[发明专利]一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针及其应用

说明书

本发明涉及基因检测技术领域，具体涉及一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针及其应用。本发明提供一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针，其为单链探针混合物，包括从待测DNA的一端开始，分别针对待测DNA的正义链和反义链的核苷酸序列，依次设计的针对正义链的探针和针对反义链的探针；每两个相邻的单链探针中，一个为针对正义链的核苷酸序列设计的单链探针，另一个为针对反义链的核苷酸序列设计的单链探针；每两个相邻的单链探针所针对的待测DNA没有重叠；单链探针混合物能够覆盖全部待测DNA。本发明提供的捕获探针能够显著提高捕获文库的库容、捕获效率和测序数据有效深度，降低测序数据的重复率，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及基因检测技术领域，具体涉及一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针及其应用。

背景技术

全基因组测序可以获得全基因组水平范围的突变、插入、缺失以及结构变异。然而，由于基因组容量较大，以30×进行测序就会产生接近100G的数据量。而肿瘤等相关的低突变频率测序则需要至少1000×的覆盖度，如果进行全基因组测序，则会产生多达3000G的数据量。这样规模的数据量除了会对数据的分析工作造成极大的困难之外，还会产生巨大的测序成本。

目标区域液相杂交捕获技术是根据DNA序列互补原理，设计与目标序列互补的特异性探针，并合成在固相或液相芯片上，打断样品基因组DNA，加上测序接头后与探针杂交，最终将目标区域捕获下来，后续经过回收、构建文库并直接用于高通量测序。目前国内外提供液相杂交捕获技术的公司有很多，如安捷伦、罗氏、IDT、TWIST bioscience等国外试剂厂商以及艾吉泰康、迈基诺等国内厂商。

上述厂商的应用于杂交捕获的最关键的探针各有不同，也各有特色。比如：安捷伦和艾吉泰康使用是RNA探针，罗氏和IDT采用的是DNA单链探针。RNA探针和DNA单链探针设计的原则基本上是基于叠瓦式的设计方式，保持与参考基因组正义链一致或者相反，只能捕获到与参考基因组的正义链或者反义链一致的文库部分，另一条链则被丢弃，此种情况下，如果捕获效果不好，则会导致文库的两条链全部丢失，降低了文库的丰富度。TWISTbioscience、迈基诺采用双链探针进行文库捕获，这样能保证文库的两条链都被捕获，但是由于双链探针是反向互补结构，会有很多探针之间互相进行杂交，导致需要探针的用量较大或者导致捕获效率偏低。因此，开发捕获效率高、能够避免探针之间的相互作用，且能够提高文库丰富度的捕获探针具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针及其应用。

为解决现有技术中的单链捕获探针和双链捕获探针存在的技术问题，即：(1)单链探针只能捕获目的片段的一条链，导致捕获的模板少，由于探针只有针对反义链的探针，只有片段1和片段2的两条反义链可以被捕获，而两条正义链由于与探针序列相同无法被捕获而丢失(如图1所示)。(2)双链探针虽然能够捕获目的片段1和片段2的正义链和反义链(如图2所示)，但由于双链探针是反向互补结构，会有很多探针之间互相进行杂交，导致需要探针的用量较大或者导致捕获效率偏低。本发明创造性地提出一种全新的捕获探针设计方法，本发明采用针对正义链的单链探针和针对反义链的单链探针交错排列、覆盖全部目的区域的形式，既避免了探针之间的互相杂交，导致捕获效率以及探针利用率降低，又能同时捕获文库中目的片段的两条链，提高文库总量和丰富度，本发明的探针设计示意图如图3所示。

首先，本发明提供一种用于高通量测序检测基因突变的捕获探针，所述捕获探针为单链探针混合物，所述单链探针混合物包括从待测DNA的一端开始，分别针对待测DNA的正义链和反义链的核苷酸序列，依次设计的针对正义链的探针和针对反义链的探针；每两个相邻的单链探针中，一个为针对正义链的核苷酸序列设计的单链探针，另一个为针对反义链的核苷酸序列设计的单链探针；每两个相邻的单链探针所针对的待测DNA没有重叠；所述单链探针混合物能够覆盖全部待测DNA。