[发明专利]用于核酸操纵的装置和方法

说明书

提供了用于选择性排放和/或转移核酸分子的装置和方法。在一方面中，装置包括设置成与固体支持物上一个或多个特征部对齐的组件(例如，压电或声学组件)，从而在使用时，所述组件(例如，压电或声学组件)产生机械力，以从固体支持物选择性排放和/或转移一份量或多份量的核酸。固体支持物可以包括多个离散的特征部，各特征部上具有按份量的核酸(例如，液滴)。可以包括电源以向组件(例如，压电或声学组件，如果存在的话)提供电流以产生机械力。该装置可以用于组装期间和/或之后的核酸单一化。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)的规定，要求2017年5月22日提交的美国临时专利申请号62/509,426的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本文所公开的装置和方法涉及核酸操纵，特别是在多重核酸组装期间。

背景技术

重组和合成核酸在研究、工业、农业和医学中有许多应用。可以使用重组和合成核酸来表达和获得大量的多肽，包含酶、抗体、生长因子、受体和其它可用于多种医学、工业或农业目的的多肽。也可以使用重组和合成核酸来产生遗传修饰的生物体，包含修饰的细菌、酵母、哺乳动物、植物和其它生物体。遗传修饰的生物体可以用于研究(例如，疾病的动物模型、理解生物过程的工具等)、工业(例如，作为蛋白表达的宿主生物体、用于产生工业产物的生物反应器、环境补救的工具、分离或修饰具有工业应用的天然化合物等)、农业(例如，具有增加的产率或增加的对疾病或环境压力的抗性的经修饰作物等)和用于其它应用。重组和合成核酸也可以用作治疗组合物(例如，用于修饰基因表达、用于基因治疗等)或用作诊断工具(例如，病症的探针等)。

事实上，核酸合成是合成生物学的重要领域。根据美国能源部(U.S.Departmentof Energy(DOE))在其2013年7月向国会提交的报告中所述，“合成生物学”是“新生物部件和系统的设计和大规模构建，以及出于个性化目的重新设计现有的自然生物系统，将工程改造和计算机辅助的设计方法与生物研究相结合”。DOE报告中已经将DNA合成和组装认定为合成生物学持续发展的根本性的挑战。具体地，“合成生物学实验的主要限制之一是合成和组装大型DNA构建体，这仍然是昂贵、缓慢且易错的”。工程改造新型生物制造系统将需要用于快速、廉价且准确合成和组装遗传设计的新方法。

已经开发了多种技术用于修饰存在的核酸(例如，天然产生的核酸)来产生重组核酸。例如，可以使用核酸扩增、诱变、核酸酶消化、连接、克隆和其它技术的多种组合来产生许多不同的重组核酸。经常使用化学合成的多核苷酸作为用于核酸扩增、诱变和克隆的引物或衔接子。

对固体支持物上从头核酸合成的技术也正在开发中。例如，可以在常见支持物上原位合成预定核酸序列的单链寡核苷酸，其中在支持物上的分开或离散的特征部(feature)(或点)上合成各预定核酸序列。

也存在可用于从头核酸组装的技术，其中制备(例如，在支持物上化学合成)和组装核酸来产生较长的感兴趣的靶核酸。例如，已经开发了不同的多重组装技术用于将寡核苷酸组装成能用于研究、工业、农业和/或医学的较大的合成核酸。

然而，尽管当前存在进展，但是当前可用的基于支持物的合成和组装技术的一个限制是鉴定和选择一个或多个感兴趣的靶标的能力。因此，需要高精度、高选择性核酸核酸单一化(singulation)和组装技术。

发明内容

在一方面中，提供了用于选择性排放和/或转移核酸的装置，该装置包括设置成与固体支持物上一个或多个特征部对齐的压电组件，从而在使用时，所述压电组件产生机械力，以从固体支持物选择性排放和/或转移一份量或多份量的核酸。该固体支持物包括多个离散特征部，各特征部上具有按份量的核酸或者与按份量的核酸关联。电源向压电组件提供了电流以生成机械力。