DNA triple spiraldannelse: et potentielt værktøj til genetisk reparation

A. Nayak, P. Khare, M. K. Chourasia, O. Silakari og D. V. Kohli*

Institut for farmaceutisk videnskab, Dr. Hari Singh Gour Vishvavidyalaya, Sagar-470 003, Indien

*tilsvarende forfatter: D. V. Kohli
Institut for farmaceutisk videnskab, Dr. Hari Singh Gour Vishvavidyalaya, Sagar-470 003, Indien * tilsvarende forfatter: D. V. Kohli
Institut for farmaceutisk videnskab farmaceutisk videnskab, Dr. Hari Singh Gour vishavidyalaya, Sagar-470 003, Indien
E-mail:

Date of Submission 25 March 2004
Date of Revision 06 July 2006
Date of Acceptance 05 November 2006
Indian J Pharm Sci, 2006, 68 (6): 697-704

DOI: 10.4103/0250-474X.30999

Abstract

DNA triple helices offer new perspectives towards oligonucleotide-directed gene regulation. Triple spiraldannende oligonukleotider, der binder til dobbeltstrenget DNA, er af særlig interesse, da de er målrettet mod selve genet snarere end til dets mRNA-produkt (som i antisense-strategien). Imidlertid kan den dårlige stabilitet i nogle af disse strukturer begrænse deres anvendelse under fysiologiske forhold. Specifikke ligander kan interkalere i DNA triple helices og stabilisere dem. Denne gennemgang opsummerer de seneste fremskridt på dette område, samtidig med at den fremhæver store hindringer, der stadig skal overvindes, inden anvendelsen af Tripleks-teknologi til terapeutisk genreparation kan opnås.Triple spiraldannelse (fig. 1) For nylig har været i fokus af betydelig interesse på grund af mulig anvendelse i udvikling af nye molekylærbiologiske værktøjer såvel som terapeutiske midler og på grund af den mulige relevans af H-DNA-strukturer i biologiske systemer . I intermolekylære strukturer er en oligopyrimidin-oligopurinsekvens af DNA-dupleks bundet af et tredje streng oligonukleotid i hovedrillen .

figur

Figur 1: DNA triple spiral

to hovedtyper af triple helices er blevet beskrevet, afhængigt af orienteringen af den tredje streng . De første rapporterede triple-spiralformede komplekser involverede pyrimidisk tredje streng, hvis binding hviler på Hoogsteen hydrogenbindinger mellem et T-A basepar og thymin og mellem et C-G basepar og protoneret cytosin . Det (T, C)-holdige oligonukleotid binder parallelt med oligopurinstrengen i det såkaldte pyrimidinmotiv. En anden kategori af tredobbelte helices indeholder puriner i den tredje streng, som er orienteret antiparallelt til oligopurinstrengen. C * G-kur G og T·A-kur a-basetrilletter dannes efter en omvendt Hoogsteen-hydrogenbindingsordning . Oligonukleotider indeholdende T og G kan også danne tredobbelte helices, hvis orientering afhænger af basissekvensen .Triple spiraldannelse tilbyder et direkte middel til selektivt at manipulere genekspression i celler, hvor DNA triple helices tilbyder nye perspektiver mod oligonukleotidstyret genregulering (fig. 2). Syntetiske Triple spiraldannende oligonukleotider (TFOs) binder med høj affinitet og specificitet til purinstrengen i den store rille af homopurin – homopyrimidinsekvens i dobbeltstrenget DNA .

figur

figur 2: TFO ‘er forhindrer transkription af muteret gen

TFO’ er er gode kandidater til at blive brugt som stedsspecifikke DNA-bindemidler, og de undersøges for deres anvendelse som potentielle terapeutiske midler. De er blevet undersøgt i antisense-applikationer, hvor de er designet til at målrette mRNA ‘ er, antigenapplikationer, hvor de kontrollerer genekspression via tredobbelt spiraldannelse og i applikationer, der er målrettet mod proteiner, hvor de bruges som aptamere .

TFOs kan også bruges i genterapi, hvor de målretter mod DNA-sekvens af muteret gen for at forhindre dets transkription. Purinrige kanaler findes ofte i genpromotorregioner, og TFO ‘ er rettet mod disse regulatoriske steder har vist sig at selektivt reducere transkription af de målrettede gener, sandsynligvis ved at blokere binding af transkriptionsaktivatorer og/eller dannelse af initieringskomplekser. Tripleksmedieret modulering af transkription har potentiel anvendelse i terapi, da den kan bruges; for eksempel at reducere niveauer af proteiner, der menes at være vigtige i sygdomsprocesser. TFO ‘ er kan også bruges som molekylære værktøjer til at studere genekspression, og de har vist sig at være effektive i forskellige genmålretningsstrategier i levende celler. TFO ‘ er kan binde til polypurin/polypyrimidinregioner i DNA på en sekvensspecifik måde. Specificiteten af denne binding rejser muligheden for at anvende tripleksdannelse til rettet genommodifikation med det endelige mål at reparere genetiske defekter i humane celler. Flere undersøgelser har vist, at behandling af pattedyrceller med TFOs kan fremkalde DNA-reparation og rekombination på en måde, der kan udnyttes til at indføre ønskede sekvensændringer. Der er rapporteret om en række undersøgelser, hvor oligonukleotider blev anvendt som antigenforbindelser i cellerne .Triple spiraldannelse er et resultat af oligoinukleotider, der binder med en høj specificitet af genkendelse til den store rille af dobbelt spiralformet DNA ved dannelse af hoogsteen-type bindinger med purinbaser af vand-Crick basepar, forbindelsen rationelt designet til kunstig regulering af genekspression . Tripleksdannelse kræver Mg2 + ioner, mens det hæmmes af K+ ioner.

i den tredobbelte spiral eller antigenstrategi binder oligonukleotidet sig i den store rille af dobbeltstrenget DNA via Hoogsteen hydrogenbinding for at danne en tredobbelt spiral . TFOs binder homopurin-homopyrimidinsekvenser i dobbeltstrenget DNA. Der er fire strukturelle motiver til tripleksdannelse, der er beskrevet baseret på den tredje strengs sammensætning og dens orientering i forhold til dupleksens purinrige streng. Purinmotiv TFO ‘ er (dem, der består af G og a) danner G*G:C og A*A:T tripletter og binder i antiparallel orientering med hensyn til dupleksens purinstreng. På den anden side danner pyrimidinmotiv TFOs (C/T) triplekser i parallel orientering og generelt kun ved lav pH på grund af nødvendigheden af, at cytosinbaserne protoneres for at danne Hoogsteenbindinger; de danner C+*G:C og T*A:T tripletter. Endelig binder blandede purin-og pyrimidin-TFOs i enten parallel eller antiparallel orientering og danner G*G:C og T*A:T tripletter. Orienteringen, hvor det blandede motiv TFOs binder, afhænger af antallet af GpA-og ApG-trin i homopurinkanalen . Den antiparallelle orientering foretrækkes af et større antal trin, mens et lavt antal trin favoriserer den parallelle orientering .

Når det bedste motiv til binding af en bestemt målsekvens er etableret, begrænser problemer med naturlige phosphodiesteroligonukleotider succesen med antigenmetoden og de terapeutiske anvendelser af oligonukleotider generelt. Oligonukleotider med den naturlige phosphodiester-rygrad er modtagelige for endo og eksonukleaser. Den dominerende aktivitet, der nedbryder oligonukleotider, er 3′-eksonukleaseaktivitet, men endonukleaseaktivitet er også blevet observeret i nogle indstillinger . Til anvendelse som terapeutiske midler in vivo skal TFOs således være i stand til at modstå både eksonuklease-og endonukleaseaktivitet for at nå deres mål. En rygradsmodifikation, der giver nuklease-resistens, men tillader binding til dobbeltstrenget DNA med høj affinitet, er påkrævet til in vivo-applikationer af TFO ‘ er.

Phosphorodiamidatmorpolinooligomerer er modificerede rygradsoligonukleotider, der tidligere er blevet undersøgt som antisense-midler . Morpholino oligonukleotider har en uladet rygrad, hvor DNA ‘ s deoksyribosesukker erstattes af en seksleddet ring, og phosphodiesterforbindelsen erstattes af en phosphorodiamidatforbindelse (fig. 3). Morpolinooligonukleotider er resistente over for nedbrydning og ser ud til at fungere som antisense-midler ved at standse translation eller interferere med præ-mRNA-splejsning snarere end ved at aktivere RNase h . De er med succes blevet leveret til vævskulturceller ved metoder, der fysisk forstyrrer cellemembranen, og en undersøgelse, der sammenlignede flere af disse metoder, viste, at skrabebelastning var den mest effektive leveringsmetode; men fordi morpolino-rygraden er uladet, er kationiske lipider ikke effektive mediatorer af morpolinooligonukleotidoptagelse i celler . En nylig rapport demonstrerede tripleksdannelse af et morpolinooligonukleotid, og på grund af den ikke-ioniske rygrad viste disse undersøgelser, at morpolinooligonukleotid var i stand til tripleksdannelse i fravær af magnesium .

figur

figur 3: strukturel præsentation af phosphodiester DNA og morpolino

kationer har vist sig at spille en vigtig rolle i tredobbelt spiraldannelse. Når phosphodiesteroligonukleotider anvendes som TFOs, kræves magnesium generelt til tripleksdannelse med purin og blandet motiv TFOs; det fremskynder også reaktionen og stabiliserer tripleksen dannet med pyrimidinmotiv tfos . Andre divalente kationer har vist sig at fungere i samme kapacitet som magnesium med hensyn til tripleksdannelse . Magnesium forekommer i en koncentration på ~0,8 mM i cellen og ~1,5 mM i blodet , men de fleste In vitro-tripleksreaktioner udføres i 5-10 mM MgCl2. Kalium forekommer i cellen i en koncentration på ~140 mM og ved 4 mM i blodet. Høje koncentrationer af kalium kan hæmme tripleksdannelse med guaninrige oligonukleotider designet som TFO ‘ er ved at favorisere andre sekundære DNA-strukturer, såsom dimerer og firdobler . Det vil være nødvendigt at overvinde phosphodiester TFOs ‘ begrænsede evne til at danne en Tripleks i lavt magnesium og højt kalium for at de kan være effektive under fysiologiske forhold. I en nylig undersøgelse af morpolino TFOs blev tripleksdannelse påvist i fravær af magnesium og i nærvær af kalium. Disse egenskaber gør morpolino TFOs gode kandidater til videre undersøgelse som antigenterapeutika.

molekylær modellering

DNA-tripleksstruktur kan konstrueres ved molekylær modelleringsteknikker ved hjælp af koordinater,der korrekt tager højde for sukkerkonformationen af (T, C) – motiv triple helices . Denne struktur er tættere på et B-form DNA som rapporteret af NMR-undersøgelser sammenlignet med den foreslåede struktur , baseret på fiber Røntgenstrålediffraktion. JUMNA-programmet tillader konstruktion af DNA-strukturer i henhold til deres spiralformede parametre . Et interkalationssted kan let oprettes i tripleksen ved at fordoble stigningsparameteren for to tilstødende T·A-T-basetrilletter (stigning = 6,8-liter) og derefter reducere vridningsparameteren mellem disse to trillinger fra 34-liter til 16-liter for at reducere bindingsafstandsbegrænsninger.

Ved hjælp af molekylær modellering kan man demonstrere muligheden for at danne en parallel tredobbelt spiral, hvor den enkelte streng interagerer med den intakte dupleks i den mindre rille via nye basisinteraktioner .

JUMNA bruger en blanding af spiralformede og interne koordinater (Valens og dihedrale vinkler) til at beskrive nukleinsyrefleksibilitet. De spiralformede parametre placerer hvert 3 ‘ monophosphatnukleotid i forhold til et fastakset system. Kryds mellem successive nukleotider opretholdes med kvadratiske begrænsninger på O5′-C5’ afstande. Ud over et reduceret antal variabler med hensyn til kartesiske koordinatprogrammer tillader valget af fysisk meningsfulde variabler store, samordnede konformationsbevægelser under minimering sammen med en effektiv kontrol af strukturen og let introduktion af begrænsninger eller begrænsninger. Tilgængelige værktøjer inkluderer både adiabatisk kortlægning og kombinatoriske søgninger med hensyn til valgte strukturelle parametre. Særlige forhold i Flekskraftfeltet inkluderer tilstedeværelsen af et specifikt udtryk for at tage højde for vinkelafhængigheden af hydrogenbinding og muligheden for elektrostatisk energiscreening med en sigmoidal dielektrisk funktion , larr (R) =D-(D-D0)/2 eksp (-RS), hvor R er afstanden mellem to ladninger. Hældningen S, plateauværdien ved lang afstand D og den oprindelige værdi D0 for funktionen er justerbare med standardværdier på henholdsvis 0,16, 80 og 1 ved hjælp af to antagelser, der allerede er anvendt til konstruktion af den tredobbelte spiral med mindre rille . For det første er basetrilletterne begrænset til at være coplanar for at undgå eventuelle InterBase triplet interaktioner. Sådanne interaktioner dannes let under konstruktionen af strakte spiraler, men kan ikke spille en rolle i genkendelse eller strengudveksling, da disse processer er uafhængige af den samlede sekvens. Det er blevet tjekket ud, at den optimerede struktur af minor-groove tripleksen er uafhængig af disse begrænsninger. Den anden antagelse, i tråd med støkiometrien af RecA/ DNA-komplekser, der viser tre nukleotider pr. Af denne grund har foreløbige undersøgelser været begrænset til sekvenser med trinukleotid-gentagelse.

specifikke begrænsninger eller begrænsninger er nødvendige for Tripleks konstruktion og manipulation. Disse omfatter” plateau ” begrænsninger og trinucleotid symmetri begrænsninger, beskrevet tidligere . “Plateau” -fastholdelsen opretholder Co-planariteten af baserne, der danner en triplet, samtidig med at de rotationer og forskydninger, der kræves til baseparskiftning, tillades. Trinukleotidsymmetribegrænsningen indebærer ækvivalensen af variablerne, der beskriver hver successiv gruppe af tre nukleotider. Strækning af dsDNA, således at drejningen falder, og den mindre rille åbnes, er tidligere opnået ved at begrænse afstanden mellem de terminale O3′ – atomer i trinukleotidsymmetrienheden. Denne tilbageholdenhed er blevet ændret lidt, fordi afstanden O3′-O3′ kan ændres ved en lateral forskydning af rygraden under strengudveksling. I et nyligt arbejde blev kun komponenten af O3′-O3′ vektoren parallel med spiralaksen fastholdt. Begrænsningerne på rillebredden, kalibreret ved hjælp af numeriske Poisson-Boltsmann elektrostatiske beregninger, blev brugt til at undgå indsnævring af rillen på grund af manglen på eksplicitte opløsningsmiddelmolekyler .baseparskiftning undersøges ved basisrotation ved hjælp af den tilgang, der er defineret af Bernet et al . Dette involverer en tilbageholdenhed, der anvendes på vinklen pri mellem den glykosidiske binding (purin: C1′-N9 eller pyrimidin: C1′-N1) og vektoren, der forbinder de to C1′ – atomer i et basepar, projiceret på planet vinkelret på en lokal spiralakse. den har en værdi på 55 i kanonisk B-DNA. Modellering af baseparskiftning til en valgt base involverer en adiabatisk variation af Karr fra 65 Karr til 10 Karr ved trin på 2 Karr, samtidig med at både “plateau” og strækbegrænsninger opretholdes.

hindringer og begrænsninger, der opstår ved dannelse af tredobbelt spiral

biologiske anvendelser af TFO ‘ er kompromitteres af grundlæggende biofysiske overvejelser såvel som begrænsninger pålagt af fysiologiske forhold. Tripleksdannelse involverer tilgang og binding af en negativt ladet tredje streng til en dobbelt-negativt ladet dupleks. Neutralisering af ladningsafstødning tilvejebringes typisk eksperimentelt af niveauer af Mg++ (5-10 mM), der er meget højere end hvad der menes at være tilgængeligt i celler . Desuden involverer tripleksdannelse konformationsændringer fra den tredje streng og en vis forvrængning af den underliggende dupleks . Pyrimidin motiv triplekser er ustabile ved fysiologisk pH på grund af kravet om cytosin protonation, der forekommer ved relativt sur pH (pKa = 4,5). Dette er nødvendigt for den anden Hoogsteen hydrogenbinding, selvom den resulterende positive ladning tilsyneladende gør det vigtigere Bidrag til tripleksstabilitet . Pyrimidinmotivtriplekser indeholdende tilstødende cytosiner er ofte mindre stabile end dem med isolerede cytosiner. Traditionelt er dette blevet tilskrevet ladningsafstødningseffekter, skønt en nylig undersøgelse antyder ufuldstændig protonering af tilstødende cytosiner kan være den kritiske faktor . Derudover kan purinmotiv tredje tråde (som er g-rige) danne G-tetrader i fysiologiske niveauer af K+, som hæmmer tripleksdannelse . Alle disse faktorer pålægger tripleksdannelse kinetiske barrierer og reducerer stabiliteten af triplekser, når de først er dannet (de fleste triplekser, selv under optimale betingelser in vitro, er mindre stabile end den underliggende dupleks .

strategier til at modvirke begrænsningerne

det første og vigtigste problem, der opstår i tredobbelt spiralformet antigenstrategi, er ustabiliteten af tripleksen dannet af TFOs under fysiologiske betingelser, som følgelig begrænser udnyttelsen af denne meget fascinerende strategi beregnet til genkorrektion i varierende grad. Derfor er forskellige tilgange og strategier blevet foreslået for at give stabilitet til den dannede tredobbelte spiralformede struktur.

Oligonukleotidstyrede tredobbelte helices kunne stabiliseres ved anvendelse af nukleinsyreligander, der selektivt stabiliserer tredobbelte helices. For eksempel har ethidiumbromid vist sig at binde og stabilisere en tredobbelt spiral lavet af poly (dT)·poly (da) poly poly (dT), som kun indeholder T·A prisT t tripletter . Imidlertid stabiliserer denne forbindelse dårligt (eller endda destabiliserer) de tredobbelte helices, der indeholder både T·A-kur T og C·G-kur C+ basetrilletter, sandsynligvis som et resultat af elektrostatisk frastødning . Derivater var de første molekyler, der blev rapporteret at stabilisere denne sidstnævnte type triple helices kraftigt, selvom de foretrækker T·A-T-strækninger . Flere andre interkalatorer såvel som forskellige DNA-mindre rilleligander har også vist sig at binde til DNA-tredobbelte helices. For eksempel triple helices kan stabiliseres ved kemisk modifikation af oligonukleotider såsom, psoralen bundet til oligonukleotider har vist sig at forbedre deres biologiske aktivitet efter UV-bestråling . Interkalatorer stabiliserer normalt i større grad tredobbelte helices indeholdende T * A-en-T-tripletter, hvorimod mindre rillebindemidler normalt destabiliserer triplekser, undtagen i et bestemt tilfælde, hvor den tredobbelte spiral involverede en RNA-streng . Da der ikke er nogen strukturelle data tilgængelige på triple spiral-ligand-komplekser, vides der ikke meget om interaktionerne, der dirigerer specifik interkalation til tredobbelte helices. BPI-derivater har vist sig at interkalere mellem T·A-basetripletter ved eksitationsfluorescensenergioverførsel fra basetripletter til ligander og ved lineær og cirkulær dikroisme . Pyrimidin-parallelle morpolinooligonukleotider viste sig at være i stand til at danne en Tripleks med dupleksmål. Som forventet krævede dette motiv en lav pH for tripleksdannelse, som krævet af pyrimidin-parallel motivphosphodiester TFO. Det kan være muligt at overvinde denne pH-afhængighed med sådanne substitutioner som 5-methylcytosin for cytosinerne i TFO .

en alternativ tilgang, hvormed triple helices kan stabiliseres, er via kemiske modifikationer af oligonukleotider, såsom kovalent binding af et acridinmolekyle . Det har vist sig, at acridinsubstitution kraftigt øger inhiberingen af restriktion spaltning, og det forringer heller ikke sekvensspecificitet for dannelse af Tripleks .

anvendelser af Triple spiral DNA

dannelsen af intermolekylære DNA triple helices giver mulighed for at designe forbindelser med omfattende sekvensgenkendelsesegenskaber, som kan være nyttige som antigenmidler eller værktøjer i Molekylærbiologi . I løbet af det sidste årti er der en ny tilgang, der bruger DNA-analoger, som terapeutiske midler, i medicinsk kemi. Dette er baseret på regulering af ekspression af gener af sygdomsrelaterede proteiner ved at blokere deres transkription (antigen) eller translation (antisense) (fig. 4). Det påvirkes gennem sekvensspecifik binding af komplementære oligonukleotider til begge DNA-dupleks via tripleksdannelse for at hæmme produktionen af mRNA eller interferere i oversættelsen af sidstnævnte til proteiner. Da oligonukleotider ikke let kommer ind i cellerne og kan ødelægges af cellulære nukleaser, udformes, syntetiseres og evalueres en række kemisk modificerede analoger af oligonukleotider til udvikling som terapeutiske midler.

figur

figur 4: Principper for antigen-og antisense-terapi

den specifikke genkendelse af homopurin-homo pyrimidinregioner i dupleks-DNA ved tripleksdannende oligonukleotider (TFOs) giver en attraktiv strategi for genetisk manipulation med det ultimative mål at reparere genetiske defekter i humane celler. Evnen til at målrette mutationer kan vise sig nyttig som et værktøj til at studere DNA-reparation og som en teknik til genterapi og genteknologi .

effektive værktøjer baseret på tredobbelte helices blev udviklet til forskellige biokemiske anvendelser, såsom udvikling af meget specifikke kunstige nukleaser. Antigenstrategien er fortsat et af de mest fascinerende områder af tripleksapplikation til selektivt at kontrollere genekspression (tabel 1). Målretning af genomiske sekvenser har nu vist sig at være et værdifuldt koncept på et stadig begrænset antal undersøgelser; lokal mutagenese er i denne henseende en interessant anvendelse af tripleksdannende oligonukleotider på cellekulturer .

Target gene Cell line Oligomersize, andmodifications
Transfected genes CAT gene/ IL ?2Rpromoter
CAT gene/(6-16)
IRECAT gene/tkpromoter
PRE upstream
Endogenous genes
IL-2R
c-myc
SV 40 T Ag
Antivirals
SV 40
HIV-1
HSB2 cells (T-cell) HeLacells
cv-1 cells
Human lymphocytes
HeLacells
Tsa 8 cells
CV-1 MT4
15-mer acridine orpsoralenlinked
21-mer
38-mer
colesterol
28-mer
27-mer
15,20-mer
PNAs 8-mer, acridine
31,38-mers

Table 1: Antigen Nukleinsyreundersøgelser inden for eukaryote Celler80

Antigenstrategier fokuserer primært på genmålretning ved homolog rekombination eller ved triple spiraldannende oligodeoksynukleotider . Af mange tekniske årsager, herunder meget begrænset gentilgængelighed inden for den meget malariakondenserede, proteinindpakket kromosomale struktur, er den kliniske anvendelse af disse metoder ikke udviklet sig hurtigt. Kielkopf et al har for nylig beskrevet en alternativ tilgang, ved hjælp af polyamider, der kan diffundere ind i kernen og genkende specifikke DNA-sekvenser . Selvom det er meget spændende, er denne metode stadig i sin barndom, og dens ultimative kliniske anvendelighed forbliver ukendt .

terapeutiske anvendelser af antigenteknologi

Triple spiral DNA har tiltrukket opmærksomhed på grund af potentiel anvendelse af TFO ‘ er som terapeutiske midler til anvendelse såsom intracellulær genmålretning som rationelle kemiske løsninger til sekvensspecifik genkendelse af en DNA-dupleks og identifikation af gener, der er ansvarlige for cellevækst og ondartet transformation . Med denne viden er der kommet et naturligt ønske om at oversætte disse oplysninger til nye målspecifikke terapeutiske strategier til behandling af kræft, hjerte-kar-sygdomme og andre almindelige sygdomme hos menneskeheden (tabel 2). Den nylige udvikling af en relativt specifik biokemisk hæmmer af bcr/abl-proteintyrosinkinase hos patienter med kronisk myelogen leukæmi er et fantastisk eksempel på denne søgen . For terapier rettet direkte mod udskiftning, reparation eller deaktivering af sygdomsfremkaldende gener har fremskridt været meget langsommere, og en succes svarende til den biokemiske bcr/abl-hæmmer er endnu ikke opnået. Årsagerne til dette er komplekse og varierer med den type genstyret terapi, der anvendes .

Disease Cause
Cancer
Viral infection
Endocrinological
Bacterial
Neurological
Autoimmune
Parasite
Uncontrolledcellgrowthfrommutationalactivation and activation of oncogenes
Replication of virus in host cellse.g., HIV,HSC, influenza
Abnormallevels of-renin, angiotensinaseorvasopressin precursor (highbloodpressure)-transforminggrowth factor(kidneyfailure)-growth hormone(acromegaly)-gastrins (ulcers)
Antibioticresistant tuberculosis, mycoplasmas-blocking of 3’terminus of16s RNA
Lesins in β-amyloid gene (Alzhiemer’sdisease)
Inadvertantproduction of antibodiesagainst normal tissues (degradation of
host tissue -arthritis, myasthenia
gravis), blocking β-cell, Igcellor T-cell
receptor genes byantisense
Haempolymeraseproduction (malaria­blockingexpressions of haempolymerase), sovesyge(trypansoma)

tabel 2: Nogle sygdomme, der kan behandles med DNA-terapeutiske midler

Stephenson og Stephenson viste, at et kort (13nt) DNA-oligonukleotid revers komplementært i sekvens (antisense) til Rous sarkomvirus kunne hæmme viral replikation i kultur. En af de vigtigste egenskaber ved antisense-og antigenoligonukleotider i deres anvendelse som terapeutiske midler er deres nuklease-resistens. Fosforothioatoligonukleotider er den mest almindelige type oligonukleotider med relativt høj nuklease-resistens og er blevet introduceret på markedet som lægemidler mod cytomegalovirus-induceret retinitis . Oligonukleotider med en 2′-O,4′ – C-ethylen-nukleinsyre (Ena) – Rest i den anden position fra 3 ‘ – enden viser meget højere nuklease-resistens end dem med en låst nukleinsyre (LNA) – Rest i samme position .

selvom Kurreck et al rapporterede , at LNA-oligonukleotider var stabile i det humane serum, var delvist modificerede Ena-oligonukleotider meget mere nuklease-resistente end LNA-oligonukleotider i rotteplasma. Desuden viser oligonukleotider, der er sammenhængende modificeret med Ena-rester ved 3′ og 5′ – enden, mere stabilitet end de delvist modificerede. Således har Ena-oligonukleotider stort potentiale som antisense-og antigenmidler, der kan anvendes in vivo . Sekvensspecifik tripleksdannelse kan anvendes til genmålretning, genhæmning og mutagenese .

fremtidsudsigter

oligonukleotider kan binde site-specifikt til et målgen af interesse ved tredobbelt spiraldannelse. Tripleksdannende oligonukleotider er i øjeblikket designet til at binde til her-2 (human epidermal vækstfaktorreceptor 2)/ neu-genet, et gen, der er overudtrykt i en lang række humane tumorer, herunder ikke-småcellet lungekræft, brystkræft, ovariecancer og GI-tumorer. Denne strategi vil være bredt anvendelig til at forhindre ekspression af mange onkogener eller andre kræftrelaterede gener. Disse” antigen ” oligonukleotider bruges nu til at levere DNA-alkyleringsmidler til specifikke baser i her-2/neu-promotoren og kodningssekvensen for at forhindre transkriptionsinitiering og forlængelse. Især er tripleksdannende oligonukleotider blevet anvendt til at levere kvælstofsennep, såsom chlorambucil, til en specifik guaninbase i her-2/neu-genet for at forhindre genekspression. Målspecifik anticancerstrategi, der involverer antigenoligonukleotider koblet til DNA-aktive lægemidler, vil vise sig at være en milepæl i den nærmeste fremtid.

  1. Thuong, N. T. og Helene, C., Angu. Chem. Int., 1993, 32, 666
  2. Mirkin, S. M. og Frank-Kamenetskii, M. D., Annu. Pastor Biophys.Biomol. Struct., 1994, 23, 541.han er en af de mest kendte i verden, og han er en af de mest kendte i verden. Syre. Res., 2002, 30, 5407.
  3. Sun, J. S. og Helene, C., Curr. Opin. Struct. Biol., 1994, 3, 345.
  4. Le Doan, T., Perrouault, L., Praseuth, D., Habhoub, N., Decout,J. L., Thuong, N. T., Lhomme, J. og Helene, C., Nucl. Syre. Res., 1987,15, 7749.Moser, H. E. Og Dervan, P. B., Science, 1987, 238, 645.
  5. Beal, P. A. og Dervan, P. B., Videnskab, 1991, 251, 1360.
  6. Pilch, D. S., Levenson, C. Og Shafer, R. H., biokemi, 1991, 30.6081.han er en af de mest kendte og mest kendte mennesker i verden. Syre. Res., 1996, 24, 1136.McGuffie, E. M. Og Catapano, C. V., Nucl. Syre. Res., 2002, 30,12, 2701.Basye, J., Trent, J. O., Gao, D. og Ebbinghaus, S. V., Nucl. Syre.Res., 2001, 29, 4873.Helene, C. Og Toulme, J. J., Biochem. Biofys. Acta., 1990,1049, 99.
  7. Helene, C., Eur. J. Kræft, 1994, 30, 1721.Stein, C. A. og Cheng, Y. C., Videnskab, 1993, 261, 1004.Natur, 1994, 372, 333.
  8. Praseuth, D., Guieysse, A. L., Helene, C., Biochem. Biofys.Acta., 1999, 1489, 181.
  9. Sun, J. S., Debisemont, T., Duval-Valentin, G., Montenay-Garestier, T. og Helene, C., C. R. Acad. Sci., 1991, 313, 585.Gamper, H. B. J., Kutyavin, I. V., Rhinehart, R. L., Lokhov, S. G.,Reed, M. V. og Meyer, R. B., Biochemistry, 1997, 36, 14816.han er en af de mest kendte i verden, og han er en af de mest kendte i verden. Dev., 1991, 1, 141.han er en af de mest kendte i verden. Syre.Res., 1993, 21, 3857.
  10. Stein, D., Foster, E., Huang, S. B. ,or AcidDrugDev., 1997, 7, 151.
  11. Summerton, St AcidDrugDev., 1997, 7, 63.
  12. Summerton, Antis AcidDrugDev., 1997, 7, 187. Jørgensen, R. M., Barofsk. AcidDrugDev., 1996, 6,267. Ghosh, C., Stein ,D., or, 2000, 313, 135.
  13. Giles, R.V., Spiller, D.G., Clark, R.E. and Tidd, D.M., AntisenseNucl. AcidDrugDev., 1999, 9, 213.
  14. Ghosh, C. and Iversen, P.L., AntisenseNucl. AcidDrugDev.,2000, 10, 263.
  15. Lacroix, L., Arimondo, P.B., Takasugi, M., Helene, C. and Mergny,J.L., Biochem. Biophys. Res. Commun., 2000, 270, 363.
  16. Rougee, M., Faucon, B., Mergny, J.L., Barcelo, F., Giovannangeli, C.,Garestier, T. and Helene, C., Biochemistry, 1992, 31, 9269.
  17. Maher, L.J., Dervan, P.B. and Wold, B.J., Biochemistry, 1990, 29,8820.
  18. Singleton, S.F. and Dervan, P.B., Biokemi, 1993, 32, 13171.det er en af de mest almindelige årsager til, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl. Syre. Res., 1999, 27, 695.Darnell, J., Lodish, H. og Baltimore, D., i; Molekylær Cellebiologividenskabelige amerikanske bøger, Ny York, 1990, 531.
  19. Suda, T., Mishima, Y., Asakura, H. og Kominami, R., Nucl. Syre.Res., 1995, 23, 3771.
  20. Olivas, M. M. Og Maher, L. J., Nucl. Syre. Res., 1995, 23, 1936.
  21. Svinarchuk, F., Cherny, D., Debin, A., Delain, E. Og Malvy, C., Nucl.Syre. Res., 1996, 24, 3858.det er en af de mest almindelige årsager til, at der ikke er nogen tvivl om, at der er tale om et problem. Syre. Res., 1997, 25, 633.Blume, Guarcello, V., Sakarias, V. og Miller, D. M., Nucl.Syre. Res., 1997, 25, 617.
  22. Ouali, M., Letellier, R., Adnet, F., liker, J., Sun, J. S., Lavery, R. andTaillandier, E., biokemi, 1993, 32, 2098.
  23. Macaya, R. F., Schultse, P. og Feigon, J., J. Amer. Chem. Soc.,1992, 114, 781.Radhakrishnan, I. og Patel, D. J., biokemi, 1994, 33, 11405.Arnott, S., Bond, P. J., Selsing, E. og Smith, P. J. C. Nucl. Syre.Res., 1976, 3, 2459.
  24. Lavery, R. Og Sklenar, H., J. Biomol. Struct. Dyn., 1988, 6, 63.
  25. Bertucat, G., Lavery, R. Og Prevost, C., J. Biomol. Struct. Dyn.,1998, 16, 535.
  26. Lavery, R., Peyrard, M., Eds. I; ikke-lineær ophidselse inbiomolekyler, Springer-Verlag, Editions de physical, Berlin og Nyork, 1995, 57.Hingerty, B. E., Richtie, R. H., Ferrell, T. L. Og Turner,J. E., biopolymerer, 1985, 24, 427.
  27. Bernet, J., K. og Lavery, R., J. Mol. Struct.Theochem., 1997, 398-399, 473.Pesco, J., Salmon, J. M., Vigo, J. og Viallet, P., Anal. Biochem.,2001, 290, 221.Gilbert, D. E. Og Feigon, J., Curr. Opin. Struct. Biol., 1990, 9, 305.
  28. 50. Det er en af de mest populære og mest populære måder at gøre det på. LETT., 1992, 302, 155.
  29. Asensio, J. L., Carr, R., brun, T. og Lane, A. N., J. Amer.Chem. Soc., 1999, 121, 11063.Asensio, J. L., Lane, A. N., Dhesi, J., Bergvist, S. og brun, T., J. Mol. Biol., 1998, 275, 811.
  30. Volker, J. og Klump, H. H., biokemi., 1994,33, 13502 .det er en af de mest almindelige måder at gøre det på.,2001, 40, 9396.
  31. Arimondo, P. B., Garestier, T., Helene, C. og Sun, J. S., Nucl. AcidRes., 2001, 29, 15.Michael, M., Seidman, M. M. Og Peter, M. G., J. Clin.Investere., 2003,112, 487.Panas Scaria, P. V. og Shafer, R. H., J. Biol. Chem., 1991, 266,5417.mergny, J. L., Collier, D., Rougee, M., Montenay-Garestier, T. andHelene, C., Nucl. Syre. Res., 1991, 19, 1521.
  32. 59. Mergny, J. L., Duval-Valentin, G., Nguyen, C. H., Perrouault,L., Faucon, B., Rougee, M., Montenay-Garestier, T., Bisagni, E. andHelene, C., videnskab, 1992, 256, 1681.
  33. Lee, J. S., Latimer, L. J. P. og Hampel, K. J., biokemi, 1993, 32.5591.Park, Breslauer, K. J., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,1992, 89, 6653.Durand, M., Thuong, N. T., J. C., J. Biol. Chem., 1992,267, 24394.Durand, M., Thuong, N. T., J. C., J. Biomol. Struct.Dyn., 1994, 11, 1191.
  34. Kulka, M., Smith, C. C., Aurelian, L., Meade, K., Miller,P. og Ts ‘ o, P. O. P., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1989, 86, 6868.Chang, E. H., Miller, P. S., Cushman, C., Devdas, K., Pirolo, K. F., Ts ‘ op. O. p. og Yu., Biokemi, 1991, 30, 8283.
  35. Pilch, D. S. og Breslauer, K. J., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,1994, 91, 9332.
  36. Pilch, D. S., krig, M. J., Sun, J. S., Rougee, M., Nguyen, C. H., BisagniE., Garestier, T. og Helene, C., J. Mol. Biol., 1993, 232, 926.
  37. Kim, S. K., Sun, J. S., Garestier, T., Helene, C., Bisagni, E., Rodger, A. og Norden, B., biopolymerer, 1997, 42, 101.lin, S. B., Kao, C. F., Lee, S. C. og Kan, L. S., AnticancerDrugDes., 1994, 9, 1.
  38. Grigoriev, M., Praseuth, D., Robin, P., Hemar, A., Saison-Behmoaras, T., Dautry-Varsat, A., Thuong, N. T. og Helen, C., Proc. Natl.Acad. Sci. USA, 1991, 88, 3389.
  39. Grigoriev, M., Praseuth, D., Robin, P., Hemar, A., Saison-Behmoaras,T., Dautry-Varsat, A., Thuong, N. T., Helen, C. og Harel-Bellan, A.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 267, 3389.
  40. Græsser, D. M. Og ræv, K. R., Nucl. Syre. Res., 1999, 27, 1569.
  41. 73. Nagatsugi, F., Sasaki, S., Miller, P. S. og Seidman, M. M., Nucl.Syre. Res., 2003, 15, 31.
  42. Melton, D. V., BioEssays, 1994, 16, 633.
  43. Helene, C., kræft, 1994, 30, 1721.Majumdar, A., Khorlin, A. og Dyatkina, N., Nat. Genet., 1998, 20,212.
  44. Kielkopf, C. L., Baird, E. E. og Dervan, P. B., Nat. Struct. Biol.,1998, 5, 104.Alan, M. Og J. Clin, M. D., J. Clin. Oncol., 2000, 18, 1809.
  45. Rao, N. R. Og Nalluri, B. N., Ind. J. Pharm. Edu., 2003, 37, 132.
  46. Varmus, H. E., I. Biosci. Rep., 1990,10,413.
  47. Fearon, E. R. og Dang, C. V., nuværende Biol., 1999, 9, R62.
  48. Hahn, V. C., Counter, C. M. Og Lundberg, A. S., Nature, 1999, 400.464.Druker, B. J. og Lydon, N. B., J. Clin. Investere., 2000, 105, 3.Stephenson, M. L., P. C., Proc. Natl. Acad. Sci.U. S. A., 1978, 75, 285.
  49. gear ge Farmakokinet.,2002, 41, 255.
  50. Morita, K., Hasegav Med. Chem.LETT., 2002, 12, 73.
  51. Kurreck, nu syre.Res., 2002, 30, 1911. det er en af de mest almindelige årsager til, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl om, at der ikke er nogen tvivl. Syre. Res., 2003, 31, 3267.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.