[发明专利]适体调节的核酸及其应用

说明书

发明背景

近年来，已清楚地认识到顺式和反式RNA元件是重要的基固表达调节物。细胞使用不同的基于非编码RNA的元件来调节复杂的遗传网络，例如与发育时机和昼夜节律钟有关的那些(Banerjee等，Bioessays24，119-29(2002)；和Kramer等，Nature 421，948-52(2003))。反义RNAs是与靶信使RNA(mRNA)互补区段结合并通过诸如靶向衰减(targetingdecay)、阻断翻译和改变剪接模式的机制调节基因表达的小反式作用RNAs(taRNAs)(Good，Cell MoI Life Sci 60，823-4(2003)；Good，CellMoI Life Sci 60，854-61(2003)；和Vacek等，Cell MoI Life Sci 60，825-33(2003))。在后生动物基因调节中很可能广泛分布着通过与mRNA和基因组中的互补序列相互作用而影响翻译或衰减RNA的微小RNAs(miRNAs)、小taRNAs(Bartel，Cell 116，281-97(2004))。在后生动物中，小干扰RNAs(siRNAs)和双链RNAs(dsRNAs)通过RNA干扰(RNAi)途径能精确地靶向mRNAs并抑制它们的表达，被认为是细胞宿主防御系统的一部分(Scherer，Curr Pharm Biotechnol 5，355-60(2004))。核酶是具有催化功能的RNA分子，并已显示被病毒使用以调节基因表达(Lilley，Trends Biochem Sci 28，495-501(2003))。核糖开关(Riboswitches)，mRNAs中的顺式作用代谢物结合结构，通过调节翻译起始、破坏转录终止或通过核酶机制切割mRNA控制基因表达(Mandal等，Nat Struct MoI Biol 11，29-35(2004)；Winkler，Nature 419，952-6(2002)；和Winkler，Nature 428，281-6(2004))。近来的研究已证实在从原核生物到人的不同群体中，普遍存在这些基于RNA的调节物(Barrick等，Proc Natl Acad Sci USA 101，6421-6(2004)；Yelin等，NatBiotechnol 21，379-86(2003)；和Lavorgna等，Trends Biochem Sci 29，88-94(2004))。

研究人员已能利用这一相对容易的手段产生RNA文库并对其搜寻以创建具有新的功能特性的基于RNA的合成分子。适体是与所选择的配体以高亲和力相互作用并特异于其的核酸结合物。这些分子是通过被称为体外选择或SELEX(指数富集法配体进化)的重复的选择和扩增循环所产生的(Ellington等，Nature 346，818-22(1990)；和Tuerk等，Science 249，505-10(1990))。已选择获得能与不同的靶例如染料、蛋白质、肽、芳香族小分子、抗生素和其它生物分子结合的适体(Hermann等，Science 287，820-5(2000))。业已开发了高通量方法和实验室自动化操作，以一种快速且平行的方法产生适体(Cox等，Nucleic Acids Res30，e108(2002))。研究人员已证实适体能将别构调节特性赋予其他功能性RNA分子。这样的别构调节策略已被用于构建并选择体外信号适体、体外传感物和体外别构调节核酶(Jhaveri等，Nat Biotechnol 18，1293-7(2000)；Roth等，Methods MoI Biol 252，145-64(2004)；和Stojanovic等，J Am Chem Soc 126，9266-70(2004))。