JP2005046073A - RNA transcription and / or amplification method using modified nucleic acid - Google Patents

RNA transcription and / or amplification method using modified nucleic acid Download PDF

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JP2005046073A
JP2005046073A JP2003282130A JP2003282130A JP2005046073A JP 2005046073 A JP2005046073 A JP 2005046073A JP 2003282130 A JP2003282130 A JP 2003282130A JP 2003282130 A JP2003282130 A JP 2003282130A JP 2005046073 A JP2005046073 A JP 2005046073A
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Kazumasa Tahira
和誠 多比良
Hiroyuki Hayakawa
裕之 早川
Takeshi Wada
猛 和田
Kazuhiko Saigo
和彦 西郷
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Abstract

【課題】 exo-およびendo-ヌクレアーゼ耐性が非常に高い修飾型核酸(DNA)をテンプレ
ートとする新たなRNA転写法を提供すること。
【解決手段】 少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/また
は酸素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNAの転
写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAをテンプレート
として用いることを特徴とする、RNAの転写および/または増幅方法。
【選択図】 図2

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new RNA transcription method using a modified nucleic acid (DNA) having a very high resistance to exo- and endo-nucleases as a template.
Transcription and / or amplification of RNA comprising a modified DNA in which a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group A method for transcription and / or amplification of RNA, wherein the modified DNA that can function as a template is used as a template.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、修飾核酸を用いるRNAの転写および/または増幅方法、RNA転写および
/または増幅のためのテンプレート、RNA転写および/または増幅ためのテンプレート
作製用キット、ならびにRNA転写および/または増幅用キットに関する。
The present invention relates to a method for transcription and / or amplification of RNA using a modified nucleic acid, a template for RNA transcription and / or amplification, a kit for preparing a template for RNA transcription and / or amplification, and a kit for RNA transcription and / or amplification. About.

様々な修飾を施した核酸(DNA)の開発ならびにそれらの生物学的研究への利用は従来
から盛んに行われてきた。これらの手法には大別して2種類が存在し、核酸塩基部分を化
学修飾するものとリン酸部のバックボーン骨格を修飾する手法とに分かれる。核酸塩基部
の修飾では主に酵素やタンパク質等の機能性生体物質に対する修飾型核酸の認識様や活性
発現様などに影響を与え、またリン酸骨格の修飾では主に核酸自身の安定性や血液および
細胞液に対する溶解性などに影響を与える。これまでに核酸リン酸部位の水酸基が部分的
に硫黄やメチル基で置換された修飾型核酸の合成が行われ、それらのDNAとしての性質や
挙動について研究が行われてきた。同様にリン酸部位の水酸基が一部ホウ素で置換された
ボラノホスフェート核酸の合成も達成されており、このボラノホスフェートDNAが従来の
天然型DNAと比較して、生体内に過量存在するexo-およびendo-ヌクレアーゼに対する耐性
が数百から数万倍高いことがin vitroの系で示された(非特許文献1, 2)。しかしこのボ
ラノホスフェートDNAが生物学的な研究において実際に使用された例は少ない。一つはSha
wらがボラノホスフェートを用いた放射性物質不使用のシーケンス法を報告している(非
特許文献2)。これは天然型DNAのリン酸部と比べてボラノホスフェートのexo-ヌクレアー
ゼ耐性が高いという特性を利用したものである。もう一つはShawらが報告したもので、α
-ボラノデオキシヌクレオシド三リン酸を化学合成的に調整し、それらの存在下PCR反応に
よってボラノホスフェートを含むDNAを生化学的手法によって作成した(非特許文献3)。
しかしこの場合、ボラノホスフェートDNAはDNAポリメラーゼに認識されDNA複製のための
テンプレートとして機能したが、これまで使用された他の例を含めてそれらは単にヌクレ
アーゼ耐性が高いDNA部位としてしか認識されず、発展利用はされてこなかった。
The development of various modified nucleic acids (DNA) and their use in biological research have been extensively performed. There are roughly two types of these methods, which are divided into those for chemically modifying the nucleobase portion and those for modifying the backbone skeleton of the phosphate portion. Modification of the nucleic acid base mainly affects the recognition and activity expression of modified nucleic acids for functional biological substances such as enzymes and proteins, and modification of the phosphate skeleton mainly affects the stability of the nucleic acid itself and blood It affects the solubility in cell fluids. So far, modified nucleic acids in which the hydroxyl group of the nucleic acid phosphate is partially substituted with sulfur or methyl groups have been synthesized, and their properties and behavior as DNA have been studied. Similarly, synthesis of a boranophosphate nucleic acid in which the hydroxyl group of the phosphate moiety is partially substituted with boron has been achieved, and this boranophosphate DNA is present in an excessive amount in the living body compared to the conventional natural DNA. In vitro systems have shown that resistance to -and endo-nucleases is hundreds to tens of thousands of times higher (Non-patent Documents 1 and 2). However, there are few examples of this boranophosphate DNA actually used in biological research. One is Sha
have reported a non-radioactive sequencing method using boranophosphate (Non-patent Document 2). This utilizes the property that boranophosphate is more resistant to exo-nuclease than the phosphate of natural DNA. The other was reported by Shaw et al.
-Boranodeoxynucleoside triphosphates were chemically synthesized and DNA containing boranophosphate was prepared by a biochemical method by PCR reaction in the presence of them (Non-patent Document 3).
In this case, however, boranophosphate DNA was recognized by DNA polymerase and functioned as a template for DNA replication. However, including other examples used so far, they were only recognized as DNA sites with high nuclease resistance. It has not been developed and used.

一方でわれわれを始めとする世界の多数の研究者は、siRNAを用いるRNAi研究を精力的
に行っている。現在非常に注目を集めている哺乳動物の細胞内でsiRNAを発現させる場合
、それらを発現する長い遺伝子を羅患部位に直接接種あるいは点滴等を用いて静注するこ
とが必須となる。ここで大きな問題となるのが導入する遺伝子(DNA)の生体内での安定
性である。生体外部から導入された遺伝子の生体内での寿命は一般的に極めて短く、それ
らは導入後まもなく何の機能をも果たさなくなるほどの長さに細かく切断される。それは
生体自身が持つ生体外物質に対する基本的防御機構によるものであり、その役割を直接的
に果たすのが前述のexo-およびendo-ヌクレアーゼである。
On the other hand, many researchers around the world, including us, are actively conducting RNAi research using siRNA. When siRNAs are expressed in mammalian cells that are currently attracting much attention, it is essential to inoculate the affected site directly with a long gene that is expressed by intravenous infusion or infusion. A major problem here is the stability of the introduced gene (DNA) in vivo. In vivo life of genes introduced from outside the living body is generally very short, and they are cut into pieces so long that they do not perform any function shortly after the introduction. This is due to the basic defense mechanism of the living body itself against in vitro substances, and the above-mentioned exo- and endo-nucleases directly play the role.

JACS (1998) 120,9417-9427JACS (1998) 120,9417-9427 Nucleic Acid Research(1997) 25, 1611-1617.Nucleic Acid Research (1997) 25, 1611-1617. Nucleic Acid Research(1999) 27, 1788-1794.Nucleic Acid Research (1999) 27, 1788-1794.

本発明は、exo-およびendo-ヌクレアーゼ耐性が非常に高い修飾型核酸(DNA)をテンプ
レートとする新たなRNA転写法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a new RNA transcription method using a modified nucleic acid (DNA) having a very high resistance to exo- and endo-nucleases as a template.

本発明者らは、まず天然型dATP、dCTP、dGTPおよびα-ボラノチミジン三リン酸存在下
、PCR法を用いてcircular DNAから任意の部位をdsDNAとして複製した。このdsDNA中に存
在するすべてのチミジンの5’-側リン酸部位では、リン酸部位の水酸基が完全にホウ素に
置換されている。また複製されたdsDNAの塩基配列はシーケンス解析によって確認した。
得られたdsDNAにはT7RNAポリメラーゼのプロモーターが存在するため、T7RNAポリメラー
ゼを用いて転写試験を行ったところ、ボラノホスフェートDNAから初めてRNAが転写された
ことが確認された。さらにプロモータ部位に存在するチミジンの5’-側リン酸部位は天然
型リン酸型でもボラノホスフェート型でもいずれの場合でも問題なく転写は進行した。本
発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
The present inventors first replicated an arbitrary site as a dsDNA from circular DNA using PCR in the presence of natural dATP, dCTP, dGTP and α-boranothymidine triphosphate. In all thymidine 5′-side phosphate sites present in this dsDNA, the hydroxyl group of the phosphate site is completely substituted with boron. The base sequence of the replicated dsDNA was confirmed by sequence analysis.
Since the obtained dsDNA has a T7 RNA polymerase promoter, a transcription test using T7 RNA polymerase confirmed that RNA was transcribed for the first time from boranophosphate DNA. In addition, the 5'-side phosphate site of thymidine in the promoter site, regardless of whether it was a natural phosphate type or a boranophosphate type, transcription proceeded without any problem. The present invention has been completed based on these findings.

本発明の要旨は以下の通りである。
[1] 少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素
原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAあるいはRNAであって、R
NAの転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる、または遺伝子の発現抑
制として機能しうる前記修飾型DNAあるいはRNAをテンプレートとして用いることを
特徴とする、RNAの転写および/または増幅方法。
[2] 修飾型DNAあるいはRNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合し
ている水酸基がボラノ基に置換されているDNAあるいはRNAである[1]記載の方法

[3] 修飾型DNAあるいはRNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合し
ている水酸基が光学活性ボラノ基に置換されている完全化学合成されたDNAあるいはR
NAである[1]記載の方法。
[4] 少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素
原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNAの転写およ
び/または増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAからなる、RNA転写
および/または増幅のためのテンプレート。
[5] 修飾型DNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基が
ボラノ基に置換されているDNAである[4]記載のテンプレート。
[6] 糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基が他の原子または
基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RNA転写および/ま
たは増幅ためのテンプレート作製用キット。
[7] 修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、α−リン酸部分のリンに結合して
いる水酸基がボラノ基に置換されている2’-デオキシリボヌクレオシド三リン酸である[
6]記載のキット。
[8] 糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基が他の原子または
基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RNA転写および/ま
たは増幅用キット。
[9] 修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、α−リン酸部分のリンに結合して
いる水酸基がボラノ基に置換されている2’-デオキシリボヌクレオシド三リン酸である[
8]記載のキット。
[10] 糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または
酸素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNAの転写
および/または増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAを含む、RNA転
写および/または増幅用キット。
[11] 修飾型DNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基
がボラノ基に置換されているDNAである[10]記載のキット。
[12] 少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸
素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAあるいはRNAであって、
RNAの転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる、または遺伝子の発現
抑制として機能しうる前記修飾型DNAあるいはRNA。
[13] 細胞あるいは組織に導入し、機能性核酸を細胞あるいは組織内で発現させるこ
とができる[12]記載の修飾型DNA。
[14] 発現する機能性核酸がsiRNAあるいはヘアピンRNAを含む二本鎖RNAである[1
3]記載の修飾型DNA。
[15] 発現する機能性核酸がリボザイムである[13]記載の修飾型DNA。
[16] 発現する機能性核酸がアンチセンスRNAである[13]記載の修飾型DNA。
[17] 発現する機能性核酸の標的がウィルスあるいは癌に関連する遺伝子である[1
3]〜[16]のいずれかに記載の修飾型DNA。
[18] ウイルスがHIV、HCV及びHBVからなる群より選択される[17]記載の修飾型D
NA.
[19] 細胞あるいは組織に導入し、遺伝子の発現を抑制することができる[12]記
載の修飾型DNAあるいはRNA。
[20] 修飾型RNAがアンチセンスRNAである[19]記載の修飾型RNA。
[21] 修飾型RNAがsiRNAおよびヘアピンRNAを含む二本鎖RNAである[19]記
載の修飾型RNA。
[22] 修飾型DNAがDNAザイムである[19]記載の修飾型DNA。
[23] [12]〜[22]のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを含む組成
物。
[24] [12]〜[22]のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを含む医
薬組成物。
[25] [19]〜[21]のいずれかに記載の修飾型RNAをin vitro転写によって
作成する方法。
[26] [12]〜[22]のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを光学活性
なボラノ基を含むヌクレオチドより合成する方法。
The gist of the present invention is as follows.
[1] A modified DNA or RNA in which a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, and R
A method for transcription and / or amplification of RNA, wherein the modified DNA or RNA that can function as a template for transcription and / or amplification of NA or function as suppression of gene expression is used as a template.
[2] The method according to [1], wherein the modified DNA or RNA is DNA or RNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
[3] Modified chemically synthesized DNA or RNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with an optically active borano group in modified DNA or RNA
The method according to [1], which is NA.
[4] Modified DNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, which is used for transcription and / or amplification of RNA. A template for RNA transcription and / or amplification, comprising the modified DNA that can function as a template.
[5] The template according to [4], wherein the modified DNA is a DNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
[6] A template for RNA transcription and / or amplification comprising a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group Preparation kit.
[7] The modified deoxyribonucleoside triphosphate is 2′-deoxyribonucleoside triphosphate in which the hydroxyl group bonded to phosphorus in the α-phosphate moiety is substituted with a borano group [
6] The kit of description.
[8] An RNA transcription and / or amplification kit comprising a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group.
[9] The modified deoxyribonucleoside triphosphate is 2′-deoxyribonucleoside triphosphate in which the hydroxyl group bonded to phosphorus in the α-phosphate moiety is substituted with a borano group [
8] The kit according to the above.
[10] Modified DNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom and / or group, wherein RNA is transcribed and / or Alternatively, an RNA transcription and / or amplification kit comprising the modified DNA that can function as a template for amplification.
[11] The kit according to [10], wherein the modified DNA is a DNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
[12] A modified DNA or RNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group,
The modified DNA or RNA, which can function as a template for RNA transcription and / or amplification, or can function as gene expression suppression.
[13] The modified DNA according to [12], which can be introduced into a cell or tissue so that the functional nucleic acid can be expressed in the cell or tissue.
[14] The functional nucleic acid to be expressed is a double-stranded RNA containing siRNA or hairpin RNA [1]
3] The modified DNA according to the above.
[15] The modified DNA according to [13], wherein the functional nucleic acid to be expressed is a ribozyme.
[16] The modified DNA according to [13], wherein the functional nucleic acid to be expressed is an antisense RNA.
[17] The target of the functional nucleic acid to be expressed is a gene related to a virus or cancer [1]
[3] The modified DNA according to any one of [16].
[18] Modified D according to [17], wherein the virus is selected from the group consisting of HIV, HCV and HBV
NA.
[19] The modified DNA or RNA according to [12], which can be introduced into a cell or tissue to suppress gene expression.
[20] The modified RNA according to [19], wherein the modified RNA is an antisense RNA.
[21] The modified RNA according to [19], wherein the modified RNA is a double-stranded RNA containing siRNA and hairpin RNA.
[22] The modified DNA according to [19], wherein the modified DNA is a DNAzyme.
[23] A composition comprising the modified DNA or RNA according to any one of [12] to [22].
[24] A pharmaceutical composition comprising the modified DNA or RNA according to any one of [12] to [22].
[25] A method for producing the modified RNA according to any one of [19] to [21] by in vitro transcription.
[26] A method of synthesizing the modified DNA or RNA according to any one of [12] to [22] from a nucleotide containing an optically active borano group.

本発明の技術は、修飾型DNAをテンプレートとして用いるsiRNA発現法の開発、修飾siRN
A、修飾型DNAのRNAi研究への応用などに利用可能である。さらには、ヘアピンRNA、リボ
ザイム、アンチセンスRNAなどの機能的核酸の発現への応用、アンチセンスRNA、siRNA、
ヘアピンRNA、DNAザイムなどの遺伝子発現抑制作用を有する核酸への応用が可能である。
The technology of the present invention is the development of siRNA expression method using modified DNA as a template, modified siRN
A. It can be used to apply modified DNA to RNAi research. Furthermore, application to the expression of functional nucleic acids such as hairpin RNA, ribozyme, antisense RNA, antisense RNA, siRNA,
It can be applied to nucleic acids having gene expression-inhibiting action such as hairpin RNA and DNAzyme.

本明細書において、「修飾型DNAあるいはRNA」とは、天然型DNAあるいはRN
Aと比較して、リン酸骨格における少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している
水酸基および/または酸素原子が他の原子および/または基に置換されているという修飾
がなされているDNAあるいはRNAを意味する。
In the present specification, “modified DNA or RNA” means natural DNA or RN.
Compared with A, DNA having a modification in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety in the phosphate skeleton is substituted with another atom and / or group Or RNA.

「テンプレート」とは、RNA転写および/または増幅において、二本鎖DNAが鋳型
となり、センスRNAの合成を行う際の鋳型DNAのことをいう。
The “template” refers to a template DNA used for synthesizing sense RNA using double-stranded DNA as a template in RNA transcription and / or amplification.

「修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸」とは、天然型デオキシリボヌクレオシド
三リン酸と比較して、糖に直接結合しているリン酸(α−リン酸)部分のリン(α位のリ
ン)に結合している水酸基が他の原子または基に置換されているという修飾がなされてい
るデオキシリボヌクレオシド三リン酸を意味する。
“Modified deoxyribonucleoside triphosphate” means that it binds to phosphorus (α-phosphate) in the phosphate (α-phosphate) moiety that is directly bound to the sugar, compared to natural deoxyribonucleoside triphosphate. It means deoxyribonucleoside triphosphate which is modified such that the hydroxyl group is substituted with another atom or group.

「機能性核酸」とは、細胞、組織、および器官において、特定の働きを持つ核酸をいい
、遺伝子発現抑制などの生理活性、RNAの切断などの酵素活性、タンパク質や、RNA、低分
子化合物などへの結合能、などを有する核酸が含まれる。
“Functional nucleic acid” refers to a nucleic acid having a specific function in cells, tissues, and organs, such as physiological activity such as gene expression suppression, enzymatic activity such as RNA cleavage, protein, RNA, low molecular weight compound, etc. Nucleic acids having the ability to bind to, and the like.

「ヘアピンRNA」とは、直鎖状2本鎖RNAの5’末端および3’末端の両末端同士が、1
本鎖の構造を持つRNAループでつながったRNAをいい、ステム構造とそれをつなぐループ構
造を持つステム、ループRNAが含まれる。ステム構造は、完全にマッチしていなくてもよ
い。
“Hairpin RNA” means that both ends of the 5 ′ end and 3 ′ end of linear double-stranded RNA are 1
RNA connected by RNA loops with a single-stranded structure, including stem structures and stem and loop RNAs that have a loop structure connecting them. The stem structure may not be perfectly matched.

「リボザイム」とは、RNAを化学的実体とする生体触媒の総称である。   “Ribozyme” is a general term for biocatalysts having RNA as a chemical entity.

「アンチセンスRNA」とは、あるRNAと相補的な配列を持つRNA分子をいい、あるター
ゲットRNAと相補的に結合し、その発現を抑制するRNA分子を含む。
“Antisense RNA” refers to an RNA molecule having a sequence complementary to a certain RNA, and includes an RNA molecule that binds complementarily to a certain target RNA and suppresses its expression.

「DNAザイム」とは、DNAを化学的実体とする生体触媒の総称である。   “DNAzyme” is a general term for biocatalysts having DNA as a chemical entity.

「光学活性なボラノ基を含むヌクレオチド」とは、ボラノ基が5’のα-リン原子に共有
結合しているために生じる不斉中心を有するヌクレオチドをいう。
“Nucleotide containing an optically active borano group” refers to a nucleotide having an asymmetric center that is generated because the borano group is covalently bonded to the 5 ′ α-phosphorus atom.

なお、本明細書において、「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値および
最大値として含む範囲を示す。
In the present specification, “to” indicates a range including the numerical values described before and after that as a minimum value and a maximum value, respectively.

本発明により、exo-およびendo-ヌクレアーゼ耐性が非常に高い修飾型核酸(DNA)をテ
ンプレートとする新たなRNA転写法が提供された。
The present invention provides a new RNA transcription method using a modified nucleic acid (DNA) having a very high resistance to exo- and endo-nucleases as a template.

本発明は、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または
酸素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAあるいはRNAであって
、RNAの転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる、または遺伝子の発
現抑制として機能しうる前記修飾型DNAあるいはRNAをテンプレートとして用いるこ
とを特徴とする、RNAの転写および/または増幅方法を提供する。
The present invention relates to a modified DNA or RNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, Alternatively, the present invention provides a method for transcription and / or amplification of RNA, wherein the modified DNA or RNA that can function as a template for amplification or function as gene expression suppression is used as a template.

また、本発明は、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/
または酸素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNA
の転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAからなる、
RNA転写および/または増幅のためのテンプレートを提供する。
In addition, the present invention provides a hydroxyl group and / or bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety.
Or modified DNA in which an oxygen atom is substituted with another atom and / or group, and RNA
Consisting of the modified DNA capable of functioning as a template for transcription and / or amplification of
A template for RNA transcription and / or amplification is provided.

本発明において、テンプレートとして用いるDNAは、少なくとも1箇所のリン酸部分
のリンに結合している水酸基および/または酸素原子が他の原子および/または基に置換
されている。この置換は、exo-およびendo-ヌクレアーゼ耐性の向上を目的とする。置換
の例を以下に挙げるが、これらに限定されることはない。
In the present invention, in the DNA used as a template, a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group. This substitution is aimed at improving exo- and endo-nuclease resistance. Although the example of substitution is given below, it is not limited to these.

天然DNAの構造を以下に示す。   The structure of natural DNA is shown below.

Figure 2005046073

(1)リン酸部分のリンに結合している水酸基(-OH)(上式におけるX)が、ボラノ基(-BH
3 -)、ホスホロ基(-S-)、アミノ基(-NH2)、低級アルキル基(-R)(Rは、例えば、メチル基
、エチル基など)およびアルコキシ基(-OR) (Rは、例えば、メチル基、エチル基など)
からなる群より選択される基に置換されている(Biochemistry (1979) 18, 5134.; Tetra
hedron Lett.
(1982) 23, 4289.)。
(2)リン酸部分のリンに結合しているオキソ基(=O)
(上式における=O1)が、チオキソ基(=S)に置換されている(Tetrahedron
Lett. (1980) 21, 1121.; Biochemistry (1987) 26, 8237.)。
(3)リン酸部分のリンと糖の5’位の炭素に結合しているオキシ基(-O-)(上式における
-O2-)が、メチレン基(-CH2-)、チオキシ基(-S-)およびアミノ基(-NH-)からなる群より選
択される基に置換されている(Nucleic Acids Res. (1997) 25, 830)。
(4)リン酸部分のリンと糖の3’位の炭素に結合しているオキシ基(-O-)(上式における
-O3-)が、メチレン基(-CH2-)、チオキシ基(-S-)およびアミノ基(-NH-)からなる群より選
択される基に置換されている(Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995) 92, 5798)。
(5)(1)と(2)の組合せ(例えば、リン酸部分がホスホロジチオエート化されてい
る(上式において、XがS-に置換し、=O1が=Sに置換されている))など(Tetrahedron
Lett. (1988) 29, 2911.; JACS (1989) 111, 2321.)。
Figure 2005046073

(1) A hydroxyl group (—OH) (X in the above formula) bonded to phosphorus in the phosphoric acid moiety is a borano group (—BH
3 -), phosphoro group (-S -), amino group (-NH 2), a lower alkyl group (-R) (R is, for example, methyl group, ethyl group) and an alkoxy group (-OR) (R is , For example, methyl group, ethyl group, etc.)
Substituted with a group selected from the group consisting of (Biochemistry (1979) 18, 5134 .; Tetra
hedron Lett.
(1982) 23, 4289.).
(2) Oxo group (= O) bound to phosphorus in the phosphate moiety
(= O 1 in the above formula) is substituted with a thioxo group (= S) (Tetrahedron
Lett. (1980) 21, 1121 .; Biochemistry (1987) 26, 8237.).
(3) Phosphoric acid moiety phosphorus and oxy group (-O-) bound to 5 'carbon of sugar (in the above formula
-O 2- ) is substituted with a group selected from the group consisting of a methylene group (-CH 2- ), a thioxy group (-S-) and an amino group (-NH-) (Nucleic Acids Res. 1997) 25, 830).
(4) Phosphoric acid moiety phosphorus and oxy group (-O-) bonded to 3 'carbon of sugar (in the above formula
-O 3- ) is substituted with a group selected from the group consisting of a methylene group (-CH 2- ), a thioxy group (-S-) and an amino group (-NH-) (Proc. Natl. Acad Sci. USA (1995) 92, 5798).
The combination of (5) (1) and (2) (e.g., in phosphate moiety is phosphorodithioate reduction (the above formula, X is S - substituted with, = O 1 is = is replaced with S (Tetrahedron)
Lett. (1988) 29, 2911 .; JACS (1989) 111, 2321.).

また、テンプレートとして用いるDNAのリン酸部分におけるリンに結合している水酸
基および/または酸素原子の他の原子および/または基への置換(以下、この置換を「修
飾」と記す)は、少なくとも1箇所のリン酸部分でなされていればよい。例えば、特定の
種類の塩基(すなわち、アデニン(Aと略記される)、グアニン(Gと略記される)、シトシン
(Cと略記される)またはチミン(Tと略記される)のいずれかの塩基)が糖(D-フラノース)
に結合しているデオキシリボヌクレオシド部分に結合(エステル結合)しているリン酸部
分の全部または一部で修飾がなされていてもよいし、すべてのリン酸部分で修飾がなされ
ていてもよい。あるいはまた、複数のリン酸部分でランダムに修飾がなされていてもよい
In addition, substitution of a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in the phosphate portion of DNA used as a template with another atom and / or group (hereinafter, this substitution is referred to as “modification”) is at least 1 What is necessary is just to be made by the phosphoric acid part of the location. For example, certain types of bases (ie adenine (abbreviated as A), guanine (abbreviated as G), cytosine)
(Abbreviated as C) or thymine (abbreviated as T)) sugar (D-furanose)
Modification may be made on all or part of the phosphate moiety bound to the deoxyribonucleoside moiety bound to (ester bond), or all phosphate moieties may be modified. Alternatively, the modification may be made randomly with a plurality of phosphate moieties.

修飾型DNAは、いかなるDNAであってもよく、例えば、siRNAやリボザイムやアプ
タマーを発現するDNA、p53などアポトーシス関連遺伝子、デコイDNAなどの医薬として
有用なDNA、研究対象として興味のあるDNAを挙げることができるが、これらに限定
されるわけではない。
The modified DNA may be any DNA, for example, DNA expressing siRNA, ribozyme or aptamer, apoptosis-related gene such as p53, DNA useful as a pharmaceutical such as decoy DNA, and DNA of interest as a research object. However, it is not limited to these.

また、修飾型DNAは、リン酸部分以外の部位に修飾がなされていてもよい。リン酸部
分以外の部位の修飾としては、塩基部分の修飾、糖部分の修飾、5’末端の修飾、3’末端
の修飾などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
The modified DNA may be modified at a site other than the phosphate moiety. Examples of modifications other than the phosphate moiety include, but are not limited to, modification of the base moiety, modification of the sugar moiety, modification of the 5 ′ end, modification of the 3 ′ end, and the like.

修飾塩基の例としては、2-アミノプリン、2’-アミノ-ブチリルピレン-ウリジン、2’-
アミノウリジン、2’-デオキシウリジン、2’-フルオロ-シチジン、2’-フルオロ-ウリジ
ン、2,6-ジアミノプリン、4-チオ-ウリジン、5-ブロモ-ウリジン、5-フルオロ-シチジン
、5-フルオロ-ウリジン、5-インド-ウリジン、5-メチル-シチジン、イノシン、N3-メチル
-ウリジン、7-デアザ-グアニン、8-アミノヘキシル-アミノ-アデニン、6-チオ-グアニン
、4-チオ-チミン、2-チオ-チミン、5-ヨード-ウリジン、5-ヨード-シチジン、8-ブロモ-
グアニン、8-ブロモ-アデニン、7-デアザ-アデニン、7-デアザ-グアニン、8-オキソ-グア
ニン、5,6-ジヒドロ-ウリジン、5-ヒドロキシメチル-ウリジンなどを挙げることができる
が、これらに限定されることはない。これらの合成ユニットは市販されており(例えば、
Glen Research社から購入できる)、DNAへの導入は化学合成により可能である。
Examples of modified bases include 2-aminopurine, 2'-amino-butyrylpyrene-uridine, 2'-
Aminouridine, 2'-deoxyuridine, 2'-fluoro-cytidine, 2'-fluoro-uridine, 2,6-diaminopurine, 4-thio-uridine, 5-bromo-uridine, 5-fluoro-cytidine, 5- Fluoro-uridine, 5-indo-uridine, 5-methyl-cytidine, inosine, N3-methyl
-Uridine, 7-deaza-guanine, 8-aminohexyl-amino-adenine, 6-thio-guanine, 4-thio-thymine, 2-thio-thymine, 5-iodo-uridine, 5-iodo-cytidine, 8- Bromo-
Examples include guanine, 8-bromo-adenine, 7-deaza-adenine, 7-deaza-guanine, 8-oxo-guanine, 5,6-dihydro-uridine, 5-hydroxymethyl-uridine, and the like. There is no limit. These synthesis units are commercially available (for example,
It can be introduced into DNA by chemical synthesis.

糖部分の修飾の例としては、3’-デオキシ化、2’-フルオロ化、アラバノシド化などを
挙げることができるが、これらに限定されることはない。これらについてもDNAへの導入
は化学合成により可能である。
Examples of sugar moiety modifications include, but are not limited to, 3′-deoxylation, 2′-fluorination, arabanosidation, and the like. These can also be introduced into DNA by chemical synthesis.

5’末端の修飾の例としては、5’-アミノ化、5’-ビオチン化、5’-フルオレセイン化
、5’-テトラフルオロ-フルオレセイン化、5’-チオ化、5’-ダブシル化などを挙げるこ
とができるが、これらに限定されることはない。
Examples of 5'-terminal modifications include 5'-amination, 5'-biotinylation, 5'-fluoresceinization, 5'-tetrafluoro-fluoresceination, 5'-thiolation, 5'-dabsylation, etc. It can be mentioned, but is not limited to these.

3’末端の修飾の例としては、3’-アミノ化、3’-ビオチン化、2,3-ジデオキシ化、3’
-チオール化、3’-ダブシル化、3’-カルボキシレート化、3’-コレストリル化などを挙
げることができるが、これらに限定されることはない。
Examples of 3 ′ terminal modifications include 3′-amination, 3′-biotinylation, 2,3-dideoxylation, 3 ′
-Thiolation, 3'-Dabsylation, 3'-carboxylation, 3'-cholestylation and the like can be mentioned, but are not limited thereto.

修飾型DNAは、公知のいかなる方法で製造してもよい。製造方法の一例を簡単に説明
する。
The modified DNA may be produced by any known method. An example of the manufacturing method will be briefly described.

上述の(1)の置換がなされた修飾型DNAを合成するには、生物学的方法と化学合成
が可能である。
Biological methods and chemical synthesis are possible to synthesize modified DNA having the substitution (1) described above.

生物学的方法においては、まず、糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合してい
る水酸基が他の原子または基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を合
成する。修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸はラセミ体でも、所望の立体配置のも
のでもよい。ラセミ体の修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸の合成法は、Biochemi
stry (1979) 18, 5134.; Tetrahedron Lett.
(1982) 23, 4289.に記載されている。R配置の修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸
の合成法は、後述の実施例8に記載されている。また、所望の立体配置の修飾型デオキシ
リボヌクレオシド三リン酸は、ラセミ体から光学分割により得ることもできる。得られた
修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を用いて、公知の核酸増幅法(例えば、PCR
)により、鋳型となるDNAから目的の修飾型DNAを合成する(Nucleic Acid Researc
h (1997) 25, 1611-1617.)を参照のこと)。核酸増幅法においては、ラセミ体の修飾型
デオキシリボヌクレオシド三リン酸を基質として用いても、酵素によりS配置の修飾型デ
オキシリボヌクレオシド三リン酸のみが消費されて、R配置の修飾DNAが構築される。
この手法を用いる場合、基質となる修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を光学活性
体として合成あるいは分離調製す必要がなく、しかも導入された修飾型デオキシリボヌク
レオシド三リン酸の光学純度は100%となる。
In the biological method, first, a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group is synthesized. The modified deoxyribonucleoside triphosphate may be racemic or have a desired configuration. The synthesis of racemic modified deoxyribonucleoside triphosphates is described in Biochemi
stry (1979) 18, 5134 .; Tetrahedron Lett.
(1982) 23, 4289. A method for synthesizing modified deoxyribonucleoside triphosphates in the R configuration is described in Example 8 below. A modified deoxyribonucleoside triphosphate having a desired configuration can also be obtained from a racemate by optical resolution. Using the obtained modified deoxyribonucleoside triphosphate, a known nucleic acid amplification method (for example, PCR)
) To synthesize the target modified DNA from the template DNA (Nucleic Acid Researc)
h (1997) 25, 1611-1617.)). In the nucleic acid amplification method, even when racemic modified deoxyribonucleoside triphosphate is used as a substrate, only the modified deoxyribonucleoside triphosphate having the S configuration is consumed by the enzyme, and the modified DNA having the R configuration is constructed. .
When this method is used, it is not necessary to synthesize or separate a modified deoxyribonucleoside triphosphate serving as a substrate as an optically active substance, and the optical purity of the introduced modified deoxyribonucleoside triphosphate is 100%.

化学的合成法においては、反応点であるリン酸のリン原子に結合生成の方向を規制する
キラル補助基を結合させ、この効果によって任意の立体化学を有するリン酸を合成する。
このキラル補助基自身については裏表いずれの立体配置も合成可能なため、これにより天
然対の立体化学と反対の結合様式を持つ非天然型DNAの合成も可能となる。化学的合成法
の一例については、後述の実施例6及び7に記載されている。
In the chemical synthesis method, a chiral auxiliary group that restricts the direction of bond formation is bonded to the phosphorus atom of phosphoric acid, which is a reaction point, and phosphoric acid having an arbitrary stereochemistry is synthesized by this effect.
Since this chiral auxiliary group itself can be synthesized in both the front and back configurations, this also makes it possible to synthesize non-natural DNA having a binding mode opposite to that of natural pair stereochemistry. An example of a chemical synthesis method is described in Examples 6 and 7 below.

上述の(2)〜(5)の置換がなされた修飾型DNAを合成するには、ヌクレオシドを
2ユニット連結させてからリン酸部を修飾し、その後、3ユニット目のヌクレオシドを2
ユニット目と同様に導入後、再びリン酸部を修飾する。この操作を必要数繰り返し行い、
望む塩基配列を持つDNAを合成することができる(Tetrahedron Lett. (1980) 21, 1121.;
Biochemistry (1987) 26,
8237.; Nucleic Acids Res. (1997) 25, 830; Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995) 92,
5798; Tetrahedron Lett. (1988) 29, 2911.; JACS (1989) 111, 2321.を参照のこと)。
In order to synthesize modified DNA having the substitutions (2) to (5) described above, two units of nucleosides were linked, the phosphate portion was modified, and then the third unit nucleoside was converted into 2 units.
After the introduction in the same way as the unit, the phosphate part is modified again. Repeat this operation as many times as necessary,
DNA with the desired base sequence can be synthesized (Tetrahedron Lett. (1980) 21, 1121 .;
Biochemistry (1987) 26,
8237 .; Nucleic Acids Res. (1997) 25, 830; Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995) 92,
5798; Tetrahedron Lett. (1988) 29, 2911 .; JACS (1989) 111, 2321.).

修飾型DNAが、RNAの転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうるか
否かについては、後述のRNAの転写および/または増幅を行う方法を実施することによ
り、確認することができる。
Whether or not the modified DNA can function as a template for RNA transcription and / or amplification can be confirmed by carrying out a method for RNA transcription and / or amplification described later.

修飾型DNAをテンプレートとして用いて、RNAの転写および/または増幅を行う方
法の一例を以下に記載する。バッファー(11〜12μl)中に溶解した修飾型DNAテンプレート
(3〜4μg)存在下、10〜11μLの各種塩基のリボヌクレオシド三リン酸(以下、「rNTPs
」と記す。各25〜27mM, Promega社)、T7 Transcription 5x Buffer(5〜6μL, Promega
社)、Enzyme Mix(2〜2.5μL, Promega社)を用いて36.5〜37.5℃で4〜5時間転写反応を
行う。望む大きさを示すRNAが得られたことは市販のアクリルアミドゲルによって確認す
ることができる。得られたRNAの塩基配列は逆転写酵素を用いてDNAを逆転写後、得られた
DNAをPCRで増幅してから市販のシーケンス装置によって確認することができる。
An example of a method for transcription and / or amplification of RNA using modified DNA as a template is described below. In the presence of a modified DNA template (3-4 μg) dissolved in a buffer (11-12 μl), 10-11 μL of various bases of ribonucleoside triphosphates (hereinafter “rNTPs”)
". 25-27 mM each, Promega), T7 Transcription 5x Buffer (5-6 μL, Promega)
), Enzyme Mix (2-2.5 μL, Promega), and the transcription reaction is performed at 36.5-37.5 ° C. for 4-5 hours. It can be confirmed by a commercially available acrylamide gel that RNA having a desired size was obtained. The base sequence of the obtained RNA was obtained after reverse transcription of DNA using reverse transcriptase.
DNA can be amplified by PCR and confirmed by a commercially available sequencing apparatus.

RNAについても、同様の方法で同様の修飾が可能である。   For RNA, the same modification can be made by the same method.

本発明の修飾型DNAあるいはRNAを用いて、siRNAあるいはヘアピンRNAを含む二本
鎖RNA、リボザイム、アンチセンスRNAなどの機能性核酸を細胞あるいは組織内で発現させ
たり、遺伝子の発現を抑制することができる。機能性核酸の標的は、HIV、HCV、HBVなど
のウイルス、癌遺伝子などであるとよい。本発明の修飾型DNAを細胞あるいは組織内に
導入したときに、遺伝子の発現を抑制するための一つの方法として、この修飾型DNAは
DNAザイムとして利用することができる。
By using the modified DNA or RNA of the present invention, functional nucleic acids such as double-stranded RNA including siRNA or hairpin RNA, ribozyme, and antisense RNA are expressed in cells or tissues, or gene expression is suppressed. Can do. The target of the functional nucleic acid may be a virus such as HIV, HCV, HBV, an oncogene, or the like. When the modified DNA of the present invention is introduced into cells or tissues, this modified DNA can be used as a DNAzyme as one method for suppressing gene expression.

本発明の修飾型DNAあるいはRNAを含む組成物は、医薬品、化粧品、試薬、食品な
どの種々の用途に利用することができる。
The composition containing the modified DNA or RNA of the present invention can be used for various applications such as pharmaceuticals, cosmetics, reagents and foods.

さらに、本発明は、糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基が他
の原子または基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RNA転
写および/または増幅ためのテンプレート作製用キットを提供する。
Furthermore, the present invention provides RNA transcription and / or amplification comprising a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which the hydroxyl group bonded to the phosphorus of the phosphate moiety directly bonded to the sugar is replaced with another atom or group A template preparation kit is provided.

修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸は、糖に直接結合しているリン酸部分のリン
に結合している水酸基が他の原子または基に置換されている。この置換は、exo-およびen
do-ヌクレアーゼ耐性が向上した修飾型DNAを作製できるようにすることを目的とする
。置換の例としては、α−リン酸部分のリンに結合している水酸基(-OH)が、ボラノ基(-B
H3 -)に置換されたものを挙げることができる。他のホスホロ基(-S-)、アミノ基(-NH2)、
低級アルキル基(-R)(Rは、例えば、メチル基、エチル基など)およびアルコキシ基(-OR)
(Rは、例えば、メチル基、エチル基など)からなる群より選択される基に置換されてい
るものもRNAポリメラーゼに認識される限り転写の鋳型として使用可能である(Bioche
mistry (1979) 18, 5134.; Tetrahedron Lett.
(1982) 23, 4289.)。
In the modified deoxyribonucleoside triphosphate, the hydroxyl group bonded to phosphorus of the phosphate moiety directly bonded to the sugar is substituted with another atom or group. This substitution is exo- and en
It is an object to make it possible to produce a modified DNA with improved do-nuclease resistance. As an example of the substitution, a hydroxyl group (—OH) bonded to phosphorus of the α-phosphate moiety is replaced with a borano group (—B
Examples thereof include those substituted with H 3 ). Other phosphoro groups (-S -), amino group (-NH 2),
Lower alkyl group (—R) (R is, for example, methyl group, ethyl group, etc.) and alkoxy group (—OR)
A substance substituted with a group selected from the group consisting of (for example, methyl group, ethyl group, etc.) can be used as a transcription template as long as it is recognized by RNA polymerase (Bioche
mistry (1979) 18, 5134 .; Tetrahedron Lett.
(1982) 23, 4289.).

修飾型デオキシヌクレオチド三リン酸の塩基部分の塩基は、A、G、C、Tのいずれであっ
てもよい。
The base of the base part of the modified deoxynucleotide triphosphate may be any of A, G, C, and T.

また、修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸は、糖に直接結合しているリン酸(α
−リン酸)部分以外の部位に修飾がなされていても、いなくてもよい。糖に直接結合して
いるリン酸部分以外の部位での修飾としては、塩基部分の修飾、糖部分の修飾などを挙げ
ることができるが、これらに限定されることはない。塩基部分の修飾、糖部分の修飾など
の例としては、修飾型DNAの塩基部分の修飾、糖部分の修飾などについて上述した例と
同じものを挙げることができるが、これらに限定されることはない。また、糖部分の他の
修飾の例として、修飾型DNAの3’末端の修飾について上述した例と同じものを挙げる
ことができる。また、糖に直接結合していないリン酸(β、γ-リン酸)部分の修飾はな
されていなくて良い。
In addition, modified deoxyribonucleoside triphosphate is a phosphate (α
-It may or may not be modified at a site other than the phosphoric acid moiety. Examples of modifications at sites other than the phosphate moiety directly bonded to the sugar include, but are not limited to, modification of the base moiety and modification of the sugar moiety. Examples of the modification of the base moiety, the modification of the sugar moiety, and the like can include the same examples as described above for the modification of the base moiety of the modified DNA, the modification of the sugar moiety, etc., but are not limited thereto. Absent. Examples of other modifications of the sugar moiety include the same examples as described above for the modification of the 3 ′ end of the modified DNA. Further, the phosphoric acid (β, γ-phosphate) moiety that is not directly bonded to the sugar may not be modified.

修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸は、2’-デオキシリボヌクレオシド三リン酸
であるとよい。
The modified deoxyribonucleoside triphosphate may be 2′-deoxyribonucleoside triphosphate.

修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸はラセミ体でも、所望の立体配置のものでも
よい。
The modified deoxyribonucleoside triphosphate may be racemic or have a desired configuration.

一方、修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸は、公知のいかなる方法で製造しても
よい。修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸の製造方法を記載している文献は上述し
た通りである。
On the other hand, the modified deoxyribonucleoside triphosphate may be produced by any known method. The literature describing the production method of modified deoxyribonucleoside triphosphates is as described above.

本発明のRNA転写および/または増幅ためのテンプレート作製用キットは、さらに、
RNAの転写および/または増幅のためのテンプレートとなるDNAの合成を促進する誘
導剤(例えば、DNAポリメラーゼ、逆転写酵素など)、他のデオキシリボヌクレオシド
三リン酸(例えば、修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸の構成要素である特定の塩
基とは異なる種類の塩基を構成要素として含むデオキシリボヌクレオシド三リン酸(糖に
直接結合しているリン酸部分が修飾されたものであっても、修飾されていないものであっ
てもよい)など)、バッファー(例えば、Hepes, TRIS, グリセロール、DTTなど)、金属
イオン(例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなど)、キットの使用方法を記載
した説明書などを含んでもよい。さらに、本発明の上記キットは、RNAを転写および/
または増幅するためのテンプレートとなるDNAを合成するためのプライマー対、鋳型と
なるDNAなどを含んでいてもよい
本発明のRNA転写および/または増幅ためのテンプレート作製用キットの使用方法の
一例を以下に説明する。修飾型デオキシリボヌクレオチド三リン酸、および修飾型デオキ
シリボヌクレオチド三リン酸の構成要素である特定の塩基(例えば、T)とは異なる各種
塩基を構成要素とする天然型デオキシリボヌクレオチド三リン酸(例えば、dATP、dGTPお
よびdCTP)の存在下、鋳型となるDNA、1組のプライマーおよびDNAポリメラーゼを用いて
、目的とするDNA(RNA転写および/または増幅ためのテンプレート)を合成する。合
成したDNAの分子量は市販のアクリルアミドゲルで確認することができる。合成したDNAの
塩基配列は市販のシーケンス装置で確認することができる。
The template preparation kit for RNA transcription and / or amplification of the present invention further comprises:
Inducing agents (for example, DNA polymerase, reverse transcriptase, etc.), other deoxyribonucleoside triphosphates (for example, modified deoxyribonucleoside triphosphates) that promote the synthesis of DNA as a template for transcription and / or amplification of RNA Deoxyribonucleoside triphosphates that contain a different type of base from the specific base that is a component of (a phosphate that is directly linked to the sugar, but not modified) Etc.), buffers (eg, Hepes, TRIS, glycerol, DTT, etc.), metal ions (eg, sodium, potassium, magnesium, etc.), instructions describing how to use the kit, etc. . Furthermore, the kit of the present invention transcribes RNA and / or
Alternatively, it may contain a primer pair for synthesizing DNA as a template for amplification, DNA as a template, etc. An example of how to use the kit for preparing a template for RNA transcription and / or amplification of the present invention is as follows: Explained. Modified deoxyribonucleotide triphosphates and natural deoxyribonucleotide triphosphates (for example, dATP) having various bases different from specific bases (for example, T) that are components of modified deoxyribonucleotide triphosphates , DGTP and dCTP), the target DNA (template for RNA transcription and / or amplification) is synthesized using a template DNA, a set of primers and a DNA polymerase. The molecular weight of the synthesized DNA can be confirmed with a commercially available acrylamide gel. The base sequence of the synthesized DNA can be confirmed with a commercially available sequencing apparatus.

さらにまた、本発明は、糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基
が他の原子または基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RN
A転写および/または増幅用キット(以下、「本発明の第1の態様のRNA転写および/
または増幅用キット」と記す。)を提供する。
Furthermore, the present invention includes a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group.
A transcription and / or amplification kit (hereinafter, “RNA transcription and / or first aspect of the present invention”)
Or “amplification kit”. )I will provide a.

本発明の第1の態様のRNA転写および/または増幅用キットは、(A)RNA転写お
よび/または増幅ためのテンプレートとなるDNAを作製するための要素と(B)RNA
を転写および/または増幅するための要素から構成されるとよい。
The kit for RNA transcription and / or amplification according to the first aspect of the present invention comprises (A) an element for producing DNA serving as a template for RNA transcription and / or amplification, and (B) RNA.
May be composed of elements for transcription and / or amplification.

(A)の要素としては、糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基
が他の原子または基に置換された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸、RNAの転
写および/または増幅のためのテンプレートとなるDNAの合成を促進する誘導剤(例え
ば、DNAポリメラーゼ、逆転写酵素など)、他のデオキシリボヌクレオシド三リン酸(
例えば、修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸の構成要素である特定の塩基とは異な
る種類の塩基を構成要素として含むデオキシリボヌクレオシド三リン酸(糖に直接結合し
ているリン酸部分が修飾されたものであっても、修飾されていないものであってもよい)
など)、バッファー(例えば、Hepes, TRIS, グリセロール、DTTなど)、金属イオン(例
えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなど)などを挙げることができる。
The element of (A) includes a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group, transcription of RNA and / or Inducing agents (for example, DNA polymerase, reverse transcriptase, etc.) that promote the synthesis of DNA as a template for amplification, other deoxyribonucleoside triphosphates (
For example, deoxyribonucleoside triphosphates containing a different type of base as a constituent element from a specific base that is a constituent element of a modified deoxyribonucleoside triphosphate (modified with a phosphate moiety directly attached to a sugar) Or it may be unmodified)
Etc.), buffers (eg, Hepes, TRIS, glycerol, DTT, etc.), metal ions (eg, sodium, potassium, magnesium, etc.) and the like.

(B)の要素としては、RNAの転写および/または増幅を促進する誘導剤(例えば、
RNAポリメラーゼなど)、リボヌクレオシド三リン酸(塩基部分の塩基が、それぞれ、A、
G、CおよびUであるもの)、バッファー(例えば、Hepes, TRIS, グリセロールなど)、金
属イオン(例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなど)などを挙げることができ
る。
The element of (B) includes an inducer that promotes transcription and / or amplification of RNA (for example,
RNA polymerase, etc.), ribonucleoside triphosphates (base part is A, respectively,
G, C, and U), buffers (eg, Hepes, TRIS, glycerol, etc.), metal ions (eg, sodium, potassium, magnesium, etc.), and the like.

さらに、本発明の第1の態様のRNA転写および/または増幅用キットは、キットの使
用方法を記載した説明書を含むとよい。
Furthermore, the RNA transcription and / or amplification kit of the first aspect of the present invention may include instructions describing how to use the kit.

本発明の第1の態様のRNA転写および/または増幅用キットの使用方法の一例を以下
に説明する。まず、(A)の要素を用いて、RNA転写および/または増幅のためのテン
プレートとなるDNAを作製する。その方法については、本発明のRNA転写および/ま
たは増幅のためのテンプレート作製用キットの使用方法と同様である。次に、作製したテ
ンプレート(DNA)と(B)の要素を用いて、RNAの転写および/または増幅を行う。
その方法の一例を以下に記載する。DNAテンプレートの存在下、各種塩基のrNTP、バッフ
ァー、RNAポリメラーゼを用いて転写反応を行う。得られたRNAの分子量は市販のアクリル
アミドゲルによって確認することができる。得られたRNAの塩基配列は逆転写酵素を用い
てDNAを逆転写後、得られたDNAをPCRで増幅してから市販のシーケンス装置によって確認
することができる。
An example of a method for using the RNA transcription and / or amplification kit of the first aspect of the present invention will be described below. First, using the element (A), a DNA serving as a template for RNA transcription and / or amplification is prepared. The method is the same as the method of using the template preparation kit for RNA transcription and / or amplification of the present invention. Next, RNA is transcribed and / or amplified using the prepared template (DNA) and (B) elements.
An example of the method is described below. In the presence of a DNA template, transcription reaction is performed using rNTPs of various bases, buffers, and RNA polymerase. The molecular weight of the obtained RNA can be confirmed by a commercially available acrylamide gel. The base sequence of the obtained RNA can be confirmed with a commercially available sequencer after reverse transcription of the DNA using reverse transcriptase and amplifying the obtained DNA by PCR.

また、本発明は、糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基および
/または酸素原子が他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RN
Aの転写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAを含む、
RNA転写および/または増幅用キット(以下、「本発明の第2の態様のRNA転写およ
び/または増幅用キット」と記す。)を提供する。
The present invention also provides a modified DNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom and / or group,
Comprising the modified DNA capable of functioning as a template for transcription and / or amplification of A,
An RNA transcription and / or amplification kit (hereinafter referred to as “the RNA transcription and / or amplification kit of the second aspect of the present invention”) is provided.

修飾型DNAは上述の通りである。この修飾型DNAは、RNA転写および/または増
幅のためのテンプレートとなる。
The modified DNA is as described above. This modified DNA serves as a template for RNA transcription and / or amplification.

本発明の第2の態様のRNA転写および/または増幅用キットは、さらに、RNAの転
写および/または増幅を促進する誘導剤(例えば、RNAポリメラーゼなど)、リボヌクレ
オシド三リン酸(塩基部分の塩基が、それぞれ、A、G、CおよびUであるもの)、バッファ
ー(例えば、Hepes, TRIS, グリセロールなど)、金属イオン(例えば、ナトリウム、カ
リウム、マグネシウムなど)、キットの使用方法を記載した説明書などを含んでもよい。
この際のテンプレートは、光学活性なヌクレオシドを用いた化学合成によっても合成でき
る。
The kit for RNA transcription and / or amplification according to the second aspect of the present invention further comprises an inducing agent (for example, RNA polymerase) that promotes transcription and / or amplification of RNA, ribonucleoside triphosphate (base portion base). Are A, G, C and U, respectively), buffers (eg, Hepes, TRIS, glycerol, etc.), metal ions (eg, sodium, potassium, magnesium, etc.), instructions describing how to use the kit Etc. may be included.
The template at this time can also be synthesized by chemical synthesis using an optically active nucleoside.

本発明の第2の態様のRNA転写および/または増幅用キットの使用方法の一例を以下
に説明する。DNAテンプレート(修飾型DNA)の存在下、各種塩基のrNTP、バッファー、RN
Aポリメラーゼを用いて転写反応を行う。得られたRNAの分子量は市販のアクリルアミドゲ
ルによって確認することができる。得られたRNAの塩基配列は逆転写酵素を用いてDNAを逆
転写後、得られたDNAをPCRで増幅してから市販のシーケンス装置によって確認することが
できる。また、RNA転写反応において光学活性なボラノ修飾rNTPを用いるとボラノ修飾RNA
が調製される。さらに、光学活性なボラノ修飾RNA合成ユニットを用いることによって
化学合成による供給が可能である。

An example of a method for using the RNA transcription and / or amplification kit of the second aspect of the present invention will be described below. RNTP, buffer, RN of various bases in the presence of DNA template (modified DNA)
Perform transcription reaction using A polymerase. The molecular weight of the obtained RNA can be confirmed by a commercially available acrylamide gel. The base sequence of the obtained RNA can be confirmed with a commercially available sequencer after reverse transcription of the DNA using reverse transcriptase and amplifying the obtained DNA by PCR. In addition, when optically active borano-modified rNTP is used in RNA transcription reaction, borano-modified RNA
Is prepared. Furthermore, supply by chemical synthesis is possible by using an optically active borano-modified RNA synthesis unit.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明を
説明するためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
[実施例1]α-ボラノチミジン三リン酸(dTTP-αB)、α-ボラノアデノシン三リン酸(
dATP-αB)、α-ボラノグアノシン三リン酸(dGTP-αB)及びα-ボラノシチジン三リン酸
(dCTP-αB)の合成
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. These examples are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
[Example 1] α-boranothymidine triphosphate (dTTP-αB), α-boranoadenosine triphosphate (
dATP-αB), α-boranoguanosine triphosphate (dGTP-αB) and α-boranocytidine triphosphate (dCTP-αB)

Figure 2005046073


(1)α-ボラノチミジン三リン酸(dTTP-αB)の合成(上式のB=チミン)
乾燥させた市販の3’-O-アセチルチミジン(Sigma-Aldrich社)(0.25 mmol)をアルゴ
ン雰囲気下、無水ピリジン(0.1
mL)と無水DMF(0.75 mL)に溶かした。そこへ1Mの2-クロロ-4H-1,3,2-ベンゾジオキサホ
スフォリン-4-オン(Aldrich社)(0.75 mL)を加え攪拌した。15分後に0.5Mのビス(ト
リ-n-ブチルアンモニウム)ピロリン酸(Sigma-Aldrich社)(0.75 mL)と無水n-トリブ
チルアミン(東京化成)(0.125
mL)を加えてさらに10分間攪拌後、N,N-ジイソプロピルエチルアミン-ボラン錯体(Aldri
ch社)(1 mL)を加えて室温で9時間攪拌した。反応液を水(25 mL)で希釈して1.5時間
攪拌後、ロータリーエバポレーターで濃縮して固体を得た。アンモニア水-メタノール/2:
1(40 mL)を加えて室温で68時間攪拌後、ロータリーエバポレーターで濃縮して固体を得
た。残査を水(25 mL)に溶解し、ジクロロメタン(10
mLx2)で洗浄後、水溶液を凍結乾燥して固体を得た。粗生成物はイオン交換クロマトグラ
フィー(UNO-Q12、BIORAD社)によって炭酸水素アンモニウム(溶出濃度0.45M-0.5M)を
用いて精製した。溶出液の凍結乾燥を3度繰り返して生成物(dTTP-αB)を得た。収率36
%。dTTP-αBの質量分析スペクトルを図5に示す。dTTP-αBの質量分析値(M)は479.0364
であった。

(2)α-ボラノアデノシン三リン酸(dATP-αB)の合成(上式のB=アデニン)
2’,3’-O-ジアセチル-5’-O-[(2R,5R)-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジ
ン-2-イル]アデノシンの合成
3’-O-ジアセチルアデノシン(1.5mmol)をTHF(7.5mL)とトリエチルアミン(7.5mmol
)に溶解して-78℃に冷却した。0.22M溶液の(5R)-1(7.5mL, 1.65mmol)を滴下し、室温
まで上昇させて30分間攪拌した。飽和重曹水(75mL)とクロロホルム(75mL)を加えて有
機層を分離後、有機層を飽和重曹水で洗浄した。水層をクロロホルムで逆抽出して混合後
、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去後、粗生成物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフを用いて精製した(ヘキサン-酢酸エチル-トリエチルアミン=50:50:2)。溶
出物を飽和重曹水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して純粋な生成物(2
’,3’-O-ジアセチル-5’-O-[(2R,5R)-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジ
ン-2-イル] アデノシン)(1.2 mmol)を得た。

アデノシン 5’-[α-(Rp)-ボラノ]三リン酸の合成
0.2Mアセトニトリル溶液のN-シアノメチルピロリジニウムトリフラート(500μL, 100
μmol)と2,6-ジニトロフェノール(50μmol)に2’,3’-O-ジアセチル-5’-O-[(2R,5R)-
3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン-2-イル] アデノシン(39.6mg, 60μm
ol)を加えた。5分後にボラン-ジメチルスルフィド錯体(60μmol)を加え、8分後に無
水ピリジン(500μmol)と無水酢酸(100μmol)を加えた。さらに3分後にテトラ(トリ
-n-ブチルアンモニウム)ピロリン酸(60μmol)を加えて1時間攪拌した。反応溶液をク
ロロホルム(3mL)で希釈し、0.2Mのリン酸緩衝液(pH7.0,
3mL)で洗浄し、水層をクロロホルムで逆抽出した。有機層を混合後、無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥させた。残査を25%アンモニア水-ピリジン(9:1)中55℃で30分反応させてキラ
ル補助基と保護基を除去し、冷却後に濃縮した。残査を水に溶解してエーテルで洗浄し、
水を減圧留去後、粗生成物をイオン交換クロマトグラフHPLCを用いて精製して純粋な生成
物(アデノシン 5’-[α-(Rp)-ボラノ]三リン酸)(35.4 μmol)を得た。


(3)α-ボラノグアノシン三リン酸(dGTP-αB)の合成(上式のB=グアニン)
上記の最初の原料にジアセチルグアノシンを使用して、上記の方法により、α-ボラノ
グアノシン三リン酸を得た。



(4)α-ボラノシチジン三リン酸(dCTP-αB)の合成(上式のB=シトシン)
上記の最初の原料にジアセチルシチジンを使用して、上記の方法により、α-ボラノシ
チジン三リン酸を得た。

Figure 2005046073


(1) Synthesis of α-boranothymidine triphosphate (dTTP-αB) (B = thymine in the above formula)
A dried commercial 3′-O-acetylthymidine (Sigma-Aldrich) (0.25 mmol) was added in anhydrous pyridine (0.1 mmol) under an argon atmosphere.
mL) and anhydrous DMF (0.75 mL). 1M 2-chloro-4H-1,3,2-benzodioxaphosphorin-4-one (Aldrich) (0.75 mL) was added thereto and stirred. After 15 minutes, 0.5M bis (tri-n-butylammonium) pyrophosphate (Sigma-Aldrich) (0.75 mL) and anhydrous n-tributylamine (Tokyo Kasei) (0.125
mL) and stirring for another 10 minutes, followed by N, N-diisopropylethylamine-borane complex (Aldri
ch) (1 mL) was added and stirred at room temperature for 9 hours. The reaction solution was diluted with water (25 mL), stirred for 1.5 hours, and then concentrated by a rotary evaporator to obtain a solid. Ammonia water-methanol / 2:
1 (40 mL) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 68 hours, and then concentrated by a rotary evaporator to obtain a solid. Dissolve the residue in water (25 mL) and add dichloromethane (10
After washing with mLx2), the aqueous solution was lyophilized to obtain a solid. The crude product was purified by ion exchange chromatography (UNO-Q12, BIORAD) using ammonium bicarbonate (elution concentration 0.45M-0.5M). The eluate was freeze-dried three times to obtain a product (dTTP-αB). Yield 36
%. A mass spectrum of dTTP-αB is shown in FIG. The mass spectrometric value (M) of dTTP-αB is 479.0364.
Met.

(2) Synthesis of α-boranoadenosine triphosphate (dATP-αB) (B = adenine in the above formula)
Synthesis of 2 ', 3'-O-diacetyl-5'-O-[(2R, 5R) -3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphospholidin-2-yl] adenosine
3'-O-diacetyladenosine (1.5mmol) with THF (7.5mL) and triethylamine (7.5mmol)
) And cooled to -78 ° C. A 0.22 M solution of (5R) -1 (7.5 mL, 1.65 mmol) was added dropwise, and the mixture was allowed to rise to room temperature and stirred for 30 minutes. Saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (75 mL) and chloroform (75 mL) were added to separate the organic layer, and the organic layer was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate. The aqueous layer was back extracted with chloroform, mixed, and dried over anhydrous sodium sulfate. After evaporating the solvent under reduced pressure, the crude product was purified using silica gel column chromatography (hexane-ethyl acetate-triethylamine = 50: 50: 2). The eluate is washed with saturated aqueous sodium bicarbonate, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated to give pure product (2
', 3'-O-diacetyl-5'-O-[(2R, 5R) -3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphospholidin-2-yl] adenosine) (1.2 mmol) Got.

Synthesis of adenosine 5 '-[α- (Rp) -borano] triphosphate
N-cyanomethylpyrrolidinium triflate in 0.2M acetonitrile solution (500μL, 100
μmol) and 2,6-dinitrophenol (50 μmol) to 2 ', 3'-O-diacetyl-5'-O-[(2R, 5R)-
3-Methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphospholidin-2-yl] adenosine (39.6mg, 60μm
ol) was added. After 5 minutes, borane-dimethyl sulfide complex (60 μmol) was added, and after 8 minutes, anhydrous pyridine (500 μmol) and acetic anhydride (100 μmol) were added. After another 3 minutes, tetra (tri
-n-Butylammonium) pyrophosphate (60 μmol) was added and stirred for 1 hour. The reaction solution was diluted with chloroform (3 mL), and 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0,
3 mL), and the aqueous layer was back extracted with chloroform. The organic layers were mixed and then dried over anhydrous sodium sulfate. The residue was reacted in 25% aqueous ammonia-pyridine (9: 1) at 55 ° C. for 30 minutes to remove the chiral auxiliary and protecting group, and concentrated after cooling. Dissolve the residue in water and wash with ether,
After distilling off water under reduced pressure, the crude product was purified by ion exchange chromatography HPLC to obtain a pure product (adenosine 5 ′-[α- (Rp) -borano] triphosphate) (35.4 μmol). It was.


(3) Synthesis of α-boranoguanosine triphosphate (dGTP-αB) (B = guanine in the above formula)
Using diacetylguanosine as the first raw material, α-boranoguanosine triphosphate was obtained by the above method.



(4) Synthesis of α-boranocytidine triphosphate (dCTP-αB) (B = cytosine in the above formula)
Using diacetylcytidine as the first raw material, α-boranocytidine triphosphate was obtained by the above method.

[実施例2]PCRによる含ホウ素オリゴDNAの調整
市販の天然型2’-デオキシアデノシン三リン酸(タカラバイオ社)、2’-デオキシシチ
ジン三リン酸(タカラバイオ社)、2’-デオキシグアノシン三リン酸(タカラバイオ社)
(各0.25 mM)、および実施例1で合成したα-ボラノチミジン三リン酸(0.25 mM)存在
下、2種のプライマー(TTAATACGACTCACTATAGAAGGAGACATATGGATGTTCAGCTGCAGG(配列番号
1)とGCTCTAGATTAGTGGTGGTGGTGGTGG(配列番号2))(各0.5 μM)、テンプレート(塩
基配列を配列番号3に示す。)(0.5 pM)、ならびにExTaqポリメラーゼ(タカラバイオ
社)(1 μL)を用いてPCRを行った(35 cycle(94℃-1分、55℃-1分、72℃-1分。))。
生成物は2%アガロース(タカラバイオ社)を用いて精製し、目的とするdsDNAを得た(図1
)。得られたdsDNAの塩基配列はシーケンス装置(Applied Biosystems、ABI-PRISM377)
を用いてその配列を確認した。
天然型dATP+dCTP+dGTPおよびdTTP-αBの代わりに、天然型dATP+dCTP+dGTPおよびdTTP-
αB、天然型dCTP+dGTPおよびdATP-aB+dTTP-αB、天然型dTTPおよびdATP-aB+ dGTP-aB+dCT
P-αB、天然型dCTPおよびdATP-aB+ dGTP-aB+dTTP-αB、天然型dGTPおよびdATP-aB+ dCTP-
aB+dTTP-αB、天然型dATPおよびdGTP-aB+ dCTP-aB+dTTP-αB、または dATP-aB+ dGTP-aB+
dCTP-aB+dTTP-αBを用いて、上記の操作を繰り返した。結果を図1に示す。得られたdsD
NAの塩基配列はシーケンス装置(Applied Biosystems、ABI-PRISM377)を用いてその配列
を確認した。
[Example 2] Preparation of boron-containing oligo DNA by PCR Commercially available natural 2'-deoxyadenosine triphosphate (Takara Bio), 2'-deoxycytidine triphosphate (Takara Bio), 2'-deoxyguanosine Triphosphate (Takara Bio)
(0.25 mM each) and in the presence of α-boranothymidine triphosphate (0.25 mM) synthesized in Example 1, two kinds of primers (TTAATACGACTCACTATAGAAGGAGACATATGGATGTTCAGCTGCAGG (SEQ ID NO: 1) and GCTCTAGATTAGTGGTGGTGGTGGTGG (SEQ ID NO: 2)) (0.5 μM each) PCR was performed using a template (base sequence is shown in SEQ ID NO: 3) (0.5 pM) and ExTaq polymerase (Takara Bio) (1 μL) (35 cycles (94 ° C.-1 min, 55 ° C.- 1 minute, 72 ° C-1 minute.)).
The product was purified using 2% agarose (Takara Bio) to obtain the desired dsDNA (Figure 1).
). The base sequence of the obtained dsDNA is a sequencing device (Applied Biosystems, ABI-PRISM377)
Was used to confirm the sequence.
Instead of natural dATP + dCTP + dGTP and dTTP-αB, natural dATP + dCTP + dGTP and dTTP-
αB, natural dCTP + dGTP and dATP-aB + dTTP-αB, natural dTTP and dATP-aB + dGTP-aB + dCT
P-αB, natural dCTP and dATP-aB + dGTP-aB + dTTP-αB, natural dGTP and dATP-aB + dCTP-
aB + dTTP-αB, native dATP and dGTP-aB + dCTP-aB + dTTP-αB, or dATP-aB + dGTP-aB +
The above operation was repeated using dCTP-aB + dTTP-αB. The results are shown in FIG. DsD obtained
The nucleotide sequence of NA was confirmed using a sequencing device (Applied Biosystems, ABI-PRISM377).

[実施例3]
ヒトH1プロモーターおよびヒトU6プロモーターを含む配列を染色体上のDNAをもとにし
て、PCR法によって増幅させた。PCRに用いたプライマー配列は、それぞれに対して以下の
通りである。
U6(90bp)
5'-TGCACTAGTATTTCCCATGATTCCTTCATATTTGCATCTTACCGTAACTTGAA-3'(配列番号4)
および
5'-GTGGGGCCCTTCGAACGCGAATTCCTTTCCACAGATA-3'(配列番号5)。
H1(100bp)
5'-TGCACTAGTATTTGCATGTCGCTA-3'(配列番号6)
および
5'-GTGGGGCCCTTCGAACGCGAATTCGTC-3'(配列番号7)。
[Example 3]
A sequence containing the human H1 promoter and human U6 promoter was amplified by PCR based on the DNA on the chromosome. The primer sequences used for PCR are as follows.
U6 (90bp)
5'-TGCACTAGTATTTCCCATGATTCCTTCATATTTGCATCTTACCGTAACTTGAA-3 '(SEQ ID NO: 4)
and
5′-GTGGGGCCCTTCGAACGCGAATTCCTTTCCACAGATA-3 ′ (SEQ ID NO: 5).
H1 (100bp)
5'-TGCACTAGTATTTGCATGTCGCTA-3 '(SEQ ID NO: 6)
and
5′-GTGGGGCCCTTCGAACGCGAATTCGTC-3 ′ (SEQ ID NO: 7).

PCRによって増幅されたDNAをプラスミドpPUR(CLONTECH 社/CLONTECH Laboratories, In
c. カルフォルニア、米国)に組み込み、それぞれ、pRU6(90)、pRH1(100)、と名付けた。
DNA amplified by PCR was transferred to plasmid pPUR (CLONTECH / CLONTECH Laboratories, In
c. California, USA) and named pRU6 (90) and pRH1 (100), respectively.

これらの構築したプラスミドDNAに、機能性RNA(二本鎖RNA)の配列を組み込んだ。そ
の配列は、以下の通りである。
5'-AATTAACACCGCAGAAGCTATGAAACGATTTGCTTCCTGTCACAAATCGTTTCATAGCTTCTGCTTTTT-3'(配
列番号8)
および
5'-AATTAAAAAGCAGAAGCTATGAAACGATTTGTGACAGGAAGCAAATCGTTTCATAGCTTCTGCGGTGTT-3'(配
列番号9)。
Functional RNA (double-stranded RNA) sequences were incorporated into these constructed plasmid DNAs. The arrangement is as follows.
5'-AATTAACACCGCAGAAGCTATGAAACGATTTGCTTCCTGTCACAAATCGTTTCATAGCTTCTGCTTTTT-3 '(SEQ ID NO: 8)
and
5′-AATTAAAAAGCAGAAGCTATGAAACGATTTGTGACAGGAAGCAAATCGTTTCATAGCTTCTGCGGTGTT-3 ′ (SEQ ID NO: 9).

上記の配列を持つ二種類のDNAを混和し、加熱後、徐々に室温まで冷却させた。生じたD
NAを上記4種類のプラスミドに組み込み、それぞれ、pRU6(90)-L23、pRH1(100)-L23と命名
した。発現された二本鎖RNAはルシフェラーゼ酵素の遺伝子に相同性を持つ。
Two kinds of DNAs having the above sequences were mixed, heated, and then gradually cooled to room temperature. The resulting D
NA was incorporated into the above four types of plasmids and named pRU6 (90) -L23 and pRH1 (100) -L23, respectively. The expressed double-stranded RNA has homology to the gene for the luciferase enzyme.

配列番号3に示す塩基配列を有するテンプレートDNAの代わりに、U6プロモーターを有
するプラスミド(pRU6(90)-L23)を用いて、実施例2の操作を繰り返した。結果を図2に示
す。U6プロモータを有するプラスミドをテンプレートとした場合でも含ホウ素PCR生成物
が得られた。
The procedure of Example 2 was repeated using a plasmid having a U6 promoter (pRU6 (90) -L23) instead of the template DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3. The results are shown in FIG. Boron-containing PCR products were obtained even when a plasmid having a U6 promoter was used as a template.

さらに、酵素をExTaqからFermentas社のTaqに変更したところ、すべての塩基の組合せ
においてホウ素が導入されたPCR生成物が得られた(図3)。
Furthermore, when the enzyme was changed from ExTaq to Taq from Fermentas, a PCR product in which boron was introduced in all base combinations was obtained (FIG. 3).

[実施例4]T7 RNA転写反応
実施例2で調整したDNAテンプレート(3 μg/12 μL)存在下、10 μLのrNTPs(Promeg
a社)(各25 mM)、T7
Transcription 5x Buffer(6 μL, Promega社)、Enzyme Mix(2 μL, Promega社)を用
いて37℃で4時間転写反応を行った。望む大きさを示すRNAが得られたことは5%アクリルア
ミドゲルによって確認された(図4)。
[Example 4] T7 RNA transcription reaction In the presence of the DNA template (3 μg / 12 μL) prepared in Example 2, 10 μL of rNTPs (Promeg
Company a) (25 mM each), T7
Transcription 5x Buffer (6 μL, Promega) and Enzyme Mix (2 μL, Promega) were used for transcription reaction at 37 ° C. for 4 hours. It was confirmed by 5% acrylamide gel that RNA having the desired size was obtained (FIG. 4).

[実施例5]RNAi実験
U6プロモーターまたはH1プロモーターを有するプラスミド(pRU6(90)-L23、pRH1(100)-L
23)を用いて、実施例2の操作を繰り返し、各種ボラノホスフェートDNAを調整した。
これらの各種ボラノホスフェートDNAをテンプレートとするRNAi実験を行った。実験操
作はNature Biotechnology (2002) 20, 497-500.に従って行った。トランスフェクション
はLipofectamine2000(ライフテクノロジー社)を用いて試薬の操作書に従って行った。
ルシフェラーゼアッセイは、HeLa S3細胞に20ngのRenillaルシフェラーゼ発現ベクター、
50ngのfireflyルシフェラーゼ発現ベクター、66ngのsiRNA発現ベクターを用いて行った。
24時間後にdual
luciferase system(プロメガ社)をもちいて、同キットの操作書に従って行った。Remil
laの発現量(測定値)からfirefly発現量を換算変換して比較した。結果を図6に示す。
一種類の塩基についてホウ素が導入されたPCR産物についても、すべての塩基に組合せに
ついてホウ素が導入されたPCR産物についても、RNAi効果が見られた。
[Example 5] RNAi experiment
Plasmids with U6 promoter or H1 promoter (pRU6 (90) -L23, pRH1 (100) -L
23), the procedure of Example 2 was repeated to prepare various boranophosphate DNAs.
RNAi experiments using these various boranophosphate DNAs as templates were conducted. The experimental procedure was performed according to Nature Biotechnology (2002) 20, 497-500. Transfection was performed using Lipofectamine 2000 (Life Technology) according to the reagent operation manual.
The luciferase assay consists of 20ng Renilla luciferase expression vector in HeLa S3 cells,
A 50 ng firefly luciferase expression vector and a 66 ng siRNA expression vector were used.
24 hours after dual
Using the luciferase system (Promega), the operation was performed according to the kit. Remil
The firefly expression level was converted from the expression level (measured value) of la and compared. The results are shown in FIG.
The RNAi effect was observed for both the PCR product in which boron was introduced for one type of base and the PCR product in which boron was introduced for all combinations of bases.

[実施例6]オリゴヌクレオシドホスホロチオエートの立体配置を制御する合成
N-(シアノメチル)ピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート(1f)の合成
[Example 6] Synthesis for controlling the configuration of oligonucleoside phosphorothioate
Synthesis of N- (cyanomethyl) pyrrolidinium trifluoromethanesulfonate (1f)

Figure 2005046073

N-(シアノメチル)ピロリジン(2.2g, 20mmol)溶液(ジクロロメタン20mL)にトリフルオ
ロメタンスルホン酸(1.77mL,
20mmol)を0℃で加えた。反応液を室温まで上昇させてエーテル(40mL)で希釈後、不溶
物を濾過してエーテルで洗浄した。濾取物を減圧乾燥して純粋な生成物1f(5.2g, 20mmol
)を得た。
融点67.0-67.5℃. IR (KBr) vmax 2996, 2841, 2651,2477, 2347, 2282, 1637, 1462, 14
37, 1269, 1228, 1168, 1033, 985, 911, 849, 761,641 cm-1. 1H NMR (300 MHz, CD3CN)
δ 8.14 (br,1H), 4.28 (s, 2H), 3.48 (br, 4H), 2.09 (m, 4H). 13C NMR (75 MHz, CD
3CN)δ 121.5 (q, 1JCF = 320 Hz), 112.6, 56.2, 42.3, 23.9.Anal. Calcd for C7H11F3
N2O3S:C, 32.31; H, 4.26; N, 10.76. Found: C, 32.31; H, 4.22; N, 10.81.

1a-e,g-nは同様の方法で合成した。

(5R)-2-クロロ-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン[(5R)-3a]の合成
Figure 2005046073

N- (Cyanomethyl) pyrrolidine (2.2 g, 20 mmol) solution (dichloromethane 20 mL) was added to trifluoromethanesulfonic acid (1.77 mL,
20 mmol) was added at 0 ° C. The reaction mixture was warmed to room temperature and diluted with ether (40 mL), and the insoluble material was filtered and washed with ether. The filter cake was dried under reduced pressure to give pure product 1f (5.2 g, 20 mmol).
)
Melting point 67.0-67.5 ℃ IR (KBr) v max 2996, 2841, 2651, 2477, 2347, 2282, 1637, 1462, 14
37, 1269, 1228, 1168, 1033, 985, 911, 849, 761,641 cm -1 . 1 H NMR (300 MHz, CD 3 CN)
δ 8.14 (br, 1H), 4.28 (s, 2H), 3.48 (br, 4H), 2.09 (m, 4H). 13 C NMR (75 MHz, CD
3 CN) δ 121.5 (q, 1 J CF = 320 Hz), 112.6, 56.2, 42.3, 23.9.Anal.Calcd for C 7 H 11 F 3
N 2 O 3 S: C, 32.31; H, 4.26; N, 10.76.Found: C, 32.31; H, 4.22; N, 10.81.

1a-e and gn were synthesized by the same method.

Synthesis of (5R) -2-chloro-3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine [(5R) -3a]

Figure 2005046073

N-メチルモルホリン(1.1mL, 10mmol)を(R)-2a(756mg, 5mmol)のトルエン溶液(2.5mL
)に溶かし、三塩化リン(435μL, 5mmol)溶液(トルエン2.5mL)を0°Cで加えた。反応
液を室温まで上昇させて30分攪拌後、不溶物を-78°Cで濾過して濾液を濃縮して(5R)-3a
の粗生成物(1.07g, 5mmol)を得た。粗生成物は精製せずに次の反応に用いた。13C NMR
(75 MHz, CDCl3) δ 138.1, 128.5, 128.5,126.5, 85.4 (br), 56.3 (d, 2JPC = 6.6 Hz)
, 31.0 (d, 2JPC= 13.0 Hz).

(5S)-3a, 3b-fは同様の方法で合成した。(5S)-3a, 3b-fの精製法およびスペクトルデート
を以下に示す。(5S)-3aは蒸留によって精製した。20mmolから2.1g, 9.7mmol。

(5S)-2-クロロ-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン[(5S)-3a]の合成
(S)-2aから(5S)-3aの粗生成物を得、蒸留によって精製した。20mmolから2.22g, 12mmol。

(4S,5R)-2-クロロ-3,4-ジメチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン(3b)の合成
出発物質として(1R,2S)-エフェドリン(2b)(496 mg, 3.0 mmol)を用い、得られた粗生成
物をクーゲロール蒸留によって精製して、3bを得た。3mmolから356mg, 1.6mmol。
1H NMR (300 MHz, CDCl3).δ 7.40-7.23(m, 5H), 5.85 (d, 3JHH = 6.3 Hz, 1H), 3.72-3
.61 (m, 1H),2.72 (d, 3JPH = 15.6 Hz, 3H), 0.72 (d, 3JHH= 4.2 Hz, 3H). 13C NMR (7
5 MHz, CDCl3) δ 136.4 (d, 3JPC= 2.6 Hz), 128.3, 128.3, 126.9, 87.7 (d, 2JPC = 8
.9 Hz),57.7 (br), 29.0 (d, 2JPC = 13.8 Hz), 14.4. 31PNMR (121 MHz, CDCl3).δ 171
.5.

(4S,5R)-2-クロロ-3-メチル-4,5-ジフェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン(3c)の合成
(1R,2S)-2-メチル-1,2-ジフェニルエタノール(2c)(2.27 g, 10 mmol)から3cの粗生成物を
得た。10mmolから3.17g, 10mmol。
1H NMR (300 MHz, CDCl3). δ 7.08-7.05(m, 6H), 6.91-6.81 (m, 4H), 6.15 (d, 3JHH =
8.3 Hz, 1H),4.64 (dd, 3JHH = 8.3 Hz, 3JPH = 4.2Hz, 1H), 2.64 (d, 3JPH = 15.3 Hz
, 3H). 13C NMR(75 MHz, CDCl3) δ 135.8 (d, 3JPC = 3.2 Hz),134.5 (d, 3JPC = 5.4 H
z), 128.2, 127.9, 127.7, 127.6,127.5, 126.5, 88.0 (d, 2JPC = 8.6 Hz), 68.1 (d, 2
JPC= 6.3 Hz), 29.6 (d, 2JPC = 14.1 Hz). 31P NMR(121 MHz, CDCl3). δ 171.7.

(5R)-2-クロロ-3-イソプロピル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン(3d)の合成
(R)-2-イソプロピル-1-フェニルエタノール(2d)(896 mg, 5.0 mmol)から3dの粗生成物を
得た。5mmolから1.22g, 5mmol。
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 7.45-7.34(m, 5H), 5.94-5.24 (br, 1H), 3.62-3.47 (m, 1
H), 3.18 (dd, 2JHH= 18.3 Hz, 3JHH = 9.3 Hz, 1H), 1.35 (d, 3JHH= 6.6 Hz, 6H). 13C
NMR (75 MHz, CDCl3) δ 138.5 (br),128.6, 128.5, 126.5 (br), 84.7 (br), 51.3 (br
), 47.3 (d, 2JPC= 10.6 Hz), 22.0 (d, 3JPC = 8.9 Hz), 21.8 (d, 3JPC= 9.5 Hz). 31P
NMR (121 MHz, CDCl3) δ 170.6 (br).

(5R)-2-クロロ-3-メチル-5-イソプロピル-1,3,2-オキサザホスホリジン(3e)の合成
出発物質として(R)-1-メチルアミノ-3-メチル-2-ブタノール(2e)(1.17
g, 10 mmol)を用い、得られた粗生成物を蒸留によって精製して、3eを得た。10mmolから1
.09g, 6mmol。
1H NMR (300 MHz, CDCl3). δ 4.68, 4.18(br, br, 1H), 3.16, 2.95 (m, m, 2H), 2.72
(d, 3JPH = 15.0Hz, 3H), 2.01, 1.90 (br, br, 1H), 1.06-0.99 (m, 3H), 0.94 (d, 3JH
H= 6.6 Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 90.7, 88.7 (br,br), 53.0, 51.8 (br, b
r), 32.9 (br), 31.1 (d, 2JPC = 14.3Hz), 18.3, 18.2 (br, br). 31P NMR (121 MHz, C
DCl3). δ 173.7,172.5 (br, br).

(4S)-2-クロロ-3-メチル-4-イソプロピル-1,3,2-オキサザホスホリジン(3f)の合成
出発物質として(S)-2-メチルアミノ-3-メチル-1-ブタノール(2f)(1.17
g, 10 mmol)を用い、得られた粗生成物を蒸留によって精製して、3fを得た。10mmolから1
.09g, 6mmol。
1H NMR (300 MHz, CDCl3). δ 4.57 (d, 2JHH= 8.7 Hz, 3JHH = 8.7 Hz, 1H), 4.21 (m,
1H), 3.25 (m, 1H),2.68 (d, 3JPH = 16.2 Hz, 3H), 2.03 (m, 1H), 0.92 (d, 3JHH= 7.2
Hz, 3H), 0.84 (d, 3JHH = 6.6 Hz, 3H). 13CNMR (75 MHz, CDCl3) δ 71.5 (d, 2JPC =
9.2 Hz),63.5 (br), 29.1 (d, 2JPC = 14.1 Hz), 26.7 (d, 3JPC= 4.9 Hz), 19.3, 14.5
. 31P NMR (121 MHz, CDCl3) δ 176.8.

5’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)-3’-O-[(2R,5R)-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキ
サザホスホリジン-2-イル]チミジン [(Rp)-5a]の合成.
Figure 2005046073

N-methylmorpholine (1.1 mL, 10 mmol) was added to a toluene solution (2.5 mL) of (R) -2a (756 mg, 5 mmol)
), And a solution of phosphorus trichloride (435 μL, 5 mmol) (toluene 2.5 mL) was added at 0 ° C. The reaction solution was allowed to rise to room temperature and stirred for 30 minutes, then the insoluble material was filtered at -78 ° C, and the filtrate was concentrated (5R) -3a.
Of crude product (1.07 g, 5 mmol) was obtained. The crude product was used in the next reaction without purification. 13 C NMR
(75 MHz, CDCl 3 ) δ 138.1, 128.5, 128.5, 126.5, 85.4 (br), 56.3 (d, 2 J PC = 6.6 Hz)
, 31.0 (d, 2 J PC = 13.0 Hz).

(5S) -3a and 3b-f were synthesized by the same method. The purification method and spectral date of (5S) -3a, 3b-f are shown below. (5S) -3a was purified by distillation. 20 mmol to 2.1 g, 9.7 mmol.

Synthesis of (5S) -2-chloro-3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine [(5S) -3a]
The crude product of (5S) -3a was obtained from (S) -2a and purified by distillation. 20 mmol to 2.22 g, 12 mmol.

Synthesis of (4S, 5R) -2-chloro-3,4-dimethyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine (3b) (1R, 2S) -ephedrine (2b) (496 mg, 3.0 mmol) was used to purify the resulting crude product by Kugelol distillation to give 3b. 3 mmol to 356 mg, 1.6 mmol.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) .δ 7.40-7.23 (m, 5H), 5.85 (d, 3 J HH = 6.3 Hz, 1H), 3.72-3
.61 (m, 1H), 2.72 (d, 3 J PH = 15.6 Hz, 3H), 0.72 (d, 3 J HH = 4.2 Hz, 3H). 13 C NMR (7
5 MHz, CDCl 3 ) δ 136.4 (d, 3 J PC = 2.6 Hz), 128.3, 128.3, 126.9, 87.7 (d, 2 J PC = 8
.9 Hz), 57.7 (br) , 29.0 (d, 2 J PC = 13.8 Hz), 14.4. 31 PNMR (121 MHz, CDCl 3) .δ 171
.Five.

Synthesis of (4S, 5R) -2-chloro-3-methyl-4,5-diphenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine (3c)
The crude product of 3c was obtained from (1R, 2S) -2-methyl-1,2-diphenylethanol (2c) (2.27 g, 10 mmol). 10 mmol to 3.17 g, 10 mmol.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) .δ 7.08-7.05 (m, 6H), 6.91-6.81 (m, 4H), 6.15 (d, 3 J HH =
8.3 Hz, 1H), 4.64 (dd, 3 J HH = 8.3 Hz, 3 J PH = 4.2Hz, 1H), 2.64 (d, 3 J PH = 15.3 Hz
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ) δ 135.8 (d, 3 J PC = 3.2 Hz), 134.5 (d, 3 J PC = 5.4 H
z), 128.2, 127.9, 127.7, 127.6,127.5, 126.5, 88.0 (d, 2 J PC = 8.6 Hz), 68.1 (d, 2
J PC = 6.3 Hz), 29.6 (d, 2 J PC = 14.1 Hz). 31 P NMR (121 MHz, CDCl 3). Δ 171.7.

Synthesis of (5R) -2-chloro-3-isopropyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine (3d)
The crude product of 3d was obtained from (R) -2-isopropyl-1-phenylethanol (2d) (896 mg, 5.0 mmol). 5 mmol to 1.22 g, 5 mmol.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 7.45-7.34 (m, 5H), 5.94-5.24 (br, 1H), 3.62-3.47 (m, 1
H), 3.18 (dd, 2 J HH = 18.3 Hz, 3 J HH = 9.3 Hz, 1H), 1.35 (d, 3 J HH = 6.6 Hz, 6H). 13 C
NMR (75 MHz, CDCl 3 ) δ 138.5 (br), 128.6, 128.5, 126.5 (br), 84.7 (br), 51.3 (br
), 47.3 (d, 2 J PC = 10.6 Hz), 22.0 (d, 3 J PC = 8.9 Hz), 21.8 (d, 3 J PC = 9.5 Hz). 31 P
NMR (121 MHz, CDCl 3 ) δ 170.6 (br).

Synthesis of (5R) -2-chloro-3-methyl-5-isopropyl-1,3,2-oxazaphosphoridine (3e) (R) -1-methylamino-3-methyl-2-butanol (2e) (1.17
g, 10 mmol) was used to purify the resulting crude product by distillation to give 3e. 10mmol to 1
.09g, 6mmol.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) .δ 4.68, 4.18 (br, br, 1H), 3.16, 2.95 (m, m, 2H), 2.72
(d, 3 J PH = 15.0Hz, 3H), 2.01, 1.90 (br, br, 1H), 1.06-0.99 (m, 3H), 0.94 (d, 3 J H
H = 6.6 Hz, 3H). 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ) δ 90.7, 88.7 (br, br), 53.0, 51.8 (br, b
r), 32.9 (br), 31.1 (d, 2 J PC = 14.3Hz), 18.3, 18.2 (br, br). 31 P NMR (121 MHz, C
DCl 3 ) .δ 173.7, 172.5 (br, br).

Synthesis of (4S) -2-chloro-3-methyl-4-isopropyl-1,3,2-oxazaphosphoridine (3f) (S) -2-methylamino-3-methyl-1-butanol (2f) (1.17
g, 10 mmol) was used to purify the resulting crude product by distillation to give 3f. 10mmol to 1
.09g, 6mmol.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) .δ 4.57 (d, 2 J HH = 8.7 Hz, 3 J HH = 8.7 Hz, 1H), 4.21 (m,
1H), 3.25 (m, 1H), 2.68 (d, 3 J PH = 16.2 Hz, 3H), 2.03 (m, 1H), 0.92 (d, 3 J HH = 7.2
Hz, 3H), 0.84 (d, 3 J HH = 6.6 Hz, 3H). 13 CNMR (75 MHz, CDCl 3 ) δ 71.5 (d, 2 J PC =
9.2 Hz), 63.5 (br), 29.1 (d, 2 J PC = 14.1 Hz), 26.7 (d, 3 J PC = 4.9 Hz), 19.3, 14.5
31 P NMR (121 MHz, CDCl 3 ) δ 176.8.

5'-O- (tert-butyldimethylsilyl) -3'-O-[(2R, 5R) -3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphospholidin-2-yl] thymidine [ Synthesis of (Rp) -5a].

Figure 2005046073

5’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン(721mg, 1.5mmol)をTHF(7.5mL)とトリ
エチルアミン(7.5mmol)に溶解して-78℃に冷却する。0.22MTHF溶液の(5R)-3a(7.5mL,
1.65mmol)を滴下し、室温まで上昇させて30分間攪拌した。飽和重曹水(75mL)とクロロ
ホルム(75mL)を加えて有機層を分離後、有機層を飽和重曹水で洗浄した。水層をクロロ
ホルムで逆抽出して混合後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去後、粗生
成物をシリカゲルカラムクロマトグラフを用いて精製した(ヘキサン-酢酸エチル-トリエ
チルアミン=50:50:2)。溶出物を飽和重曹水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、
濃縮して純粋な生成物5b(765mg, 1.2mmol)を得た。31P NMR(121 MHz, CDCl3) δ 144.6
. FAB-HRMS: calcd for C35H43N3O6PBi+(M + H+) 660.2659, found 660.2658.

5’-O-(tert-ブチルジフェニルシリル)-3’-O-[(2R,4S,5R)-3-メチル-4,5-ジフェニル-1,
3,2-オキサザホスホリジン-2-イル]チミジン [5c]の合成.
5’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン(721mg, 1.5mmol)をTHF(7.5mL)とトリ
エチルアミン(7.5mmol)に溶解して-78℃に冷却した。0.22MTHF溶液の3c(7.5mL, 1.65m
mol)を滴下し、室温まで上昇させて30分間攪拌した。飽和重曹水(75mL)とクロロホル
ム(75mL)を加えて有機層を分離後、有機層を飽和重曹水で洗浄した。水層をクロロホル
ムで逆抽出して混合後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去後、粗生成物
をシリカゲルカラムクロマトグラフを用いて精製した(ヘキサン-酢酸エチル-トリエチル
アミン=67:33:2から0:100:2)。溶出物を飽和重曹水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾
燥させ、濃縮して純粋な生成物5c(1.41g, 1.9mmol)を得た。31P NMR(121 MHz, CDCl3)
δ 142.3. FAB-HRMS: calcd for C41H47N3O6PBi+(M + H+) 736.2972, found 736.2975.

(Sp)-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エニウム 5’-O-(tert-ブチルジフェニルシ
リル)チミジン-3’-イル3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン-5’-イル ホスホ
ロチオエート [(Sp)-11]
の合成.
Figure 2005046073

5′-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine (721 mg, 1.5 mmol) is dissolved in THF (7.5 mL) and triethylamine (7.5 mmol) and cooled to −78 ° C. 0.22MTHF solution (5R) -3a (7.5mL,
1.65 mmol) was added dropwise, the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 30 minutes. Saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (75 mL) and chloroform (75 mL) were added to separate the organic layer, and the organic layer was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate. The aqueous layer was back extracted with chloroform, mixed, and dried over anhydrous sodium sulfate. After evaporating the solvent under reduced pressure, the crude product was purified using silica gel column chromatography (hexane-ethyl acetate-triethylamine = 50: 50: 2). The eluate was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, dried over anhydrous sodium sulfate,
Concentration gave pure product 5b (765 mg, 1.2 mmol). 31 P NMR (121 MHz, CDCl 3 ) δ 144.6
FAB-HRMS: calcd for C 35 H 43 N 3 O 6 PBi + (M + H + ) 660.2659, found 660.2658.

5'-O- (tert-butyldiphenylsilyl) -3'-O-[(2R, 4S, 5R) -3-methyl-4,5-diphenyl-1,
Synthesis of 3,2-oxazaphospholidin-2-yl] thymidine [5c].
5′-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine (721 mg, 1.5 mmol) was dissolved in THF (7.5 mL) and triethylamine (7.5 mmol) and cooled to −78 ° C. 0.22MTHF solution 3c (7.5mL, 1.65m
mol) was added dropwise, and the mixture was raised to room temperature and stirred for 30 minutes. Saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (75 mL) and chloroform (75 mL) were added to separate the organic layer, and the organic layer was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate. The aqueous layer was back extracted with chloroform, mixed, and dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off under reduced pressure, the crude product was purified using silica gel column chromatography (hexane-ethyl acetate-triethylamine = 67: 33: 2 to 0: 100: 2). The eluate was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated to give pure product 5c (1.41 g, 1.9 mmol). 31 P NMR (121 MHz, CDCl 3 )
δ 142.3. FAB-HRMS: calcd for C 41 H 47 N 3 O 6 PBi + (M + H + ) 736.2972, found 736.2975.

(Sp) -1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-enium 5'-O- (tert-butyldiphenylsilyl) thymidine-3'-yl 3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine -5'-yl phosphorothioate [(Sp) -11]
Synthesis of.

Figure 2005046073

0.22Mアセトニトリル溶液の1f(500μL, 100μmol)に(Rp)-5a(39.6mg, 60μmol)を加
えた。5分後に無水ピリジン(500μmol)と無水酢酸(100μmol)を加え、さらに30秒
後に3H-1,2-ベンゾジチオール-3-オン 1,1-ジオキシド(12mg,60μmol)を加えた。さら
に3分後、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エン(74.6μL,500μmol)を加えて50
℃で30分攪拌した。反応溶液を冷却後クロロホルム(3mL)で希釈し、0.2Mのリン酸緩
衝液(pH7.0,3mL)で洗浄し、水層をクロロホルムで逆抽出した。有機層を混合後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥させる。残査をPTLCによって精製後、残査をクロロホルム(3mL)
に溶解して0.2M炭酸水素1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エニウム溶液で洗浄し、
濃縮して生成物11(50.4mg, 47μmol)を得た。

(Rp)-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エニウム 5’-O-(tert-ブチルジフェニルシ
リル)チミジン-3’-イル3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン-5’-イル ホスホ
ロチオエート [(Rp)-11]の合成.
出発物質として(Sp)-5aを用い、上記と同様に合成した。60μmolから39.6mg, 60μmol。

1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エニウム 5’-O-(tert-ブチルジフェニルシリル)
チミジン-3’-イル3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン-5’-イル ホスホロチオ
エート (11)の合成
常用のH-ホスホネート法(Kers, A.; Kers, I.;Kraszewski, A.; Sobkowski, M.; Szabo
´, T.; Thelin, M.; Zain,R.;Stawinski,J.Nucleosides Nucleotides 1996,15(1-3),361
-378.)に従い、ジアステレオマーの混合物[(Rp)-11:(Sp)-11=46:54]の混合物として11を
合成した。

(Sp)-アンモニウム チミジン-3’-イル チミジン-5’-イル ホスホロチオエート ((Sp)
-12a)の合成
(Sp)-11(50.4mg, 47μmol)をトリエチルアミントリヒドロフルオライド(500μL)に溶
かし室温で15時間攪拌した。0.1Mの酢酸アンモニウム緩衝液(3mL)を加えてエーテル
で洗浄し、有機層を濃縮した。残査を逆送クロマトで精製し、(Sp)-12aの精製物(20.5m
g, 35.4μmol)を得た。

(Rp)-アンモニウム チミジン-3’-イル チミジン-5’-イル ホスホロチオエート ((Rp)-
12a)の合成
(Rp)-11(52.9 mg, 49μmol)を出発物質として用いて、(Rp)-12aを得た。49μmolから20.6
mg, 36μmol。

アンモニウムチミジン-3’-イルチミジン-5’-イル ホスホロチオエート (12a)の合成
常用のH-ホスホネート法(Kers, A.; Kers, I.;Kraszewski, A.; Sobkowski, M.; Szabo
´, T.; Thelin, M.; Zain,R.;Stawinski,J.Nucleosides Nucleotides 1996,15(1-3),361
-378.)に従い、ジアステレオマーの混合物[(Rp)-12a:(Sp)-12a=41:59]の混合物として12
aを得た。


マニュアル固相合成
Figure 2005046073

(Rp) -5a (39.6 mg, 60 μmol) was added to 1f (500 μL, 100 μmol) of 0.22 M acetonitrile solution. After 5 minutes, anhydrous pyridine (500 μmol) and acetic anhydride (100 μmol) were added, and further 30 seconds later, 3H-1,2-benzodithiol-3-one 1,1-dioxide (12 mg, 60 μmol) was added. After an additional 3 minutes, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (74.6 μL, 500 μmol) was added and 50
Stir at 30 ° C. for 30 minutes. The reaction solution was cooled, diluted with chloroform (3 mL), washed with 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0, 3 mL), and the aqueous layer was back-extracted with chloroform. The organic layer is mixed and then dried over anhydrous sodium sulfate. After the residue was purified by PTLC, the residue was chloroform (3 mL)
And then washed with 0.2M 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-enium bicarbonate solution,
Concentration gave the product 11 (50.4 mg, 47 μmol).

(Rp) -1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-enium 5'-O- (tert-butyldiphenylsilyl) thymidine-3'-yl 3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine Synthesis of -5'-yl phosphorothioate [(Rp) -11].
Synthesis was performed in the same manner as described above, using (Sp) -5a as a starting material. 60μmol to 39.6mg, 60μmol.

1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-enium 5'-O- (tert-butyldiphenylsilyl)
Synthesis of thymidine-3'-yl 3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidin-5'-yl phosphorothioate (11) Conventional H-phosphonate method (Kers, A .; Kers, I .; Kraszewski, A .; Sobkowski, M .; Szabo
´, T .; Thelin, M .; Zain, R .; Stawinski, J. Nucleosides Nucleotides 1996, 15 (1-3), 361
-378.) 11 was synthesized as a mixture of diastereomeric mixtures [(Rp) -11: (Sp) -11 = 46: 54].

(Sp) -Ammonium thymidine-3'-yl thymidine-5'-yl phosphorothioate ((Sp)
-12a)
(Sp) -11 (50.4 mg, 47 μmol) was dissolved in triethylamine trihydrofluoride (500 μL) and stirred at room temperature for 15 hours. 0.1M ammonium acetate buffer (3 mL) was added and washed with ether, and the organic layer was concentrated. The residue was purified by reverse chromatography and purified (Sp) -12a (20.5m
g, 35.4 μmol).

(Rp) -Ammonium thymidine-3'-yl thymidine-5'-yl phosphorothioate ((Rp)-
Synthesis of 12a)
(Rp) -11 (52.9 mg, 49 μmol) was used as starting material to give (Rp) -12a. 49 μmol to 20.6
mg, 36 μmol.

Synthesis of ammonium thymidine-3'-ylthymidin-5'-yl phosphorothioate (12a) Conventional H-phosphonate method (Kers, A .; Kers, I .; Kraszewski, A .; Sobkowski, M .; Szabo
´, T .; Thelin, M .; Zain, R .; Stawinski, J. Nucleosides Nucleotides 1996, 15 (1-3), 361
-378.) As a mixture of diastereomers [(Rp) -12a: (Sp) -12a = 41: 59]
got a.


Manual solid phase synthesis

Figure 2005046073

上記反応式の13a-dにおいて、B1は、それぞれ、Th(チミン)、Ad(アデニン)、Cy(シト
シン)及びGu(グアニン)残基である。

3%TCAによる脱トリチル、ジクロロメタンおよびアセトニトリルによる洗浄、カップリン
グ(0.2M モノマー13a-d及び1.0M 1fのアセトニトリル溶液、9秒)、アセトニトリルに
よる洗浄、キャッピング[Ac2O-N-メチルイミダゾール-THF(1:2:7, v/v/v)、30秒]、ア
セトニトリルによる洗浄、硫化(ボカージ試薬)、アセトニトリルによる洗浄を繰り返し
た。各ステップの平均収率は97-98%であった。固相坦体をアンモニア水-ピリジン(9:1)
で55℃、30分処理してキラル補助基と核酸塩基の保護基を除去し、生成物を逆相クロ
マトによって分析、精製した。
Figure 2005046073

In 13a-d of the above reaction formula, B 1 is Th (thymine), Ad (adenine), Cy (cytosine), and Gu (guanine) residues, respectively.

Detrityl with 3% TCA, washing with dichloromethane and acetonitrile, coupling (0.2M monomer 13a-d and 1.0M 1f in acetonitrile, 9 seconds), washing with acetonitrile, capping [Ac 2 ON-methylimidazole-THF (1 : 2: 7, v / v / v), 30 seconds], washing with acetonitrile, sulfurization (Bocardi reagent), and washing with acetonitrile were repeated. The average yield for each step was 97-98%. Solid phase carrier is ammonia water-pyridine (9: 1)
At 55 ° C. for 30 minutes to remove the chiral auxiliary and nucleobase protecting group, and the product was analyzed and purified by reverse phase chromatography.

以下、「T」はチミジンホスフェート、「TPS」はチミジンホスホロチオエートを表す。

All-(Rp)-[TPS]3T (15)の合成.
上記の方法に従い、HCPに結合した5’-O-(DMTr)チミジン3’-O-サクシネートから、15の
粗生成物を得た。各ステップ平均収率は98%であった。生成物はMALDI-TOF-MSによって確
認した(m/z 1201(M-H+)-)。生成物を逆相クロマトで精製した。収率80%。

All-(Sp)-[TPS]3T (16)の合成.
上記の方法に従い、HCPに結合した5’-O-(DMTr)チミジン3’-O-サクシネートから、16の
粗生成物を得た。各ステップ平均収率は98%であった。収率78%。

all-(Rp)-d[CPSAPSGPS]T
(17)の合成.
上記の方法に従い、HCPに結合した5’-O-(DMTr)チミジン3’-O-サクシネートから、17の
粗生成物を得た。各ステップ平均収率は98%であった。生成物はMALDI-TOF-MSによって確
認した(m/z 1220(M-H+)-)。収率75%。

All-(Rp)-[TPS]9T (18)の合成.
上記の方法に従い、HCPに結合した5’-O-(DMTr)チミジン3’-O-サクシネートから、18の
粗生成物を得た。各ステップ平均収率は98%であった。生成物はMALDI-TOF-MSによって確
認した(m/z 3121(M-H+)-)。収率75%。
Hereinafter, “T” represents thymidine phosphate and “T PS ” represents thymidine phosphorothioate.

Synthesis of All- (Rp)-[T PS ] 3 T (15).
According to the above method, 15 crude products were obtained from 5′-O- (DMTr) thymidine 3′-O-succinate bound to HCP. The average yield for each step was 98%. The product was confirmed by MALDI-TOF-MS (m / z 1201 (M-H +)-). The product was purified by reverse phase chromatography. Yield 80%.

Synthesis of All- (Sp)-[T PS ] 3 T (16).
According to the above method, 16 crude products were obtained from 5'-O- (DMTr) thymidine 3'-O-succinate conjugated to HCP. The average yield for each step was 98%. Yield 78%.

all- (Rp) -d [C PS A PS G PS ] T
Synthesis of (17).
According to the method described above, 17 crude products were obtained from 5′-O- (DMTr) thymidine 3′-O-succinate bound to HCP. The average yield for each step was 98%. The product was confirmed by MALDI-TOF-MS (m / z 1220 (M-H +)-). Yield 75%.

Synthesis of All- (Rp)-[T PS ] 9 T (18).
According to the above method, 18 crude products were obtained from 5′-O- (DMTr) thymidine 3′-O-succinate conjugated to HCP. The average yield for each step was 98%. The product was confirmed by MALDI-TOF-MS (m / z 3121 (M-H +)-). Yield 75%.

[実施例7]オリゴヌクレオシドボラノホスフェートの立体配置を制御する合成
(Sp)-11を合成する工程において、3H-1,2-ベンゾジチオール-3-オン1,1-ジオキシドの
代わりにBH3・SMe2を用い、マニュアル固相合成におけるボカージ試薬による硫化の代わ
りにBH3・SMe2によるホウ素化を行う他は、実施例6の手順に従い、オリゴヌクレオシド
ボラノホスフェートを合成する。

[実施例8]2’-デオキシチミジン 5’-[α-(Rp)-ボラノ]三リン酸の製造
[Example 7] Synthesis for controlling the configuration of oligonucleoside boranophosphate
In the process of synthesizing (Sp) -11, instead of 3H-1,2-benzodithiol-3-one 1,1-dioxide, BH 3 · SMe 2 is used instead of sulfidation by Bocage reagent in manual solid phase synthesis The oligonucleoside boranophosphate is synthesized according to the procedure of Example 6 except that boronation with BH 3 · SMe 2 is performed.

[Example 8] Production of 2'-deoxythymidine 5 '-[α- (Rp) -borano] triphosphate

Figure 2005046073

3’-O-アセチル-5’-O-[(2R,5R)-3-メチル-5-フェニル-1,3,2-オキサザホスホリジン-2-
イル]チミジン[(Rp)-2]の合成
3’-O-アセチルチミジン(1.5mmol)をTHF(7.5mL)とトリエチルアミン(7.5mmol)に溶
解して-78℃に冷却する。0.22M溶液の(5R)-1(7.5mL, 1.65mmol)を滴下し、室温まで上
昇させて30分間攪拌する。飽和重曹水(75mL)とクロロホルム(75mL)を加えて有機層を
分離後、有機層を飽和重曹水で洗浄する。水層をクロロホルムで逆抽出して混合後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥させる。溶媒を減圧留去後、粗生成物をシリカゲルカラムクロマト
グラフを用いて精製した(ヘキサン-酢酸エチル-トリエチルアミン=50:50:2)。溶出物を
飽和重曹水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して純粋な生成物(Rp)-2(1.
2 mmol)を得る。

2’-デオキシチミジン 5’-[α-(Rp)-ボラノ]三リン酸の合成
0.2Mアセトニトリル溶液のN-シアノメチルピロリジニウムトリフラート(500μL, 100μm
ol)と2,6-ジニトロフェノール(50μmol)に(Rp)-2(39.6mg, 60μmol)を加える。5分
後にボラン-ジメチルスルフィド錯体(60μmol)を加え、8分後に無水ピリジン(500μm
ol)と無水酢酸(100μmol)を加える。さらに3分後にテトラ(トリ-n-ブチルアンモニ
ウム)ピロリン酸(60μmol)を加えて1時間攪拌する。反応溶液をクロロホルム(3mL)
で希釈し、0.2Mのリン酸緩衝液(pH7.0,
3mL)で洗浄し、水層をクロロホルムで逆抽出する。有機層を混合後、無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥させる。残査を25%アンモニア水-ピリジン(9:1)中55℃で30分反応させてキラ
ル補助基と保護基を除去し、冷却後に濃縮する。残査を水に溶解してエーテルで洗浄し、
水を減圧留去後、粗生成物をイオン交換クロマトグラフHPLCを用いて精製して純粋な生成
物(Rp)-7(35.4 μmol)を得る。
Figure 2005046073

3'-O-acetyl-5'-O-[(2R, 5R) -3-methyl-5-phenyl-1,3,2-oxazaphosphoridine-2-
Synthesis of [Il] thymidine [(Rp) -2]
3′-O-acetylthymidine (1.5 mmol) is dissolved in THF (7.5 mL) and triethylamine (7.5 mmol) and cooled to −78 ° C. Add a 0.22M solution of (5R) -1 (7.5 mL, 1.65 mmol) dropwise, warm to room temperature and stir for 30 minutes. Saturated aqueous sodium bicarbonate (75 mL) and chloroform (75 mL) are added to separate the organic layer, and the organic layer is washed with saturated aqueous sodium bicarbonate. The aqueous layer is back-extracted with chloroform, mixed and dried over anhydrous sodium sulfate. After evaporating the solvent under reduced pressure, the crude product was purified using silica gel column chromatography (hexane-ethyl acetate-triethylamine = 50: 50: 2). The eluate was washed with saturated aqueous sodium bicarbonate, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated to give pure product (Rp) -2 (1.
2 mmol) is obtained.

Synthesis of 2'-deoxythymidine 5 '-[α- (Rp) -borano] triphosphate
0.2M N-cyanomethylpyrrolidinium triflate in acetonitrile solution (500μL, 100μm
ol) and 2,6-dinitrophenol (50 μmol) add (Rp) -2 (39.6 mg, 60 μmol). After 5 minutes, borane-dimethyl sulfide complex (60 μmol) was added, and after 8 minutes anhydrous pyridine (500 μm)
ol) and acetic anhydride (100 μmol). Further, after 3 minutes, tetra (tri-n-butylammonium) pyrophosphate (60 μmol) is added and stirred for 1 hour. The reaction solution was chloroform (3 mL)
Diluted with 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0,
3 mL) and back-extract the aqueous layer with chloroform. The organic layer is mixed and then dried over anhydrous sodium sulfate. The residue is reacted in 25% aqueous ammonia-pyridine (9: 1) at 55 ° C. for 30 minutes to remove the chiral auxiliary and protecting group, and concentrated after cooling. Dissolve the residue in water and wash with ether,
After distilling off water under reduced pressure, the crude product is purified using ion exchange chromatography HPLC to obtain a pure product (Rp) -7 (35.4 μmol).

また上記の手法を改良し、つまり、市販の2’保護リボヌクレオシドを用いることによ
り光学活性なボラノ修飾RNAの合成が可能である。
Further, by improving the above-described method, that is, by using a commercially available 2′-protected ribonucleoside, it is possible to synthesize optically active borano-modified RNA.

ボラノ修飾リボヌクレオシド三リン酸の構造を以下に示す。以下の構造において、Base
は、アデニン、シトシン、グアニン、ウラシルなどである。
The structure of borano-modified ribonucleoside triphosphate is shown below. In the following structure, Base
Are adenine, cytosine, guanine, uracil and the like.

Figure 2005046073
Figure 2005046073

実施例1で作製したdsDNAの電気泳動写真である。1および10は天然型DNAのレーン、2は天然型dATP+dCTP+dGTPおよびdTTP-αB(NH4HCO3の添加あり)のレーン、3は天然型dATP+dCTP+dGTPおよびdTTP-αBのレーン、MはDNAマーカー、4は 天然型dCTP+dGTPおよびdATP-aB+dTTP-αBのレーン、5は天然型dTTPおよびdATP-aB+ dGTP-aB+dCTP-αBのレーン、6は 天然型dCTPおよびdATP-aB+ dGTP-aB+dTTP-αBのレーン、7は 天然型dGTPおよびdATP-aB+ dCTP-aB+dTTP-αBのレーン、8は 天然型dATPおよびdGTP-aB+ dCTP-aB+dTTP-αBのレーン、9は dATP-aB+ dGTP-aB+ dCTP-aB+dTTP-αBのレーンである。2 is an electrophoresis photograph of dsDNA prepared in Example 1. 1 and 10 are natural DNA lanes, 2 are natural dATP + dCTP + dGTP and dTTP-αB (with NH 4 HCO 3 added) lanes, 3 are natural dATP + dCTP + dGTP and dTTP-αB lanes , M is a DNA marker, 4 is a lane of natural dCTP + dGTP and dATP-aB + dTTP-αB, 5 is a lane of natural dTTP and dATP-aB + dGTP-aB + dCTP-αB, 6 is a natural dCTP and dATP -aB + dGTP-aB + dTTP-αB lane, 7 is natural dGTP and dATP-aB + dCTP-aB + dTTP-αB lane, 8 is natural dATP and dGTP-aB + dCTP-aB + dTTP-αB lane, 9 is a lane of dATP-aB + dGTP-aB + dCTP-aB + dTTP-αB.

同様にU6プロモータを有するプラズミドでも含ホウ素PCR生成物が得られた。1A, 2G, 3C, 4T, 5AG, 6AC, 7AT, 8GC, 9GT, 10CT, 11AGC,12AGT, 13ACT, 14GCT, 15AGCT, 16naturalSimilarly, a boron-containing PCR product was obtained with a plasmid having a U6 promoter. 1A, 2G, 3C, 4T, 5AG, 6AC, 7AT, 8GC, 9GT, 10CT, 11AGC, 12AGT, 13ACT, 14GCT, 15AGCT, 16natural

若干の条件検討の結果、すべての塩基の組み合わせにおいてホウ素が導入されたPCR生成物が得られた。1AT,2AGT, 3ACT, 4GCT, 5AGCT,As a result of some conditions, a PCR product in which boron was introduced in all combinations of bases was obtained. 1AT, 2AGT, 3ACT, 4GCT, 5AGCT,

#1はSYBRGold染色の結果、#2はホスホロ造影剤(RI)による結果を示す。AはRNAマーカー(500ntおよび200nt)のレーン、Bは対照RNA(1800nt)のレーン、Cは天然型dNTPのレーン、Dは天然型dATP+dCTP+dGTPおよびdTTP-αBのレーンである。# 1 shows the result of SYBRGold staining, and # 2 shows the result of phosphor contrast medium (RI). A is a lane for RNA markers (500 nt and 200 nt), B is a lane for control RNA (1800 nt), C is a lane for natural dNTP, and D is a lane for natural dATP + dCTP + dGTP and dTTP-αB.

dTTP-αBの質量分析スペクトルである。It is a mass spectrometry spectrum of dTTP-αB.

RNAi実験の結果細胞内の効果に関して、含ホウ素DNAも天然体と同程度の優れた活性を有する。HeLaS3細胞を培養後、OPTI-MEM(50mL)、Lipofectamine2000(1mg)、pRL-RSV(20ng)、pGL3(50ng)存在下、PCR生成物(100ng)を作用させる。37℃で24時間後作用させた後、Dual Luciferase Reporter Assay System(Promega社)を用いて発現量を測定した。1: H1 promoter control2: H1 promoterPCR-natural3: H1 promoter PCR-CTaB4: H1 promoter PCR-fullaB6: pU6-90 promotercontrol7: pU6-90 promoterPCR-natural8: pU6-90 promoterPCR-CTaB9: pU6-90 promoterPCR-fullaBAs a result of the RNAi experiment, boron-containing DNA has an excellent activity comparable to that of a natural product in terms of intracellular effects. After culturing HeLaS3 cells, a PCR product (100 ng) is allowed to act in the presence of OPTI-MEM (50 mL), Lipofectamine 2000 (1 mg), pRL-RSV (20 ng), and pGL3 (50 ng). After 24 hours of action at 37 ° C., the expression level was measured using Dual Luciferase Reporter Assay System (Promega). 1: H1 promoter control2: H1 promoterPCR-natural3: H1 promoter PCR-CTaB4: H1 promoter PCR-fullaB6: pU6-90 promotercontrol7: pU6-90 promoterPCR-natural8: pU6-90 promoterPCR-CTaB9: pU6-90 promoterPCR-fullaB

配列番号1は、実施例2で用いたプライマー1の塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 1 shows the base sequence of primer 1 used in Example 2.

配列番号2は、実施例2で用いたプライマー2の塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 2 shows the base sequence of primer 2 used in Example 2.

配列番号3は、実施例2で用いたテンプレートの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 3 shows the base sequence of the template used in Example 2.

配列番号4は、PCRに用いたプライマーの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 4 shows the base sequence of the primer used for PCR.

配列番号5は、PCRに用いたプライマーの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 5 shows the nucleotide sequence of a primer used for PCR.

配列番号6は、PCRに用いたプライマーの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 6 shows the base sequence of the primer used for PCR.

配列番号7は、PCRに用いたプライマーの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 7 shows the base sequence of the primer used for PCR.

配列番号8は、機能性RNAの塩基配列を示す。   SEQ ID NO: 8 shows the base sequence of functional RNA.

配列番号9は、機能性RNAの塩基配列を示す。
SEQ ID NO: 9 shows the base sequence of functional RNA.

Claims (26)

少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素原子が他
の原子および/または基に置換された修飾型DNAあるいはRNAであって、RNAの転
写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる、または遺伝子の発現抑制として
機能しうる前記修飾型DNAあるいはRNAをテンプレートとして用いることを特徴とす
る、RNAの転写および/または増幅方法。
A modified DNA or RNA in which a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, and a template for transcription and / or amplification of RNA A method for transcription and / or amplification of RNA, wherein the modified DNA or RNA that can function as a gene or function as a gene expression suppressor is used as a template.
修飾型DNAあるいはRNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水
酸基がボラノ基に置換されているDNAあるいはRNAである請求項1記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the modified DNA or RNA is a DNA or RNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
修飾型DNAあるいはRNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水
酸基が光学活性ボラノ基に置換されている完全化学合成されたDNAあるいはRNAであ
る請求項1記載の方法。
The method according to claim 1, wherein the modified DNA or RNA is a completely chemically synthesized DNA or RNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with an optically active borano group.
少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素原子が他
の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNAの転写および/また
は増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAからなる、RNA転写および/
または増幅のためのテンプレート。
A modified DNA in which a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, and functions as a template for RNA transcription and / or amplification RNA transcription and / or consisting of said modified DNA
Or a template for amplification.
修飾型DNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基がボラノ基
に置換されているDNAである請求項4記載のテンプレート。
The template according to claim 4, wherein the modified DNA is a DNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基が他の原子または基に置換
された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RNA転写および/または増幅
ためのテンプレート作製用キット。
A template preparation kit for RNA transcription and / or amplification comprising a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group .
修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、α−リン酸部分のリンに結合している水酸
基がボラノ基に置換されている2’-デオキシリボヌクレオシド三リン酸である請求項6記
載のキット。
The kit according to claim 6, wherein the modified deoxyribonucleoside triphosphate is 2'-deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in the α-phosphate moiety is substituted with a borano group.
糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基が他の原子または基に置換
された修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸を含む、RNA転写および/または増幅
用キット。
A kit for RNA transcription and / or amplification comprising a modified deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is substituted with another atom or group.
修飾型デオキシリボヌクレオシド三リン酸が、α−リン酸部分のリンに結合している水酸
基がボラノ基に置換されている2’-デオキシリボヌクレオシド三リン酸である請求項8記
載のキット。
The kit according to claim 8, wherein the modified deoxyribonucleoside triphosphate is 2'-deoxyribonucleoside triphosphate in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in the α-phosphate moiety is substituted with a borano group.
糖に直接結合しているリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素原子が
他の原子および/または基に置換された修飾型DNAであって、RNAの転写および/ま
たは増幅のテンプレートとして機能しうる前記修飾型DNAを含む、RNA転写および/
または増幅用キット。
A modified DNA in which a hydroxyl group and / or an oxygen atom bonded to phosphorus of a phosphate moiety directly bonded to a sugar is replaced with another atom and / or group, and the transcription and / or amplification of RNA RNA transcription and / or comprising said modified DNA that can function as a template
Or amplification kit.
修飾型DNAが、少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基がボラノ基
に置換されているDNAである請求項10記載のキット。
The kit according to claim 10, wherein the modified DNA is a DNA in which a hydroxyl group bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with a borano group.
少なくとも1箇所のリン酸部分のリンに結合している水酸基および/または酸素原子が他
の原子および/または基に置換された修飾型DNAあるいはRNAであって、RNAの転
写および/または増幅のテンプレートとして機能しうる、または遺伝子の発現抑制として
機能しうる前記修飾型DNAあるいはRNA。
A modified DNA or RNA in which a hydroxyl group and / or oxygen atom bonded to phosphorus in at least one phosphate moiety is substituted with another atom and / or group, and a template for transcription and / or amplification of RNA The modified DNA or RNA, which can function as a gene or can suppress the expression of a gene.
細胞あるいは組織に導入し、機能性核酸を細胞あるいは組織内で発現させることができる
請求項12記載の修飾型DNA。
The modified DNA according to claim 12, which can be introduced into a cell or tissue to allow the functional nucleic acid to be expressed in the cell or tissue.
発現する機能性核酸がsiRNAあるいはヘアピンRNAを含む二本鎖RNAである請求項13記載
の修飾型DNA。
The modified DNA according to claim 13, wherein the functional nucleic acid to be expressed is a double-stranded RNA containing siRNA or hairpin RNA.
発現する機能性核酸がリボザイムである請求項13記載の修飾型DNA。 The modified DNA according to claim 13, wherein the functional nucleic acid to be expressed is a ribozyme. 発現する機能性核酸がアンチセンスRNAである請求項13記載の修飾型DNA。 The modified DNA according to claim 13, wherein the functional nucleic acid to be expressed is an antisense RNA. 発現する機能性核酸の標的がウィルスあるいは癌に関連する遺伝子である請求項13〜1
6のいずれかに記載の修飾型DNA。
The functional nucleic acid target to be expressed is a gene related to a virus or cancer.
6. The modified DNA according to any one of 6.
ウイルスがHIV、HCV及びHBVからなる群より選択される請求項17記載の修飾型DNA. The modified DNA according to claim 17, wherein the virus is selected from the group consisting of HIV, HCV and HBV. 細胞あるいは組織に導入し、遺伝子の発現を抑制することができる請求項12記載の修飾
型DNAあるいはRNA。
The modified DNA or RNA according to claim 12, which can be introduced into a cell or tissue to suppress gene expression.
修飾型RNAがアンチセンスRNAである請求項19記載の修飾型RNA。 The modified RNA according to claim 19, wherein the modified RNA is an antisense RNA. 修飾型RNAがsiRNAおよびヘアピンRNAを含む二本鎖RNAである請求項19記載の修飾
型RNA。
The modified RNA according to claim 19, wherein the modified RNA is a double-stranded RNA containing siRNA and hairpin RNA.
修飾型DNAがDNAザイムである請求項19記載の修飾型DNA。 The modified DNA according to claim 19, wherein the modified DNA is a DNAzyme. 請求項12〜22のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを含む組成物。 A composition comprising the modified DNA or RNA according to any one of claims 12 to 22. 請求項12〜22のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを含む医薬組成物。 A pharmaceutical composition comprising the modified DNA or RNA according to any one of claims 12 to 22. 請求項19〜21のいずれかに記載の修飾型RNAをin vitro転写によって作成する方法
A method for producing the modified RNA according to any one of claims 19 to 21 by in vitro transcription.
請求項12〜22のいずれかに記載の修飾型DNAあるいはRNAを光学活性なボラノ基を
含むヌクレオチドより合成する方法。

A method for synthesizing the modified DNA or RNA according to any one of claims 12 to 22 from a nucleotide containing an optically active borano group.

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