RU2650774C1 - Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder - Google Patents
Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650774C1 RU2650774C1 RU2017103095A RU2017103095A RU2650774C1 RU 2650774 C1 RU2650774 C1 RU 2650774C1 RU 2017103095 A RU2017103095 A RU 2017103095A RU 2017103095 A RU2017103095 A RU 2017103095A RU 2650774 C1 RU2650774 C1 RU 2650774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- targets
- target
- hiv
- mrna
- substrates
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 title description 30
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 title description 29
- 241000713772 Human immunodeficiency virus 1 Species 0.000 claims abstract description 29
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims abstract description 23
- 102100034343 Integrase Human genes 0.000 claims abstract description 13
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 claims abstract description 13
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 108700004029 pol Genes Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 108010061833 Integrases Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 101150088264 pol gene Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 3
- 108020004394 Complementary RNA Proteins 0.000 claims description 2
- 239000003184 complementary RNA Substances 0.000 claims description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 2
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 abstract description 19
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 abstract description 6
- 108700004025 env Genes Proteins 0.000 abstract description 5
- 108700004026 gag Genes Proteins 0.000 abstract description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 108700026222 vpu Genes Proteins 0.000 abstract description 4
- 101150030339 env gene Proteins 0.000 abstract description 2
- 101150098622 gag gene Proteins 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 102000012330 Integrases Human genes 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 101150090490 vpu gene Proteins 0.000 abstract 1
- 208000031886 HIV Infections Diseases 0.000 description 28
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 20
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 19
- 102100023387 Endoribonuclease Dicer Human genes 0.000 description 18
- 101000907904 Homo sapiens Endoribonuclease Dicer Proteins 0.000 description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 18
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 10
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 9
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 9
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 9
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 8
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 208000030507 AIDS Diseases 0.000 description 4
- 208000037357 HIV infectious disease Diseases 0.000 description 4
- 101000574648 Homo sapiens Retinoid-inducible serine carboxypeptidase Proteins 0.000 description 4
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 4
- 102100025483 Retinoid-inducible serine carboxypeptidase Human genes 0.000 description 4
- 238000012350 deep sequencing Methods 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 208000033519 human immunodeficiency virus infectious disease Diseases 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 102100029905 DNA polymerase epsilon subunit 3 Human genes 0.000 description 3
- 108090000331 Firefly luciferases Proteins 0.000 description 3
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 3
- 241000242739 Renilla Species 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000000692 anti-sense effect Effects 0.000 description 3
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 3
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 3
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 3
- 108020005544 Antisense RNA Proteins 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 2
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 108010052090 Renilla Luciferases Proteins 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000006225 natural substrate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 239000012096 transfection reagent Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- NIOPZPCMRQGZCE-WEVVVXLNSA-N 2,4-dinitro-6-(octan-2-yl)phenyl (E)-but-2-enoate Chemical compound CCCCCCC(C)C1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1OC(=O)\C=C\C NIOPZPCMRQGZCE-WEVVVXLNSA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 108090000994 Catalytic RNA Proteins 0.000 description 1
- 102000053642 Catalytic RNA Human genes 0.000 description 1
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 1
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 1
- 108060003393 Granulin Proteins 0.000 description 1
- 101900297506 Human immunodeficiency virus type 1 group M subtype B Reverse transcriptase/ribonuclease H Proteins 0.000 description 1
- 241000131894 Lampyris noctiluca Species 0.000 description 1
- 101800000378 Matrix protein p17 Proteins 0.000 description 1
- 108700011259 MicroRNAs Proteins 0.000 description 1
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 description 1
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 108091092724 Noncoding DNA Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 241000254064 Photinus pyralis Species 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 108091030071 RNAI Proteins 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 108010057163 Ribonuclease III Proteins 0.000 description 1
- 102000003661 Ribonuclease III Human genes 0.000 description 1
- 108091027967 Small hairpin RNA Proteins 0.000 description 1
- 101710172711 Structural protein Proteins 0.000 description 1
- 206010066901 Treatment failure Diseases 0.000 description 1
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000000234 capsid Anatomy 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 238000012761 co-transfection Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005860 defense response to virus Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000008488 polyadenylation Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 108091092562 ribozyme Proteins 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000004055 small Interfering RNA Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 241001430294 unidentified retrovirus Species 0.000 description 1
- 210000002845 virion Anatomy 0.000 description 1
- 230000010464 virion assembly Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/113—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/113—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
- C12N15/1131—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing against viruses
- C12N15/1132—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing against viruses against retroviridae, e.g. HIV
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Virology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- AIDS & HIV (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям медицинской и молекулярной генетики, а также к генотерапии, и связано с выявлением шести эффективных мишеней для РНК-интерференции в вирусе иммунодефицита человека 1 типа (ВИЧ-1) субтипа А. Данные мишени выявлены на основе детального анализа последовательностей нуклеотидов в жизненно важных генах pol, vpu, env, и gag ВИЧ-1, кодирующих соответственно обратную транскриптазу (RT), интегразу (Int), белок vpu, белок gp120 и белок р17.The invention relates to the fields of medical and molecular genetics, as well as to gene therapy, and is associated with the identification of six effective targets for RNA interference in human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) subtype A. These targets are identified based on a detailed analysis of nucleotide sequences in vital important pol, vpu, env, and gag genes of HIV-1 encoding reverse transcriptase (RT), integrase (Int), vpu protein, gp120 protein, and p17 protein, respectively.
Они находятся в наиболее консервативных 27-нуклетидных областях указанных генов. Кроме того, предложены прототипы препаратов, субстраты Дайсера, которые являются 27-нуклеотидными двухцепочечными РНК и эффективно поражают эти мишени в транскриптах вируса с помощью РНК-интерференции. При этом транскрипты разрезаются, в результате чего соответствующие гены не экспрессируются. Это вызывает обрыв жизненного цикла ВИЧ-1 и блокирует его наработку в клетках человека.They are located in the most conservative 27-nucleotide regions of these genes. In addition, prototypes of drugs, Dyser substrates, which are 27-nucleotide double-stranded RNAs and effectively hit these targets in virus transcripts using RNA interference, have been proposed. In this case, transcripts are cut, as a result of which the corresponding genes are not expressed. This causes a break in the life cycle of HIV-1 and blocks its production in human cells.
Обратная транскриптаза (RT) ВИЧ-1 синтезирует копии ДНК на РНК-матрицах вируса, а интеграза (Int) обеспечивает встраивание вирусной ДНК в хромосому клетки хозяина. Эти продукты кодируются геном pol.HIV-1 reverse transcriptase (RT) synthesizes DNA copies on the RNA matrices of the virus, and integrase (Int) enables the integration of viral DNA into the chromosome of the host cell. These products are encoded by the pol gene.
Белок vpu необходим для выделения дочерних вирионов из клетки. Кроме того, он взаимодействует с клеточными факторами, блокируя противовирусную защиту хозяина.The vpu protein is necessary for the isolation of daughter virions from the cell. In addition, it interacts with cellular factors, blocking the antiviral defense of the host.
Матриксный белок р17, который кодируется геном gag, содержит домен мембранной локализации (М, membrane targeting). Данный структурный белок, окружающий капсид, играет важную роль на многих стадиях жизненного цикла вируса, включая репликацию, нацеливание РНК на плазматическую мембрану, сборку вирионов и некоторые другие [Fiorentini S, Marini Е, Caracciolo S, Caruso A. Functions of the HIV-1 matrix protein p17. New Microbiol. 2006 Jan; 29(1):1-10].The p17 matrix protein, which is encoded by the gag gene, contains a membrane localization domain (M, membrane targeting). This structural protein surrounding the capsid plays an important role at many stages of the virus's life cycle, including replication, targeting RNA to the plasma membrane, virion assembly, and several others [Fiorentini S, Marini E, Caracciolo S, Caruso A. Functions of the HIV-1 matrix protein p17. New Microbiol. 2006 Jan; 29 (1): 1-10].
Белок gp120, который кодируется геном env, необходим для проникновения вируса в клетку.The gp120 protein, which is encoded by the env gene, is required for the virus to enter the cell.
В настоящее время основным подходом лечения СПИДа и ВИЧ-инфекции является назначение пациентам противовирусной химиотерапии, включающей препараты, действующие на ключевые ферменты ВИЧ-1 - обратную транскриптазу, интегразу, протеазу. Однако, несмотря на большое количество разработанных препаратов, существует проблема эффективности применяемой противовирусной терапии. Основная причина, объясняющая неэффективность лечения - адаптивный мутагенез вируса, приводящий к появлению вариантов вируса, обладающих устойчивостью к противовирусным препаратам. Серьезными проблемами являются также токсичность и высокая стоимость применяемых лекарственных средств.Currently, the main approach to treating AIDS and HIV infection is the appointment of antiviral chemotherapy for patients, including drugs that act on the key HIV-1 enzymes - reverse transcriptase, integrase, protease. However, despite the large number of developed drugs, there is a problem of the effectiveness of the applied antiviral therapy. The main reason for the treatment failure is adaptive mutagenesis of the virus, leading to the emergence of virus variants that are resistant to antiviral drugs. Toxicity and the high cost of the drugs used are also serious problems.
Известно применение рибозимов и антисмысловых РНК для терапии ВИЧ-инфекции [Dorman N. And Lever A.M. (2001) RNA-based gene therapy for HIV infection. HIV Med., 2, 114-122; Michienzi A., Conti L., Varano В., Prislei S., Gessani S., and Bozzoni I. (1998) Inhibition of human immunodeficiency virus type 1 replication by nuclear chimeric anti-HIVribozymes in a human T lymphoblastoid cell line. Hum. Gene Ther., 9., 621-628; Veres G., Junker U., Baker J., Barske C., Kalfoglou C., Ilves H., Escaich S., Kaneshima H., and Bohnlein E. (1998) Comparative analysis of intracellularly expressed antisense RNAs as inhibitors of human immunodeficiency virus type 1 replication. J. Virol., 72, 1894-1901], которые блокируют несколько генов ВИЧ, что снижает его активность.Known use of ribozymes and antisense RNA for the treatment of HIV infection [Dorman N. And Lever A.M. (2001) RNA-based gene therapy for HIV infection. HIV Med., 2, 114-122; Michienzi A., Conti L., Varano B., Prislei S., Gessani S., and Bozzoni I. (1998) Inhibition of human
РНК-интерференция - мощный природный механизм регуляции экспрессии генов. Он запускается с помощью нарезания ферментом Дайсером, двухцепочечных РНК на 21-нуклеотидные фрагменты, которые имеют двух нуклеотидные выступы на 3' концах. Дайсер облегчает загрузку таких РНК (двухцепочечные siРНК) в сложные белковые комплексы - RISC - в которых остается только антисмысловая цепь РНК (одноцепочечная siРНК). Она служит гидом, с помощью которого RISC узнает комплементарные нуклеотидные последовательности в мРНК и разрезает их. Тем самым блокируется экспрессия соответствующего гена. Механизмы РНК-интерференции требуют полной комплементарности между мишенью в транскрипте вируса и соответствующей siРНК [Pusch et al., Nucl. Acids Res., 2003, 31, 6444-6449; Senserrich et al., Virology, 2008, 372, 421-429]. ВИЧ-1 отличает высокая вариабельность. Именно поэтому для создания технологии генотерапии ВИЧ/СПИДа требуется тщательное изучение мишеней РНК-интерференции и отбор только таких полностью комплементарных мишеней, которые одинаковы в 70-95% клинических вариантах вирусов [Kretova OV, Chechetkin VR, Fedoseeva DM, Kravatsky YV, Sosin DV, Alembekov IR, Gorbacheva MA, Gashnikova NM, Tchurikov NA. Analysis of variability in HIV-1 subtype A strains in Russia suggests a combination of deep sequencing and multi-target RNA interference for silencing of the virus. AIDS Res Hum Retroviruses. 2016 Jul 30. Epub ahead of print DOI:10.1089/AID.2016.0088 PMID:27476852].RNA interference is a powerful natural mechanism for regulating gene expression. It is triggered by cutting with a Dicer enzyme double-stranded RNA into 21-nucleotide fragments that have two nucleotide protrusions at the 3 'ends. Dicer facilitates loading of such RNAs (double-stranded siRNAs) into complex protein complexes - RISC - in which only the antisense strand of RNA (single-stranded siRNAs) remains. It serves as a guide through which RISC recognizes complementary nucleotide sequences in mRNA and cuts them. Thus, the expression of the corresponding gene is blocked. RNA interference mechanisms require complete complementarity between the target in the virus transcript and the corresponding siRNA [Pusch et al., Nucl. Acids Res., 2003, 31, 6444-6449; Senserrich et al., Virology, 2008, 372, 421-429]. HIV-1 is highly variable. That is why the creation of HIV / AIDS gene therapy technology requires a thorough study of RNA interference targets and selection of only such fully complementary targets that are identical in 70-95% of the clinical variants of viruses [Kretova OV, Chechetkin VR, Fedoseeva DM, Kravatsky YV, Sosin DV, Alembekov IR, Gorbacheva MA, Gashnikova NM, Tchurikov NA. Analysis of variability in HIV-1 subtype A strains in Russia suggests a combination of deep sequencing and multi-target RNA interference for silencing of the virus. AIDS Res Hum Retroviruses. 2016 Jul 30. Epub ahead of print DOI: 10.1089 / AID.2016.0088 PMID: 27476852].
С помощью капиллярного и глубокого секвенирования генома ВИЧ-1 субтипа А в двух когортах больных в России была изучена вариабельность в шести выбранных мишенях РНК-интерференции. В результате был сделан вывод о том, что выбранные шесть мишеней являются высоко консервативными и вполне пригодными для использования в генотерапии (Таблица 1).Using capillary and deep sequencing of the HIV-1 subtype A genome in two cohorts of patients in Russia, variability was studied in six selected RNA interference targets. As a result, it was concluded that the selected six targets are highly conservative and quite suitable for use in gene therapy (Table 1).
Предложены шесть субстратов Дайсера (Таблица 2), которые предназначены для эффективного подавления продукции данных клинических вариантов ВИЧ-1 в клетках человека. Они могут быть использованы в медицине для генотерапии СПИДа и ВИЧ-инфекции, а также в научных исследованиях для мощного подавления продукции ВИЧ-1 субтипа А.Six Dyser substrates are proposed (Table 2), which are designed to effectively suppress the production of these clinical HIV-1 variants in human cells. They can be used in medicine for gene therapy of AIDS and HIV infection, as well as in scientific research for the powerful suppression of the production of HIV-1 subtype A.
Наиболее близким к данному изобретению является генетическая конструкция, обеспечивающая экспрессию двух анти-ВИЧ-1 siРНК, соответствующих мишеням А1 и A3 данной Заявки (патент РФ №2552486, опубликован 6 мая 2015 г.). Кроме того, такие же мишени А2, А4, А5 и А6 приведены в патенте РФ 2552607 (мишени А1 и А6), опубликованном 7 мая 2015 г.; в патенте РФ 2607381, опубликованном 10 января 2017 г. (мишени А1 и А2).Closest to this invention is a genetic construct that allows the expression of two anti-HIV-1 siRNAs corresponding to targets A1 and A3 of this Application (RF patent No. 2552486, published May 6, 2015). In addition, the same targets A2, A4, A5 and A6 are shown in RF patent 2552607 (targets A1 and A6), published May 7, 2015; in the patent of the Russian Federation 2607381, published on January 10, 2017 (targets A1 and A2).
Настоящее изобретение отличается тем, чтоThe present invention is characterized in that
1. предлагается использовать не две, а шесть указанных выше высоко консервативных мишеней РНК-интерференции в генах pol, vpu, env и gag ВИЧ-1, выявленных у больных в России;1. It is proposed to use not two, but six of the above highly conservative RNA interference targets in the HIV, pol, vpu, env and gag genes identified in patients in Russia;
2. использовать не генетические конструкции, экспрессирующие 27-30-нуклеотидные шпильки РНК, а 27-нуклеотидные двухцепочечные РНК, субстраты Дайсера.2. use not genetic constructs expressing 27-30-nucleotide RNA hairpins, but 27-nucleotide double-stranded RNAs, Dicer substrates.
Отличия в нуклеотидных последовательностях мишеней настоящей Заявки от мишеней в более ранних Заявках и Патентах представлены в Таблице 3.The differences in the nucleotide sequences of the targets of this Application from the targets in earlier Applications and Patents are presented in Table 3.
Ранее было описано, что 27-нуклеотидные двухцепочечные РНК позволяют усиливать эффективность РНК-интерференции на два порядка [Kim DH, Behlke MA, Rose SD, Chang MS, Choi S, Rossi JJ. Synthetic dsRNA Dicer substrates enhance RNAi potency and efficacy. Nat Biotechnol. 2005; Grimm D, Streetz KL, Jopling CL, Storm ТА, Pandey K, Davis CR, Marion P, Salazar F, Kay MA. Fatality in mice due to oversaturation of cellular microRNA/short hairpin RNA pathways. Nature. 2006 May 5; 441(7092):537-41]. Согласно другим данным эффективность РНК-интерференции, запускаемая субстратами Дайсера, возрастает для разных мишеней в 2-5 раз [Патент РФ №2385939, опуб. 10.04.2010; Алембеков И.Р., Кретова О.В., Чуриков Н.А.. Анализ генетических конструкций, экспрессирующих антивирусные siРНК, в невирусной тест-системе. Вопросы вирусологии, 2011, т. 56, №2, с. 32-35].It was previously described that 27-nucleotide double-stranded RNAs can enhance the efficiency of RNA interference by two orders of magnitude [Kim DH, Behlke MA, Rose SD, Chang MS, Choi S, Rossi JJ. Synthetic dsRNA Dicer substrates enhance RNAi potency and efficacy. Nat Biotechnol. 2005; Grimm D, Streetz KL, Jopling CL, Storm TA, Pandey K, Davis CR, Marion P, Salazar F, Kay MA. Fatality in mice due to oversaturation of cellular microRNA / short hairpin RNA pathways. Nature. 2006 May 5; 441 (7092): 537-41]. According to other data, the effectiveness of RNA interference, triggered by Dyser substrates, increases for different targets by 2-5 times [RF Patent No. 2385939, publ. 04/10/2010; Alembekov I.R., Kretova O.V., Churikov N.A. Analysis of genetic constructs expressing antiviral siRNAs in a non-viral test system. Questions of Virology, 2011, v. 56, No. 2, p. 32-35].
Данные о мишенях РНК-интерференции ВИЧ-1 субтипа А в клинических вариантах вируса, выделенных у больных в России, получены с помощью капиллярного и глубокого секвенирования шести мишеней РНК-интерференции и депонированы в GenBank (accession numbers: KC681847-KC681888) и NCBI (Biosamples: SAMN05823508 и SAMN05828325). Все выявленные мишени характерны для изолятов вируса в России и встречаются в 83-92% вирусов (Таблица 1). Кроме того, идентичные им мишени встречаются в изолятах ВИЧ-1 из разных стран, помимо России (Таблица 4). Поиск идентичных мишеней в текущих базах данных нуклеотидных последовательностей проводили с помощью программы BLAST (NCBI). Число изученных изолятов ВИЧ-1 в разных странах может значительно отличаться. Тем не менее данные поиска свидетельствуют о том, что выявленные мишени помимо России также часто встречаются в изолятах ВИЧ-1 11-20 субтипов разных стран на всех континентах. Кроме того, мишени, идентичные мишеням А1, A3 и А6 данной Заявки, имеются в рекомбинантных вирусах AG ВИЧ-1, которые были описаны ранее [Baryshev, P.B., Bogachev, V.V. and Gashnikova, N.M. Genetic characterization of an isolate of HIV type 1 AG recombinan form circulating in Siberia, Russia. J. Arch. Virol. 157 (12), 2335-2341 (2012)].Data on HIV-1 subtype A RNA interference targets in the clinical variants of the virus isolated from patients in Russia were obtained by capillary and deep sequencing of six RNA interference targets and deposited in GenBank (accession numbers: KC681847-KC681888) and NCBI (Biosamples) : SAMN05823508 and SAMN05828325). All identified targets are characteristic of virus isolates in Russia and are found in 83-92% of viruses (Table 1). In addition, targets identical to them are found in HIV-1 isolates from countries other than Russia (Table 4). Identical targets were searched for in the current nucleotide sequence databases using the BLAST program (NCBI). The number of studied HIV-1 isolates in different countries can vary significantly. Nevertheless, the search data indicate that the identified targets in addition to Russia are also often found in HIV-1 isolates of 11-20 subtypes of different countries on all continents. In addition, targets identical to targets A1, A3 and A6 of this Application are found in recombinant HIV-1 AG viruses, which have been described previously [Baryshev, P.B., Bogachev, V.V. and Gashnikova, N.M. Genetic characterization of an isolate of HIV
Техническим результатам предлагаемого изобретения являются выявленные с помощью капиллярного и глубокого секвенирования в изолятах ВИЧ-1 в России шесть консервативных мишеней РНК-интерференции (А1-А6), приведенные в Таблице 1, а также соответствующие им шесть субстратов Дайсера, которые при введении в клетки человека способны поражать транскрипты генов pol (домены обратной транскриптазы, RT, и интегразы, int), vpu, env (домен gp120) и gag (домен p17) ВИЧ-1 и вызывать подавления продукции вируса в клетках человека.The technical results of the invention are six conservative RNA interference targets (A1-A6) shown in Table 1, as well as six Dyser substrates corresponding to them, which are introduced into human cells using capillary and deep sequencing in HIV-1 isolates in Russia capable of affecting transcripts of the pol genes (reverse transcriptase, RT, and integrase domains, int), vpu, env (gp120 domain) and gag (p17 domain) of HIV-1 and cause suppression of virus production in human cells.
Представленный технический результат достигается путем доставки одного или нескольких субстратов Дайсера (Таблица 2) в клетки человека.The presented technical result is achieved by the delivery of one or more Dyser substrates (Table 2) into human cells.
Указанные субстраты Дайсера тестировали с помощью невирусной системы. Данная система предназначена для количественной оценки биологической активности siРНК, которые образуются in vivo при экспрессии генетических конструкций или при введении двухцепочечных РНК. Система создана на базе вектора psiCHECK™-2 (Promega, номер последовательности в GenBank AY535007). Вектор содержит ген люциферазы светлячка (Photinus pyralis) и ген люциферазы коралла (Renilla). Указанные люциферазы вызывают свечение разной длины волны, и их экспрессию можно измерять с помощью люминометра. В 3' концевую некодирующую область гена Renilla порознь вставляли 27-нуклеотидные последовательности ДНК, содержащие мишени A1, А2, A3, А4, А5, А6, соответствующие выбранным мишеням РНК-интерференции в транскриптах вируса. Указанные ДНК получают с помощью химического синтеза олигонуклеотидов ДНК. В Таблице 1 представлены тексты мишеней. Фрагменты ДНК, содержащие мишени, клонируют в векторе psiCHECK™-2 по сайтам рестриктаз XhoI и NotI.These Dicer substrates were tested using a non-viral system. This system is designed to quantify the biological activity of siRNAs, which are formed in vivo upon expression of genetic constructs or upon the introduction of double-stranded RNA. The system is based on the psiCHECK ™ -2 vector (Promega, GenBank sequence number AY535007). The vector contains the firefly luciferase gene (Photinus pyralis) and the coral luciferase gene (Renilla). These luciferases cause a luminescence of different wavelengths, and their expression can be measured using a luminometer. 27-nucleotide DNA sequences containing A1, A2, A3, A4, A5, A6 targets corresponding to the selected RNA interference targets in virus transcripts were inserted separately into the 3 'terminal non-coding region of the Renilla gene. These DNAs are obtained by chemical synthesis of DNA oligonucleotides. Table 1 presents the texts of the targets. DNA fragments containing the targets are cloned into the psiCHECK ™ -2 vector at the XhoI and NotI restriction enzyme sites.
Тестирование биологической активности кассеты проводят в экспериментах по трансфекции культуральных клеток человека. При этом используют ДНК плазмиды, созданной на базе вектора psi-CHECK-2, в котором в составе 3' концевой некодирующей последовательности гена люциферазы Renilla клонирована последовательность ДНК, содержащая шесть мишеней РНК-интерференции, указанных в Таблице 1. В такие клетки человека, трансфецированые указанной плазмидой, вводят химически синтезированные препараты двухцепочечных РНК (субстраты Дайсера), указанные в Таблице 2. Они являются природным субстратом Дайсера, фермента, вырезающего 21 нуклеотидные дуплексы РНК из шпильки. Если Дайсер работает на дуплексе РНК длиной более 23 пар нуклеотидов (природный субстрат), то далее он, оставаясь связанным с двуспиральной siРНК, активно участвует также и в ее "загрузке" в белковый комплекс RISC. В данном комплексе происходит раскручивание цепей siРНК и освобождение его от одной из них (от так называемой "passenger"-цепи). Если в комплексе остается антисмысловая siРНК, то она используется как "наводчик", узнающий комплементарную мишень в транскриптах клетки. После связывания комплекса с соответствующей мРНК происходит ее разрезание одним из его белков, что приводит к выключению экспрессии соответствующего гена вируса и нарушает его размножение в клетке-хозяине. В трансфецированных клетках мРНК Renilla, содержащая в 3'-некодирующей области испытываемую мишень РНК-интерференции, разрезается, что приводит к резкому снижению голубого свечения, вызываемого данной люциферазой (478 nm). Желто-зеленое свечение, вызываемое люциферазой светлячка (557 nm), кодируемой той же ДНК psiCHECK-2, служит внутренним контролем и используется для нормализации данных.Testing the biological activity of the cassette is carried out in experiments on transfection of human culture cells. In this case, the DNA of the plasmid created on the basis of the psi-CHECK-2 vector is used, in which a DNA sequence containing six RNA interference targets indicated in Table 1 was cloned into the 3 ′ terminal non-coding sequence of the Renilla luciferase gene. with the indicated plasmid, chemically synthesized double-stranded RNA preparations (Dicer substrates) are listed in Table 2. They are a natural substrate of Dicer, an enzyme that cuts out 21 nucleotide duplexes of RNA from a hairpin. If Dyser operates on an RNA duplex of more than 23 pairs of nucleotides (natural substrate), then it, remaining bound to the double-stranded siRNA, also actively participates in its “loading” into the RISC protein complex. In this complex, there is an unwinding of siRNA chains and its release from one of them (from the so-called "passenger" chain). If the antisense siRNA remains in the complex, then it is used as a “gunner” that recognizes a complementary target in cell transcripts. After the complex is bound to the corresponding mRNA, it is cut by one of its proteins, which leads to the expression of the corresponding virus gene being turned off and its reproduction in the host cell being disrupted. In transfected cells, Renilla mRNA containing the test target of RNA interference in the 3'-non-coding region is cut, which leads to a sharp decrease in the blue glow caused by this luciferase (478 nm). The yellow-green glow caused by firefly luciferase (557 nm) encoded by the same psiCHECK-2 DNA serves as an internal control and is used to normalize the data.
Для отбора наиболее консервативных областей ВИЧ-1 проводили множественное выравнивание известных в 2001 году последовательностей вируса. Затем в наиболее консервативных областях проводили поиск мишеней, используя on-line сервисы, предназначенные для поиска siРНК. Использовали одиннадцать критериев для отбора последовательностей мишеней РНК-интерференции в мРНК генов ВИЧ-1. Большинство из них соответствует критериям отбора siРНК фирмы Dharmacon RNA Technologies, http://dharmacon.gelifesciences.com/design-center/.,skb. Так были отобраны мишени А2-А6. Мишень А1 была отобрана по критериям Тушла (Tom Tuschl's rules, http://www.protocol-online.org/prot/Protocols/Rules-of-siRNA-design-for-RNA-interference--RNAi--3210.html).For the selection of the most conserved regions of HIV-1, multiple alignments of the virus sequences known in 2001 were performed. Then, in the most conservative areas, they searched for targets using on-line services designed to search for siRNAs. Eleven criteria were used to select sequences of RNA interference targets in mRNA of HIV-1 genes. Most of them meet the siRNA selection criteria of Dharmacon RNA Technologies, http://dharmacon.gelifesciences.com/design-center/.,skb. Thus, A2-A6 targets were selected. Target A1 was selected according to Tushl’s criteria (Tom Tuschl's rules, http://www.protocol-online.org/prot/Protocols/Rules-of-siRNA-design-for-RNA-interference--RNAi--3210.html) .
Указанные критерии важны для того, чтобы именно антисмысловая цепь siРНК оставалась в комплексе RISC. Каждый из приведенных в Таблице 2 субстратов Дайсера в генетических конструкциях соответствует, по крайней мере, десяти из одиннадцати ниже перечисленных критериев, которые использовались для отбора коровых 19-нуклеотидных последовательностей siРНК (соответствующие им области подчеркнуты в последовательностях мишеней, указанных в Таблице 1):These criteria are important so that the siRNA antisense strand remains in the RISC complex. Each of the Dicer substrates shown in Table 2 in the genetic constructs meets at least ten of the eleven criteria listed below that were used to select core 19-nucleotide siRNA sequences (the corresponding regions are underlined in the target sequences shown in Table 1):
- состав G/C 30-52%- composition G / C 30-52%
- не менее 3 A/U в позициях 15-19 смысловой цепи- at least 3 A / U in positions 15-19 of the sense circuit
- отсутствие внутренних повторов- lack of internal repetitions
- А в позиции 19 смысловой цепи- And in
- А в позиции 3 смысловой цепи- And in
- U в позиции 10 смысловой цепи- U at
- отсутствие G/C в позиции 19 смысловой цепи- lack of G / C at
- отсутствие G в позиции 13 смысловой цепи- lack of G at
- отсутствие гомополимерных трактов (А)4-5 или (Т)4-5 в смысловой цепи- the absence of homopolymer paths (A) 4-5 or (T) 4-5 in the sense chain
- локализация мишени в консервативном районе генома вируса- target localization in the conservative region of the virus genome
- отсутствие гомологии с известными транскриптами генома человека.- lack of homology with known transcripts of the human genome.
Часть вышеперечисленных критериев отбора биологически активных siРНК опубликована [Reynolds A., Leake D., Boese Q., Scaringe S., Marshall W.S., Khvorova A. (2004) Rational siRNA design for RNA interference. Nature Biotechnol. 22, 326-330].Some of the above criteria for the selection of biologically active siRNAs are published [Reynolds A., Leake D., Boese Q., Scaringe S., Marshall W.S., Khvorova A. (2004) Rational siRNA design for RNA interference. Nature Biotechnol. 22, 326-330].
Приведенные в Таблице 2 субстраты Дайсера обеспечивают целенаправленное воздействие на мРНК генов pol, vpu, env и gag ВИЧ-1. Терапевтическим результатом такого воздействия является подавление репродукции вариантов ВИЧ-1 субтипа А у больных в России.The Dicer substrates shown in Table 2 provide a targeted effect on the mRNA of the HIV, 1 pol, vpu, env and gag genes. The therapeutic result of this effect is the suppression of the reproduction of HIV-1 subtype A variants in patients in Russia.
Для вируса иммунодефицита человека первого типа характерно быстрое возникновение и отбор мутантных вариантов, обладающих резистентностью к различным противовирусным препаратам. Для решения проблемы вирусной изменчивости выявлены консервативные мишени и получены соответствующие им субстраты Дайсера, атакующие шесть разных мишеней в ВИЧ-1. Таким образом, вызывается значительное подавление продукции вируса в клетках человека, которое в значительной степени не зависит от изменчивости вируса.The first type of human immunodeficiency virus is characterized by the rapid onset and selection of mutant variants that are resistant to various antiviral drugs. To solve the problem of viral variability, conservative targets were identified and the corresponding Dyser substrates attacking six different targets in HIV-1 were obtained. Thus, a significant suppression of the production of the virus in human cells is caused, which is largely independent of the variability of the virus.
Краткое описание таблиц и рисунковBrief description of tables and figures
В Таблице 1 указаны 27-bp последовательности, соответствующие выявленным мишеням РНК-интерференции в ВИЧ-1. Последовательности ДНК представлены в ориентации 5'-3'. В скобках указаны номера последовательностей. Подчеркнуты области, соответствующие коровым 19-нуклеотидным последовательностям siРНК. Указан процент вирусов, имеющих данную мишень в изолятах ВИЧ-1 в России. Указанные 27-нуклеотидные мишени РНК-интерференции клонировали в векторе psiCHECK-2. Искусственные сайты XhoI и NotI, которые использовали для клонирования, не указаны.Table 1 shows the 27-bp sequences corresponding to the identified targets for RNA interference in HIV-1. DNA sequences are presented in the orientation of 5'-3 '. In parentheses are the sequence numbers. Areas corresponding to core 19-nucleotide siRNA sequences are underlined. The percentage of viruses having this target in HIV-1 isolates in Russia is indicated. These 27 nucleotide RNA interference targets were cloned into psiCHECK-2 vector. Artificial XhoI and NotI sites that were used for cloning are not indicated.
Таблица 2. Последовательности 27-нуклеотидных плюс- и минус-цепей РНК, которые после попарного отжига образуют субстраты Дайсера (в скобках указаны номера последовательностей).Table 2. Sequences of 27-nucleotide plus and minus RNA chains that form Dyser substrates after pairwise annealing (sequence numbers are indicated in parentheses).
Таблица 3. Отличия в нуклеотидных последовательностях мишеней РНК-интерференции и генетических конструкций из более ранних Патентов и Заявок от мишеней настоящей Заявки. Мишени A1-А6 - в настоящей Заявке короче на 1-3 нуклеотида (показаны зеленым в текстах предыдущих Патентов и Заявок). Кроме того, мишень А4 имеет отличие в одной позиции (показано желтым).Table 3. Differences in the nucleotide sequences of RNA interference targets and genetic constructs from earlier Patents and Applications from the targets of this Application. Targets A1-A6 - in this Application are shorter by 1-3 nucleotides (shown in green in the texts of previous Patents and Applications). In addition, target A4 has a difference in one position (shown in yellow).
Таблица 4. Поиск гомологичных последовательностей ДНК мишеней в полных не избыточных нуклеотидных баз данных NCBI с помощью программы BLAST. Устанавливали показ 5000 последовательностей из баз данных [Nucleotide collection (nr/nt)]. В третьей колонке таблицы указано найденное число идентичных для данной мишени последовательностей. Мишень А5 обнаружена только в России.Table 4. Search for homologous DNA sequences of targets in complete non-redundant nucleotide databases of NCBI using the BLAST program. Set the display of 5000 sequences from the databases [Nucleotide collection (nr / nt)]. The third column of the table shows the found number of identical sequences for this target. A5 target was found only in Russia.
Фиг. 1. Физическая карта вектора psiCHECK-2. Вектор использовался для создания невирусной системы количественной оценки эффективности РНК-интерференции, вызываемой созданной кассетной генетической конструкцией. Указаны ген устойчивости к ампициллину (Амп), сайт полиаденилирования и энхансер SV40.FIG. 1. Physical map of the psiCHECK-2 vector. The vector was used to create a non-viral system for quantifying the effectiveness of RNA interference caused by the generated cassette genetic construct. Ampicillin resistance gene (Amp), polyadenylation site and SV40 enhancer are indicated.
Фиг. 2. Оценка эффективность РНК-интерференции в невирусной тест-системе. РНК-интерференцию вызывают введением субстратов Дайсера в клетки HEK293T, транфецированные плазмидами, созданными на основе вектора psiCHECK-2 и содержащего мишени РНК-интерференции (Таблица 1). Приведены данные свечения гена люциферазы Renilla при ко-трансфекции "рандомизированных" мишеней с субстратами Дайсера, мишенями без добавления препаратов Дайсера, а также мишеней вместе с соответствующими субстратами Дайсера. * - p<0.007. Эксперименты проводили в трех параллелях (n=3).FIG. 2. Evaluation of the effectiveness of RNA interference in a non-viral test system. RNA interference is induced by the introduction of Dicer substrates into HEK293T cells transfected with plasmids based on the psiCHECK-2 vector and containing RNA interference targets (Table 1). The luminescence data of the Renilla luciferase gene upon co-transfection of “randomized” targets with Dicer substrates, targets without the addition of Dicer preparations, and targets together with the corresponding Dicer substrates are given. * - p <0.007. The experiments were performed in three parallels (n = 3).
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Пример 1. Оценка эффективности РНК-интерференции, вызываемой созданными субстратами Дайсера в невирусной системеExample 1. Evaluation of the effectiveness of RNA interference caused by the created Dicer substrates in the non-viral system
Накануне проведения трансфекции (за 18-20 часов) клетки HEK293 рассевают в лунки 24-луночного планшета Nunc - по 50 тыс. клеток в 500 мкл культуральной среды DMEM (ПанЭко), содержащей глютамин и сыворотку (полная среда), на лунку. В день эксперимента готовят пробы ДНК для трансфекции при комнатной температуре следующим образом (на одну экспериментальную точку). В 200 мкл среды DMEM, не содержащей сыворотки (SFM), добавляют 40 ng ДНК генетической конструкции в векторе psiCHECK-2, содержащую мишени РНК-интерференции (см. Таблицу 3). После перемешивания добавляют 1 мкл свежеразмороженного реагента TransFast (Promega), встряхивают смесь и инкубируют ее 15 мин. Затем отсасывают среду из лунок с "сидящими" клетками, встряхивают пробирку со смесью ДНК-TransFast и сразу добавляют смесь в лунки с клетками и инкубируют 1 час при 37°С в CO2-инкубаторе.On the eve of transfection (18–20 hours), HEK293 cells are seeded into the wells of a 24-well Nunc plate — 50 thousand cells per 500 μl of DMEM (PanEco) culture medium containing glutamine and serum (complete medium) per well. On the day of the experiment, DNA samples are prepared for transfection at room temperature as follows (per experimental point). To 200 μl of serum-free DMEM medium (SFM), 40 ng of DNA of the genetic construct in psiCHECK-2 vector containing RNA interference targets was added (see Table 3). After mixing, add 1 μl of freshly thawed TransFast reagent (Promega), shake the mixture and incubate for 15 minutes. Then the medium is aspirated from the wells with “sitting” cells, the tube with the DNA-TransFast mixture is shaken and the mixture is immediately added to the wells with cells and incubated for 1 hour at 37 ° C in a CO 2 incubator.
Для введения субстратов Дайсера в клетки сначала проводят отжиг пар комплементарных РНК в растворе, содержащем 10 mM tris-HCl, pH 7.4; 20 mM NaCl и по 40 pmol каждой из РНК (на одну точку) путем инкубации полученного раствора в водяной бане, охлаждающейся от 65°С до 25°С в течение 20 мин. Для трансфекции отожженной РНК (субстрат Дайсера) используют siTransfection Reagent (Santa Cruz). Сначала готовят две смеси - 1 мкл Субстрата Дайсера (40 pmol) в 50 мкл SFM, а также 2 μl siRNA Transfection Reagent в 50 μl SFM (на одну точку). Затем оба раствора смешивают, инкубируют 15-45 мин при комнатной температуре.To introduce Dicer substrates into cells, annealing of pairs of complementary RNAs is first performed in a solution containing 10 mM tris-HCl, pH 7.4; 20 mM NaCl and 40 pmol of each of the RNAs (per point) by incubating the resulting solution in a water bath cooling from 65 ° C to 25 ° C for 20 minutes. SiTransfection Reagent (Santa Cruz) is used to transfect annealed RNA (Dicer substrate). First, two mixtures are prepared - 1 μl Dicer Substrate (40 pmol) in 50 μl SFM, and 2 μl siRNA Transfection Reagent in 50 μl SFM (per point). Then both solutions are mixed, incubated for 15-45 minutes at room temperature.
После чего среду над клетками отсасывают, проводят отмывку один раз 100 мкл SFM. Затем добавляют 400 мкл SFM в смесь, содержащую субстрат Дайсера и siRNA Transfection Reagent, смесь медленно пипетируют для перемешивания и добавляют в лунку. После инкубации в течение 7 часов в лунку добавляют полную среду - 500 мкл и продолжают инкубацию в течение 24 час.After which the medium above the cells is sucked off, one wash is carried out once with 100 μl of SFM. Then 400 μl of SFM is added to the mixture containing the Dicer substrate and siRNA Transfection Reagent, the mixture is slowly pipetted for mixing and added to the well. After incubation for 7 hours, a complete medium of 500 μl was added to the well and incubation continued for 24 hours.
Далее, около 1 мл среды над клетками отсасывают и добавляют подогретую до 37°С полную среду - 800 мкл. Инкубацию продолжают еще 48 час.Next, about 1 ml of medium above the cells is aspirated and 800 μl of complete medium warmed up to 37 ° C is added. Incubation is continued for another 48 hours.
Для измерения экспрессии люцифераз среду над клетками в лунках планшета отсасывают, добавляют 100 мкл раствора трипсина-ЭДТА (ПанЭко) на лунку, после 10 мин инкубации при 37°С в СО2-инкубаторе добавляют по 100 мкл полной среды, переносят полностью суспензию клеток в пробирку эппендорф на 0.5 мл, осаждают центрифугированием при комнатной температуре в центрифуге Eppendorf (5 мин - 2000 rpm), надосадочную жидкость отсасывают, суспендируют клетки в 70 мкл 1×PBS и проводят измерение свечения люцифераз светлячка и Renilla согласно рекомендациям к набору Dual-Luciferase Reporter Assay System (Promega) на люминометре Reporter Microplate Luminometer (Turner BioSystems). На Фиг. 2 показаны результаты испытания генетических конструкций в невирусной системе. Видно, что субстраты Дайсера специфически подавляют экспрессию мишеней на 81-91%.To measure luciferase expression, the medium above the cells in the wells of the plate is aspirated, 100 μl of trypsin-EDTA (PanEco) solution are added per well, after 10 min of incubation at 37 ° C in a CO 2 incubator, 100 μl of complete medium is added, the cell suspension is completely transferred to 0.5 ml Eppendorf tube, precipitated by centrifugation at room temperature in an Eppendorf centrifuge (5 min - 2000 rpm), the supernatant was aspirated, the cells were suspended in 70 μl of 1 × PBS, and the glowworm and firefly luciferase were measured according to the recommendations of the Dual-Luciferase Report kit er Assay System (Promega) on the Reporter Microplate Luminometer (Turner BioSystems). In FIG. 2 shows the results of testing genetic constructs in a non-viral system. It can be seen that Dyser substrates specifically inhibit target expression by 81-91%.
Эффективные мишени РНК-интерференции в геноме ВИЧ-1 и субстраты Дайсера, предназначенные для их пораженияEffective targets of RNA interference in the HIV-1 genome and Dicer substrates designed to defeat them
Нуклеотидные последовательности ДНК:Nucleotide DNA Sequences:
5' AAAAAGCATCAGAAAGAACCTCCATTT 3' (1)5 'AAAAAGCATCAGAAAGAACCTCCATTT 3' (1)
5' AGACATAGTTATCTATCAATACATGGA 3' (2)5 'AGACATAGTTATCTATCAATACATGGA 3' (2)
5' AGGAGTAGTGGAGTCTATGAATAAGGA 3' (3)5 'AGGAGTAGTGGAGTCTATGAATAAGGA 3' (3)
5' GTGTGGACTATAGTAGGTATAGAATAT 3' (4)5 'GTGTGGACTATAGTAGGTATAGAATAT 3' (4)
5' ACCAGGACAGACATGGTATGGAACAGG 3' (5)5 'ACCAGGACAGACATGGTATGGAACAGG 3' (5)
5' GTGCGAGAGCGTCAGTATTAAGTGGGG 3' (6), 5 'GTGCGAGAGCGTCAGTATTAAGTGGGG 3' (6),
Нуклеотидные последовательности РНК:RNA nucleotide sequences:
5' AAAAAGCAUCAGAAAGAACCUCCAUUU 3' (7)5 'AAAAAGCAUCAGAGAAAGAACCUCCAUUU 3' (7)
5' AAAUGGAGGUUCUUUCUGAUGCUUUUU 3' (8)5 'AAAUGGAGGUUCUUUCUGAUGCUUUUU 3' (8)
5' AGACAUAGUUAUCUAUCAAUACAUGGA 3' (9)5 'AGACAUAGUUAUCUAUCAAUACAUGGA 3' (9)
5' UCCAUGUAUUGAUAGAUAACUAUGUCU 3' (10)5 'UCCAUGUAUUGAUAGAUAACUAUGUCU 3' (10)
5' AGGAGUAGUGGAGUCUAUGAAUAAGGA 3' (11)5 'AGGAGUAGUGGAGUCUAUGAAUAAGGA 3' (11)
5' UCCUUAUUCAUAGACUCCACUACUCCU 3' (12)5 'UCCUUAUUCAUAGACUCCACUACUCCU 3' (12)
5' GUGUGGACUAUAGUAGGUAUAGAAUAU 3' (13)5 'GUGUGGACUAUAGUAGGUAUAGAAUAU 3' (13)
5' AUAUUCUAUACCUACUAUAGUCCACAC 3' (14)5 'AUAUUCUAUACCUACUAUAGUCCACAC 3' (14)
5' ACCAGGACAGACAUGGUAUGGAACAGG 3' (15)5 'ACCAGGACAGACAUGGUAUGGAACAGG 3' (15)
5' CCUGUUCCAUACCAUGUCUGUCCUGGU 3' (16)5 'CCUGUUCCAUACCAUGUCUGUCCUGGU 3' (16)
5' GUGCGAGAGCGUCAGUAUUAAGUGGGG 3' (17)5 'GUGCGAGAGCGUCAGUAUUAAGUGGGG 3' (17)
5' CCCCACUUAAUACUGACGCUCUCGCAC 3' (18)5 'AC AC CCCC AC AC AC AC AC AC AC' '18 18 18 18 (18)
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103095A RU2650774C1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103095A RU2650774C1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650774C1 true RU2650774C1 (en) | 2018-04-17 |
Family
ID=61976929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103095A RU2650774C1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650774C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552486C2 (en) * | 2013-01-21 | 2015-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS TARGETED TO iRNA OF REVERSE TRANSCRIPTASE AND INTEGRASE, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS |
| RU2552607C2 (en) * | 2012-09-27 | 2015-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS |
-
2017
- 2017-01-31 RU RU2017103095A patent/RU2650774C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552607C2 (en) * | 2012-09-27 | 2015-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS |
| RU2552486C2 (en) * | 2013-01-21 | 2015-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук (Имб Ран) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS TARGETED TO iRNA OF REVERSE TRANSCRIPTASE AND INTEGRASE, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MAGGIE L BOBBIN et al., RNA interference approaches for treatment of HIV-1 infection, Genome Medicine 2015, Vol.7, No.50, pp.1-16. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kunze et al. | Synthetic AAV/CRISPR vectors for blocking HIV‐1 expression in persistently infected astrocytes | |
| Nishitsuji et al. | Effective suppression of human immunodeficiency virus type 1 through a combination of short-or long-hairpin RNAs targeting essential sequences for retroviral integration | |
| CN101603042B (en) | RNA interference target for treating hepatitis B virus infection | |
| US20100063132A1 (en) | Small interfering rna and pharmaceutical composition for treatment of hepatitis b comprising the same | |
| CN108025188A (en) | Methods and compositions for RNA-directed therapy of HIV infection | |
| WO2006135436A2 (en) | Inhibition of gene expression and therapeutic uses thereof | |
| US20170283802A1 (en) | Design of nucleic acid binding molecules with non-watson crick and non-canonical pairing based on artificial mutation consensus sequences to counter escape mutations | |
| US20080274991A1 (en) | Nucleic Acids Against Viruses, in Particular Hiv | |
| US9222090B2 (en) | RNA interference target for treating AIDS | |
| JP4545091B2 (en) | Oligoribonucleotide or peptide nucleic acid that inhibits the function of hepatitis C virus | |
| RU2425150C1 (en) | CARTRIDGE GENETIC MAKER EXPRESSING THREE BIOLOGICALLY ACTIVE siPHK, EFFECTIVELY ATTACKING HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS AND CCR5 GENE TRANSCRIPTS BY MEANS OF RNA-INTERFERENCE | |
| JP2011016822A (en) | A set of nucleotide sequences for preventing and treating anti-hiv infection and aids, and application thereof | |
| RU2385939C1 (en) | Genetic makers attacking six new rna interference targets in transcripts of human immunodeficiency virus type 1 and suppressing virus reproduction in human cells | |
| RU2650774C1 (en) | Effective targets of rna interference in the genom of hiv-1 and dyser's substrates are used for their disorder | |
| Wu et al. | Quick identification of effective small interfering RNAs that inhibit the replication of coxsackievirus A16 | |
| RU2630644C1 (en) | Cartridge genetic construct expressing two biologically active sirnas effectively attacking targets in mrna of vpu and env genes of hiv-1 subtype a in russian patients, and one sirna aimed at ccr5 gene mrna | |
| RU2552607C2 (en) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS | |
| CN103966219A (en) | Construction and application of human foamy virus vector mediated shRNA for inhibiting HIV-1 replication | |
| Cave et al. | Silencing of HIV-1 subtype C primary isolates by expressed small hairpin RNAs targeted to gag | |
| RU2552486C2 (en) | CARTRIDGE GENETIC CONSTRUCT EXPRESSING TWO BIOLOGICALLY ACTIVE siRNAS EFFECTIVELY ATTACKING SUBTYPE A HIV-1 TRANSCRIPTS TARGETED TO iRNA OF REVERSE TRANSCRIPTASE AND INTEGRASE, AND ONE siRNA TARGETED TO iRNA OF CCR5 GENE IN RUSSIAN PATIENTS | |
| US20090326043A1 (en) | Method and Compound for Antiviral (HIV) Therapy | |
| CN109266684B (en) | A method for constructing a sensitive animal model of pathogenic infection | |
| JP4228071B2 (en) | Double-stranded oligonucleotide capable of suppressing hepatitis C virus protein synthesis and / or hepatitis C virus replication | |
| RU2607381C1 (en) | Cassette genetic construct expressing two biologically active sirna, effectively attacking targets in reverse transcriptase mrna of subtype a hiv-1 in russian patients, and one sirnk targeted to mrna of ccr5 gene | |
| JP4536112B2 (en) | New method to overcome RNAi resistant virus strains |