[发明专利]模板的表面连环化

说明书

本文中呈现了用于在桥接扩增过程期间串联模板链的方法和组合物。所述方法可用于以改善的密度进行表面扩增。本文中提供的方法和组合物实现簇的创建，所述簇是较亮的，但是与目前使用标准簇扩增实现的密度为相同的密度。

发明背景

对人遗传变异编目录并且将此变异与对疾病的易感性相关联的任务是艰巨且昂贵的。此成本的大幅降低对于促进对健康和疾病的理解是必要的。测序成本的降低将需要该领域中的许多技术进步。可以降低基因组分析成本的技术进步包括：(1)文库生成；(2)高度并行克隆扩增和分析；(3)稳健循环测序生物化学的开发；(4)超快成像技术的开发；和(5)用于从短读段的序列组装的算法的开发。

以高度并行的方式创建克隆扩增对于划算的测序是重要的。通常对传统上由从挑选个别细菌菌落培养的质粒制备的DNA分子的克隆群体进行测序。在人基因组计划中，将每个克隆单独挑出，培养，并从克隆中提取或扩增出DNA。近年来，已经有了许多创新来实现DNA克隆的高度并行化分析，特别是使用基于阵列的方法。在最简单的方法中，可以在单分子水平上分析文库，所述单分子水平就其本质而言是克隆的。单分子测序的主要优点是循环测序可以异步发生，因为分别读出每个分子。相比之下，对克隆扩增的分析需要每个测序循环的近定量完成，否则背景噪声随着每个随后的循环逐渐增加，严重限制读段长度。因此，克隆分析对测序生物化学的稳健性(robustness)造成较大的负担，并且可能潜在地限制读段长度。

因此，需要开发改善基因组学分析的方法并提供更划算的序列分析方法。本发明满足了此需要并且也提供了相关的优点。

发明概述

本文中提供的方法和组合物使得能够以改善的密度进行表面扩增。本文中描述了在桥接扩增过程期间串联模板链的方法，使得每个流动池表面引物可以以延伸到其上的模板链的多个拷贝结束。本文中提供的方法和组合物使得能够创建簇，所述簇是较亮的，但与当前使用标准簇扩增实现的密度为相同的密度。较亮的簇可以具有许多优点，例如，较好的读段质量、支持较长的读段长度、较快的测序扫描时间、和增加的系统稳健性。

本文中呈现了制备用于核酸测序反应的固定化模板的方法，所述方法包括：(a)提供固体支持物，所述固体支持物具有在其上固定的正向和反向扩增引物；(b)提供靶核酸，其中所述靶核酸包含：(i)与所述正向扩增引物互补的已知序列的第一区域；(ii)第一模板区；(iii)与所述反向扩增引物基本上相同的已知序列的第二区域，其中所述第一模板区在所述已知序列的第一区域和所述已知序列的第二区域之间；和(iv)与所述正向扩增引物互补的已知序列的第三区域，其中所述第一模板区和所述已知序列的第二区域在所述已知序列的第一区域和所述已知序列的第三区域之间；(c)在适合于杂交的条件下将所述靶核酸应用于所述固体支持物，从而所述已知序列的第一区域与所述正向扩增引物杂交；并且(d)延伸杂交的正向扩增引物以产生包含所述靶核酸的互补拷贝的固定化模板。

在一些实施方案中，所述方法还可以包括：(e)使来自所述固定化模板的所述靶核酸变性；(f)使所述固定化模板与所述反向扩增引物杂交，从而第二侧翼序列的互补拷贝与所述反向扩增引物杂交；并且(g)延伸杂交的反向扩增引物以产生第二固定化链，所述第二固定化链包含位于所述已知序列的第一区域和所述已知序列的第二区域之间的第一模板区域。

在一些实施方案中，所述方法还可以包括：(h)使来自所述第一固定化模板的所述第二固定化链变性；(i)使所述第二固定化链与所述第一固定化模板杂交，从而所述第二固定化链的所述已知序列的第一区域与所述固定化模板中的所述已知序列的第一区域的互补拷贝杂交；(j)延伸所述已知序列的第一区域的3’OH以产生所述第二固定化链的多联体；并且(k)延伸所述已知序列的第一区域的互补拷贝的3’OH以产生所述第一固定化模板的多联体。

在一些实施方案中，所述方法还可以包括：(l)使所述多联体变性并且重复步骤(i)、(j)和(k)以产生每条链的进一步的多联体。