[发明专利]高通量多组学样品分析

说明书

本文披露内容包括用于样品分析，特别是单细胞分析的系统、方法、组合物和试剂盒。包含捕获序列(或其互补序列)的核酸片段可由双链基因组脱氧核糖核酸(gDNA)例如使用转座体产生，进行条形码化以产生具有细胞标记/标识符的单链DNA(ssDNA)片段，并测序。可以基于获得的测序数据中的ssDNA片段的序列来确定与所述gDNA相关的(例如，基因组、染色质可接近性、甲基化组)信息。

相关申请

本申请要求2018年5月3日提交的美国临时申请号62/666,483的权益，将其通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本披露内容一般涉及分子生物学领域，特别涉及使用分子条形码化对细胞的多组学分析。

背景技术

诸如分子条形码化的方法和技术对于单细胞转录组学分析是有用的，特别是使用例如逆转录、聚合酶链式反应(PCR)扩增、和下一代测序(NGS)来解密基因表达谱以确定细胞的状态。分子条形码化还可用于单细胞蛋白质组学分析。需要对单细胞进行多组学分析的方法和技术。

发明内容

本文披露包括样品分析方法的实施例。例如，样品分析可以包括单细胞分析，基本上由单细胞分析组成，或由单细胞分析组成。在一些实施例中，所述方法包括：使来自细胞的双链脱氧核糖核酸(dsDNA)(例如基因组DNA(gDNA))与转座体(transposome)接触，无论所述gDNA是否在细胞、细胞的细胞器(例如细胞核或线粒体)、或接触期间的细胞级分或提取物中。转座体可以包含被配置为在包含dsDNA的结构处诱导双链DNA断裂的双链核酸酶(例如转座酶)和具有包含捕获序列的5’突出端的衔接子的两个拷贝，以产生多个突出dsDNA片段，每个突出dsDNA片段包含所述5’突出端的两个拷贝。所述方法可以包括使用多个条形码对所述多个突出dsDNA片段进行条形码化以产生多个经条形码化的DNA片段，其中所述多个条形码中的每个包含细胞标记序列、分子标记序列和捕获序列，其中所述多个条形码中的至少两个包含不同的分子标记序列，并且其中所述多个条形码中的至少两个包含相同的细胞标记序列。所述方法可以包括检测所述多个经条形码化的DNA片段的序列。所述方法可以包括基于测序数据中的多个经条形码化的DNA片段的序列确定将dsDNA序列与包含dsDNA的结构相关的信息。所述方法还可以包括使所述多个突出dsDNA片段与聚合酶接触以产生多个互补dsDNA片段，每个互补dsDNA片段包含与所述5’突出端的至少一部分互补的序列；并且变性所述多个互补dsDNA片段以产生多个单链DNA(ssDNA)片段，其中所述ssDNA片段被条形码化，从而条形码化所述DNA片段。在一些实施例中，dsDNA包括gDNA，基本上由gDNA组成，或由gDNA组成。在本文所述的任何样品分析方法中，转座体可以靶向包含dsDNA的特定结构，例如染色质、特定DNA甲基化状态、特定细胞器中的DNA等。可以设想，样品分析方法可以鉴定与转座体靶向的结构相关的特定DNA序列，例如染色质可接近的DNA、构建体DNA、细胞器DNA等。

在一些实施例中，样品分析的方法包括：从dsDNA产生多个核酸片段(例如，在接触过程中来自细胞的gDNA，无论所述gDNA是在细胞中还是在所述细胞的细胞核中)，其中所述多个核酸片段中的每个包含捕获序列，所述捕获序列的互补序列、所述捕获序列的反向互补序列或其组合；使用多个条形码对所述多个核酸片段进行条形码化以产生多个经条形码化的DNA片段，其中所述多个条形码中的每个包含细胞标记序列、分子标记序列和捕获序列，其中所述多个条形码中的至少两个包含不同的分子标记序列，并且其中所述多个条形码中的至少两个包含相同的细胞标记序列；并且检测所述多个经条形码化的DNA片段的序列。所述方法可以进一步包括基于所述测序数据中的所述多个经条形码化的DNA片段的序列确定将所述dsDNA序列与包含所述dsDNA的结构相关的信息。