[发明专利]用于分析细胞组分的方法和组合物

说明书

本发明的实施方案涉及分析细胞的组分。在一些实施方案中，本发明涉及分析单细胞的组分。在一些实施方案中，所述方法和组合物涉及测序核酸。在一些实施方案中，所述方法和组合物涉及鉴定和/或定量核酸、蛋白质、细胞器和/或细胞代谢物。

发明领域

本申请的实施方案涉及用于分析细胞组分的方法和组合物。在一些实施方案中，本申请涉及用于分析单细胞(single cell)的组分的方法和组合物。在一些实施方案中，本申请涉及用于鉴定单细胞类型的方法和组合物。在一些实施方案中，所述方法和组合物涉及测序核酸。提供的方法和组合物的一些实施方案在得出此类单细胞的复合状态中是有用的。

发明背景

已经使用存在于生物样品中的特定核酸序列的检测，例如，作为用于鉴定和分类微生物、诊断感染性疾病、检测和表征遗传异常、鉴定与癌症相关的遗传变化、研究对疾病的遗传易感性、以及测量对各种类型治疗的反应的方法。用于检测生物样品中特定核酸序列的常见技术是核酸测序。

核酸测序方法已经从由Maxam和Gilbert使用的化学降解法和由Sanger使用的链延长法显著演化。今天，几种测序方法在使用，其允许用于均在单次测序运行中的核酸的并行处理。因此，从单次测序运行产生的信息可能是巨大的。

附图简述

图1描绘了通过将单细胞内容物包埋入聚合物基质或附接于珠而创建的DNA邻近保留元件(CE)的四层组合索引化(four tier combinatoric indexing)的示意图。在每个组合的合并(pooling)和再分布(redistribution)步骤(层)中附接隔室特异的索引。在所示的示例中，四个层次导致被串联在一起的四个索引(经由连接、聚合酶延伸、标签片段化(tagmentation)等的重复的轮次)，使得能够易于测序读出。可选地，包含DNA的邻近保留元件可以通过包封在基质中或固定在珠上的分隔的(compartmentalized)DNA分区(partition)(即对原始DNA样品进行二次抽样的DNA稀释)来创建。稀释的这种类型在定相和组装应用中是有用的。

图2描绘了使用两层组合索引化方案制备单细胞DNA或cDNA文库的方法，其中经由标签片段化(在转座子中的隔室特异的索引)附接第一水平索引，并且通过PCR(在PCR引物上的隔室特异的索引)附接第二层索引。单细胞容器的内容物(即基因组DNA或cDNA)可以采用任选的全基因组扩增(WGA)或全转录组扩增步骤。

图3描绘了从在CE例如液滴中的单细胞的内容物制备cDNA文库的方法。在所示实例中，索引正被用于标记不同的样品。

图4描绘了可以经由提出的组合索引化方案分析的单细胞的代表性内容物。

图5A和5B描绘了用于从包封和裂解捕获在CE内例如在聚合物珠内的单细胞的内容物创建邻近保留元件(CE)的示例性示意的实施方案。细胞包埋在例如聚合物珠内。来自单细胞的所有组分在珠中保持彼此接近(proximity)。随后，可以扩增、修饰(cDNA合成)以及随后用索引或标签标记一种或更多种组分。图5C描绘了示例性示意的实施方案，其中可以通过在包封、扩增/cDNA、或聚合阶段加入(spiking)编码DNA序列(例如质粒)来完成样品索引化。用不同组的编码质粒或编码质粒的组合制备每个样品。每个组合的索引化的CE将产生相应的编码文库元件的组合的索引化的样品。以这种方式，每个文库元件都可以定位回到其起源CE和起源样品。

图6描绘了在CE例如聚合物基质珠中包封单细胞内容物的示意图。