[发明专利]液滴测序中的稀疏标识空间

说明书

描述了用于确定靶核酸的序列的方法。该方法使用具有已知序列和独特标识的多个对照寡核苷酸将与多个测序探针相关联的杂交信号映射至松散堆积的多维染料空间，使得染料空间中的区域可以与一个或多个测序探针相关联。当测序探针和靶核酸的检测到的靶杂交信号被映射至多维染料空间时，可以基于与该检测到的靶杂交信号所映射至的区域相关联一个或多个测序探针确定测序探针以及因此靶核酸中的相应核苷酸。

背景技术

脱氧核糖核酸(DNA)测序是确定DNA分子中核苷酸的精确顺序的过程，例如DNA链中四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)的顺序。DNA序列的知识已用于基础生物学研究和多种应用领域，例如诊断、生物技术、法医生物学和生物系统学。使用现代DNA测序技术获得快速测序已被用于完整DNA序列或多种类型和物种的基因组(包括人基因组和许多动物、植物和微生物物种的其他完整DNA序列)的测序。这些快速DNA测序方法的出现极大地加速了生物和药学研究和发现。

通过杂交测序(SBH)是基于靶核酸与大量不同探针序列的杂交或缺少该杂交的测序方法。通过检测重叠探针的杂交和类似但不同序列探针的杂交不存在，可预测靶序列的核苷酸序列。

然而，由于测序系统中的噪声、错误或其他缺陷，检测到的杂交信号在映射至用于试验应答的染料空间时可能重叠且密集地包装，因此难以相互区分以正确鉴定哪些探针与给定的靶核酸杂交。

发明内容

本文提供了用于确定靶核酸(例如，生物体的基因组区域)的核苷酸序列的方法。在一些实施方案中，该方法包括接收对照杂交信号，该信号指示来自多个测序探针的测序探针与来自多个对照分区的各对照分区的多个对照液滴的各对照液滴中的相应对照寡核苷酸的拷贝之间的杂交。多个对照液滴中的各对照液滴包括多个对照寡核苷酸的相应对照寡核苷酸的拷贝。多个对照寡核苷酸中的各对照寡核苷酸具有已知序列和相应的标识(ID)。

方法进一步包括就各对照分区的多个对照液滴中的各对照液滴确定对照液滴中对照寡核苷酸的标识(ID)；将各对照液滴的对照杂交信号映射至染料空间中的多维对照数据点；并且存储与各对照液滴的对照寡核苷酸的ID相关的多维对照数据点。

对于多个测序探针中的各测序探针，方法还包括基于多个对照寡核苷酸的已知序列获得测序探针位向量，其中测序探针位向量中的每个位表示在多个对照寡核苷酸的相应对照寡核苷酸中存在或不存在该测序探针。

方法还可以包括：接收用于包括靶核酸拷贝的第一靶分区的第一靶液滴的第一靶杂交信号；将所述第一靶杂交信号映射至染料空间中的第一多维靶数据点；选择包括第一多维靶数据点的染料空间中的区域；生成该区域的区域向量，其中该区域向量中的各值表示该区域内具有相应对照寡核苷酸的ID的任何多维对照数据点的贡献；以及就所述第一测序探针基于所述区域向量与所述测序探针位向量之间的匹配条件，将第一测序探针鉴定为与所述靶核酸杂交。

本文还提供了用于确定靶核酸中的核苷酸序列的另一种方法。该方法包括通过SBH系统接收多个对照分区，其中所述多个对照分区的各对照分区包括来自多个对照寡核苷酸的相应对照寡核苷酸的拷贝，并且所述多个对照寡核苷酸中的各对照寡核苷酸具有已知序列和相应的标识(ID)；以及将所述多个对照分区的各对照分区分成多个对照液滴，各对照液滴包括用于所述对照分区的所述对照寡核苷酸的多个拷贝。

所述方法进一步包括检测对照杂交信号，所述对照杂交信号指示，就多个对照液滴的第一部分中的各对照液滴来说，来自多个测序探针的测序探针与对照液滴中的对照寡核苷酸的拷贝的杂交；确定各对照液滴中对照寡核苷酸的ID；将多个对照液滴的第一部分中的各对照液滴的对照杂交信号映射至染料空间中的多维对照数据点；并存储与相应对照寡核苷酸的ID相关联的多维对照数据点。

该方法还包括基于多个对照寡核苷酸的已知序列接收或以其他方式获得测序探针位向量，其中测序探针位向量中的每个位表示多个对照寡核苷酸的相应对照寡核苷酸中是否存在测序探针。