[发明专利]用于生成工厂订货单以控制核苷酸序列生产的方法和系统

说明书

用以通过基因制备系统控制核苷酸序列生产的工厂订单的生成包含接收表明对序列运算数进行的运算的表达，每个运算数表示至少一种核苷酸序列部分；评估针对序列规范的表达，其中所述序列规范包括包含一或多个第一级运算和一或多个第二级运算的数据结构；以及基于执行所述一或多个第一级运算和所述一或多个第二级运算来生成所述工厂订单。以递归的方式，所述一或多个第一级运算对至少一个第一级序列运算数进行运算，其值通过执行所述第二级运算中的一或多个来解析。接着可以将所述工厂订单提供给所述基因制备系统以将所述序列部分组装成由所述序列规范表示的核苷酸序列。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年4月27日提交的第15/140,296号美国非临时申请案的优先权，所述申请案的全文通过引用并入本文中，出于所有目的其包含所有实施方式、参考文献、图式和权利要求书。

技术领域

本公开通常涉及高通量微生物基因组工程，并且更具体地涉及用于生成工厂订单以通过基因制备系统控制核苷酸序列生产的方法、系统和数据结构。

背景技术

微生物工程能够生成新颖化学品、高级材料和药物。在一种商业模式中，代表自身或第三方的菌株设计公司可以修饰先前所描述的DNA区段以通过改进输出性质如产量、生产率、理想的生长温度、生长速率和效价来增强微生物宿主的代谢生产。多种传统的努力已经聚焦小批量研究产量。然而，为了实现工业规模的微生物工程，需要存储和分享大量DNA序列信息。多个队伍必须能够分享设计构想，科学家必须能够与生产工程师交流，并且项目管理者必须能够从早期概念阶段到最终评估阶段追踪细节。

经修饰微生物的高通量生产需要高通量菌株设计。机器人能够一次建构数百到数千菌株，并且设计工具必须能够匹配这种能力。大型实验可以通过探查不同组合的相同少数元素或通过尝试多次微小地改变基础设计来想像。理想的存储和交换格式应构造数据以使得这些关系得以保持并且可以在设计、构建或评估的地址域中通过其它软件工具来解释。

具体地说，研发人员面临在DNA部分、DNA总成和工程化细胞系级上的连通设计概念的挑战：(1)菌株设计公司与合作伙伴企业之间以及(2)菌株设计公司内部的研发部门与操作部门之间。

先前努力已经引起针对DNA部分的标准化描述的建议。举例来说，可视化合成生物学开放语言(Synthetic Biology Open Language Visual)(可视化SBOL)是开源图形标记，其使用示意性“图示符”以指定基因部分、装置、模块和系统。也参见BBF RFC 108：合成生物学开放语言(SBOL)(BBF RFC 108:Synthetic Biology Open Language(SBOL))2.0.0版，编者巴特利等人，2015年7月31日，其全文通过引用并入本文中。

SBOL标准的基座是用于DNA级设计的规范的“核心数据模型”。这种SBOL核心限定生物架构基块如DNA组分并使其阶层式组成成为可能，允许指定每个设计组分的子结构和构建体。DNA组分是描述DNA的区域的实体。基本信息是基础DNA序列。装饰所述序列是序列标注(元数据)。序列标注描述所述序列中的核苷酸如启动子的区域和取向。每个序列标注也可以表示为DNA组分。

SBOL核心也提供“集合”数据结构以将DNA组分分组到文库和目录中。参见例如巴特利等人的BBF RFC 108:合成生物学开放语言(SBOL)2.0.0版，5.2、6、7.10章节。