[发明专利]用于对细胞进行空间分割以及筛选的组合物以及方法

说明书

发明领域

本发明提供了一种方法，用以在单独的微型反应器中从变体细胞的文库中对特定的成员进行分离，其中对由所述的细胞编码得到的生物分子所具有的表型进行评价，所述的评价是以多种参数为基础的，包括底物特异性以及动力学有效性。

发明背景

酶越来越多的被用来作为催化剂用于工业，农业，医药产业以及科学研究中。由于它们所具有的底物特异性，化学选择性以及环境兼容性，酶在诸如下述的应用中提供了优势：手性纯化的医药品的合成，纺织品的加工，食品的加工，医学的诊断以及治疗，生物转化以及生物治理。在对高分子量聚合物进行修饰的方面，酶相较于传统的化学加工而言所具有的优越性已经被得以证实。

对生物分子的遗传变体的文库所进行的评价，需要同时对所生成的所述生物分子所具有的表型进行鉴定并且使所述的生物分子与编码所述生物分子的文库成员所具有的基因型相互关联起来，其目的在于对存在于所述文库中的具有期望的性质的具体成员进行识别，其中所述的生物分子例如是酶。通过这种方式，对期望的变体进行筛选并且对其进行进一步的评价。定向进化已经被证实在下述情形中是格外成功的：其中酶所具有的功能与细胞的存活有直接的联系，即，对一种重要的活性进行的恢复，其中所述的活性已经从另外一种野生型细胞中被删除了。然而，当在所述的酶是糖基转移酶(GTase)以及其他的转移酶的情形中时，这些本身不能够提供一种可供筛选的表型的酶的进化要困难的多。尽管用以对这种类型的酶进行进化的筛选策略确实存在，包括化学互补，噬菌体展示以及细菌细胞表面展示，当前的方法不能够提供一种容易得到的或者被归纳的策略，用以对多种多样的酶进行工程化处理。伴随着对新的生物分子的需求的增长，对于新的策略存在迫切的需求，其中所述的策略被用来对酶进行工程化处理，所述的酶具有改善的活性以及新的催化功能。

发明内容

本发明提供了一种方法，用以在单独的微型反应器中从变体细胞的文库中对特定的成员进行分离，其中对由所述的细胞编码得到的生物分子所具有的表型或者活性进行评价，所述的评价是以多种参数为基础的，包括底物特异性以及动力学有效性。

在一个方面，本发明涉及到用以对分泌产物的文库进行筛选的组合物以及方法，所述的筛选针对的是新的表型，包括具有改善的催化性质的酶或者改变的底物特异性的酶，其中使用了微孔，用以对生成所述酶的细胞进行空间上的分割。

在另外一个方面，本发明提供了用以在溶液相中实现生物分子的筛选的方法，例如，定向进化的生物分子的筛选，所述的方法包括：使一种细胞文库沉积在一种微型装置之上，其中在所述的微型装置中含有多个孔，所述的孔能够对存在于溶液中的所述细胞进行空间上的分割。所述的细胞以大约每孔一个细胞的水平分布，并且大量的细胞在所述的溶液中分泌出至少一种生物分子的变体。将这些被分泌出来的生物分子的变体与至少一种光学信号底物进行接触，每一种代表着一种期望的生物分子表型或者活性；并且以多种参数为基础，对由所述的细胞编码得到的所述生物分子所具有的表型进行评价。在一些情形中，所述的“光学信号底物”是一个或者多个单元的综合体，例如，一种抗体或者其他的特异性配体或者小分子标签，它们与一种可探测性的标记物发生了直接的共轭。例如，在一个两种要素的反应中(例如，通过一种转移酶催化的X+Y)，第一种要素，“Y”，受到一种抗体或者其他配体的捕获，其中所述的抗体或者其他配体被固定在一个表面例如一个培养板之上，并且利用一种光学底物对所述的第二种要素，“X”，进行探测，其中所述的光学底物例如是一种经过带有荧光素标签的抗体。在此之后，将分泌出一种期望的生物分子变体的所述细胞从所述的微型装置中分离出来。