[發(fā)明專利]DNA測序和表觀基因組分析

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480054635.8
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN105793434B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·S·愛德華茲
• 申請（專利權(quán)）人: STC.UNM公司;J·S·愛德華茲
• 主分類號: C12Q1/6874
• 分類號: C12Q1/6874
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 羅文鋒;彭昶

在一個方面，本公開內(nèi)容描述用于DNA測序和進行表觀基因組分析的方法。一般地，所述方法包括將DNA分子的多個拷貝固定在表面上，拉伸所述固定化DNA分子的至少一部分，和測序所述固定化、拉伸的DNA分子的至少一部分。

與相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2013年8月2日提交的美國臨時專利申請序列號61/861,622的優(yōu)先權(quán)，所述臨時專利申請通過引用結(jié)合到本文中。

發(fā)明概述

在一個方面，本公開內(nèi)容描述用于DNA測序和進行表觀基因組分析的方法。一般地，所述方法包括將DNA分子的多個拷貝固定在表面上，拉伸固定化DNA分子的至少一部分，和測序固定化、拉伸的DNA分子的至少一部分。在一些應(yīng)用中，所述方法可進一步包括探針檢測（probing）固定化、拉伸的DNA分子的表觀遺傳修飾。

在一些實施方案中，測序固定化、拉伸的DNA分子可包括變性固定化、拉伸的DNA分子的至少一部分和使多個探針與拉伸的DNA分子的變性位點的至少一部分雜交。一般地，每個探針可包含至少5個與拉伸的DNA分子變性位點的一條鏈的至少5個核苷酸互補的核苷酸和鑒定互補核苷酸序列的標(biāo)簽。在這些實施方案的一些中所述標(biāo)簽可為獨特的條碼。在這些實施方案的一些中，所述條碼或標(biāo)簽可使用單堿基延伸測序或用熒光探針或DNA折紙?zhí)结樀碾s交來讀出。在這些實施方案的一些中，互補序列通過所述標(biāo)簽或條碼鑒定，并且在一些實施方案中所述標(biāo)簽或條碼與互補序列無關(guān)。

在一些實施方案，對于表觀遺傳測序，可用任何方法對固定化DNA測序或作圖(mapping)。在一些實施方案中，一旦進行測序或作圖，可鑒定固定化、拉伸的DNA分子的一些。在一些實施方案中，在我們知道拉伸、固定化的DNA分子的身份（identity）后，我們可用抗體(或相似試劑)探針檢測所述拉伸、固定化的DNA分子以鑒定表觀遺傳修飾的位置。

在一些實施方案中，所述方法可進一步包括從探針合成DNA，從而創(chuàng)建延長探針群。在這些實施方案的一些中，所述標(biāo)簽或條碼(一旦通過雜交測序或解碼)可包含鑒定攜帶標(biāo)簽的探針沿拉伸的DNA分子的變性位點的位置的信息。在一些實施方案中，位置信息可簡單如相對于一個或多個與DNA分子雜交的其它探針的位置。在這些實施方案的一些中，DNA分子的序列可使用來自標(biāo)簽的位置信息和延長探針的重疊多核苷酸序列的組合而組裝。

上述本發(fā)明的概述不意在描述本發(fā)明的每個公開的實施方案或每一個執(zhí)行。之后的說明書更具體例示了說明性的實施方案。在本申請全文中的若干處，通過實例的列表提供指導(dǎo)，這些實例可以以不同組合使用。在各個情況下，所列清單僅用作代表群并且不應(yīng)解釋為排他的列表。

附圖簡述

圖1. (A) 連接法測序(SBL) DNA折紙?zhí)结樋稍谘豈b大小的單一DNA分子的許多位置處讀出5個堿基。(B) DNA折紙包含鑒定5-堿基序列的條碼。另外，條碼限定所測序的鏈。沿長分子的讀出可用超分辨率顯微術(shù)成像(C)以產(chǎn)生讀出。最后，這些讀出可參考測序單元型解析的基因組組裝(D)。

圖2. 用YOYO-1染色的梳理的（combed）基因組DNA。

圖3. 用YOYO-1染色的，Mb長的梳理的dsDNA的合成圖像（composite image）(條 =100 μm)。

圖4. (A) 顯示連接的寡核苷酸沿拉伸的dsDNA正確對齊的圖像。標(biāo)記的DNA包括：用YOYO-1染色的DNA，沿拉伸的DNA雜交并用Cy3-標(biāo)記的抗-生物素檢測的3’生物素-引物(25mer)，和連接至引物或DNA的5’端并用Cy5-標(biāo)記的抗-DIG檢測的短3’DIG-寡核苷酸探針(9mer)。1) 拉伸、雜交和連接后的圖像。2) 無連接酶對照。3) 雜交的簡并引物沒有攜帶生物素分子因此沒有檢測到，而連接的寡核苷酸探針攜帶了3’生物素而不是DIG。(B) 固定化DNA上的3-標(biāo)記連接法測序。引發(fā)位點通過切口酶產(chǎn)生。使用標(biāo)準(zhǔn)SBL熒光探針。