Myotonic dystrophy type 2 (DM2) is a genetically defined muscular dystrophy that is caused by an expanded repeat of r(CCUG) [r(CCUG)exp] in intron 1 of a CHC-type zinc finger nucleic acid binding protein (CNBP) pre-mRNA. Various mechanisms contribute to DM2 pathology including pre-mRNA splicing defects caused by sequestration of the RNA splicing regulator muscleblind-like-1 (MBNL1) by r(CCUG)exp. Herein, we study the biological impacts of the molecular recognition of r(CCUG)exp's structure by a designer dimeric small molecule that directly cleaves the RNA in patient-derived cells. The compound is comprised of two RNA-binding modules conjugated to a derivative of the natural product bleomycin. Careful design of the chimera affords RNA-specific cleavage, as attachment of the bleomycin cleaving module was done in a manner that disables DNA cleavage. The chimeric cleaver is more potent than the parent binding compound for alleviating DM2-associated defects. Importantly, oligonucleotides targeting the r(CCUG)exp sequence for cleavage exacerbate DM2 defects due to recognition of a short r(CCUG) sequence that is embedded in CNBP, argonaute-1 (AGO1), and MBNL1, reducing their levels. The latter event causes a greater depletion of functional MBNL1 than the amount already sequestered by r(CCUG)exp. Thus, compounds targeting RNA structures can have functional advantages over oligonucleotides that target the sequence in some disease settings, particularly in DM2.

中文翻译：

---

用二聚体小分子对 RNA 重复扩增的结构特异性切割优于寡核苷酸的序列特异性识别。

2 型强直性肌营养不良症 (DM2) 是一种遗传定义的肌营养不良症，由 CHC 型锌指核酸结合蛋白 (CNBP) 前内含子 1 中 r(CCUG) [r(CCUG)exp] 的扩展重复序列引起-mRNA。各种机制促成 DM2 病理学，包括由 r(CCUG)exp 隔离 RNA 剪接调节子肌肉盲样 1 (MBNL1) 引起的前 mRNA 剪接缺陷。在这里，我们研究了设计者二聚体小分子对 r(CCUG)exp 结构的分子识别的生物学影响，该二聚体小分子直接切割患者衍生细胞中的 RNA。该化合物由与天然产物博来霉素衍生物缀合的两个 RNA 结合模块组成。精心设计的嵌合体提供 RNA 特异性切割，因为博来霉素切割模块的连接是以禁用 DNA 切割的方式完成的。嵌合切割剂在减轻 DM2 相关缺陷方面比亲本结合化合物更有效。重要的是，由于识别嵌入 CNBP、argonaute-1 (AGO1) 和 MBNL1 中的短 r(CCUG) 序列，以 r(CCUG)exp 序列进行切割的寡核苷酸会加剧 DM2 缺陷，从而降低它们的水平。后一事件导致功能性 MBNL1 的消耗比已被 r(CCUG)exp 隔离的量更大。因此，在某些疾病环境中，特别是在 DM2 中，靶向 RNA 结构的化合物比靶向序列的寡核苷酸具有功能优势。由于识别嵌入 CNBP、argonaute-1 (AGO1) 和 MBNL1 中的短 r(CCUG) 序列，以 r(CCUG)exp 序列为靶点进行切割的寡核苷酸会加剧 DM2 缺陷，从而降低它们的水平。后一事件导致功能性 MBNL1 的消耗比已被 r(CCUG)exp 隔离的量更大。因此，在某些疾病环境中，特别是在 DM2 中，靶向 RNA 结构的化合物比靶向序列的寡核苷酸具有功能优势。由于识别嵌入 CNBP、argonaute-1 (AGO1) 和 MBNL1 中的短 r(CCUG) 序列，以 r(CCUG)exp 序列为靶点进行切割的寡核苷酸会加剧 DM2 缺陷，从而降低它们的水平。后一事件导致功能性 MBNL1 的消耗比已被 r(CCUG)exp 隔离的量更大。因此，在某些疾病环境中，特别是在 DM2 中，靶向 RNA 结构的化合物比靶向序列的寡核苷酸具有功能优势。