[发明专利]数字蛋白质定量

说明书

描述了用于采用高通量测序进行单细胞分辨率，定量蛋白质组学分析的方法和组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月30日提交的美国临时专利申请号62/273,249的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文用于所有目的。

背景技术

下一代测序方法已允许在整个生物体到单细胞水平对数千种核酸标志物进行定量分析。不同的是，事实证明对于其它生物组分(例如蛋白质)的定量分析要困难得多。方法如FACS、ELISA和基于珠的多重法受限于灵敏性的缺乏、样品通量，和可同时分析的标志物的数量。方法如大量细胞计数法(mass cytometry)需要昂贵且专门的重原子标记才能工作，并且对于所有(除最富有经验的)用户而言受限于数十种同时标志物。

发明内容

本文描述了用于在单细胞水平对生物组分(例如蛋白质)进行定量分析的方法和组合物。该分析通过将单细胞的生物组分水平编码为寡核苷酸条码序列来进行。所述方法和组合物涉及结合元件(例如，抗体或适配体)文库的生成和应用，其中各结合元件带有可识别寡核苷酸条码的标签。所述结合元件特异性结合不同靶配体(例如，蛋白质，抗原等)。所述结合元件可与单细胞的一组靶配体接触，以形成结合-元件：配体复合物。所述结合-元件配体复合物的水平可通过对结合至所述结合元件的寡核苷酸条码进行回收并测序来检测。该分析可以高度平行的方式进行，其中同时分析数十个至数万个或更多单细胞。

在一方面中，本发明提供多个混合物分区，其中，个体混合物分区包含：i)多个固定的蛋白质，其中，该个体混合物分区中的所有固定的蛋白质均来自一个细胞；和ii)至少约10个结构不同的抗体的文库，其中，所述结构不同的抗体对于所述固定的蛋白质的结构不同的靶表位具有特异性结合亲和性并与其结合，并且其中，所述结构不同的抗体采用任选可切割接头偶联至靶标-表位特异性寡核苷酸，其中，所述靶标-表位特异性寡核苷酸包含：a)靶标-表位特异性条码序列，其中，所述靶标-表位特异性条码序列对于任一结构不同的抗体而言是相同的，且对于所有其它结构不同的抗体而言是不同的；和b)任选地，独特分子标识符序列，其中该任选的独特分子标识符序列对于靶标-表位特异性寡核苷酸的每个分子而言是不同的。

在另一方面中，本发明提供多个混合物分区，其中，个体混合物分区包含：i)多个固定的蛋白质，其中，该个体混合物分区中的所有固定的蛋白质均来自一个细胞；ii)至少约10个结构不同的抗体的文库，其中，所述结构不同的抗体对于所述固定的蛋白质的结构不同的靶表位具有特异性结合亲和性并与之结合；iii)多个双链靶标-表位特异性寡核苷酸，其中，个体双链靶标-表位特异性寡核苷酸共价连接至相应的个体的结构不同的抗体，从该相应的个体的结构不同的抗体切割，或包含寡核苷酸的反向互补物，该寡核苷酸共价连接至相应的个体的结构不同的抗体或从相应的个体的结构不同的抗体切割，并且其中，该靶标特异性寡核苷酸包含：a)靶标-表位特异性条码序列，其中，所述靶标-表位特异性条码序列对于任一结构不同的抗体而言是相同的，并且对于所有其它结构不同的抗体而言是不同的；b)任选的独特分子标识符序列，其中，该独特分子标识符序列对于每个靶标-表位特异性寡核苷酸而言是不同的；c)分区特异性条码序列，其在任一混合物分区的所有分区特异性寡核苷酸中是相同的，且与所述多个混合物分区的其它混合物分区中的所有分区特异性条码序列不同；d)第一5’区域，其包含第一测序引物结合区域；和e)第二5’区域，其包含第二测序引物结合区域，其中该第一和第二引物结合区域处于该双链靶标-表位特异性寡核苷酸的相反链上，彼此结构不同，并且侧接该靶标-表位特异性条码序列，分区特异性条码序列，和任选的通用分子标识符序列。