルを提供するステップであって、植物又はその部分は、EVを含む、ステップ;
(b)初期サンプルから粗PMP画分単離するステップであって、粗PMP画分は、初期サンプルのレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
(c)粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、複数の純粋なPMPは、粗EV画分のレベルと比べて、植物又はその部分からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
(d)純粋なPMPに細胞透過性薬剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した動物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップ;及び
(e)動物への送達のためにステップ(d)のPMPを製剤化するステップ
を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
77.植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外来性のイオン化可能な脂質を含むPMPを標的細胞に導入することを含み、外来性のイオン化可能な脂質を含むPMPは、非修飾PMPと比べて増加した、標的細胞による取込みを有する、方法。
78.修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のイオン化可能な脂質を含む、パラグラフ77に記載の方法。
79.修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)由来の脂質を含む、パラグラフ77に記載の方法。
80.外来性のイオン化可能な脂質は、1,1’−((2−(4−(2−((2−(ビス(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)(2−ヒドロキシドデシル)アミノ)エチル)ピペラジン−1−イル)エチル)アザンジイル)ビス(ドデカン−2−オール)(C12−200)である、パラグラフ77に記載の方法。
81.植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外来性双性イオン性脂質を含むPMPを標的細胞に導入することを含み、外来性双性イオン性脂質を含むPMPは、非修飾PMPと比べて増加した、標的細胞による取込みを有する、方法。
82.修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の双性イオン性脂質を含む、パラグラフ81に記載の方法。
83.修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)由来の脂質を含む、パラグラフ81に記載の方法。
84.外来性双性イオン性脂質は、1,2−ジエルコイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DEPC)又は1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DOPC)である、パラグラフ81に記載の方法。
85.外来性カチオン性脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物。
86.修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のカチオン性脂質を含む、パラグラフ85に記載のPMP組成物。
87.外来性のイオン化可能な脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物。
88.修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のイオン化可能な脂質を含む、パラグラフ87に記載のPMP組成物。
89.イオン化可能な脂質は、C12−200である、パラグラフ87に記載のPMP組成物。
90.外来性双性イオン性脂質を含む複数の修飾PMPを含むPMP組成物。
91.修飾PMPの各々は、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の双性イオン性脂質を含む、パラグラフ90に記載のPMP組成物。
92.双性イオン性脂質は、DEPC又はDOPCである、パラグラフ90に記載のPMP組成物。
93.増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、
(a)複数の精製PMPを提供するステップ;
(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び
(c)外来性カチオン性脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性カチオン性脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップ
を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
94.増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、
(a)複数の精製PMPを提供するステップ;
(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び
(c)外来性のイオン化可能な脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性のイオン化可能な脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップ
を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
95.増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、PMPは、
(a)複数の精製PMPを提供するステップ;
(b)複数のPMPを処理して脂質薄膜を生成するステップ;及び
(c)外来性双性イオン性脂質の存在下で脂質薄膜を再構成し(ここで、再構成されたPMPは、少なくとも1%の外来性双性イオン性脂質を含む)、それにより増加した細胞取込みを有する修飾PMPを生成するステップ
を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
前述の本発明は、理解を明確にするために説明及び例としてある程度詳細に記載されているが、そうした記載及び例が本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書に引用される全ての特許及び科学文献の開示は、全体として参照により明示的に援用される。
他の実施形態は、特許請求の範囲に含まれる。
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Claims (14)

  1. 植物メッセンジャーパック(PMP)を標的細胞に送達する方法であって、外因性カチオン性脂質を含むPMPを前記標的細胞に導入することを含み、前記外因性カチオン性脂質を含む前記PMPは、非修飾PMPと比べて、前記標的細胞による増加した取込みを有する、方法。
  2. 前記修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超のカチオン性脂質を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記修飾PMPは、少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は90%超の、植物細胞外小胞(EV)に由来する脂質を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記増加した細胞取込みは、非修飾PMPと比べて、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の増加した細胞取込みである、請求項1に記載の方法。
  5. 前記修飾PMPは、異種機能性薬剤を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記異種機能性薬剤は、前記複数のPMPの各々によって封入される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記異種機能性薬剤は、前記複数のPMPの各々の表面に包埋される、請求項5に記載の方法。
  8. 前記異種機能性薬剤は、前記複数のPMPの各々の表面に共役される、請求項5に記載の方法。
  9. 前記細胞は、植物細胞である、請求項1に記載の方法。
  10. 前記細胞は、細菌細胞である、請求項1に記載の方法。
  11. 前記細胞は、真菌細胞である、請求項1に記載の方法。
  12. 非修飾PMPと比べて増加した細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含む植物メッセンジャーパック(PMP)組成物。
  13. 増加した植物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、前記PMPは、
    (a)植物又はその一部から初期サンプルを提供するステップであって、前記植物又はその一部は、EVを含む、ステップ;
    (b)前記初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、前記粗PMP画分は、前記初期サンプルのレベルと比べて、前記植物又はその一部からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
    (c)前記粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、前記複数の純粋なPMPは、前記粗EV画分のレベルと比べて、前記植物又はその一部からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
    (d)前記純粋なPMPに植物細胞透過剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した植物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせるステップ;及び
    (e)植物への送達のためにステップ(d)の前記PMPを製剤化するステップ
    を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
  14. 増加した動物細胞取込みを有する複数の修飾PMPを含むPMP組成物であって、前記PMPは、
    (a)植物又はその一部から初期サンプルを提供するステップであって、前記植物又はその一部は、EVを含む、ステップ;
    (b)前記初期サンプルから粗PMP画分を単離するステップであって、前記粗PMP画分は、前記初期サンプルのレベルと比べて、前記植物又はその一部からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
    (c)前記粗PMP画分を精製し、それにより複数の純粋なPMPを生成するステップであって、前記複数の純粋なPMPは、前記粗EV画分のレベルと比べて、前記植物又はその一部からの少なくとも1つの混入物又は不要な成分の低下したレベルを有する、ステップ;
    (d)前記純粋なPMPに細胞透過剤をロードし、それにより非修飾PMPと比べて増加した動物細胞取込みを有する修飾PMPを生じさせる、ステップ;及び
    (e)動物への送達のためにステップ(d)の前記PMPを製剤化するステップ
    を含むプロセスによって生成される、PMP組成物。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2775451T3 (es) 2014-04-11 2020-07-27 Univ Louisville Res Found Inc Composiciones de microvesículas recubiertas derivadas de plantas comestibles y procedimientos para la utilización de las mismas
WO2019060903A1 (en) 2017-09-25 2019-03-28 Agrospheres, Inc. COMPOSITIONS AND METHODS FOR PRODUCING AND EVOLVING ADMINISTRATION OF BIOLOGICAL PRODUCTS
WO2019104242A1 (en) 2017-11-22 2019-05-31 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Edible plant-derived nanoparticles for regulation of gut microbiota
US20210219550A1 (en) * 2018-05-15 2021-07-22 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Pest control compositions and uses thereof
CA3099817A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Pathogen control compositions and uses thereof
AR116016A1 (es) 2018-08-24 2021-03-25 Flagship Pioneering Innovations Vi Llc Métodos para fabricar paquetes mensajeros vegetales
CA3136710A1 (en) * 2019-04-13 2020-10-22 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Plant messenger packs encapsulating polypeptides and uses thereof
US20220192201A1 (en) * 2019-04-25 2022-06-23 Flagship Pioneering Innovations Vi, Llc Compositions and methods relating to plant messenger packs
JP2022545275A (ja) * 2019-08-24 2022-10-26 フラッグシップ パイオニアリング イノベーションズ シックス,エルエルシー 荷電脂質での植物メッセンジャーパックの修飾
WO2021138288A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-08 Inari Agriculture, Inc. Delivery of biological molecules to plant cells
WO2021237215A1 (en) * 2020-05-22 2021-11-25 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Compositions and methods for preventing and/or treating microbial infections
CN111748562B (zh) * 2020-06-15 2022-04-29 华南农业大学 一种水稻纹枯病菌Atg 22蛋白编码基因及其靶标片段Rsatg22和应用
CN112646734B (zh) * 2020-12-31 2022-11-29 广西壮族自治区林业科学研究院 一株兰花菌根真菌pf06及其应用
CN117836422A (zh) * 2021-06-14 2024-04-05 旗舰创业创新六公司 植物信使包的修饰
CN114544800B (zh) * 2022-01-14 2023-07-11 南通市疾病预防控制中心 分子筛串联固相萃取检测甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的方法
CN115161215B (zh) * 2022-03-11 2024-12-27 中国农业大学 一种双歧杆菌的发酵方法及其应用
CN114958657B (zh) * 2022-05-10 2023-09-05 广东省科学院生物与医学工程研究所 Chitinophaga eiseniae降解羽毛粉产生生物表面活性剂的应用
CN117363664A (zh) * 2023-08-03 2024-01-09 长春师范大学 一种从牛筋草内生菌Bipolaris sp.提取邻苯二甲酸二丁酯的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010507680A (ja) * 2006-10-24 2010-03-11 サーナ セラピューティクス インコーポレーテッド 生物学的に活性な分子を送達するための脂質ナノ粒子系組成物及び方法
WO2013070324A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-16 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Edible plant-derived microvesicle compositions for diagnosis and treatment of disease
JP2014523411A (ja) * 2011-06-08 2014-09-11 シャイアー ヒューマン ジェネティック セラピーズ インコーポレイテッド mRNA送達のための脂質ナノ粒子組成物および方法
JP2014185090A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Kyoto Univ リポソーム−エキソソームハイブリッドベシクル及びその調製法
JP2015520195A (ja) * 2012-06-08 2015-07-16 シャイアー ヒューマン ジェネティック セラピーズ インコーポレイテッド 非肺標的細胞へのmRNAの経肺送達
WO2017004526A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 University Of Louisville Research Foundation, Inc. EDIBLE PLANT-DERIVED MICROVESICLE COMPOSITIONS FOR DELIVERY OF miRNA AND METHODS FOR TREATMENT OF CANCER
WO2018089801A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Translate Bio, Inc. Improved process of preparing mrna-loaded lipid nanoparticles

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4920016A (en) * 1986-12-24 1990-04-24 Linear Technology, Inc. Liposomes with enhanced circulation time
FR2836043B1 (fr) * 2002-02-15 2004-06-04 Inst Nat Sante Rech Med Vesicules lipidiques, preparation et utilisations
US20200069594A1 (en) * 2016-12-09 2020-03-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Hybrid exosomal-polymeric (hexpo) nano-platform for delivery of rnai therapeutics

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010507680A (ja) * 2006-10-24 2010-03-11 サーナ セラピューティクス インコーポレーテッド 生物学的に活性な分子を送達するための脂質ナノ粒子系組成物及び方法
JP2014523411A (ja) * 2011-06-08 2014-09-11 シャイアー ヒューマン ジェネティック セラピーズ インコーポレイテッド mRNA送達のための脂質ナノ粒子組成物および方法
WO2013070324A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-16 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Edible plant-derived microvesicle compositions for diagnosis and treatment of disease
US20140308212A1 (en) * 2011-11-07 2014-10-16 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Edible plant-derived microvesicle compositions for diagnosis and treatment of disease
JP2015520195A (ja) * 2012-06-08 2015-07-16 シャイアー ヒューマン ジェネティック セラピーズ インコーポレイテッド 非肺標的細胞へのmRNAの経肺送達
JP2014185090A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Kyoto Univ リポソーム−エキソソームハイブリッドベシクル及びその調製法
WO2017004526A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 University Of Louisville Research Foundation, Inc. EDIBLE PLANT-DERIVED MICROVESICLE COMPOSITIONS FOR DELIVERY OF miRNA AND METHODS FOR TREATMENT OF CANCER
WO2018089801A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Translate Bio, Inc. Improved process of preparing mrna-loaded lipid nanoparticles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAKASE, IKUHIKO ET AL., SCIENTIFIC REPORTS, vol. 5, no. 10112, JPN6023033463, 2015, pages 1 - 13, ISSN: 0005290456 *

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Publication number Publication date
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