[发明专利]由小沟结合部分增强核酸聚合

说明书

本发明涉及用于改善核酸聚合的方法和组合物，包括通过体外引物延伸进行的DNA复制以生成用于例如DNA模板基于纳米孔单分子测序的聚合物。提供了含聚合增强部分的核酸聚合酶反应组合物，其允许用核甘酸类似物增强DNA聚合酶活性，导致引物延伸产物的长度增加以用于测序应用。

关于序列表的声明

与本申请相关的序列表以文本格式代替纸质副本提供，并且在此通过引用并入说明书。含有序列表的文本文件的名称为870225_422WO_SEQUENCE_LISTING.txt。文本文件为3.3KB，创建于2018年12月19日，并且经由EFS-Web电子提交。

技术领域

本发明通常涉及用于聚合核酸和/或影响酶性能的方法和组合物。

背景

生物分子的测量是现代医学的基础，并且广泛用于医学研究中，更尤其是用于诊断性和治疗以及药物开发中。核酸编码生物活动和繁殖必需的信息，并且实质上是生命的蓝图。确定此类蓝图可用于纯粹的研究以及应用科学中。在医学中，测序可以用于诊断多种疾病和开发针对多种病状(包括癌症、心脏病、自身免疫性病症、多发性硬化和肥胖)的治疗方法。在工业中，测序可以用来设计改进的酶促过程或合成生物体。在生物学中，该工具例如可用于研究生态系统的健康，并因此具有广泛的实用性。类似地，蛋白质和其他生物分子的测量也提供了标志物以及对疾病和病原体繁殖的理解。

个体独特的DNA序列提供了有关其对某些疾病的易感性的有价值信息。它还为患者提供了筛选早期检测和/或接受预防性治疗的机会。此外，鉴于患者的个人蓝图，临床医生将能够施用个性化疗法，以最大化药物功效和/或最小化不良药物反应的风险。类似地，确定致病生物体的蓝图可以产生传染病的新治疗和更稳健的病原体监测。低成本的全基因组DNA测序将为现代医学奠定基础。为了实现这一目标，必须在通量、精确度和读取长度方面不断发展测序技术。

在过去的十年中，大量的下一代DNA测序技术已经可商购获得，并且大大降低了对整个基因组进行测序的成本。这些包括边合成边测序(SBS)平台(Illumina,Inc.,454Life Sciences,Ion Torrent,Pacific Biosciences)和类似的连接基平台(CompleteGenomics,Life Technologies Corporation)。正在开发利用各种各样的样品处理和检测方法的许多其他技术。例如，GnuBio,Inc.(Cambridge,Mass.)使用微微升反应容器控制数百万个离散的探针测序反应，而Halcyon Molecular(Redwood City,Calif.)则尝试开发使用透射电子显微镜进行直接DNA测量的技术。

基于纳米孔的核酸测序是一种已被广泛研究的引人注目的方法。Kasianowicz等人(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:13770-13773,1996)表征单链多核苷酸，因为它们通过包埋在脂质双层中的α溶血素纳米孔电转运。证明了在多核苷酸移位期间，可以将纳米孔孔径的部分堵塞测量为离子电流降低。然而，纳米孔中的多核苷酸测序的负担是必须用浸入显著的本底噪声中的小信号差解析紧密间隔的碱基(0.34nm)。由于观察到多核苷酸的快速移位速率(通常每微秒大约1个碱基)，对纳米孔中单碱基分辨率的测量挑战变得更加苛刻。可以通过调整运行参数(诸如电压、盐组合物、pH、温度和粘度)来降低移位速度。然而，此类调整不能将移位速度降低到允许单碱基分辨率的水平。