核酸序列信息的空间定位制造技术

技术编号:18176082 阅读:25 留言:0更新日期:2018-06-09 18:31
呈现了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法和组合物。方法可以在保留关于组织的空间信息的情况下实现组织中的转录物组和/或基因组变异的表征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核酸序列信息的空间定位1.专利技术背景用于检测和分析组织样品中的核酸(例如mRNA或基因组DNA)的现有技术通常一次提供一种或有限数目的基因的空间或局部信息,或在没有期望位置信息的情况下提供样品中所有基因的信息。最近的兴趣聚焦于技术的发展,该技术可以在保存关于组织的空间信息的情况下对组织中的转录物组和/或基因组变异进行表征。需要表征组织样品背景下的核酸的方法。2.专利技术概述本公开提供了方法和组合物,其有助于在保存与组织中靶核酸起源有关的空间信息的情况下表征组织中的转录物组和/或基因组变异。例如,本文中公开的方法可以使得能够鉴定携带异常突变的组织生检中的细胞或细胞簇的位置。因此,本文中提供的方法可用于诊断目的,例如用于癌症的诊断,并且可能有助于选择靶向疗法。本公开提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的捕捉阵列,所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针对,其中捕捉探针对的第一捕捉探针包含第一引物结合区和空间地址区,并且其中捕捉探针对的第二捕捉探针包含第二引物结合区和捕捉区。本公开还提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括(a)提供捕捉阵列,所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针对,其中捕捉探针对的第一捕捉探针包含第一引物结合区和空间地址区,且其中捕捉探针对的第二捕捉探针包含第二引物结合区和捕捉区。本公开还提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括提供包含固定化捕捉探针的磁性纳米颗粒,所述固定化捕捉探针包含捕捉区。本公开还提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括提供包含固定化捕捉探针的磁性纳米颗粒,所述固定化捕捉探针包含捕捉区。本公开还提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的捕捉阵列,所述捕捉阵列包含含有捕捉探针的捕捉位点,所述捕捉探针包含空间地址区和转座子末端(TE)区。本公开还提供了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括提供包含含有捕捉探针的捕捉位点的捕捉阵列,所述捕捉探针包含空间地址区和转座子末端(TE)区。3.附图简述图1A显示了用于捕捉组织样品中的核酸的捕捉阵列的示例性实施方案的平面视图。图1B显示了捕捉阵列的一个捕捉位点的侧视图,其中一个捕捉位点包含至少一个用于捕捉组织样品中的核酸的捕捉探针。图1C显示了用于捕捉组织样品中的核酸的通用捕捉珠的示例性实施方案的侧视图。图2显示了空间检测和分析组织样品中的核酸的方法的示例性实施方案的流程图。图3显示了图1A的阵列的侧视图并且显示了将组织样品中的总mRNA捕捉到阵列上的过程的示例性实施方案。图4显示了图1的阵列的侧视图并且显示了将组织样品中的靶定mRNA捕捉到阵列上的过程的示例性实施方案。图5显示了通过原位逆转录组织样品中的RNA来产生cDNA以捕捉到阵列上的方法的示例性实施方案的流程图。图6显示了图5的方法的步骤的示例性实施方案。图7显示了图5的方法的步骤的另一个示例性实施方案。图8显示了将DNA扩增子捕捉到阵列上的方法的示例性实施方案的流程图,其中通过靶核酸的原位扩增产生DNA扩增子。图9显示了图8的方法的步骤的示例性实施方案。图10显示了将DNA扩增子捕捉到阵列上的方法的示例性实施方案的流程图,其中通过靶核酸的原位扩增产生DNA扩增子。图11显示了图10的方法的步骤。图12显示了通过单链连接将cDNA捕捉到阵列上的方法的示例性实施方案的流程图,其中通过靶RNA分子的原位逆转录产生cDNA。图13A和13B显示了图12的方法的步骤。图14显示了将DNA扩增子捕捉到阵列上的方法的示例性实施方案的流程图,其中通过靶核酸的原位扩增产生DNA扩增子。图15A、15B、和15C显示了图14的方法的步骤。图16显示了配置用于空间检测和分析组织样品中的核酸的电泳转移系统的部分的侧视图。图17显示了捕捉阵列(例如图1A的捕捉阵列)上的一个捕捉位点的侧视图,其中一个捕捉位点包含不同的两组固定化捕捉探针。图18显示了将核酸从组织样品转移到捕捉阵列以产生空间寻址测序文库的方法的一个实施方案的流程图,其中捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含不同的固定化捕捉探针对,例如如图17中显示。图19A、19B、19C、和19D显示了图18的方法的步骤。图20显示了捕捉组织样品中的核酸以后续锚定到阵列上的方法的示例性实施方案。图21A和21B分别显示了用于空间检测和分析组织样品中的核酸的一维索引化(indexing)方案的网格阵列和二维索引化方案的网格阵列。图22显示了使用组合索引化系统以生成空间寻址cDNA测序文库的方法的示例性实施方案的流程图。图23A和23B显示了图21的方法的步骤。图24显示了使用组合索引化系统以产生空间寻址cDNA测序文库的备选方法的示例性实施方案的流程图。图25A、25B、和25C显示了图24的方法的步骤。图26A显示了用于将逆转录(RT)引物递送到组织样品以原位合成cDNA的阵列的示例性实施方案的平面视图。图26B显示了图26A的阵列的一个递送位点的部分的侧视图,其中递送位点的部分包含至少一个用于从组织样品中的mRNA合成cDNA的RT引物。图27A显示了用于捕捉使用图26B的RT引物原位合成cDNA的捕捉阵列的示例性实施方案的平面视图。图27B显示了图27A的捕捉阵列的一个捕捉位点的部分的侧视图,其中捕捉位点的部分包含至少一个用于捕捉合成的cDNA的捕捉探针。图28显示了产生空间寻址测序文库的方法的示例性实施方案的流程图,其中第一阵列用于原位合成第一链cDNA,并且第二阵列用于捕捉cDNA以进行随后的文库产生。图29A和29B显示了图28的方法的步骤。图30显示了使用可释放的捕捉探针产生空间寻址cDNA文库的方法的示例性实施方案的流程图。图31A和31B分别显示了包含5二硫化物修饰的空间寻址捕捉探针和包含5光可切割接头的空间寻址捕捉探针的示例性示意图。图32A、32B、和32C显示了将图31A的空间寻址捕捉探针可逆锚定到玻璃盖玻片表面上的过程的示例性实施方案。图33A、33B、和33C显示了将图31B的空间寻址捕捉探针可逆锚定到玻璃盖玻片表面上的过程的示例性实施方案。图34A和34B显示了图30的方法的步骤。图35显示了用于捕捉感兴趣的基因组DNA区的捕捉探针对的示例性实施方案的示意图。图36显示了使用可释放捕捉探针产生空间寻址基因组扩增子文库的方法的示例性实施方案的流程图。图37显示了图36的方法的步骤。图38显示了使用磁性纳米颗粒从组织样品捕捉核酸产生空间寻址测序文库的方法的示例性实施方案的流程图。图39显示了图38的方法的步骤。图40A和40B显示了使用捕捉探针形成组织样品中的互补核酸并且随后将互补核酸固定化到纳米颗粒的过程的实例。图41A和41B分别显示了包含第一部分空间地址区的颗粒结合捕捉探针和包含第二部分地址区的第二阵列捕捉探针的实例的示意图,用于空间检测和分析组织样品中的核酸。图42A和42B分别显示了颗粒结合捕捉探针和包含空间地址区的第二阵列捕捉探针的实例的示意图,用于空间检测和分析组织样品中的核酸。图43A和43B分别显示了颗粒结合捕捉探针和第二阵列捕捉探针的实例的示意图,用于空间检测和分析组织本文档来自技高网...
核酸序列信息的空间定位

【技术保护点】
用于空间检测和分析组织样品中的核酸的捕捉阵列,所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针对,其中所述捕捉探针对的第一捕捉探针包含第一引物结合区和空间地址区,且其中所述捕捉探针对的第二捕捉探针包含第二引物结合区和捕捉区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.27 US 62/197,389;2015.09.15 US 62/218,742;1.用于空间检测和分析组织样品中的核酸的捕捉阵列,所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针对,其中所述捕捉探针对的第一捕捉探针包含第一引物结合区和空间地址区,且其中所述捕捉探针对的第二捕捉探针包含第二引物结合区和捕捉区。2.权利要求1的捕捉阵列,其中所述第一捕捉探针不包含基因特异性区域。3.权利要求2的捕捉阵列,其中所述第二捕捉探针不包含空间地址区。4.权利要求1的捕捉阵列,其中所述捕捉位点是多个捕捉位点。5.权利要求1的捕捉阵列,其中捕捉位点中的所述捕捉探针对是多个捕捉探针对。6.权利要求5的捕捉阵列,其中相同捕捉位点内的所述多个捕捉探针对中的每个第一捕捉探针包含相同的空间地址序列。7.权利要求5的捕捉阵列,其中不同捕捉位点中的所述多个捕捉探针对包含不同空间地址序列。8.权利要求5的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列的一个或多个捕捉位点具有相同数目的第一捕捉探针和第二捕捉探针。9.权利要求5的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列的一个或多个捕捉位点具有比第二捕捉探针多的第一捕捉探针。10.权利要求5的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列的一个或多个捕捉位点具有比第一捕捉探针多的第二捕捉探针。11.权利要求1的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列整合到电泳系统中。12.权利要求11的捕捉阵列,其中每个捕捉位点在所述电泳系统中独立可电寻址。13.权利要求11的捕捉阵列,其中所述电泳系统中的所述捕捉位点配置用于转移并且捕捉来自组织样品的核酸,使得相对于其它方面相同的条件下通过被动扩散发生的被动核酸转移,来自组织样品的核酸的扩散和捕捉位点间的核酸损失实质性降低。14.权利要求1的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列的表面是平面表面。15.权利要求1的捕捉阵列,其中所述捕捉阵列的表面是珠表面。16.权利要求1的捕捉阵列,其中所述第二捕捉探针中的所述捕捉区是基因特异性捕捉区。17.权利要求16的捕捉阵列,其中所述第二捕捉探针中的所述基因特异性捕捉区包含5’CAACGATCGTCGAAATTCGC[靶引物]3’5’[靶引物]AGATCGGAAGAGCGTCGTGTA3’其中[靶引物]是与靶核酸互补的序列。18.权利要求1的捕捉阵列,其中所述第二捕捉探针中的所述捕捉区是通用捕捉区。19.权利要求18的捕捉阵列,其中所述第二捕捉探针中的所述通用捕捉区包含随机引物序列。20.权利要求18的捕捉阵列,其中包含多聚T捕捉序列。21.用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括(a)提供捕捉阵列,所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针对,其中所述捕捉探针对的第一捕捉探针包含第一引物结合区和空间地址区,且其中所述捕捉探针对的第二捕捉探针包含第二引物结合区和捕捉区。22.权利要求21的方法,其中所述第一捕捉探针不包含捕捉区。23.权利要求21的方法,其中所述第二捕捉探针不包含空间地址区。24.权利要求21的方法,所述方法还包括(b)使所述捕捉阵列与组织样品接触,使得所述阵列上捕捉位点的位置可以与所述组织样品中的位置相关联;(c)允许所述组织样品的核酸与所述第二捕捉探针的所述捕捉区杂交;(d)延伸所述第二捕捉探针的所述捕捉区以形成与所述基因特异性序列杂交的核酸的固定化第一互补链;(e)将所述固定化第一互补链与第一捕捉探针的空间地址序列连接以在两个末端固定化所述第一互补链;(f)使用与所述第一捕捉探针的第一引物结合序列互补的引物来合成第二互补链;(f)从所述捕捉阵列的表面释放所述第二互补链;(g)分析释放的第二互补链的序列,并且(h)将所述释放的第二互补链的序列与所述组织样品中的所述核酸的位置相关联。25.权利要求24的方法,其中允许所述组织样品的核酸与所述第二捕捉探针的捕捉区杂交包括将所述核酸从所述组织样品电泳转移到所述捕捉阵列上。26.权利要求24的方法,其中允许所述组织样品的核酸与所述第二捕捉探针的捕捉区杂交包括将所述核酸从所述组织样品被动扩散到所述捕捉阵列上。27.权利要求24的方法,其中分析所述释放的互补链的序列包括下一代测序。28.权利要求24的方法,其中所述组织样品的核酸包括信使核糖核酸(mRNA)。29.权利要求21的方法,其中所述第一或第二引物结合区包含SBS引物序列。30.权利要求29的方法,其中所述SBS引物序列是SBS3或SBS12序列。31.权利要求21的方法,其中所述第二捕捉探针的捕捉区包含单核苷酸变异(SNV)。32.权利要求31的方法,其中所述方法具有典型的FFPE切片中小于约0.0001%的SNV检测灵敏性,所述典型的FFPE切片包含多达100万个固定细胞。33.权利要求21的方法,其中所述第二捕捉探针中的所述捕捉区是通用捕捉区。34.权利要求33的方法,其中所述第二捕捉探针中的所述通用捕捉区包含随机引物序列。35.权利要求33的方法,其中所述第二捕捉探针中的所述捕捉区包含多聚T捕捉序列。36.权利要求21的方法,其中所述第二捕捉探针中的所述捕捉区是基因特异性捕捉区。37.权利要求36的方法,其中所述第二捕捉探针中的所述基因特异性捕捉区包含TSCA寡核苷酸探针的序列。38.用于空间检测和分析组织样品中的核酸的方法,所述方法包括提供磁性纳米颗粒,所述磁性纳米颗粒包含含有捕捉区的固定化捕捉探针。39.权利要求38的方法,其中所述捕捉区是基因特异性捕捉区。40.权利要求38的方法,其中所述捕捉区是通用捕捉区。41.权利要求38的方法,其中所述固定化捕捉探针不包含空间地址区。42.权利要求38的方法,其中所述方法还包括使所述磁性纳米颗粒与组织样品接触,使得所述组织样品上的所述磁性纳米颗粒的位置可以与所述组织样品中的核酸的位置相关联,并且允许所述核酸与所述固定化捕捉探针的所述捕捉区杂交。43.权利要求42的方法,其中所述方法还包括延伸所述固定化捕捉探针的所述捕捉区以形成与所述捕捉区杂交的核酸的固定化第一互补链。44.权利要求43的方法,其中所述方法还包括使所述组织样品与捕捉阵列接触,使得所述捕捉阵列上的捕捉位点的位置可以与所述组织样品中的位置相关联,其中所述捕捉阵列包含捕捉位点,所述捕捉位点包含表面上固定化的捕捉探针,其中所述捕捉探针包含可切割区域、空间地址区和基因特异性区域。45.权利要求44的方法,其中所述方法还包括对所述捕捉阵列和组织样品施加磁场以将具有所述固定化第一互补链的所述磁性纳米颗粒转移到所述捕捉阵列,并且允许所述固定化第一互补链与所述捕捉阵列上的所述捕捉探针的捕捉区杂交。46.权利要求45的方法,其中所述方法还包括延伸所述捕捉阵列上所述捕捉探针的所述捕捉区以形成所述核酸的固定化第二互补链。47.权利要求46的方法,其中所述方法还包括切割可切割域处所述捕捉阵列上的所述捕捉探针以从所述捕捉阵列的表面释放空间标签化第二互补链。48.权利要求47的方法,其中所述方法还包括分析释放的空间标签化第二互补链...

【专利技术属性】
技术研发人员:A索L刘MJR沈N萨拉蒂亚KM斯蒂芬斯A雅格T威尔逊J富勒顿SM拉米雷兹S卡普兰R潘托贾BM文卡特桑S莫迪亚诺
申请(专利权)人:亿明达股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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