基因型和表型偶联制造技术

本公开提供可用于用来源特异性核酸标识符(例如条形码)标记靶分子的方法和组合物，所述来源特异性核酸标识符随后可用于识别、定量或以其他方式表征来源于特定离散体积的靶分子的特征或活性。此类靶分子可包括由细胞所表达的多肽，其中编码所述多肽的核酸分子用相同或匹配的来源特异性核酸标识符标记。

Genotype and phenotypic coupling

The present invention provides for source specific nucleic acid identifier (e.g. barcode) method and composition of labeled target molecules, the specific nucleic acid source identifier can then be used to identify and quantitative or otherwise characterized from a particular discrete volume target molecule characteristics or activity. Such target molecules can include peptides expressed by cells, and nucleic acid molecules encoding these peptides are labeled with identical or matched source specific nucleic acid identifiers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基因型和表型偶联本公开的领域本公开涉及用于用可索引化的核酸标识符对分子进行特异性标记的方法和组合物，所述可索引化的核酸标识符可将细胞或非细胞系统的基因型与所述细胞或非细胞系统的至少一种表型偶联。所述方法和组合物允许对多样化的偶联基因型和表型进行多重分析，同时维持关于样品或子样品来源的信息。背景现代基因工程化方法允许快速且廉价地制备核酸构建体和变体。可以高通量方式构建基因设计变更的高复杂性汇集物，从而提供巨大的探索给定设计空间的潜力。然而，对此类大型且复杂的基因变体汇集物的分析要求在例如评估所编码分子特性之后可容易地将个别变体彼此区别开来。一直以来都缺乏实现此要求的方法。因此对将特定所编码分子表型与高复杂性变体汇集物的对应基因型相联系的方法存在需要。概要本公开提供用于用特异性核酸条形码(例如来源特异性核酸条形码)对靶分子进行高通量标记的方法和组合物。可通过识别所述来源特异性核酸条形码，任选地结合识别额外的条形码的序列来确定来源于特定样品或其部分的靶分子和/或靶核酸的身份、数量和/或活性。使用此信息，可确定所述分子的特性。举例来说，可使用所公开的方法和组合物来确定诸如抗体或抗原等分子的亲和力和/或特异性。所公开的方法和组合物的其他方面允许将细胞或样品的基因型特征与表型特征配对，其中可跟踪在靶分子和/或靶核酸中观测到的变化，并且/或者将其与源样品和/或不同的测试条件和/或所接触的测试药剂等相关联。公开了一种将靶分子集合分配给特定区室，同时维持关于靶分子来源(例如所述靶分子来自其中或被分隔至其中的区室或离散体积的来源)的信息的方法，这些信息可又与诸如以下的信息，例如包括但不限于所述区室中的所述分子所经受的条件相联系，所述方法包括：提供样品，所述样品包括细胞或非细胞系统；将来自样品的单个细胞或非细胞系统的一部分分隔至个别区室或离散体积中，其中各区室或离散体积进一步包括来源特异性条形码，其中所述来源特异性条形码包含独特核酸识别序列，所述独特核酸识别序列维持或带有关于所述样品中的所述细胞或非细胞系统，例如特定区室的来源(诸如区室或体积来源)的信息；用存在于个别区室中的来源特异性条形码对个别区室中的靶分子进行标记以形成来源标记式靶分子，其中来自各个别区室的来源标记式靶分子包含相同或匹配的独特索引化核酸识别序列中的至少一个；任选个别地或在多重系统中对靶分子进行加工；以及检测来源特异性条形码的核苷酸序列，由此将靶分子集合分配给特定个别区室，同时维持关于靶分子的区室来源的信息。还公开了一种将靶分子集合分配给样品或样品集合中的靶核酸，同时维持关于靶分子和靶核酸的来源的信息的方法，其中样品包括细胞或非细胞系统，所述方法包括：提供样品，所述样品包括细胞或非细胞系统；将来自样品的单个细胞或非细胞系统的一部分分隔至个别区室中，其中各个别区室进一步包括来源特异性条形码，所述条形码包含独特核酸识别序列，所述独特核酸识别序列维持或带有关于所述样品中的所述细胞或非细胞系统的来源(诸如区室来源)的信息；用存在于个别区室中的来源特异性条形码对个别区室中的靶分子和靶核酸进行标记以形成来源标记式靶分子和来源标记式靶核酸，其中来自各个别区室的来源标记式靶分子包含相同或匹配的独特索引化核酸识别序列；任选个别地或在多重系统中对靶分子进行加工；以及检测来源特异性条形码的核苷酸序列，由此将靶分子集合分配给靶核酸，同时维持关于靶分子的样品来源(诸如区室来源)的信息。进一步公开了一种测定测试药剂对靶分子的特异性的方法，所述方法包括：将靶分子集合分配给区室；使表达靶分子的细胞在分隔之前与用测试药剂特异性条形码标记的测试药剂的汇集物接触；分离与测试药剂结合的靶分子；以及测定测试药剂特异性条形码的序列和来源特异性条形码的序列，由此识别与靶分子结合的测试药剂。进一步公开了一种测定测试药剂对靶分子的亲和力和/或特异性的方法，所述方法包括：将靶分子集合分配给区室；使带标记的靶分子与同可检测标记结合的测试药剂接触；使用可检测标记分离与测试药剂结合的带标记的靶分子；测定所分离的靶分子上的来源特异性条形码的序列；以及对与所分离的靶分子缔合的来源特异性条形码进行定量，由此确定测试药剂对靶分子的亲和力。进一步公开了一种测定靶分子在细胞集合的表面上的表达的方法，所述方法包括：将靶分子集合分配给区室；使所要分隔的样品细胞与测试药剂的集合接触，所述测试药剂各自用独特测试药剂条形码标记；测定结合于细胞的测试药剂上的来源特异性条形码和测试药剂特异性条形码的序列，由此测定分子在细胞集合的表面上的表达。进一步公开了一种从细胞群体识别具有感兴趣的比活性的蛋白质的方法，所述方法包括：将靶分子集合分配给区室；分离具有感兴趣的比活性的靶分子；识别所分离的具有感兴趣的比活性的靶分子的来源特异性条形码。进一步公开了一种条形码标记复合物，所述条形码标记复合物包含固体或半固体基底，以及与其可逆偶联的多个条形码元件，其中所述条形码元件中的每一个包含索引核酸识别序列；以及特异性结合于靶核酸的核酸捕获序列和特异性结合于靶分子的特异性结合剂中的一者或多者。如将变得显而易见的是，本公开提供若干优于现有技术的优点。举例来说，使用已确立的方法测定分子间亲和力(例如抗体与抗原之间)需要昂贵并且费劲的分析(例如ELISA)。此外，可使用本专利技术的方法和组合物评估第一蛋白质与第二蛋白质、蛋白质与核酸和/或第一核酸与第二核酸之间的分子间相互作用。本公开的方法通过利用多重测定的速度、低成本和容量以及与下一代测序的相容性而有助于分子间亲和力测定。这在例如设计高价值药物或亲和力结合试剂以及许多其他应用中提供大量益处。根据以下详细描述，本公开的前述和其他目标和特征将变得更显而易见，以下详细描述是参考附图而进行。附图简述图1为示出对来自细胞集合的扩增子集合进行标记的示例性方法的示意图。图2为示出包含用于根据图1的方法对扩增子集合进行标记的来源特异性条形码的珠粒的示例性组成的示意图。在此实例中，各水凝胶珠粒携带随机构建的多部分索引序列(例如Di/Ci/Bi/Ai)加上实现基因特异性捕获/扩增以及文库构建的序列的克隆群体，G＝“通用”捕获序列；CL1＝可裂解接头1(旨在从珠粒释放的RNA或其他者)；P7序列；Di＝随机选择的索引“D”(i＝例如1至192)；Ci＝随机选择的索引“C”(i＝例如1至192)；Bi＝随机选择的索引“B”(i＝例如1至192)；Ai＝随机选择的索引“A”(i＝例如1至192)；测序引物；V＝用于基因/扩增子特异性捕获的靶向序列；CL2＝可裂解接头2(旨在从捕获的Ab或蛋白质释放)；X＝捕获蛋白或抗体(例如用于抗体的蛋白质G)。图3为示出包含用于对靶核酸与靶分子两者进行标记的来源特异性条形码的珠粒的示例性组成的示意图。在此实例中，各水凝胶珠粒携带(i)随机构建的多部分索引序列(Di/Ci/Bi/Ai)加上实现基因特异性捕获/扩增和文库构建的序列的克隆群体，以及(ii)各自连接至例如同一多部分索引序列的克隆群体的抗体或蛋白质捕获序列的第二群体。这些多部分索引序列构成来源特异性条形码。G＝“通用”捕获序列；CL1＝可裂解接头1(旨在从珠粒释放的RNA或其他者)；P7序列；Di＝随机选择的索引“D”(i＝例如1至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将所表达多肽的结合表型分配给潜在基因型、表达水平或两者的方法，其包括：将样品或其一部分分隔至个别区室中，所述样品包括细胞、细胞群体或非细胞系统，其中所述个别区室包含来源特异性条形码和多肽捕获分子，其中所述来源特异性条形码包含标识所述个别区室的独特核酸序列，并且所述多肽捕获分子包含标识所述多肽捕获分子的捕获分子核酸标识符；使各个别区室中所表达的靶多肽与所述多肽捕获分子结合以产生结合型靶多肽‑多肽捕获分子复合物；用所述来源特异性条形码对所表达靶核酸和所述结合型多肽捕获分子的所述捕获分子特异性核酸标识符进行标记，以产生带条形码的所表达靶核酸和带条形码的多肽捕获分子；检测所述带条形码的所表达靶核酸和带条形码的捕获分子核酸标识符的序列；根据共同的来源特异性条形码对所表达靶核酸和所表达靶多肽进行分组，由此识别由个别区室中所表达的靶多肽结合的多肽捕获分子以及相同个别区室中所表达的靶核酸的类型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.11 US 62/131,8041.一种将所表达多肽的结合表型分配给潜在基因型、表达水平或两者的方法，其包括：将样品或其一部分分隔至个别区室中，所述样品包括细胞、细胞群体或非细胞系统，其中所述个别区室包含来源特异性条形码和多肽捕获分子，其中所述来源特异性条形码包含标识所述个别区室的独特核酸序列，并且所述多肽捕获分子包含标识所述多肽捕获分子的捕获分子核酸标识符；使各个别区室中所表达的靶多肽与所述多肽捕获分子结合以产生结合型靶多肽-多肽捕获分子复合物；用所述来源特异性条形码对所表达靶核酸和所述结合型多肽捕获分子的所述捕获分子特异性核酸标识符进行标记，以产生带条形码的所表达靶核酸和带条形码的多肽捕获分子；检测所述带条形码的所表达靶核酸和带条形码的捕获分子核酸标识符的序列；根据共同的来源特异性条形码对所表达靶核酸和所表达靶多肽进行分组，由此识别由个别区室中所表达的靶多肽结合的多肽捕获分子以及相同个别区室中所表达的靶核酸的类型。2.如权利要求1所述的方法，其中各个别区室包括单个细胞。3.如权利要求1或3中任一项所述的方法，其中在将所述样品或其一部分分隔至个别区室中之前使所述多肽捕获分子与细胞或细胞群体的表面上所表达的靶多肽结合。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括在使所述所表达靶多肽与所述多肽捕获分子结合之前溶解所述细胞或细胞群体。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其进一步包括在检测所述带标记的所表达靶核酸和带标记的捕获分子核酸标识符的所述序列之前汇集所有所述样品。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其进一步包括在检测所述带条形码的靶核酸和带条形码的捕获分子核酸标识符的所述序列之前对所述带条形码的所表达靶核酸和带条形码的捕获分子核酸标识符进行纯化。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中来源特异性条形码包含第一来源特异性条形码类型，所述第一来源特异性条形码类型包含靶核酸结合序列；以及第二来源特异性条形码类型，所述第二来源特异性条形码类型包含捕获分子核酸标识符结合序列，其中对于给定的个别区室，所述第一和第二类型的来源特异性条形码包含相同或匹配的独特核酸序列，所述独特核酸序列标识所述个别区室。8.如权利要求7所述的方法，其中所述来源特异性条形码进一步包含一个或多个引物序列、测序衔接子、一个或多个限制位点、用于促进来自所述样品的所述来源特异性条形码的富集的捕获部分或其组合。9.如权利要求8所述的方法，其中所述引物序列为通用引物序列。10.如权利要求7所述的方法，其中所述来源特异性条形码包括RNA、DNA或RNA与DNA的组合。11.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中对所述所表达靶核酸和所述捕获分子核酸标识符进行标记包括向所述个别区室中引入试剂，所述试剂足以允许所述第一和第二类型的来源特异性条形码分别与所述靶核酸和所述多肽捕获分子的捕获分子核酸标识符杂交，并且充当模板以产生所有或一部分所述靶核酸和捕获分子特异性核酸标识符的cDNA拷贝，使得寡核苷酸条形码的序列合并在各靶核酸cDNA产物和捕获分子核酸标识符cDNA产物中。12.如权利要求11所述的方法，其包括对所述cDNA产物进行扩增以及检测所述扩增的cDNA产物的序列。13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中使所述来源特异性条形码可逆或不可逆地连接至固体基底。14.如权利要求13所述的方法，其中使所述来源特异性条形码通过连接至所述固体基底的表面的条形码接收衔接子而连接至所述固体基底。15.如权利要求14所述的方法，其中所述条形码衔接子为与所述来源特异性寡核苷酸上的衔接子结合序列互补的核酸序列。16.如权利要求13所述的方法，其中所述固体基底为水凝胶珠粒。17.如权利要求13或16所述的方法，其中在对所述所表达靶核酸和所述多肽捕获...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·尼科尔，D·A·格里菲思，B·索德蒙，V·T·柯克，
申请(专利权)人：布罗德研究所有限公司，巴黎市工业物理化学学校，
类型：发明
国别省市：美国,US