[发明专利]具有用于模板多核苷酸附接的单个位点的纳米颗粒

说明书

本发明提供了一种纳米颗粒，该纳米颗粒包括支架、用于将模板多核苷酸结合到支架的单个模板位点以及用于将辅助寡核苷酸结合到支架的多个辅助位点，其中支架选自一个或多个支架DNA分子和一个或多个支架多肽，用于将模板多核苷酸结合到支架的单个模板位点选自共价模板结合位点和非共价模板结合位点，并且用于将辅助寡核苷酸结合到支架的多个辅助位点选自共价辅助寡核苷酸结合位点和非共价辅助寡核苷酸结合位点。还提供了特别是在边合成边测序中使用纳米颗粒的方法。

相关申请的交叉引用

本申请是根据专利合作条约提交的国际申请，其要求2019年12月23日提交的美国临时专利申请号62/952,799和2019年12月23日提交的美国临时专利申请号62/952,866的优先权权益，这些临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

序列表

本申请包含2020年12月16日创建的序列表；该文件为ASCII格式，被命名为H1912656.txt，大小为6.8KB。该文件据此全文以引用方式并入本申请中。

背景技术

许多当前测序平台使用“边合成边测序”(SBS)技术和基于荧光的检测方法。在一些示例中，在称为接种的过程中，将从文库分离的待测序的许多靶多核苷酸或者模板多核苷酸附接到基底的表面。然后，在称为聚类的过程中，可合成模板多核苷酸的多个拷贝，这些拷贝附接到表面上靠近作为拷贝的模板多核苷酸接种的位置。随后，在以下条件下合成聚类多核苷酸的新生拷贝：当每个核苷酸附接到新生链时，聚类多核苷酸的新生拷贝发射识别每个核苷酸的信号。接种的模板多核苷酸的多个拷贝靠近其最初接种的位置进行聚类使得在可视化聚合期间产生的信号扩增，从而改善检测。

当模板多核苷酸接种尽可能多的可用基底表面时，SBS的接种和聚类效果很好，这可最大化可在测序运行期间获得的测序信息量。相比之下，一般来说，用于接种和聚类的基底的可用表面积越小，SBS过程的效率可能越低，从而导致时间、反应物、费用增加并且获得给定文库的给定量的测序信息的数据处理变得复杂。

当来自文库的具有彼此不同的序列的模板多核苷酸以彼此相距足够远的距离接种或附接到表面的各个位置，使得聚类产生各自来源于单个模板多核苷酸的接种的复制多核苷酸的在空间上不同的簇(这种情况通常称为单克隆性)时，接种和聚类效果也很好。也就是说，模板多核苷酸的文库通常可包括大量的模板多核苷酸分子，这些模板多核苷酸分子的核苷酸序列彼此不同。如果两个这样的模板多核苷酸在基底的表面上接种得太近，则聚类可能会产生复制多核苷酸的在空间上混合的群体，其中一些复制多核苷酸具有接种在附近的模板多核苷酸中的一个的序列，而其他复制多核苷酸具有在表面上也接种在附近的另一个模板多核苷酸的序列。或者，由彼此靠太近接种的两个不同模板多核苷酸形成的两个簇可能彼此太相邻或彼此邻接，使得在SBS过程中使用的成像系统可能无法将它们区分为单独的簇，即使这些簇之间可能没有或极少有基底附接的序列的空间混合。这种不利条件通常被称为多克隆性。从多克隆簇(如果存在)中获取明确的序列信息可能更困难、更耗时、更昂贵且效率更低，并且需要更复杂的数据分析。

发明内容

因此，期望在以下条件下进行SBS：基底表面的尽可能多的可用表面积用于接种和聚类，同时还促进接种的模板多核苷酸的分离，以便尽可能最大化簇的单克隆性，并且尽可能最小化多克隆簇。本文公开了可用于有利地增加SBS中的接种密度和单克隆聚类的组合物和方法。

在一个方面，提供了一种纳米颗粒，其包括支架、用于将模板多核苷酸结合到支架的单个模板位点以及用于将辅助寡核苷酸结合到支架的多个辅助位点，其中支架选自一个或多个支架DNA分子和一个或多个支架多肽，用于将模板多核苷酸结合到支架的单个模板位点选自共价模板结合位点和非共价模板结合位点，并且用于将辅助寡核苷酸结合到支架的多个辅助位点选自共价辅助寡核苷酸结合位点和非共价辅助寡核苷酸结合位点。