用于加工多核苷酸的方法和系统技术方案

本公开提供了用于多核苷酸加工和分析物表征的组合物、方法、系统和装置。这种多核苷酸加工可用于包括通过多核苷酸测序的分析物表征在内的多种应用。本文公开的组合物、方法、系统和装置通常描述带条形码寡核苷酸，所述带条形码寡核苷酸可结合至珠粒如凝胶珠粒，可用于表征一种或多种包括例如蛋白质(例如，细胞表面或细胞内蛋白质)、基因组DNA和RNA(例如，mRNA或CRISPR引导RNA)在内的分析物。本文还描述了可用于标记分析物以进行表征的带条形码标记剂和寡核苷酸分子。

Methods and systems for processing polynucleotides

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加工多核苷酸的方法和系统交叉引用本申请要求2016年12月22日提交的美国临时专利申请号62/438,341的优先权，并且还要求2017年9月29日提交的美国专利申请15/720,085的优先权。上述申请各自出于所有目的以引用的方式整体并入本文。
技术介绍
在分析和表征生物和生物化学材料和系统方面的重大进展已经带来在了解生命、健康、疾病和治疗的机制方面的前所未有的进展。在这些进展中，以生物系统的基因组组成为目标和特征的技术已经产生了一些最具开创性的结果，包括使用和利用基因扩增技术以及核酸测序技术的进展。核酸测序可用于获得包括诊断学、预后、生物技术和法医生物学在内的各种生物医学背景中的信息。测序可涉及基本方法，包括Maxam-Gilbert测序和链终止方法，或从头测序方法(包括鸟枪测序和桥式PCR)，或下一代方法(包括聚合酶克隆测序、454焦磷酸测序、Illumina测序、SOLiD测序、IonTorrent半导体测序、HeliScope单分子测序、测序等)。核酸测序技术(包括下一代DNA测序)已经用于细胞群体的基因组和蛋白质组学分析。
技术实现思路
本文认识到对用于分析来自单独细胞或细胞小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析物表征的方法，所述方法包括：(a)提供多个分区，其中所述多个分区的给定分区包含偶联至珠粒和多种分析物的多个条形码分子，其中(i)所述多个条形码分子的第一单个条形码分子包含第一核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第一分析物；并且(ii)所述多个带条形码分子的第二单个条形码分子包含第二核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第二分析物，其中所述第一分析物和所述第二分析物是不同类型的分析物；以及(b)在所述给定分区中，(i)将所述第一单个条形码分子偶联至所述第一分析物并合成第一核酸分子，所述第一核酸分子包含所述第一核酸条形码序列或其互补序列的至少一部分和所述第一分析物或其...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 US 62/438,341;2017.09.29 US 15/720,0851.一种用于分析物表征的方法，所述方法包括：(a)提供多个分区，其中所述多个分区的给定分区包含偶联至珠粒和多种分析物的多个条形码分子，其中(i)所述多个条形码分子的第一单个条形码分子包含第一核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第一分析物；并且(ii)所述多个带条形码分子的第二单个条形码分子包含第二核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第二分析物，其中所述第一分析物和所述第二分析物是不同类型的分析物；以及(b)在所述给定分区中，(i)将所述第一单个条形码分子偶联至所述第一分析物并合成第一核酸分子，所述第一核酸分子包含所述第一核酸条形码序列或其互补序列的至少一部分和所述第一分析物或其互补序列的序列；以及(ii)将所述第二单个条形码分子偶联至所述第二分析物并合成第二核酸分子，所述第二核酸分子包含所述第二核酸条形码序列或其互补序列的至少一部分和所述第二分析物或其互补序列的序列。2.如权利要求1所述的方法，其还包括从所述给定分区除去所述第一核酸分子和所述第二核酸分子或所述第一核酸分子或所述第二核酸分子的衍生物。3.如权利要求1所述的方法，其中，在(a)之后，所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子从所述珠粒释放。4.如权利要求1所述的方法，其还包括对所述第一核酸分子和所述第二核酸分子或所述第一核酸分子或所述第二核酸分子的衍生物进行测序以表征所述第一分析物或所述第二分析物。5.如权利要求4所述的方法，其还包括基于来自所述测序的所述第一分析物或所述第二分析物的表征重复(a)-(c)。6.如权利要求4所述的方法，其还包括基于在重复(a)-(c)时从所述测序或随后测序获得的所述第一分析物或所述第二分析物的表征来选择所述第一分析物或所述第二分析物。7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子包含独特分子标识(UMI)序列。8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物是核酸分子。9.如权利要求8所述的方法，其中所述核酸分子是基因组脱氧核糖核酸(gDNA)。10.如权利要求8所述的方法，其中所述核酸分子是信使RNA(mRNA)。11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物是能够与蛋白质偶联的标记剂。12.如权利要求11所述的方法，其中所述蛋白质是细胞的细胞表面特征。13.如权利要求11所述的方法，其中所述蛋白质是细胞的细胞内蛋白质。14.如权利要求11所述的方法，其中所述细胞表面特征选自由以下组成的组：受体、抗原、表面蛋白、跨膜蛋白、分化蛋白簇、蛋白质通道、蛋白质泵、载体蛋白、磷脂、糖蛋白、糖脂、细胞-细胞相互作用蛋白复合物、抗原呈递复合物、主要组织相容性复合物、T细胞受体、B细胞受体、嵌合抗原受体、间隙连接和粘附连接。15.如权利要求11所述的方法，其中所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子能够经由所述标记剂的第三核酸分子与所述标记剂偶联。16.如权利要求11所述的方法，其中所述标记剂包括蛋白质、抗体、抗体片段、主要组织相容性复合物(MHC)分子或小分子。17.如权利要求16所述的方法，其中所述标记剂包含多个MHC分子。18.如权利要求12所述的方法，其中所述给定分区包含所述细胞或所述细胞的一种或多种组分。19.如权利要求18所述的方法，其中所述给定分区包含单细胞。20.如权利要求1所述的方法，其中所述第一核酸分子或所述第二核分子包含第三条形码序列。21.如权利要求20所述的方法，其中所述第三条形码序列源自第三核酸分子。22.如权利要求21所述的方法，其中所述第三核酸分子与能够结合至细胞的细胞表面特征的标记剂偶联。23.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物和所述第二分析物是不同类型的核酸分子。24.如权利要求23所述的方法，其中所述第一分析物是信使RNA，并且所述第二分析物是DNA分子。25.如权利要求23所述的方法，其中所述第一分析物是信使核糖核酸分子(mRNA)，并且所述第二分析物是CRISPR引导RNA分子。26.如权利要求23所述的方法，其中(i)所述第一单个条形码分子包含能够与所述第一分析物杂交的第一引发序列；(ii)所述第二单个条形码分子包含能够与所述第二分析物杂交的第二引发序列；或(iii)所述第一单个条形码分子包含能够与所述第一分析物杂交的第一引发序列，并且所述第二单个条形码分子包含能够与所述第二分析物杂交的第二引发序列。27.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物是核酸分子，并且所述第二分析物是能够偶联至细胞表面特征的标记剂。28.如权利要求27所述的方法，其中所述第一分析物是RNA分子。29.如权利要求27所述的方法，其中(i)所述第一单个条形码分子包含能够与所述第一分析物杂交的第一引发序列；(ii)所述第二单个条形码分子包含能够与偶联至所述标记剂的第三核酸分子杂交的第二引发序列；或(iii)所述第一单个条形码分子包含能够与所述第一分析物杂交的第一引发序列，并且所述第二单个条形码分子包含能够与偶联至所述标记剂的第三核酸分子杂交的第二引发序列。30.如权利要求1所述的方法，其中所述第一核酸条形码序列和所述第二核条形码序列是相同的。31.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物包含编码免疫细胞受体的V(D)J序列的至少一部分的核酸序列或其互补序列。32.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物包含具有核酸序列的核酸分子，所述核酸序列能够用作基因编辑反应的组分。33.如权利要求1所述的方法，其中所述珠粒是凝胶珠粒。34.如权利要求33所述的方法，其还包括在(a)之后，从所述珠粒释放所述第一单个条形码分子和所述第二单个条形码。35.如权利要求1所述的方法，其中所述给定分区还包含能够从所述珠粒释放所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码的剂。36.如权利要求1所述的方法，其中所述给定分区是多个微滴中的微滴或多个孔中的孔。37.如权利要求1所述的方法，其还包括在从所述给定分区除去所述第一核酸分子和所述第二核酸分子之后进行一个或多个反应。38.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分析物是核糖核酸分子，并且所述第二分析物包含蛋白质。39.如权利要求1所述的方法，其中，在(b)之前或期间，所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子从所述珠粒释放。40.一种用于分析物表征的方法，所述方法包括：(a)提供多个分区，其中所述多个分区的给定分区包含偶联至珠粒和多种分析物的多个条形码分子，其中(i)所述多个条形码分子的第一单个条形码分子包含第一核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第一分析物；并且(ii)所述多个带条形码分子的第二单个条形码分子包含第二核酸条形码序列并且能够偶联至所述多种分析物的第二分析物，其中所述第一分析物是免疫细胞的核酸，并且所述第二分析物是抗原呈递颗粒的核酸；以及(b)在所述给定分区中，(i)将所述第一单个条形码分子偶联至所述第一分析物并合成第一核酸分子，所述第一核酸分子包含所述第一核酸条形码序列或其互补序列的至少一部分和所述第一分析物或其互补序列的序列；以及(ii)将所述第二单个条形码分子偶联至所述第二分析物并合成第二核酸分子，所述第二核酸分子包含所述第二核酸条形码序列或其互补序列的至少一部分和所述第二分析物或其互补序列的序列。41.如权利要求40所述的方法，其还包括从所述给定分区除去所述第一核酸分子和所述第二核酸分子或所述第一核酸分子或所述第二核酸分子的衍生物。42.如权利要求40所述的方法，其中，在(a)之后，所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子从所述珠粒释放。43.如权利要求40所述的方法，其还包括对所述第一核酸分子和所述第二核酸分子或所述第一核酸分子或所述第二核酸分子的衍生物进行测序以表征所述第一分析物和/或所述第二分析物。44.如权利要求43所述的方法，其还包括从所述测序鉴定所述免疫细胞的V(D)J序列或所述抗原呈递颗粒的抗原鉴定序列。45.如权利要求43所述的方法，其还包括基于来自所述测序的所述第一分析物或所述第二分析物的表征重复(a)-(c)。46.如权利要求45所述的方法，其还包括基于在重复(a)-(c)时从所述测序或随后测序获得的所述第一分析物或所述第二分析物的表征来选择所述第一分析物或所述第二分析物。47.如权利要求40所述的方法，其中所述第一单个条形码分子或所述第二单个条形码分子包含独特分子标识(UMI)序列。48.如权利要求40所...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·贝尔格莱德，扎迦利·本特，维贾伊·库马尔·斯里尼瓦萨·高普兰，约瑟芬·哈拉达，克里斯多佛·辛德森，穆罕默德·拉希米伦吉，杰弗里·麦克德莫特，埃利奥特·米尔，塔尔耶伊·西格德·米克尔森，克里斯多佛·乔金·奥基夫，凯瑟琳·法伊弗，安德鲁·D·普莱斯，保罗·雷夫金，瑟奇·萨克森诺夫，约翰·R·史图尔普纳格，杰西卡·米歇尔·特里，
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