[發明專利]液滴測序中的稀疏標識空間

有效

• 申請號: 201680068034.1
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN108291223B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: J·希利
• 申請（專利權）人: 生物輻射實驗室股份有限公司
• 主分類號: C12N15/10
• 分類號: C12N15/10;C12Q1/6869;C40B40/06;G16B30/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶啟長;陳揚揚

描述了用于確定靶核酸的序列的方法。該方法使用具有已知序列和獨特標識的多個對照寡核苷酸將與多個測序探針相關聯的雜交信號映射至松散堆積的多維染料空間，使得染料空間中的區域可以與一個或多個測序探針相關聯。當測序探針和靶核酸的檢測到的靶雜交信號被映射至多維染料空間時，可以基于與該檢測到的靶雜交信號所映射至的區域相關聯一個或多個測序探針確定測序探針以及因此靶核酸中的相應核苷酸。

背景技術

脫氧核糖核酸(DNA)測序是確定DNA分子中核苷酸的精確順序的過程，例如DNA鏈中四種堿基(腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)的順序。DNA序列的知識已用于基礎生物學研究和多種應用領域，例如診斷、生物技術、法醫生物學和生物系統學。使用現代DNA測序技術獲得快速測序已被用于完整DNA序列或多種類型和物種的基因組(包括人基因組和許多動物、植物和微生物物種的其他完整DNA序列)的測序。這些快速DNA測序方法的出現極大地加速了生物和藥學研究和發現。

通過雜交測序(SBH)是基于靶核酸與大量不同探針序列的雜交或缺少該雜交的測序方法。通過檢測重疊探針的雜交和類似但不同序列探針的雜交不存在，可預測靶序列的核苷酸序列。

然而，由于測序系統中的噪聲、錯誤或其他缺陷，檢測到的雜交信號在映射至用于試驗應答的染料空間時可能重疊且密集地包裝，因此難以相互區分以正確鑒定哪些探針與給定的靶核酸雜交。

發明內容

本文提供了用于確定靶核酸(例如，生物體的基因組區域)的核苷酸序列的方法。在一些實施方案中，該方法包括接收對照雜交信號，該信號指示來自多個測序探針的測序探針與來自多個對照分區的各對照分區的多個對照液滴的各對照液滴中的相應對照寡核苷酸的拷貝之間的雜交。多個對照液滴中的各對照液滴包括多個對照寡核苷酸的相應對照寡核苷酸的拷貝。多個對照寡核苷酸中的各對照寡核苷酸具有已知序列和相應的標識(ID)。

方法進一步包括就各對照分區的多個對照液滴中的各對照液滴確定對照液滴中對照寡核苷酸的標識(ID)；將各對照液滴的對照雜交信號映射至染料空間中的多維對照數據點；并且存儲與各對照液滴的對照寡核苷酸的ID相關的多維對照數據點。

對于多個測序探針中的各測序探針，方法還包括基于多個對照寡核苷酸的已知序列獲得測序探針位向量，其中測序探針位向量中的每個位表示在多個對照寡核苷酸的相應對照寡核苷酸中存在或不存在該測序探針。

方法還可以包括：接收用于包括靶核酸拷貝的第一靶分區的第一靶液滴的第一靶雜交信號；將所述第一靶雜交信號映射至染料空間中的第一多維靶數據點；選擇包括第一多維靶數據點的染料空間中的區域；生成該區域的區域向量，其中該區域向量中的各值表示該區域內具有相應對照寡核苷酸的ID的任何多維對照數據點的貢獻；以及就所述第一測序探針基于所述區域向量與所述測序探針位向量之間的匹配條件，將第一測序探針鑒定為與所述靶核酸雜交。

本文還提供了用于確定靶核酸中的核苷酸序列的另一種方法。該方法包括通過SBH系統接收多個對照分區，其中所述多個對照分區的各對照分區包括來自多個對照寡核苷酸的相應對照寡核苷酸的拷貝，并且所述多個對照寡核苷酸中的各對照寡核苷酸具有已知序列和相應的標識(ID)；以及將所述多個對照分區的各對照分區分成多個對照液滴，各對照液滴包括用于所述對照分區的所述對照寡核苷酸的多個拷貝。

所述方法進一步包括檢測對照雜交信號，所述對照雜交信號指示，就多個對照液滴的第一部分中的各對照液滴來說，來自多個測序探針的測序探針與對照液滴中的對照寡核苷酸的拷貝的雜交；確定各對照液滴中對照寡核苷酸的ID；將多個對照液滴的第一部分中的各對照液滴的對照雜交信號映射至染料空間中的多維對照數據點；并存儲與相應對照寡核苷酸的ID相關聯的多維對照數據點。

該方法還包括基于多個對照寡核苷酸的已知序列接收或以其他方式獲得測序探針位向量，其中測序探針位向量中的每個位表示多個對照寡核苷酸的相應對照寡核苷酸中是否存在測序探針。