使用索引和条形码在阵列上识别配体的方法和组合物技术

本文提供的一些实施方案包括用于在阵列上检测靶配体的方法和组合物。在一些实施方案中，捕获探针特异性结合到来自样本的靶配体，确定阵列中包含该捕获探针的珠的位置，并且对该珠进行解码以识别该捕获探针和该样本。在一些实施方案中，条形码指示附接于珠的捕获探针；并且索引指示珠亚群。一些实施方案涉及在珠阵列上对几个不同核酸样本的靶多核苷酸进行测序。行测序。行测序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用索引和条形码在阵列上识别配体的方法和组合物
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2019年10月1日提交的名称为“METHODS AND COMPOSITIONS FOR SEQUENCING NUCLEIC ACIDS ON AN ARRAY”的美国临时申请62/909,014和2019年9月20日提交的名称为“METHODS AND COMPOSITIONS FOR HIGH
‑
THROUGHPUT GENOTYPING ON ARRAYS USING INDEXES AND BARCODES”的美国临时申请62/903,108的优先权，这些美国临时申请各自全文以引用方式并入。


[0003]本文提供的一些实施方案包括用于在阵列上检测靶配体的方法和组合物。在一些实施方案中，捕获探针特异性结合到来自样本的靶配体，确定阵列中包含该捕获探针的珠的位置，并且对该珠进行解码以识别该捕获探针和该样本。在一些实施方案中，条形码指示附接于珠的捕获探针；并且索引指示珠亚群。一些实施方案涉及在珠阵列上对几个不同核酸样本的靶多核苷酸进行测序。

技术介绍

[0004]生物样本中存在的特定核酸序列的检测已被用作例如鉴定和分类微生物、诊断传染病、检测和表征遗传异常、鉴定与癌症相关联的遗传变化、研究对疾病的遗传易感性，以及测量对各种类型的治疗的反应的方法。用于检测生物样本中的特定核酸序列的常用技术是核酸测序。
[0005]核酸测序方法已从Maxam和Gilbert所使用的化学降解方法以及Sanger所使用的链延长方法得到了显著发展。现在使用了允许在单个芯片上并行处理数千个核酸的若干测序方法。一些平台包括基于珠的形式和微阵列形式，其中二氧化硅珠用探针官能化，这取决于此类形式在包括测序、基因分型、基因表达谱分析在内的应用中的应用。
[0006]在当前基于珠的阵列上对不同样本进行基因分型的方法需要垫片将珠芯片的不同区域物理地细分成多个扇区(sector)。然后将各个样本装载到由垫片创建的每个离散区段中。然而，此类方法可能以相对较低的样本数量输入使用，但当每个珠芯片的样本密度从每个珠芯片24个样本增加到每个珠芯片96、384、1536个或更多个样本时，这些方法被证明是费力的或难以管理的。

技术实现思路

[0007]一些实施方案包括一种在阵列上对靶核酸进行测序的方法，其包括：(a)获得第一珠群体和第二珠群体，其中：所述第一珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第一捕获探针、第一条形码和邻近所述第一条形码的条形码引物结合位点，并且所述第二珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第二捕获探针、第二条形码和邻近所述第二条形码的条形码引物结合位点；(b)获得第一多个多核苷酸和第二多个多核苷酸，其中：所述第一多个多核苷酸包含第一靶核酸，其中所述多个第一多核苷酸在溶液中，并且所述第二多个多核苷酸
包含第二靶核酸，其中所述多个第二多核苷酸处于溶液中；(c)使所述第一靶核酸与所述第一捕获探针杂交以获得杂交的第一珠，并且使所述第二靶核酸与所述第二捕获探针杂交以获得杂交的第二珠；(d)将所述杂交的第一珠和所述杂交的第二珠随机分布在阵列上；(e)通过对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序来解码所述第一珠和所述第二珠在所述阵列上的位置；以及(f)使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸以获得所述第一靶核酸和所述第二靶核酸的核酸序列数据。
[0008]在一些实施方案中，所述第一多个多核苷酸包含第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点；并且所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸、第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点。
[0009]在一些实施方案中，所述第一多个多核苷酸或所述第二多个多核苷酸是通过用多个转座体对核酸样本进行片段标签化获得的。在一些实施方案中，所述多个转座体包含所述第一索引或所述第二索引。一些实施方案还包括向所述片段标签化的核酸样本添加衔接子，其中所述衔接子包含所述第一索引或所述第二索引。一些实施方案还包括用包含所述第一索引或所述第二索引的引物扩增所述片段标签化的核酸样本。
[0010]在一些实施方案中，使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸将与所述第一索引和所述第二索引互补以及与所述第一索引引物结合位点和所述第二索引引物结合位点互补的序列掺入所延伸的捕获探针中。
[0011]在一些实施方案中，所述第一珠群体包含第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点，并且所述第二珠群体包含第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点。在一些实施方案中，所述第一珠群体的寡核苷酸包含所述第一索引；并且所述第二珠群体的寡核苷酸包含所述第二索引。在一些实施方案中，所述第一索引指示所述第一靶核酸的来源，并且所述第二索引指示所述第二靶核酸的来源。在一些实施方案中，所述第一索引彼此相同，并且所述第二索引彼此相同。
[0012]一些实施方案还包括对所述第一索引和所述第二索引进行测序。在一些实施方案中，对所述第一索引和所述第二索引进行测序包括使与所述索引引物结合位点杂交的引物延伸。在一些实施方案中，所述索引结合引物位点是相同的。
[0013]在一些实施方案中，所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自不同的核酸样本。在一些实施方案中，所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自基因组DNA。
[0014]在一些实施方案中，所述第一条形码和所述第二条形码指示所述第一捕获探针或所述第二捕获探针的核酸序列。在一些实施方案中，所述第一条形码彼此不同，并且所述第二条形码彼此不同。在一些实施方案中，对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序包括使与所述条形码引物结合位点杂交的引物延伸。在一些实施方案中，所述条形码引物结合位点是相同的。
[0015]在一些实施方案中，使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括聚合酶延伸。在一些实施方案中，使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括向捕获探针添加单个核苷酸。一些实施方案还包括将基因座特异性寡核苷酸连接到所延伸的捕获探针。在一些实施方案中，使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括将基因座特异性寡核苷酸连接到所述捕获探针。
[0016]在一些实施方案中，步骤(c)在溶液中进行。
[0017]在一些实施方案中，所述阵列位于流通池的表面上。在一些实施方案中，所述第一珠和所述第二珠适于附接于所述阵列。在一些实施方案中，所述第一珠和所述第二珠包含生物素、链霉亲和素或其衍生物；并且所述阵列包含生物素、链霉亲和素或其衍生物。在一些实施方案中，所述第一珠和所述第二珠是有磁性的。
[0018]一些实施方案包括一种在阵列上对靶核酸进行测序的方法，包括：(a)获得第一珠群体和第二珠群体，其中：所述第一珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第一捕获探针、第一条形码和邻近所述第一条形码的条形码引物结合位点，并且所述第二珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第二捕获探针、第二条形码和邻近所述第二条形码的条形码引物结合位点；(b)获得第一多个多核苷酸和第二多个多核苷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在阵列上对靶核酸进行测序的方法，其包括：(a)获得第一珠群体和第二珠群体，其中：所述第一珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第一捕获探针、第一条形码和邻近所述第一条形码的条形码引物结合位点，并且所述第二珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第二捕获探针、第二条形码和邻近所述第二条形码的条形码引物结合位点；(b)获得第一多个多核苷酸和第二多个多核苷酸，其中：所述第一多个多核苷酸包含第一靶核酸，其中所述多个第一多核苷酸处于溶液中，并且所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸，其中所述多个第二多核苷酸处于溶液中；(c)使所述第一靶核酸与所述第一捕获探针杂交以获得杂交的第一珠，并且使所述第二靶核酸与所述第二捕获探针杂交以获得杂交的第二珠；(d)将所述杂交的第一珠和所述杂交的第二珠随机分布在阵列上；(e)通过对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序来解码所述第一珠和所述第二珠在所述阵列上的位置；以及(f)使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸以获得所述第一靶核酸和所述第二靶核酸的核酸序列数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一多个多核苷酸包含第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点；并且所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸、第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一多个多核苷酸或所述第二多个多核苷酸是通过用多个转座体对核酸样本进行片段标签化获得的。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个转座体包含所述第一索引或所述第二索引。5.根据权利要求4所述的方法，其还包括向片段标签化的核酸样本添加衔接子，其中所述衔接子包含所述第一索引或所述第二索引。6.根据权利要求5所述的方法，其还包括用包含所述第一索引或所述第二索引的引物扩增所述片段标签化的核酸样本。7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸将与所述第一索引和所述第二索引互补以及与所述第一索引引物结合位点和所述第二索引引物结合位点互补的序列掺入所延伸的捕获探针中。8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一珠群体包含第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点，并且所述第二珠群体包含第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一珠群体的寡核苷酸包含所述第一索引；并且所述第二珠群体的寡核苷酸包含所述第二索引。10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中所述第一索引指示所述第一靶核酸的来源，并且所述第二索引指示所述第二靶核酸的来源。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其中所述第一索引彼此相同，并且所述第二索引彼此相同。12.根据权利要求2至11中任一项所述的方法，其还包括对所述第一索引和所述第二索引进行测序。13.根据权利要求12所述的方法，其中对所述第一索引和所述第二索引进行测序包括使与所述索引引物结合位点杂交的引物延伸。14.根据权利要求2至13中任一项所述的方法，其中所述索引结合引物位点是相同的。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自不同的核酸样本。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自基因组DNA。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述第一条形码和所述第二条形码指示所述第一捕获探针或所述第二捕获探针的核酸序列。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述第一条形码彼此不同，并且所述第二条形码彼此不同。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序包括使与所述条形码引物结合位点杂交的引物延伸。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述条形码引物结合位点是相同的。21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括聚合酶延伸。22.根据权利要求21所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括向捕获探针添加单个核苷酸。23.根据权利要求21或22所述的方法，其还包括将基因座特异性寡核苷酸连接到所延伸的捕获探针。24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括将基因座特异性寡核苷酸连接到所述捕获探针。25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中步骤(c)在溶液中进行。26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述阵列位于流通池的表面上。27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法，其中所述第一珠和所述第二珠适于附接于所述阵列。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一珠和所述第二珠包含生物素、链霉亲和素或其衍生物；并且所述阵列包含生物素、链霉亲和素或其衍生物。29.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一珠和所述第二珠是有磁性的。30.在阵列上对靶核酸进行测序的方法，其包括：(a)获得第一珠群体和第二珠群体，其中：所述第一珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第一捕获探针、第一条形码和邻近所述第一条形码的条形码引物结合位点，并且所述第二珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第二捕获探针、第二条形码和邻近
所述第二条形码的条形码引物结合位点；(b)获得第一多个多核苷酸和第二多个多核苷酸，其中：所述第一多个多核苷酸包含第一靶核酸、第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点，其中所述多个第一多核苷酸处于溶液中，并且所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸、第二索引和邻近所述第二索引的第二引物结合位点，其中所述多个第二多核苷酸处于溶液中；(c)使所述第一靶核酸与所述第一捕获探针杂交以获得杂交的第一珠，并且使所述第二靶核酸与所述第二捕获探针杂交以获得杂交的第二珠；(d)将所述杂交的第一珠和所述杂交的第二珠随机分布在阵列上；(e)通过对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序来解码所述第一珠和所述第二珠在所述阵列上的位置；(f)使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸以获得所述第一靶核酸和所述第二靶核酸的核酸序列数据；以及(g)通过对所述第一索引和所述第二索引进行测序来确定所述第一靶核酸和所述第二靶核酸的核酸序列数据的来源。31.根据权利要求30所述的方法，其中：所述第一多个多核苷酸包含第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点；以及所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸、第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一多个多核苷酸或所述第二多个多核苷酸是通过用多个转座体对核酸样本进行片段标签化获得的。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述多个转座体包含所述第一索引或所述第二索引。34.根据权利要求33所述的方法，其还包括向片段标签化的核酸样本添加衔接子，其中所述衔接子包含所述第一索引或所述第二索引。35.根据权利要求34所述的方法，其还包括用包含所述第一索引或所述第二索引的引物扩增所述片段标签化的核酸样本。36.根据权利要求35所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸将与所述第一索引和所述第二索引互补以及与所述第一索引引物结合位点和所述第二索引引物结合位点互补的序列掺入所延伸的捕获探针中。37.在阵列上对靶核酸进行测序的方法，其包括：(a)获得第一珠群体和第二珠群体，其中：所述第一珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第一捕获探针、第一条形码和邻近所述第一条形码的条形码引物结合位点以及第一索引和邻近所述第一索引的索引引物结合位点，并且所述第二珠群体包含寡核苷酸，所述寡核苷酸包含第二捕获探针、第二条形码和邻近所述第二条形码的条形码引物结合位点以及第二索引和邻近所述第二索引的索引引物结合位点；(b)获得第一多个多核苷酸和第二多个多核苷酸，其中：
所述第一多个多核苷酸包含第一靶核酸，其中所述多个第一多核苷酸处于溶液中，并且所述第二多个多核苷酸包含第二靶核酸，其中所述多个第二多核苷酸处于溶液中；(c)使所述第一靶核酸与所述第一捕获探针杂交以获得杂交的第一珠，并且使所述第二靶核酸与所述第二捕获探针杂交以获得杂交的第二珠；(d)将所述杂交的第一珠和所述杂交的第二珠随机分布在阵列上；(e)通过对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序来解码所述第一珠和所述第二珠在所述阵列上的位置；以及(f)使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸以获得所述第一靶核酸和所述第二靶核酸的核酸序列数据。38.根据权利要求30至37所述的方法，其中所述第一珠群体的寡核苷酸包含所述第一索引；并且所述第二珠群体的寡核苷酸包含所述第二索引。39.根据权利要求30至38中任一项所述的方法，其中所述第一索引指示所述第一靶核酸的来源，并且所述第二索引指示所述第二靶核酸的来源。40.根据权利要求30至39中任一项所述的方法，其中所述第一索引彼此相同，并且所述第二索引彼此相同。41.根据权利要求30至40中任一项所述的方法，其还包括对所述第一索引和所述第二索引进行测序。42.根据权利要求41所述的方法，其中对所述第一索引和所述第二索引进行测序包括使与所述索引引物结合位点杂交的引物延伸。43.根据权利要求30至42中任一项所述的方法，其中所述索引结合引物位点是相同的。44.根据权利要求30至43中任一项所述的方法，其中所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自不同的核酸样本。45.根据权利要求30至44中任一项所述的方法，其中所述第一靶核酸和所述第二靶核酸获自基因组DNA。46.根据权利要求30至45中任一项所述的方法，其中所述第一条形码和所述第二条形码指示所述第一捕获探针或所述第二捕获探针的核酸序列。47.根据权利要求30至46中任一项所述的方法，其中所述第一条形码彼此不同，并且所述第二条形码彼此不同。48.根据权利要求30至47中任一项所述的方法，其中对所述第一条形码和所述第二条形码进行测序包括使与所述条形码引物结合位点杂交的引物延伸。49.根据权利要求30至48中任一项所述的方法，其中所述条形码引物结合位点是相同的。50.根据权利要求30至49中任一项所述的方法，其中使所述第一捕获探针和所述第二捕获探针延伸包括聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：达伦，
申请(专利权)人：ILLUMINA公司，
类型：发明
国别省市：