[發明專利]旋轉性隔離的翻譯元件

有效

• 申請號: 201480004301.X
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN104919059B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 丹尼爾·J·科萊博;布瑞恩·M·福瑞扎;布拉德·邦德;喬納森·隆;喬治·W·弗拉瑟
• 申請（專利權）人: 埃默拉爾德治療有限公司
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;C07H21/00;C12N5/10;G06F19/20
• 代理公司: 廣州市天河區倪律專利代理事務所(普通合伙)44348
• 代理人: 倪小敏

相關申請的交叉引用

本申請根據35 U.S.C.§ 119(e)要求2013年1月18日提交的美國臨時申請61/754,339號的優先權，并根據35 U.S.C.§ 120要求2013年3月13日提交的美國臨時申請13/801,762號的優先權，通過引用將每篇申請的內容整體合并至本文中。

背景技術

以分子來制造納米級計算機具有很大的發展潛力，部分原因在于這種計算機可很好地解決某些計算問題。特別地，使用生物分子的計算機能夠與生物學環境相容，使得它們能夠用于復雜疾病的診斷，甚至治療。

將一種核酸序列翻譯成另一種核酸序列的能力基本上使人們能夠利用核酸建立邏輯門和網絡。這些門和網絡通過兩個事件驅動，即雜交和鏈置換，這兩者通常是熱動力學上有利的，即它們涉及從較高能量狀態到較低能量狀態的轉變。因此，兩個事件可在系統內自發進行。

雜交涉及核酸的游離的單鏈片段。因此，可通過這些游離片段的可獲得性來調節核酸網絡。

“隔離事件(sequestering event)”允許某些序列有條件地用于網絡的其余部分。這些事件賦予了翻譯元件(translators)的構造，翻譯元件將一個單鏈核酸序列轉化為一個不同的單鏈核酸序列。這些翻譯元件是利用核酸建立基本邏輯算子的基礎，這些基本邏輯算子例如是與(AND)、非(NOT)、或(OR)、與非(NAND)、或非(NOR)和異或非(XNOR)。通過這些以及其他邏輯組件，可以建造包括例如放大元件的組件的較大網絡。因此，這些翻譯事件對于利用核酸的信息處理以及分子計算是重要的。

發明內容

根據本發明的一個方面，本發明提供一種組合物，其包含第一核酸復合物和第二核酸復合物，每一個均包含第一、第二、第三和第四核酸鏈，每個核酸鏈按順序包含第一、第二和第三片段，其中第一復合物的第一、第二、第三和第四鏈的核酸鏈分別被定義為B-X-D,和F-Y-C，第二復合物的第一、第二、第三和第四鏈分別被定義為E-Y-D,F-Z-G,其中每個字母表示一個片段，每個以“-”連接的一串字母表示一個鏈，并且其中：第一復合物和第二復合物的每一個都包含形成在第一鏈的第二片段和第二鏈的第二片段之間的第一雙鏈區(在第一復合物和第二復合物中分別為和)，形成在第三鏈的第二片段和第四鏈的第二片段之間的第二雙鏈區(和)，形成在第一鏈的第三片段和第三鏈的第一片段之間的第三雙鏈區(和)，以及形成在第二鏈的第一片段和第四鏈的第三片段之間的第四雙鏈區(和)；在第一復合物和第二復合物中的每一個中，第一鏈的第一片段(在第一復合物和第二復合物中分別為B和)、第二鏈的第三片段(和D)、第三鏈的第三片段(和G)以及第四鏈的第一片段(F和)是單鏈的；第一復合物的第三鏈具有與第二復合物的第二鏈(E-Y-D)適當的序列互補性，從而允許它們之間在雜交條件下結合；并且第一復合物的第四鏈(F-Y-C)具有與第二復合物的第一鏈適當的序列互補性，從而允許它們之間在雜交條件下結合。

在一個方面，該組合物進一步包括第三核酸復合物，該第三核酸復合物包含第一和第二核酸鏈，每個鏈按順序包括第一片段、第二片段和第三片段，其中第一鏈和第二鏈分別被定義為E-Z-H和其中該第三核酸復合物包含形成在第一鏈的第二片段和第二鏈的第二片段之間的雙鏈區并且第一鏈的第一片段(E)和第二鏈的第三片段是單鏈的，并且其中：第二復合物的第三鏈(F-Z-G)具有與第三復合物的第二鏈適當的序列互補性，從而允許它們之間在雜交條件下結合；第二復合物的第四鏈具有與第三復合物的第一鏈(E-Z-H)適當的序列互補性，從而允許它們之間在雜交條件下結合。

在一些方面，第一復合物的第三鏈的第三片段與第三復合物的第一鏈的第一片段(E)具有序列互補性，但在正常雜交條件下，由于對這兩個片段的任何一個或兩個進行化學修飾而使彼此不會穩定結合；并且第一復合物的第四鏈的第一片段(F)與第三復合物的第一鏈的第三片段具有序列互補性，但在正常雜交條件下，由于對這兩個片段的任何一個或兩個進行化學修飾而使彼此不會穩定結合。

適于本發明技術的化學修飾包括，但不限于，以結合了mini-PEG的絲氨酸來源的γ-PNA替換核酸片段的糖-磷酸二酯骨架。在一些方面，化學修飾包括用三環胞嘧啶類似物取代核酸片段中的至少一個核苷的含氮堿基。在一個方面，化學修飾包括在核苷酸的糖基部分的2’位置引入雜原子。