用于寡核苷酸指导的组合化学的多项式编码制造技术

本公开涉及多官能分子，包括根据式(I‑A)[(B1)

Polynomials coding of combinatorial chemistry for oligonucleotide guidance

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于寡核苷酸指导的组合化学的多项式编码
本公开涉及多官能分子，以及制备和使用所述多官能分子的多项式方法。所公开的方法的益处可以包括降低成本，提高产量和/或减少合成寡核苷酸编码分子所需的时间。本公开还提供了使用多官能分子来鉴定能够结合靶分子或具有其它所需性质如靶分子选择性或细胞渗透性的编码分子的方法。
技术介绍
寡核苷酸编码文库可以提供指导大量具有不同性质和反应性的不同分子的组合合成和鉴定的有用方法。通常，寡核苷酸编码分子可包括拴系于寡核苷酸部分的编码部分，其中每个寡核苷酸编码区单独地与寡核苷酸部分所连接的编码部分相关联或鉴定其结构。寡核苷酸编码文库可含有数百万个寡核苷酸编码分子，并且可以对这些文库进行测定或选择实验，所述测定或选择实验被设计用于将具有所需性状的那些寡核苷酸编码分子与不具有所需性状的那些寡核苷酸编码分子分离。分离后，然后可通过PCR(聚合酶链反应)扩增具有所需性状的寡核苷酸编码分子的寡核苷酸部分，并使用常见的寡核苷酸测序技术进行测序。通过将序列信息与用于合成寡核苷酸编码分子的编码部分的合成步骤相关联，可以鉴定或推导具有所需特性的分子的身份。合成寡核苷酸编码分子的一些方法要求每个合成步骤通过将寡核苷酸部分的编码区选择性地结合到固定在固体支撑物上的互补寡核苷酸阵列上，将多官能分子分选成子池。通过将寡核苷酸的特定序列选择性地结合到序列特异性杂交阵列，每个合成步骤分离、指导和编码构建寡核苷酸编码分子的编码部分的合成反应。因此，在过去的方法中，阵列中不同特征的数量限定了可以在每个合成步骤中使用的不同化学结构单元的最大数量。合成寡核苷酸编码分子的文库的传统方法还要求在每个合成步骤之前将序列特异性杂交阵列的每个特征暴露于要构建的多官能分子的寡核苷酸部分。该要求施加了寡核苷酸部分的编码区与被添加到编码部分的结构单元的严格一对一的关联性。该要求的益处包括一对一地推导或鉴定用于编码寡核苷酸编码分子的编码部分的合成步骤。另一个益处在于，寡核苷酸部分中不同编码区的数量越高，可以反应以构建编码部分的不同结构单元组合的数量就越高。
技术实现思路
如本文所认识到的，合成寡核苷酸编码分子的传统方法具有若干缺点。首先，文库中可能的不同寡核苷酸编码分子的数量随序列特异性杂交阵列上不同特征的数量而增加。因此，所需的不同寡核苷酸编码分子的数量越大，必须购买并固定以形成序列特异性杂交阵列的昂贵寡核苷酸的数量就越大。该费用可能成为显著的负担。为了从数百万个不同分子的多样化文库中获得足够产量的寡核苷酸编码分子，必须为文库的每个成员提供足够的时间并使其与阵列的每个特征足够接近，以实现准确的分选。例如，一个分子上可能仅存在一个能够与杂交阵列的一个特征反应的编码区，因此确保这种分子具有足够的与所述一个特征反应的机会变得至关重要。这通常需要使整个分子文库以溶液形式流过或浸泡在串联杂交阵列的每个特征上。该方法施加了不切实际的高处理时间。另外，因为寡核苷酸上的编码区同时暴露于固定在杂交阵列上的大量不同寡核苷酸，所以交叉/错误杂交和错误分选的可能性相当大。举例来说，假设杂交阵列具有两个特征，并且文库具有两个编码区。如果一半文库溶液通过一个特征，而同时一半文库溶液通过第二个特征，则一半文库将被捕获，即一半通过特征的文库DNA将具有正确的序列，一半则不具有。此外，假设通过两个特征的溶液被收集在同一小瓶中，然后分开，并且一半流过第一特征，而一半流过第二特征。同样，剩余DNA的一半将被捕获。每次将溶液收集在同一小瓶中，混合并流过所述两个特征时，剩余DNA的另一半将被捕获。在具有4个特征和4个编码区的相同方案下，每次通过将捕获全部DNA的仅1/4。如果存在384个特征和384个编码区，则每次通过仅捕获剩余DNA的1/384。因此，将文库同时暴露于杂交阵列的多个特征是缓慢分选、低产量和不准确合成的原因(recipe)。考虑第二个实例：流过第一特征的溶液的一半独立地流过第二特征。然后，流过第二特征的溶液的一半独立地流过第一特征。该连续方法仅需两次操作即可捕获寡核苷酸的所有编码区。但是，特征数量越大，连续处理方法就变得越不实用。例如，虽然可以通过手动移取通过阵列的384个特征，但一次只能移取一个特征，由于操作、泄漏、溢出导致的蒸发和错误会降低该方法的效率和实用性，或导致需要昂贵的仪器。因此，本文中认识到需要一种更有效的合成寡核苷酸编码分子的方法，所述方法具有更低的成本和/或更短的处理时间，同时保持或提供更高的产量、更大的简便性和更准确的合成。本公开涉及多项式寡核苷酸指导和记录的多官能分子的组合合成的方法和分子，其特征为例如提高的产量、提高的分选保真度和提高的结构单元编码特异性。在某些实施方案中，所述多官能分子是根据式(I)所述的分子，(I)[(B1)M—L1]O—G—[(L2—(B2)K]P其中G包括寡核苷酸，所述寡核苷酸包含至少两个编码区，其中所述至少两个编码区是单链的；B1是位置结构单元并且M表示1至20的整数；B2是位置结构单元并且K表示1至20的整数，其中B1和B2相同或不同，其中M和K相同或不同；L1是将B1可操作地连接到G的接头；L2是将B2可操作地连接到G的接头；O是0或1；P是0或1；条件是O和P中的至少一个是1；并且其中在位置M处的每个位置结构单元B1和/或在位置K处的每个位置结构单元B2通过1至5个编码区来鉴定，并且以位置结构单元的总数计约10％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。在式(I)分子的某些实施方案中，G包括由式(CN—(ZN—CN+1)A)或(ZN—(CN—ZN+1)A)表示的序列，其中C是编码区，Z是非编码区，N是1至20的整数，并且A是1至20的整数；其中每个非编码区含有0至50个核苷酸并且任选是双链的。在式(I)分子的某些实施方案中，每个编码区含有6至50个核苷酸。在式(I)分子的某些实施方案中，每个编码区含有8至30个核苷酸。在式(I)分子的某些实施方案中，O或P中的至少一个是0。在式(I)分子的某些实施方案中，以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。在式(I)分子的某些实施方案中，以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。在式(I)分子的某些实施方案中，P是0；O是1；并且以位置结构单元的总数计约30％至100％的在位置M处的位置结构单元B1通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。在式(I)分子的某些实施方案中，O是0；P是1；并且以位置结构单元的总数计约30％至100％的在位置K处的位置结构单元B2通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。公开了一种鉴定能够结合或选择靶分子的探针分子的方法。在鉴定探针分子的方法的某些实施方案中，所述方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种根据式(I-A)所述的分子，/n(I-A) [(B

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 US 62/562,5821.一种根据式(I-A)所述的分子，
(I-A)[(B1)M—L1]O—G，
其中：
G包括寡核苷酸，所述寡核苷酸包含至少两个编码区，其中所述至少两个编码区是单链的；
B1是位置结构单元并且M表示1至20的整数；
L1是将B1可操作地连接到G的接头；
O是1；
其中每个位置结构单元B1通过1至5个编码区来鉴定，并且以位置结构单元的总数计约10％至100％的所述位置结构单元B1通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。


2.如权利要求1所述的分子，其中G包含由式(CN—(ZN—CN+1)A)或(ZN—(CN—ZN+1)A)表示的序列，其中C是编码区，Z是非编码区，N是1至20的整数，并且A是1至20的整数。


3.如权利要求2所述的分子，其中每个非编码区含有0至50个核苷酸并且任选是双链的。


4.如权利要求1所述的分子，其中每个编码区含有6至50个核苷酸。


5.如权利要求1所述的分子，其中每个编码区含有8至30个核苷酸。


6.如权利要求1所述的分子，其中以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。


7.如权利要求1所述的分子，其中以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。


8.如权利要求1所述的分子，其中以位置结构单元的总数计约30％至100％的在位置M处的位置结构单元B1通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。


9.一种根据式(I)所述的分子，
(I)[(B1)M—L1]O—G—[(L2—(B2)K]P
其中
G包括寡核苷酸，所述寡核苷酸包含至少两个编码区，其中所述至少两个编码区是单链的；
B1是位置结构单元并且M表示1至20的整数；
B2是位置结构单元并且K表示1至20的整数，其中B1和B2相同或不同，其中M和K相同或不同；
L1是将B1可操作地连接到G的接头；
L2是将B2可操作地连接到G的接头；
O是0或1；
P是0或1；
条件是O和P中的至少一个是1；并且
其中在位置M处的每个位置结构单元B1和/或在位置K处的每个位置结构单元B2通过1至5个编码区来鉴定，并且以位置结构单元的总数计约10％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。


10.如权利要求9所述的分子，其中G包含由式(CN—(ZN—CN+1)A)或(ZN—(CN—ZN+1)A)表示的序列，其中C是编码区，Z是非编码区，N是1至20的整数，并且A是1至20的整数；
其中每个非编码区含有0至50个核苷酸并且任选是双链的。


11.如权利要求9所述的分子，其中每个编码区含有6至50个核苷酸。


12.如权利要求9所述的分子，其中每个编码区含有8至30个核苷酸。


13.如权利要求9所述的分子，其中O或P中的至少一个是0。


14.如权利要求9所述的分子，其中以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。


15.如权利要求9所述的分子，其中以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。


16.如权利要求9所述的分子，其中P是0；O是1；并且以位置结构单元的总数计约30％至100％的在位置M处的位置结构单元B1通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。


17.如权利要求9所述的分子，其中O是0；P是1；并且以位置结构单元的总数计约30％至100％的在位置K处的位置结构单元B2通过2至3个独立编码区的组合来鉴定。


18.一种鉴定能够结合或选择靶分子的探针分子的方法，所述方法包括：
使所述靶分子暴露于探针分子池，其中所述探针分子是根据权利要求1所述的，
去除至少一个不与所述靶分子结合的探针分子，
从没有从所述靶分子去除的至少一个探针分子扩增G的寡核苷酸以形成拷贝序列，
对所述拷贝序列进行测序以鉴定所述探针分子的每个编码区和编码区的组合，以进一步鉴定在位置M处的每个位置结构单元B1和/或在位置K处的每个位置结构单元B2。


19.如权利要求18所述的方法，所述方法包括：
对所述拷贝序列进行测序以鉴定所述探针分子的每个编码区和2至3个独立编码区的组合，以进一步鉴定在位置M处的每个位置结构单元B1和在位置K处的每个位置结构单元B2中的至少一个。


20.一种形成式(I)分子的方法，所述方法包括：
提供至少一个第一杂交阵列，所述至少一个第一杂交阵列包括固定在所述至少一个第一杂交阵列上的至少一个第一单链反密码子寡聚物，其中固定在所述至少一个第一杂交阵列上的所述至少一个第一单链反密码子寡聚物能够与式(II)分子的第一编码区杂交：
(II)[(B1)(M-1)—L1]O—G—[(L2—(B2)(K-1))P
其中
G包括寡核苷酸，所述寡核苷酸包含至少两个编码区，其中所述至少两个编码区是单链的；
B1是位置结构单元并且M表示1至20的整数；
B2是位置结构单元并且K表示1至20的整数，其中B1和B2相同或不同，其中M和K相同或不同；
L1是将B1可操作地连接到G的接头；
L2是将B2可操作地连接到G的接头；
O是0或1；
P是0或1；
条件是O和P中的至少一个是1；并且
其中在位置M处的每个位置结构单元B1和/或在位置K处的每个位置结构单元B2通过1至5个编码区来鉴定，并且以位置结构单元的总数计约10％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定；
通过使式(II)分子的第一编码区与固定在所述至少一个第一杂交阵列上的所述至少一个第一单链反密码子寡聚物杂交，将式(II)分子池分选成第一组子池；
将所述式(II)分子的第一组子池从所述至少一个第一杂交阵列释放到单独的容器中；
提供至少一个第二杂交阵列，所述至少一个第二杂交阵列包含固定在所述至少一个第二杂交阵列上的至少一个第二单链反密码子寡聚物，其中固定在所述至少一个第二杂交阵列上的所述至少一个第二单链反密码子寡聚物能够与式(II)分子的第二编码区杂交：
通过将所述式(II)分子的第二编码区与固定在所述至少一个第二杂交阵列上的所述至少一个第二单链反密码子寡聚物杂交，将所述式(II)分子的第一组子池中的每一个或至少一个独立地分选成第二组子池；
提供结构单元B1和B2中的至少一个；以及
使所述结构单元B1和B2中的至少一个与所述式(II)分子反应以形成式(I)分子的子池：
(I)[(B1)M-L1]O-G-[(L2-(B2)K]P
其中
G包括寡核苷酸，所述寡核苷酸包含至少两个编码区，其中所述至少两个编码区是单链的；
B1是位置结构单元并且M表示1至20的整数；
B2是位置结构单元并且K表示1至20的整数，其中B1和B2相同或不同，其中M和K相同或不同；
L1是将B1可操作地连接到G的接头；
L2是将B2可操作地连接到G的接头；
O是0或1；
P是0或1；
条件是O和P中的至少一个是1；并且
其中在位置M处的每个位置结构单元B1和/或在位置K处的每个位置结构单元B2通过1至5个编码区来鉴定，并且以位置结构单元的总数计约10％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。


21.如权利要求20所述的方法，其进一步包括，在反应步骤的步骤之前，
(a)将所述式(II)分子的第二组子池从所述至少一个第二杂交阵列释放到第二组单独的容器中；
(b)提供至少一个第三杂交阵列，所述至少一个第三杂交阵列包含固定在所述至少一个第三杂交阵列上的至少一个第三单链反密码子寡聚物，其中固定在所述至少一个第三杂交阵列上的所述至少一个第三单链反密码子寡聚物能够与式(II)分子的第三编码区杂交；
(c)通过使式(II)分子的第三组子池的第三编码区与固定在所述至少一个第三第二杂交阵列上的所述至少一个第三单链反密码子寡聚物杂交，将至少一个子池从所述式(II)分子的第二组子池独立地分选成第三组子池；以及
任选地，重复步骤(a)、(b)和(c)。


22.如权利要求20所述的方法，其中每个编码区含有6至50个核苷酸。


23.如权利要求20所述的方法，其中每个编码区含有8至30个核苷酸。


24.如权利要求20所述的方法，其中O或P中的至少一个是0。


25.如权利要求20所述的方法，其中以位置结构单元的总数计约20％至100％的在位置M处的位置结构单元B1和/或在位置K处的位置结构单元B2通过2至5个独立编码区的组合来鉴定。...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·爱德华·瓦特斯，迪维娅·卡尼卡尔，
申请(专利权)人：哈斯达克科学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US