用于处理来自细胞的RNA的系统和方法技术方案

本文提供了用于处理来自单个细胞或细胞群的核酸的方法、组合物和系统。对细胞进行共同分区和处理，允许分析来自细胞的多种类型的RNA，同时最小化核糖体RNA种类。本发明专利技术使得能够以简化的工作流程高通量测量来自单细胞的全长RNA。全长RNA。全长RNA。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理来自细胞的RNA的系统和方法
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月27日提交的美国临时专利申请第62/824,851的权益，该临时专利申请出于所有目通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]可以出于各种目的，诸如鉴定样品内核酸分子，对样品进行加工。样品可以是生物样品。可以为了诸如检测疾病(例如癌症)或鉴定特定物质，对生物样品进行处理。
[0004]生物样品可以包含核酸分子。核酸分子诸如DNA、RNA等可能会被分析。存在各种用于处理样品的方法，诸如聚合酶链反应(PCR)和测序。
[0005]生物样品可以在各种反应环境例(诸如分区)中处理。分区可以是孔或液滴。液滴或孔可用于以使得能够分配生物样品并单独处理的方式来处理生物样品。例如，此类液滴可以与其他液滴流体分离，从而使得能够精确控制液滴中的相应环境。
[0006]分区中的生物样品可以经受各种过程，例如化学过程或物理过程。分区中的样品可以经受加热或冷却，或化学反应，诸如以获得可以定性或定量处理的物质。

技术实现思路

[0007]使用基因测试可以诊断多种疾病，个性化医疗受益于对个体基因组和转录组的分析。在分析转录组时，通常会研究信使RNA(mRNA)。然而，其它种类的RNA在疾病进展、诊断和治疗中也很重要。目前获得全长转录物信息的方法有限。此外，核糖体RNA(rRNA)丰富，在评估样品总RNA时可能会耗尽资源或引入偏见。本文提供了用于简化样品处理以获得全长转录物信息同时避免rRNA的方法。这些方法可提供关于欠探索的RNA种类，例如，微小RNA、长非编码RNA、转移RNA、小核仁RNA、环形RNA、RNA同种型等的信息。
[0008]本公开还提供了用于各种样品处理和分析应用中的方法。本文提供的方法可包括分析目标核酸分子。方法可包括耗尽不想要的核酸种类以及对靶核酸分子进行条形码化，以提供条形码化靶核酸分子。通过诸如扩增和文库制备等操作，可以制备条形码化靶核酸分子用于进一步分析，例如测序。本文提供的方法的一个或多个过程可在例如液滴或孔的分区内执行。
[0009]一方面，本文公开了用于分析核糖核酸(RNA)分子的方法，其包括：(a)提供包含多种细胞分析物的细胞，其中所述多种细胞分析物包括核糖核酸(RNA)分子；(b)在细胞中从RNA分子中耗尽核糖体RNA(rRNA)分子，以产生多种剩余的RNA分子，其中多种剩余的RNA分子包括非多腺苷酸化的RNA分子；(c)在细胞中片段化多种剩余的RNA分子以产生多个RNA片段，其中多个RNA片段包含来自非多腺苷酸化的RNA分子的非多腺苷酸化的RNA片段；(d)在(c)之后，在分区中给细胞分配多个核酸条形码分子，其中多个核酸条形码分子中的核酸条形码分子包含共同的条形码序列；以及(e)使用非多腺苷酸化的RNA片段和多个核酸条形码分子中的核酸条形码分子来产生条形码化核酸分子。
[0010]在一些实施方案中，(e)包括(i)将非多腺苷酸化的RNA片段与与核酸条形码分子
杂交的RNA分子缔合，以及(ii)进行核酸反应，以产生条形码化核酸分子。在一些实施方案中，核酸反应是核酸延伸反应。在一些实施方案中，条形码化核酸分子是条形码化互补DNA(cDNA)分子。在一些实施方案中，核酸反应使用酶来进行。在一些实施方案中，所述酶是热稳定的II组内含子逆转录酶(TGIRT)。在一些实施方案中，所述方法还包括在核酸反应之后，向条形码化核酸分子添加衔接子分子。在一些实施方案中，所述衔接子分子包含含有5'
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App和3'
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封阻剂的序列。在一些实施方案中，使用5'
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App DNA/RNA连接酶将衔接子分子连接到条形码核酸分子。在一些实施方案中，衔接子分子包含夹板寡核苷酸(splint oligonucleotide)。在一些实施方案中，夹板寡核苷酸包含随机N
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聚体。在一些实施方案中，夹板寡核苷酸包含3
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封阻剂。在一些实施方案中，使用T4 DNA连接酶将衔接子分子连接至条形码化核酸分子。在一些实施方案中，(e)包括(i)将非多腺苷酸化的RNA片段与核酸条形码分子缔合，以及(ii)进行核酸反应，以产生条形码化核酸分子。在一些实施方案中，核酸分子条形码分子是条形码DNA分子。在一些实施方案中，核酸反应是连接反应。在一些实施方案中，连接反应使用酶来进行。在一些实施方案中，所述酶是T4KQ连接酶。在一些实施方案中，所述方法还包括在核酸反应之后，使用逆转录反应将衔接子序列添加至条形码化核酸分子。在一些实施方案中，衔接子序列包含测序引物序列。在一些实施方案中，测序引物序列用于模板切换。在一些实施方案中，衔接子序列包含测序引物序列、逆转录引物序列和尿苷残基。在一些实施方案中，所述方法还包括，在逆转录反应之后，使条形码化核酸分子进行环化、净化和线性化。在一些实施方案中，使用T4 DNA连接酶、夹板寡核苷酸或环化连接酶进行环化。在一些实施方案中，所述方法还包括，在逆转录之前，使条形码化核酸分子(i)使用第一种酶进行磷酸化，以及(ii)使用第二种酶连接测序引物序列。在一些实施方案中，第一种酶是T4多核苷酸激酶并且第二种酶是T4 RNA连接酶。在一些实施方案中，所述方法还包括使条形码化核酸分子经受足以进行扩增和文库制备的条件。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述条形码化核酸分子或其衍生物进行测序。
[0011]在一些实施方案中，将细胞固定并对细胞进行透化。在一些实施方案中，细胞在步骤(a)之前被固定和透化。在一些实施方案中，步骤(b)中的耗尽包括将细胞经受足以耗尽rRNA分子的条件。在一些实施方案中，足以耗尽rRNA的条件包括用氯化锂选择性沉淀、用RNA酶处理或下拉测定。在一些实施方案中，所述方法还包括，在(a)之前，使细胞经受足以固定的条件。在一些实施方案中，片段化包括化学片段化过程。在一些实施方案中，化学片段化过程包括使用二价金属阳离子和加热。在一些实施方案中，所述方法还包括，在化学片段化过程之后，从非多腺苷酸化的RNA片段中切出3
’
磷酸根基团。在一些实施方案中，化学片段化过程包括使用活性氧种类。在一些实施方案中，活性氧种类包括过氧化氢。在一些实施方案中，片段化包括酶促片段化过程。在一些实施方案中，酶促片段化过程包括RNA酶III。在一些实施例中，多个核酸条形码分子包含条形码序列、唯一的分子标识符序列和测序引物序列。在一些实施方案中，非多腺苷酸化的RNA酸分子包括miRNA、长非编码RNA、短非编码RNA、tRNA、RNA同种型、snoRNA、小RNA、piRNA或环形RNA。在一些实施方案中，多个RNA片段还包含多腺苷酸化的RNA片段。在一些实施方案中，所述方法还包括用多腺苷酸化的RNA片段进行(d)
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(e)。在一些实施方案中，将细胞珠作为细胞珠的一部分提供。在一些实施方案中，分区是液滴。在一些实施方案中，分区是孔。在一些实施方案中，所述多个核酸条形码分子以可释放的方式附接至珠粒。在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测定核糖核酸(RNA)分子的方法，所述方法包括：(a)提供包含多种细胞分析物的细胞，其中所述多种细胞分析物包括核糖核酸(RNA)分子；(b)在所述细胞中从所述RNA分子中耗尽核糖体RNA(rRNA)分子，以产生多个剩余的RNA分子，其中所述多个剩余的RNA分子包括非多腺苷酸化的RNA分子；(c)在所述细胞中片段化所述多个剩余的RNA分子以产生多个RNA片段，其中所述多个RNA片段包含来自所述非多腺苷酸化的RNA分子的非多腺苷酸化的RNA片段；(d)在(c)之后，在分区中给所述细胞分配多个核酸条形码分子，其中所述多个核酸条形码分子中的核酸条形码分子包含共同的条形码序列；以及(e)使用所述非多腺苷酸化的RNA片段和所述多个核酸条形码分子中的核酸条形码分子来产生条形码化核酸分子。2.如权利要求1所述的方法，其中(e)包括(i)使所述非多腺苷酸化的RNA片段与与所述核酸条形码分子杂交的RNA分子缔合，和(ii)进行核酸反应，以产生所述条形码化核酸分子。3.如权利要求2所述的方法，其中所述核酸反应是核酸延伸反应。4.如权利要求2所述的方法，其中所述条形码化核酸分子是条形码化互补DNA(cDNA)分子。5.如权利要求2所述的方法，其中所述核酸反应使用酶来进行。6.如权利要求5所述的方法，其中所述酶是热稳定的II组内含子逆转录酶(TGIRT)。7.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括，在所述核酸反应之后，向所述条形码化核酸分子添加衔接子分子。8.如权利要求7所述的方法，其中所述衔接子分子包含含有5
’‑
App和3
’‑
封阻剂的序列。9.如权利要求7所述的方法，其中使用5
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App DNA/RNA连接酶将所述衔接子分子连接到所述条形码化核酸分子。10.如权利要求7所述的方法，其中所述衔接子分子包含夹板寡核苷酸。11.如权利要求10所述的方法，其中所述夹板寡核苷酸包含随机N
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聚体。12.如权利要求10所述的方法，其中所述夹板寡核苷酸包含3
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封阻剂。13.如权利要求7所述的方法，其中使用T4 DNA连接酶将所述衔接子分子连接到所述条形码化核酸分子。14.如权利要求1所述的方法，其中(e)包括(i)将所述非多腺苷酸化的RNA片段与所述核酸条形码分子缔合，以及(ii)进行核酸反应以产生所述条形码化核酸分子。15.如权利要求14所述的方法，其中所述核酸条形码分子是条形码DNA分子。16.如权利要求14所述的方法，其中所述核酸反应是连接反应。17.如权利要求16所述的方法，其中所述连接反应使用酶来进行。18.如权利要求17所述的方法，其中所述酶是T4KQ连接酶。19.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括在所述核酸反应之后，使用逆转录反应向所述条形码化核酸分子添加衔接子序列。20.如权利要求19所述的方法，其中所述衔接子序列包含测序引物序列。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述测序引物序列用于模板切换。22.如权利要求19所述的方法，其中所述衔接子序列包括测序引物序列、逆转录引物序列和尿苷残基。23.如权利要求22所述的方法，所述方法还包括在所述逆转录反应之后，使所述条形码化核酸分子经历环化、净化和线性化。24.如权利要求23所述的方法，其中所述环化使用T4 DNA连接酶、夹板寡核苷酸或环化连接酶来进行。25.如权利要求20所述的方法，所述方法还包括在所述逆转录之前，使所述条形码化核酸分子经受(i)使用第一酶的磷酸化，以及(ii)使用第二酶连接所述测序引物序列。26.如权利要求25所述的方法，其中所述第一酶是T4多核苷酸激酶，并且所述第二酶是T4 RNA连接酶。27.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述条形码化核酸分子经受足以扩增和文库制备的条件。28.如权利要求27所述的方法，所述方法还包括将所述条形码化核酸分子或其衍生物进行测序。29.如权利要求1所述的方法，其中所述细胞是固定的且透化的细胞。30.如权利要求29所述的方法，其中所述细胞在步骤(a)之前被固定和透化。31.如权利要求1所述的方法，其中(b)中的所述耗尽包括使所述细胞经受足以耗尽所述rRNA分子的条件。32.如权利要求31所述的方法，其中所述足以耗尽所述rRNA的条件包括用氯化锂选择性沉淀、用RNA酶处理或下拉测定。33.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在(a)之前，使所述细胞经受足以固定的条件。34.如权利要求1所述的方法，其中所述片段化包括化学片段化过程。35.如权利要求34所述的方法，其中所述化学片段化过程包括使用二价金属阳离子和加热。36.如权利要求34所述的方法，所述方法还包括在所述化学片段化过程之后，从所述非多腺苷酸化的RNA片段中切割出3
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磷酸根基团。37.如权利要求34所述的方法，其中所述化学片段化过程包括使用活性氧种类。38.如权利要求37所述的方法，其中所述活性氧种类包括过氧化氢。39.如权利要求1所述的方法，其中所述片段化包括酶促片段化过程。40.如权利要求39所述的方法，其中所述酶促片段化过程包括RNA酶III。41.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易吉，
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：