可转化标记组合物、方法及结合其的过程技术

本公开提供了提供用于分析操作，并且特别是分析生物系统，例如基于细胞的系统中的基因表达的分析中的可转化标记部分的方法、系统和组合物。

Convertible label composition, method and process for binding thereof

The present disclosure provides a method, a system, and a composition for analytical operations and, in particular, an analysis of a bioconversion marker part in an analysis of a biological system, such as a gene expression in a cell based system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可转化标记组合物、方法及结合其的过程相关申请的交叉引用本申请请求2015年11月19日提交的美国临时申请号62/257,438的优先权，所述申请通过引用整体并入本文。背景生命科学领域在过去的二十年中发生了巨大的进步。从重组脱氧核糖核酸(DNA)技术取得的产品的广泛商业化到研究、开发和诊断的简化，通过专利技术和部署关键研究工具(例如聚合酶链式反应(PCR)、核酸阵列技术、强大的核酸测序技术)，以及最近的高通量下一代测序技术的开发和商业化实现。所有这些改进已经组合在一起而推动了生物研究、医学、诊断学、农业生物技术，及无数其它相关领域的跨越式发展。化学反应的分析依赖于测量、定量和跟踪这些反应中所涉及的各种反应物和产物的消耗、产生、转变和转化的能力。尽管在某些情况下，这些反应物及其产物本身易于辨识和测量，但在许多情况下分析得益于使用与反应物和/或产物偶联的标记或标签部分以促进其测量和/或鉴定。在一些情况下，标签或标记部分包括更易辨识或检测的基团、分子或化学部分。这些可以包括组合物如荧光化学品、带电荷的化学基团、亲和结合基团、以及在某些情况下编码的分子或条形码，所述编码的分子或条形码在其结构内包含可变量的信息。特别有用的条形码分子的实例包括例如可以使用多种序列鉴定技术(例如，核酸测序、基于探针杂交的测定等)中的任何一种来读出的核酸条形码或标记。条形码策略已应用于多种标记和鉴定策略。例如，在一些情况下，在固体支持物(例如，珠粒)上逐步构建寡核苷酸已被用作在那些固体支持物上创建分子文库的特定化学合成操作(例如，在随机/组合合成过程)的指示物，其中所述寡核苷酸的结构单元各自反映给定固体支持物已经暴露于的特定化学合成操作(参见例如美国专利号5,708,153)。通过读出给定固体支持物上添加的核苷酸的序列，可以确定合成操作及其顺序，以鉴定在所述特定固体支持物上合成的化合物。在其它情况下，条形码寡核苷酸已在测序过程中用以将预先合成的具有已知序列的寡核苷酸附加到从不同样品创建的测序文库中，使得每个不同样品具有独特的条形码寡核苷酸，所述条形码寡核苷酸与来自所述样品的核酸的序列附接并被读出。这可以允许对多个样本进行汇总分析，其中从汇总中得到的序列信息可以稍后归属于其起始样本。在另一测序应用中，寡核苷酸条形码已用于超高通量分配系统中，以共同分配样品核酸的长片段以及条形码携带颗粒，其中个别颗粒上的条形码是相同的，但颗粒文库代表了多样化的条形码文库。然后将这些条形码偶联到长起始片段的子区段上，使得在给定的分区内，每个长片段的所有子区段都承载相同的条形码序列。当使用例如短读段测序系统对子区段进行测序时，可以将具有相同条形码序列的子区段归属于相同的起始长分子。这允许凭借包含的条形码序列来保留短序列读段的长程序列内容(参见例如公布的美国专利申请公开号2014-0378345，其全部公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文)。在其它情况下，可以引入大量不同的条形码以与样品分子的集合接触，使得所述集合内的分子各自偶联至不同的条形码分子，从而无论所述分子在被鉴定之前被如何扩增、复制等，都允许将序列归属于特定的起始分子。在样品包括相同类型分子(例如，相同的核酸)的多个拷贝的情况下，对这些基础分子以及附接到每个分子的不同条形码的测序可以允许计数在标记时存在多少个别成员，从而允许计数那些起始分子，例如以用于信使核糖核酸(mRNA)表达分析等。专利技术概要本文认识到与当前可用的条形码策略相关的限制。例如，对于上述所有条形码策略，基本前提是需要大量不同的寡核苷酸条形码，从而允许区分大量不同的结果，例如样品、分区、分子等。在大量样品中准备、制造和分配这些不同的分子文库可能被证明在许多情况下具有挑战性。本公开提供了对这种方法的显著改进，所述改进也能给整个过程带来效率、成本节约和其它节约。本专利技术的装置、方法和系统为生命科学和其它领域的这些和其它挑战提供解决方案。本文提供了用于标记分子事件、反应、种类等但不需要复杂的、高度多样化的标记分子文库的组合物、系统和方法。具体而言，提供了标记部分，其可以具有较少数量、几个或甚至单个原始“标记”结构，所述“标记”结构可以原位转化或可原位转化转化为大量独特标记或“条形码”部分的集合。在一个方面，本公开提供了差异化地标记多个分子物质的个别成员的方法，其包括将第一标记部分附接到多个单独分子物质中的每一个，所述第一标记部分包含可转化标记部件；以及将附接到所述多个单独分子中的每一个的可转化标记部件转化成转化的标记部件，以用不同的转化标记部件清楚地标记所述多个分子物质中的多个不同成员。在一些实施方案中，所述多个单独分子物质包含多个单独核酸序列；所述标记部分包含寡核苷酸区段；并且所述标记部件包含可转化的寡核苷酸序列。在一些实施方案中，所述可转化的寡核苷酸序列包含一个或多个可转化的核苷酸。在一些实施方案中，所述一个或多个可转化的核苷酸包含简并核苷酸。在一些实施方案中，所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含2-向简并性。在一些实施方案中，所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含3-向简并性。在一些实施方案中，所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含4-向简并性。在一些实施方案中，所述一种或多种可转化核苷酸选自由以下各项组成的组：肌苷、脱氧肌苷、脱氧黄嘌呤、2'-脱氧水粉菌素、2'-脱氧鸟苷、5-硝基吲哚、3-硝基吲哚、N6-甲氧基-2,6-二氨基嘌呤、6H,8H-3,4-二氢嘧啶并[4,5-c][1,2]噁嗪-7-酮，以及前述各种的非脱氧(或核糖)形式。在一些实施方案中，所述可转化的寡核苷酸序列包含1至20个可转化的核苷酸。在一些实施方案中，所述标记部分进一步包含一个或多个附加的寡核苷酸区段。在一些实施方案中，所述一个或多个附加的寡核苷酸区段选自引物序列区段、杂交序列区段、连接序列区段、测序仪表面附接区段和条形码序列区段。在一些实施方案中，所述一个或多个附加的寡核苷酸序列包含选自随机引物序列和测序引物的引物序列。在一些实施方案中，所述一个或多个附加的寡核苷酸序列包含杂交序列。在一些实施方案中，所述杂交序列包含聚T序列。在一些实施方案中，所述方法进一步包括在附接之前将标记部分分配给包含待分析核酸的样品，并且其中所述附接包括将标记部分附接至待分析核酸。在一些实施方案中，所述标记部分包含聚T序列区段，并且待分析核酸包含mRNA分子。在一些实施方案中，所述分配包括将具有所述标记部分的个别细胞分配到分区中，并且其中这些待分析核酸包含在所述个别细胞内，并且其中在附接之前，将所述个别裂解以将待分析核酸释放至分区中。在一些实施方案中，所述可转化的寡核苷酸序列区段包含序列取代系统的靶序列。在一些实施方案中，所述序列取代系统包含CRISPR酶体系，并且所述靶序列包含靶向寡核苷酸的靶序列。在一些实施方案中，所述方法的转化是随机或半随机的。在另一方面，本公开提供了分析核酸分子的方法，其包括将寡核苷酸区段附接到靶寡核苷酸分子以产生经标记寡核苷酸，其中所述寡核苷酸包含含有多个可变互补核苷酸的区域；复制所述经标记寡核苷酸以产生复制的经标记寡核苷酸，由此复制产生所述区域的随机或部分随机复制物；以及分析复制的经标记寡核苷酸(包括随机或部分随机的复制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差异化地标记多种分子物质中的个别成员的方法，其包括：(a)将第一标记部分附接至多个单独分子物质中的每一个，所述第一标记部分包含可转化标记部件；以及(b)将附接到所述多个单独分子中的每一个的所述可转化标记部件转化成转化的标记部件，以用不同的转化的标记部件清楚地标记所述多个分子物质中的多个不同成员。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 US 62/257,4381.一种差异化地标记多种分子物质中的个别成员的方法，其包括：(a)将第一标记部分附接至多个单独分子物质中的每一个，所述第一标记部分包含可转化标记部件；以及(b)将附接到所述多个单独分子中的每一个的所述可转化标记部件转化成转化的标记部件，以用不同的转化的标记部件清楚地标记所述多个分子物质中的多个不同成员。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个单独分子物质包含多个单独核酸序列；所述标记部分包含寡核苷酸区段；并且所述标记部件包含可转化的寡核苷酸序列。3.如权利要求2所述的方法，其中所述可转化的寡核苷酸序列包含一个或多个可转化的核苷酸。4.如权利要求3所述的方法，其中一个或多个可转化的核苷酸包含简并核苷酸。5.如权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含2-向简并性。6.如权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含3-向简并性。7.如权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个可转化的核苷酸中的一个或多个包含4-向简并性。8.如权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个可转化的核苷酸选自由以下各项组成的组：肌苷、脱氧肌苷、脱氧黄嘌呤、2'-脱氧水粉菌素、2'-脱氧鸟苷、5-硝基吲哚、3-硝基吲哚、N6-甲氧基-2,6-二氨基嘌呤、6H,8H-3,4-二氢嘧啶并[4,5-c][1,2]噁嗪-7-酮，以及前述各者的非脱氧(或核糖)形式。9.如权利要求4所述的方法，其中所述可转化的寡核苷酸序列包含1个至20个可转化的核苷酸。10.如权利要求2所述的方法，其中所述标记部分进一步包含一个或多个附加的寡核苷酸区段。11.如权利要求10所述的方法，其中所述一个或多个附加的寡核苷酸区段选自引物序列区段、杂交序列区段、连接序列区段、测序仪表面附接区段和条形码序列区段。12.如权利要求10所述的方法，其中所述一个或多个附加的寡核苷酸序列包含选自随机引物序列和测序引物的引物序列。13.如权利要求10所述的方法，其中所述一个或多个附加的寡核苷酸序列包含杂交序列。14.如权利要求13所述的方法，其中所述杂交序列包含聚T序列。15.如权利要求2所述的方法，其包括在所述附接之前将标记部分分配给包含待分析核酸的样品，并且其中所述附接包括将所述标记部分附接至待分析核酸。16.如权利要求15所述的方法，其中所述标记部分包含聚T序列区段，并且所述待分析核酸包含mRNA分子。17.如权利要求15所述的方法，其中所述分配包括将具有所述标记部分的个别细胞分配到分区中，并且其中所述待分析核酸包含在所述个别细胞内，并且其中在所述附接之前，将所述个别细胞裂解以将所述待分析核酸释放至所述分区中。18.如权利要求2所述的方法，其中所述可转化的寡核苷酸序列区段包含序列取代系统的靶序列。19.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·雷夫金，詹森·安德伍德，迈克尔·史诺莱文，塔尔耶伊·西格德·米克尔森，本杰明·辛德森，
申请(专利权)人：一零X基因组学有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US