用于提供生物材料的标识和/或可追溯性的方法和组合物技术

本文提供了用于提供生物材料的标识和/或可追溯性的方法和组合物。在某些实施方式中，提供了包括以下步骤的方法：确定生物实体的基因组DNA中至少一种独特标识符序列的序列；通过验证所述基因组DNA中所述独特标识符序列的存在并将所述独特标识符序列的序列与数据库相比较以确认独特性来证实所述生物实体的标识；提供从所述生物实体产生生物材料的可接受性的指示；并将所述独特标识符序列输入数据库的数据库条目并将所述独特标识符序列与标识和/或追溯信息相关联；借此通过读取所述独特标识符序列并检索相应数据库条目以获得标识和/或追溯信息来提供可追溯性。还提供了用于提供生物材料的标识和/或可追溯性的寡核苷酸、盒和组合物。盒和组合物。盒和组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供生物材料的标识和/或可追溯性的方法和组合物


[0001]本专利技术一般地涉及生物材料的标识和/或追溯。更具体地，本专利技术涉及使用核酸标识和/或追溯生物材料的方法和试剂。

技术介绍

[0002]食品系统已达到前所未有的分布效率水平和生产量。这种发展以成本降低和多样化形式为公众提供了极大益处；然而，仍存在将风险暴露给公共卫生、行业和创新的严重缺陷。可追溯性是这些挑战的有效管理和控制的主要技术之一。
[0003]主要通过污染事件暴露了当前食品和饮料可追溯性系统的限制。当发生这些事件时，它可能需要花费数月来追溯受影响的产品的来源。由于它们缺少基因变化，克隆增殖产品可以为来源标识增加额外的困难。转化和混合
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物品产品对于来源标识也可以是成问题的，因为它们需要对整个供应链进行现有的可追溯性最优实践。快速且可负担地追溯这些产品的能力的缺陷对消费者的安全性造成了显著风险；对风险承担者造成材料经济损失；并且对受影响行业的声誉造成极大损害。
[0004]在2015年，世界卫生组织(WHO)完成了估计全球食品传播疾病负担的10年期计划。该计划发现
“……
全球食品传播疾病负担
……
在2010年为3300(95％UI 25
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46)万DALY；40％的食品传播疾病负担发生在不到5岁的儿童中。”(p.11)。DALY代表失能调整生命年。它可以被认为是健康生命损失一年。通过该研究所做出的估计受限于数据空缺。由于更准确的估计的需要，注意到了改善的监管和实验室能力。通过来源归属特别小组(source attribution task force，SATF)进一步标识了监管需要。
[0005]SATF是受该计划委托的多个特别小组之一。他们的委托是估计特定归属点对疾病传播的影响。图1(由WHO,2015,p.101改编)显示了主要归属点。作为该研究的参照组，FERG确定出于研究的目的，大部分简单的归属点位于传播链的末端——即人接触。这种简单性是现有可追溯性实践的限制的性质。FERG还注意到(p.100)对于风险管理，其它归属点可能更适合
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例如，初级生产。如所期望的，FERG标识了对于贮存水平归属(reservoir level attribution)的监管。
[0006]食品和饮料供应
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链中的食品可追溯性的现代技术通常开始于种植户的收获或处于生产机构中。通常在箱级水平追溯产品——一个箱含有多个物品。偶尔，将物理条型码应用于每个物品。理想地，将全球交易品项识别代码(GTIN)和全球位置码(GLN)与箱相关联。可以对托盘—一系列的箱—产生系列货运包装箱代码(SSCC)。这些可追溯性技术通常受标准规定，并且对于新鲜食品，该标准通常是GS1标准。由于托盘通过供应链进行，因此结合对于关键追溯事件(CTE)记录的关键数据元素(KDE)使用基于条型码的上述标识符。CTE可以描述从种植户到包装员/运输员的产品处置。存在常用的格言，其表明每个供应
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链风险承担者应能够“向前一步和向后一步”追溯产品。不幸地，该要求已证实在多个方面是不足的。
[0007]一旦食品物品到达销售点，则它可能已转化或与来自不同生产者的其它物品相互混合——例如，水果沙拉。通常，一旦物品与其原始箱或物品
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水平标识符分离，则通常无法
将该物品追溯回生产商。如通过最近的罗马莴苣爆发可见，因为它们不具有来源信息，因此研究者需要花费超过一个月来精确定位污染来源(FDA,2019,p.1)，尽管绝大多数生产发生在美国西南部。因此，FDA已推动“整个绿叶菜供应链采取可追溯性最佳实践和当前技术水平以确保在绿叶菜涉及潜在召回或爆发时快速、准确和便于访问从农场到餐桌的主要数据元素”(FDA，2019，p.8)。与这种爆发相关的成本仍未揭晓。然而，其它污染事件是熟知的。
[0008]2006年的菠菜召回与26个州中的5例死亡和约200例危重疾病相联系。它造成了约$5亿的经济损失(GS1,2013,p.3)。更一般地，
“……
政府部门已对于近期食品召回的健康和经济影响表示担忧，因为食品传播疾病每年影响4800万人并且每年造成美国$1520亿的保健成本(GS1,2013,p.2)。据发现对于Frontera Produce的芫荽叶召回，可以被理解为种子
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至
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销售追溯的完整
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链可追溯性将产品召回总量降低至箱数的12％。McKinsey发现召回精确度中25％的改善可以每年为新鲜食品行业节约$2.5
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$2.75亿(GS1,2013,p.10)。
[0009]完整
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链可追溯性缺乏物品
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水平标识的有效形式并且缺乏有关来源的保证。物品
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水平标识的现有方法通常依赖于物理商标(激光)、无线电频率标识符(RFID)和条型码—即外部物理标识符。还存在与这些技术相关的放大困难。每个物品需要物理标识符并且具有与其生产相关的成本。另外，在它们的使用中存在固有的错误读取风险和/或恶意篡改风险——例如，揭掉或除去粘贴的标签。
[0010]影响食品供应的食品污染，如大肠杆菌(E.coli)和/或沙门氏菌(salmonella)污染对公共卫生具有威胁并且高度期望对污染源进行标识和追溯的快速动作。在本领域中，对于提高食品供应中产品的可追溯性的可靠、成本
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有效和/或快速的策略存在长期未满足的需要。生物实体和/或生物材料的可追溯性不仅在农业和食品行业中是所期望的，而且也是涉及生物实体和/或由此包含或获得的生物材料的多个行业和领域中所追求的。
[0011]期望用于提供生物实体和/或生物材料的标识和/或可追溯性的替代、其它和/或改善的方法和/或组合物。

技术实现思路

[0012]本文提供了用于提供生物材料的标识和/或可追溯性的方法和组合物。在某些实施方式中，如本文所描述的方法可以利用独特标识符序列(在本文中也称为DNA独特标识符序列)，将其外源引入生物实体的基因组，以提供生物实体和/或包含所述生物实体的生物材料和/或由所述生物实体产生并且包含由此获得的基因组DNA的生物材料的标识和/或可追溯性。在某些实施方式中，所述独特标识符序列可以来自序列的随机混合池。在某些实施方式中，可以维持数据库以将独特标识符序列与相应的标识和/或追溯信息相联系。本文还提供了包含一个或多个独特标识符序列的寡核苷酸构建体和盒以用于提供生物材料的标识和/或可追溯性。在某些实施方式中，寡核苷酸构建体和/或盒可以包含引物退火序列(其可以用于独特标识符序列的扩增)的具体布置、独特标识符序列的测序或两者。在某些实施方式中，如本文所描述的方法和组合物可以用于提供食品的可追溯性并且可以(例如)就污染的情况允许快速反应和/或食品召回。
[0013]在一个实施方式中，本文提供了用于标识生物材料的方法，所述方法包括：<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】1.一种用于标识生物材料的方法，所述方法包括：接收或提供包含来自所述生物材料的基因组DNA的样品；扩增来自所述生物材料的所述基因组DNA内的至少一种DNA独特标识符序列并对所述DNA独特标识符序列测序；和在数据库中搜索所述DNA独特标识符序列并检索对应于所述DNA独特标识符序列的数据库条目，所述数据库条目提供所述生物材料的标识和/或追溯信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物材料包括植物基材料、真菌基材料、动物基材料、病毒基材料或者细菌基材料。3.一种用于提供生物材料的可追溯性的方法，所述方法包括：确定生物实体的所述基因组DNA内的至少一种DNA独特标识符序列的序列；通过以下证实所述生物实体的鉴定：验证所述基因组DNA中所述DNA独特标识符序列的存在；和将所述DNA独特标识符序列的序列与数据库相比较以确认在所述数据库中尚未使用所述DNA独特标识符序列；提供从所述生物实体产生生物材料的可接受性的指示，所述生物材料包含来自所述生物实体的基因组DNA；和将所述至少一种DNA独特标识符序列的序列输入所述数据库的数据库条目中，并将所述DNA独特标识符序列与所述生物材料的标识和/或追溯信息相关联；借此通过读取所述生物材料中的所述DNA独特标识符序列并检索提供所述生物材料的标识和/或追溯信息的相应数据库条目来提供所述生物材料的可追溯性。4.根据权利要求3所述的方法，还包括在生物实体的所述基因组DNA内插入至少一种DNA独特标识符序列或者通过基因编辑修饰生物实体的所述基因组DNA内预先存在的标识符序列，从而在所述生物实体的所述基因组DNA内创建DNA独特标识符序列，借此提供它的标识。5.根据权利要求4所述的方法，还包括提供用于插入在所述生物实体的所述基因组DNA内的至少一种DNA独特标识符序列。6.根据权利要求3
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5中任一项所述的方法，其中所述生物材料包括植物基材料、真菌基材料、动物基材料、病毒基材料或者细菌基材料。7.根据权利要求3
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6中任一项所述的方法，其中所述生物实体包括植物细胞、真菌细胞、动物细胞、病毒或细菌细胞。8.根据权利要求3
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7中任一项所述的方法，其中从所述生物实体产生生物材料包括增殖所述生物实体。9.根据权利要求3
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8中任一项所述的方法，其中所述DNA独特标识符序列来自DNA独特标识符序列的随机混合池。10.根据权利要求3
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9中任一项所述的方法，其中读取所述生物材料中的所述DNA独特标识符序列并检索相应数据库条目包括：接收或提供包含来自所述生物材料的基因组DNA的样品；扩增来自所述生物材料的所述基因组DNA内的至少一种DNA独特标识符序列并对所述DNA独特标识符序列测序；以及将所述DNA独特标识符序列与所述数据库相比较，并检索与所述DNA独特标识符序列对
应的所述数据库条目，所述数据库条目提供所述生物材料的标识和/或追溯信息。11.根据权利要求1
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10中任一项所述的方法，其中所述DNA独特标识符序列包括插入所述基因组DNA的基因间区中的独特核苷酸序列。12.根据权利要求1
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11中任一项所述的方法，其中所述DNA独特标识符序列包括长度多至约1500nt；长度多至约1000nt；长度约200nt至约600nt；长度约200nt至约400nt；或者长度约400nt至约600nt的序列。13.根据权利要求1
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12中任一项所述的方法，其中所述DNA独特标识符序列侧接一个或多个引物退火序列以用于所述DNA独特标识符序列的PCR扩增、所述DNA独特标识符序列的测序或两者。14.根据权利要求1
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13中任一项所述的方法，其中所述生物材料包括食品。15.根据权利要求1
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14中任一项所述的方法，其中所述数据库条目的所述标识和/或追溯信息包括所述生物材料的供应链信息。16.根据权利要求1
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15中任一项所述的方法，其中所述数据库条目的所述标识和/或追溯信息包括所述生物材料的来源信息。17.根据权利要求1
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16中任一项所述的方法，其中所述数据库条目的所述标识和/或追溯信息包括种植户、地区、批、批次、日期或其它相关供应链信息或它们的任意组合。18.根据权利要求1
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17中任一项所述的方法，其中将盒引入所述基因组DNA，其中所述盒包括侧接一个或多个引物退火序列以用于所述DNA独特标识符序列的PCR扩增、所述DNA独特标识符序列的测序或两者的所述DNA独特标识符序列。19.根据权利要求1
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18中任一项所述的方法，其中所述DNA独特标识符序列是来源于长度多至约1500nt；长度多至约1000nt；长度约200nt至约600nt；长度约200nt至约400nt；或者长度约400nt至约600nt的核酸序列的随机混合池的随机序列。20.一种寡核苷酸，其包括侧接一个或多个引物退火序列以用于DNA独特标识符序列的PCR扩增、所述DNA独特标识符序列的测序或两者的DNA独特标识符序列。21.根据权利要求20所述的寡核苷酸，其中所述DNA独特标识符序列包括长度多至约1500nt；长度多至约1000nt；长度约200nt至约600nt；长度约200nt至约400nt；或者长度约400nt至约600nt的随机序列。22.一种盒，其包含根据权利要求20或21所述的寡核苷酸。23.一种细胞或病毒，其包含引入所述细胞或病毒的基因组中的根据权利要求20或21所述的寡核苷酸或者根据权利要求22所述的盒。24.一种细胞或病毒，其包含引入所述细胞或病毒的基因组的DNA独特标识符序列。25.根据权利要求23或24所述的细胞或病毒，其中将所述DNA独特标识符序列引入所述细胞或病毒的所述基因组DNA的基因间区。26.根据权利要求23
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25中任一项所述的细胞或病毒，其中所述细胞是植物细胞、真菌细胞、动物细胞或者细菌细胞。27.一种试剂盒，其包含以下中的任何一个或多个：DNA独特标识符序列；DNA独特标识符序列的随机混合池；如权利要求20或21中所定义的寡核苷酸；
如权利要求22中所定义的盒；用于DNA独特标识符序列的扩增和/或测序的一个或多个引物对；缓冲液；聚合酶；或用于实施根据权利要求1
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19中任一项所述的方法的说明书。28.一种标识生物材料的方法，所述方法包括：在计算装置处接收提取自已知生物材料的DNA独特标识符序列(DUID)；在所述计算装置处搜索储存与各个生物材料信息相关联的多个DUID的DUID数据库以用于匹配所接收的DUID；如果所述DUID数据库的搜索不能提供与所接收的DUID的匹配，则在所述DUID数据库中储存与所述已知生物材料相关联的生物材料信息相关联的所接收的DUID；在储存所接收的DUID并具有与所述DUID数据库中的所述已知生物材料相关联的信息之后，在所述计算装置处接收提取自未知生物材料的查询DUID；在所述计算装置搜索所述DUID数据库中与所接收的查询DUID的匹配；以及如果DUID的搜索提供了与所接收的查询DUID的匹配，则响应于所接收的查询DUID，返回关联于所述DUID匹配所述查询DUID所储存的生物信息。29.根据权利要求28所述的方法，其中搜索所述DUID数据库中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：索引生物系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：