[發明專利]空間編碼的生物學測定

有效

• 申請號: 201180017696.3
• 申請日: 2011-04-05
• 公開（公告）號: CN102834526A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 馬克·S·奇
• 申請（專利權）人: 普羅格諾西斯生物科學公司
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 申基成;鄭霞

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年4月5日遞交的美國專利申請第13/080,616號和2010年4月5日遞交的美國臨時專利申請第61/321,124號的權益并被本文通過引用并入。

發明領域

本發明涉及生物分子的測定，且更具體地涉及用于同時確定大量生物分子在固體樣品中的空間分布的測定。

發明背景

在以下討論中，將為了背景和介紹的目的描述某些制品和方法。本部分包含的任何內容都不應被解釋為“承認”是現有技術。申請人明確地保留在適當的時候，根據適用的法律條文證實本文述及的制品和方法不構成現有技術的權利。

全面的基因表達分析和蛋白質分析已成為理解生物學機制的有用工具。這些工具的使用已促進參與發育和各種疾病例如癌癥和自身免疫病的基因和蛋白質的鑒定。傳統方法例如不同轉錄物的原位雜交和其他多重檢測已揭示出基因表達的空間模式并已幫助闡明發育和疾病的分子基礎。使得能夠定量分析每個樣品的許多RNA序列的其他技術包括微陣列(參見，Shi，等人，Nature?Biotechnology，24(9)：1151-61(2006)；及Slonim和Yanai，Plos?Computational?Biology，5(10)：e1000543(2009))；基因表達的系列分析(SAGE)(參見Velculescu，等人，Science，270(5235)：484-87(1995))、qPCR的高通量實現(參見Spurgeon，等人，Plos?ONE，3(2)：e1662(2008))和原位PCR(參見Nuovo，Genome?Res.，4：151-67(1995))。盡管這些方法是有用的，但是它們不能在樣品中的許多空間位置同時測量許多基因的表達或多種蛋白質的存在和/或活性。激光捕獲顯微切割已允許在少數位置分析許多基因，但是其非常昂貴、費力且不能很好地調整。雖然某些2D格式的PCR測定保留了空間信息(參見Armani，等人，Lab?on?a?Chip，9(24)：3526-34(2009))，但是這些方法具有低的空間分辨率，因為它們依賴于向孔中物理轉移組織，這還阻止了隨機接近組織樣品和高水平的多重檢測(multiplexing)。

目前，不存在以高分辨率同時分析大量的基因、蛋白質或其他生物活性分子的空間表達模式的運行方法。因此存在對組織中的生物分子的可重現的、高分辨率的空間圖譜的需要。本發明解決了該需要。

發明概述

提供該概述以便以簡化的方式介紹以下在詳述中進一步描述的概念的節選。該概述不旨在確定要求保護的主題的關鍵或必不可少的特征，也不旨在用來限制所要求保護的主題的范圍。從隨后的包括在附圖中示出并在所附權利要求中定義的那些方面的書面詳述中，所要求保護的主題的其他特征、細節、實用性和優點將是明顯的。

本發明包括提供組織中生物活性的高分辨率空間圖譜的測定系統。該測定系統包含能夠高水平多重檢測的測定，其中以指定的空間模式為生物樣品提供編碼探針；能夠根據該空間模式控制遞送試劑的設備；和提供本質上為數字的讀出的解碼方案。簡言之，本發明提供了觀看許多位置中的許多生物靶的能力，提供了以高度并行的測序數據分析對原位雜交的分辨。

因此，在某些實施方式中，本發明提供了確定多種生物靶在樣品中的多個位點的豐度或活性或兩者的空間模式的測定系統，其中該測定系統進行下列步驟：提供附著到支持體的樣品；以已知的空間模式將用于多種生物靶的編碼探針遞送到樣品中的多個位點，其中每個編碼探針包含可與生物靶相互作用的探針區域和確定編碼探針被遞送的位點的位置的代碼標簽(coding?tag)；促使編碼探針與生物靶相互作用；將與生物靶相互作用的編碼探針和未與生物靶相互作用的編碼探針分離；測定編碼探針的序列的全部或一部分，以及將多種生物靶的豐度或活性或兩者與樣品中的位點的位置相關聯。

在本發明特定的方面，生物靶包含核酸且編碼探針是寡核苷酸，且在某些方面，對于多種核酸靶中的每一種存在兩種編碼的探針。在某些方面，多種生物靶包含蛋白質，編碼探針的探針區域是蛋白質且代碼標簽包含寡核苷酸。在某些方面，多種生物靶包含酶。在某些方面，編碼探針的探針區域包含抗體、適體或小分子。

測定系統的某些方面還在分離步驟和測定步驟之間包含擴增步驟。在某些方面，測定步驟通過核酸測序進行，且在優選的方面，測序是高通量數字核酸測序(high?throughput?digital?sequencing)。