[发明专利]从含有少量靶标DNA的样品富集DNA测序文库

说明书

本文提供了用于在溶液中捕获DNA分子的方法。该方法可以包括：从包含内源性DNA和环境DNA的样品提取DNA以产生提取的DNA；将通用衔接子连接至所提取的DNA；在溶液中将所提取的DNA与亲和标记的RNA探针杂交，所述亲和标记的RNA探针由以下步骤产生：在亲和标记的核糖核苷酸的存在下，体外转录已被连接至RNA启动子衔接子的片段化的参考基因组DNA的文库；在与衔接子互补的RNA寡核苷酸的存在下，将产物与系到基底的捕获剂结合，从而将杂交的DNA分子捕获在基底上；洗涤基底以去除任何未结合的DNA分子；以及释放所捕获的DNA分子。还提供了用于执行该方法的试剂盒。

政府支持

本发明是受政府支持在美国国立卫生研究院(NIH)授予的基金号HG005715和HG003220的下完成的。政府具有本发明的某些权利。

交叉参考

本申请要求2013年5月4日提交的美国临时申请系列号61/819,564的权益，该申请通过引用整体并入本文。

发明背景

由于成本原因，在最古老的样本中残留的极低水平的内源性DNA已妨碍了许多目标样品的鸟枪法测序。例如，源自骨和牙的古DNA(aDNA)文库常常含有<1％的内源性DNA，这意味着环境DNA占去了大部分的测序能力。因此，与对低内源性DNA样品进行测序有关的大部分成本没有提供人基因组数据。其结果是，许多古DNA样品被认为不适合进行测序，因为与所需的资源相比数据产率低。因此，本领域存在在低内源性DNA样品中提高内源性DNA产率的需要，并且特别地存在当对低内源性DNA样品进行测序时提高待测序的内源性DNA的百分比的需要。

DNA提取的最近发展已提供了成本较低的下一代测序技术，使得古遗传学领域已从专注于PCR扩增的线粒体DNA和Y染色体标志物转换至全基因组的鸟枪法测序。但是，由于在总样品材料中内源性DNA的低百分比，当对低内源性DNA样品进行测序时，鸟枪法测序可能得到低于期望的结果。

相反，利用常染色体DNA序列对于种群遗传分析可以是优越的，因为它提供来自两个谱系(即母系和父系)的信息。因此，本领域存在提供常染色体DNA测序技术用于古DNA分析以获得针对种群遗传分析的改善的分辨率的特定需要。例如，单个古基因组(包括尼安德特人、丹尼索瓦人、古爱斯基摩人、提洛尔冰人和澳大利亚土著人)的全基因组测序已转变了我们对人类迁徙的理解并且揭示了之前未知的古代种群之间的混合。然而，大多数这些样本的防腐水平是罕见的：在洞穴中发现的尼安德特人和丹尼索瓦人的骨分别含有～1-5％和70％的内源性DNA，而古爱斯基摩人和澳大利亚土著人的基因组则获取自毛发样本，其通常含有较低水平的污染但在大多数考古环境下是无法获得的。

与此相反，源自来自温带环境的骨和牙的测序文库通常含有<1％的内源性DNA。虽然具有1-2％的内源性DNA的样品在充分测序的情况下仍然能够产生足够的信息用于种群遗传分析，但具有较少DNA的样本的测序所需的量是昂贵的，并因此对于许多研究者是无法承担的。古DNA研究者已开始通过使用靶向捕获以仅富集mtDNA或单个染色体来解决这一问题。但是，由于古DNA的高度片段化的性质，理想的富集技术会尽可能提取足够多的内源性基因组以便不会丢掉任何潜在提供信息的序列。在法医学中存在类似的问题。

发明概述