JP2018518157A - 治療薬剤の発見および分析のためのプラットフォーム - Google Patents
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Abstract
Description
小分子スクリーニング
Illumina(サンディエゴ、カリフォルニア州)によって市販されているものなどの次世代配列決定プラットフォームは、創薬のための統合されたハイスループットスクリーニングプラットフォームを構築する基盤を提供する。標的分子への結合を可能にする官能基で核酸を修飾することにより、配列決定フローセルを、ハイスループット化合物スクリーニング用のアレイを構築するための基質として利用することが可能である。様々なスクリーニングアッセイを、同じプラットフォームを使用して、結合した標的に変えて実施することができる。配列決定プラットフォーム上の小分子をスクリーニングするための例示的な方法を図1A〜図1Fに図示し、以下に記載する。
タンパク質スクリーニング
固相増幅法は、高度に多重化された核酸の提示を可能にする。特に有用な固相増幅法は、ブリッジ増幅(クラスター形成とも称される)であり、これは、例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる特許文献35;特許文献37;特許文献36;特許文献38;特許文献39;特許文献40;特許文献41に記載のように実施することができる。
タグを用いたタンパク質スクリーニング
Illumina(サンディエゴ、カリフォルニア州)によって市販されているものなどの次世代配列決定プラットフォームは、タンパク質進化のための統合されたハイスループットスクリーニングプラットフォームを構築する基盤を提供する。例示的な方法を図3Aおよび図3Bに示す。
細胞スクリーニング
この実施例は、蛍光顕微鏡検査で典型的に伴う利点である、リアルタイムで動的過程を追跡する能力を有する蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)の高い処理能力の利点を提供し、同時に集団内の個々の細胞を同定する次世代配列決定の利点を付加する、細胞のスクリーニング方法論を記載する。結果として、本明細書に記載の方法は、所望の挙動を示す細胞の回収および特性評価を可能にする。具体的には、この実施例は、Illumina社(サンディエゴ、カリフォルニア州)からの次世代配列決定プラットフォームを適応させ、蛍光により、特異的刺激に応答する個々の細胞の表現型挙動(例えば、蛍光レポーターの発現によって測定される)を超ハイスループットで観察し、後続の同定および回収のための、それぞれ個々の細胞の表面上に提示されたタグの配列決定が続く。このプラットフォームは、細胞工学用ハイスループットスクリーニングの標準的な方法を提供することができる。
細胞工学(微生物またはヒト細胞のいずれかにおける)は、考慮すべき多くの変数を伴う複雑な過程である。したがって、単一設計を試みるのではなく、選択またはスクリーニングされ得る候補細胞のライブラリーを設計することが有益である。具体的には、細胞工学は、以下の工程を含むことができる:(1)外部シグナル、情報統合ネットワーク、およびシグナル依存応答(しばしば遺伝子発現を伴う応答)に対する1つ以上のセンサーを含むことができる遺伝子回路の設計;(2)候補細胞のライブラリーにわたって上記成分の1つ以上の遺伝子標的を修飾すること(例えば、CRISPR-Cas9を用いて);ならびに(3)多数の異種候補細胞の中から、所望の細胞挙動を与えるヒット物質を同定するハイスループットスクリーニング。
所望のスクリーニングは、非常に高い処理能力を達成しながら、複雑な時間的動態を追跡することもできる。本明細書に記載のスクリーニングは、これらの利点を提供する。
Claims (146)
- 以下を含む、候補薬剤の特性評価方法:
(a)候補薬剤のライブラリーを提供する工程であって、各候補薬剤が、タグ配列を有する核酸タグに結合している工程と;
(b)候補薬剤の前記ライブラリーを固体支持体と接触させて前記候補薬剤を前記固体支持体に結合させ、それにより、前記ライブラリーからの個々の候補薬剤にそれぞれ結合する前記固体支持体上に個々のフィーチャーを含む候補薬剤アレイを形成する工程と;
(c)前記候補薬剤アレイをスクリーニング剤と接触させる工程であって、前記アレイ中の1つ以上の候補薬剤が前記スクリーニング剤と反応する工程と;
(d)前記アレイの前記スクリーニング剤との接触の間または接触の後に前記アレイを検出し、それにより前記アレイ中の少なくとも1つの候補薬剤が前記スクリーニング剤と反応することを判定する工程と;
(e)前記アレイ上の前記核酸タグを配列決定し、前記候補薬剤の各々に結合した前記タグ配列を決定する工程と;
(f)少なくとも1つの前記候補薬剤に結合した前記タグ配列に基づいて、前記スクリーニング剤と反応する前記アレイ中の少なくとも1つの前記候補薬剤を同定する工程。 - 前記候補薬剤が、タンパク質、核酸、細胞、および小分子からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記タンパク質が、抗体、酵素、受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼ、ヒストン修飾酵素および核内ホルモン受容体からなる群より選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記細胞が、多細胞生物体から単離された遺伝的に天然の細胞、単細胞生物体を含む遺伝的に天然の細胞、遺伝子操作された細胞、および培養細胞からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記細胞が幹細胞または免疫細胞である、請求項1または4に記載の方法。
- 前記小分子が、候補酵素阻害剤、候補抗生物質、候補抗ウイルス剤、候補農薬、候補ホルモン、細胞シグナル伝達の候補活性剤、細胞シグナル伝達の候補阻害剤、および候補酵素活性剤からなる群より選択される、請求項2に記載の方法。
- 工程(a)が、候補薬剤のライブラリーをコンビナトリアル合成することを含み、ここで、各候補薬剤で実施されるコンビナトリアル合成の個々の反応は、1つ上のヌクレオチドの特有のシグネチャーの、前記候補薬剤の各々に結合した核酸タグへの付加によって追跡され、それにより候補薬剤のライブラリーを提供し、ここで各候補薬剤は特有の核酸タグに結合している、請求項1に記載の方法。
- 前記固体支持体が核酸プライマーを含み、前記候補薬剤が、前記核酸タグの前記核酸プライマーへのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸タグがユニバーサルプライマー結合配列を含み、前記核酸プライマーがユニバーサルプライマー配列を含み、前記候補薬剤が、前記ユニバーサルプライマー結合配列の前記ユニバーサルプライマー配列へのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項8に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記候補薬剤に結合することによって、または前記候補薬剤と前記候補薬剤に対する親和性を持つ検体間の結合を遮断することによって、1つ以上の前記候補薬剤と反応する、請求項1に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、1つ以上の前記候補薬剤に結合している前記スクリーニング剤を検出することを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記候補薬剤を化学修飾することによって、1つ以上の前記候補薬剤と反応する、請求項1に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、1つ以上の修飾された前記候補薬剤を検出することを含む、請求項13に記載の方法。
- 1つ以上の前記修飾された候補薬剤が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、検体生成物を生成することによって1つ以上の前記候補薬剤と反応する、請求項1に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、前記検体生成物を検出することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記検体生成物が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、複数の時点で前記アレイ上の個々の前記フィーチャーのうちの1つ以上についてシグナルを取得することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記シグナルが光シグナルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸タグを増幅し、個々の前記フィーチャーの前記核酸タグのアンプリコンを生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸タグの配列決定が、個々の前記フィーチャーの前記核酸タグの前記アンプリコンを配列決定することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記核酸タグの配列決定が、前記配列を示す光シグナルを検出することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記固体支持体がフローセル内に配置される、請求項1に記載の方法。
- 以下を含む、タンパク質アレイの作製方法:
(a)mRNA分子のライブラリーを提供する工程であって、前記ライブラリー中の個々のmRNA分子が標的配列およびタグ配列を含んでいる工程、
(b)前記ライブラリーから第1サブライブラリーを得る工程であって、第1サブライブラリーは前記タグ配列またはその相補体を有する核酸を含み、前記核酸が固体支持体上の個々のフィーチャーに結合している工程、
(c)前記ライブラリーから第2サブライブラリーを得る工程であって、第2サブライブラリーは前記標的配列および前記タグ配列またはその相補体を有する核酸を含んでいる工程、
(d)第2サブライブラリーを第1サブライブラリーと接触させ、それにより第2サブライブラリーの核酸を、前記タグ配列とその相補体のハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合させる工程と;
(e)前記固体支持体上の前記標的配列を翻訳し、個々の前記フィーチャーに結合したタンパク質のアレイを作製する工程。 - 前記固体支持体上の前記タグ配列またはその相補体を配列決定し、それにより前記固体支持体上の個々の前記フィーチャーでの前記タグ配列またはその相補体の位置を決定する工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 第1サブライブラリーの前記核酸が前記標的配列をさらに含む、請求項25または26に記載の方法。
- 前記固体支持体上の前記標的配列を配列決定する工程をさらに含む、請求項27に記載の方法。
- 以下を含む、タンパク質のスクリーニング方法:
(i)請求項25に記載のタンパク質アレイを作製する工程と;
(ii)前記タンパク質アレイをスクリーニング剤と接触させる工程であって、前記アレイ中の1つ以上のタンパク質が前記スクリーニング剤と反応する工程と;
(iii)前記スクリーニング剤との接触の間または接触の後に前記タンパク質アレイを検出し、それにより前記アレイ中の少なくとも1つのタンパク質が前記スクリーニング剤と反応することを判定する工程。 - 前記固体支持体上の前記タグ配列またはその相補体を配列決定し、それにより前記固体支持体上の個々の前記フィーチャーでの前記タグ配列またはその相補体の位置を決定する工程をさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記タンパク質に結合した前記タグ配列に基づいて、前記スクリーニング剤と反応する前記アレイ中の少なくとも1つの前記タンパク質を同定する工程をさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記タンパク質に結合することによって、または1つ以上の前記タンパク質と1つ以上の前記タンパク質に対する親和性を持つ検体間の結合を遮断することによって、1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項29に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、1つ以上の前記タンパク質に結合している前記スクリーニング剤を検出することを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記タンパク質を化学修飾することによって、1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項32に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、1つ以上の修飾された前記タンパク質を検出することを含む、請求項35に記載の方法。
- 1つ以上の修飾された前記タンパク質が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項36に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、検体生成物を生成することによって1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項32に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、前記検体生成物を検出することを含む、請求項38に記載の方法。
- 前記検体生成物が発光性であり、前記検出が前記アレイ上の発光を検出することを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、複数の時点で前記アレイ上の個々の前記フィーチャーのうちの1つ以上についてシグナルを取得することを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記シグナルが光シグナルを含む、請求項41に記載の方法。
- mRNA分子の前記ライブラリーが、複数の同一遺伝子の変異体を含む、請求項25に記載の方法。
- 前記変異体がランダム突然変異誘発によって生成される、請求項43に記載の方法。
- mRNA分子の前記ライブラリーが組み換え生物体に由来する、請求項25または43に記載の方法。
- 前記タンパク質が、抗体、酵素、受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼ、ヒストン修飾酵素、および核内ホルモン受容体からなる群より選択される、請求項25に記載の方法。
- 第1サブライブラリーが、前記ライブラリーのmRNA分子を前記固体支持体と接触させ、前記mRNA分子を前記固体支持体に結合させることを含む方法によって得られる、請求項25に記載の方法。
- 前記mRNA分子が前記固体支持体上で増幅され、前記タグ配列の相補体を生成する、請求項47に記載の方法。
- 前記固体支持体が核酸プライマーを含み、前記mRNA分子が、前記核酸プライマーへのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項25に記載の方法。
- 前記mRNA分子がユニバーサルプライマー結合配列を含み、前記核酸プライマーがユニバーサルプライマー配列を含み、前記mRNA分子が、前記ユニバーサルプライマー結合配列の前記ユニバーサルプライマー配列へのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項49に記載の方法。
- 第1サブライブラリーが、個々のmRNA分子または前記タグ配列を含む個々のmRNA分子の一部を逆転写することを含む方法によって得られる、請求項25に記載の方法。
- 逆転写されたmRNA分子、またはその一部が前記固体支持体上で増幅され、前記タグ配列の相補体を生成する、請求項51に記載の方法。
- mRNA分子の前記ライブラリーが流体試料中に提供され、第1サブライブラリーおよび第2サブライブラリーが、前記流体試料の別個の画分に由来する、請求項25に記載の方法。
- 前記固体支持体がフローセル内に配置される、請求項25に記載の方法。
- 前記タンパク質が、前記mRNA分子に共有結合している、請求項25に記載の方法。
- 前記アレイの1つ以上のフィーチャーに結合した前記mRNA分子またはタンパク質を選択的に除去する工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記選択的除去が、前記mRNA分子またはタンパク質を前記フィーチャーに結合させている結合のレーザー媒介性切断を含む、請求項56に記載の方法。
- 請求項25に記載の方法であって、第1サブライブラリーが、前記タグ配列の相補体を有する核酸を含み、
第2サブライブラリーが、前記標的配列および前記タグ配列を有するRNA分子を含み、ならびに
(d)が、第2サブライブラリーを第1サブライブラリーと接触させ、それにより第2サブライブラリーのmRNA分子を、前記タグ配列とその相補体のハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合させることを含む方法。 - 請求項25に記載の方法であって、第1サブライブラリーが、前記タグ配列を有する核酸を含み、
第2サブライブラリーが、前記標的配列および前記タグ配列の相補体を有するcDNA分子を含み、
(d)が、第2サブライブラリーを第1サブライブラリーと接触させ、それにより第2サブライブラリーのcDNA分子を、前記タグ配列とその相補体のハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合させることを含み、
(e)が、cDNA分子を逆転写してmRNA分子を前記固体支持体上に生成し、mRNA分子を前記固体支持体上で翻訳して個々の前記フィーチャーに結合したタンパク質のアレイを生成することを含む方法。 - 前記標的配列を、リボソームで、前記固体支持体上で翻訳し、前記リボソームをピューロマイシンで処理して個々の前記フィーチャーに結合したタンパク質のアレイを生成する、請求項25に記載の方法。
- 前記固体支持体が、少なくとも1×106個の前記フィーチャーを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記固体支持体上の前記フィーチャーの平均ピッチが10ミクロン未満である、請求項25に記載の方法。
- 前記フィーチャーが100平方ミクロン未満の平均面積を含む、請求項25に記載の方法。
- (a)mRNA分子のライブラリーであって、前記ライブラリー中の個々のmRNA分子が標的配列およびタグ配列を含むライブラリーと、
(b)前記タグ配列の相補体を有する核酸を含む固体支持体、
を含むアレイであって、
前記核酸が固体支持体上の個々のフィーチャーに結合しており、
個々の前記mRNA分子の前記タグ配列が、前記固体支持体上の個々の前記フィーチャーのそれぞれの相補的タグ配列にハイブリダイズし、
前記mRNA分子の翻訳によって得られるタンパク質が、それぞれのmRNA分子に結合する、アレイ。 - 前記タンパク質が、リボソームを介してそれぞれの前記mRNA分子に結合している、請求項64に記載のアレイ。
- 前記タンパク質が、前記リボソームに共有結合している、請求項65に記載の方法。
- 前記タンパク質が発光標識されている、請求項64に記載のアレイ。
- 発光標識されたスクリーニング剤が、タンパク質の結合部位に特異的に結合し、それにより前記タンパク質が蛍光標識される、請求項67に記載のアレイ。
- 前記固体支持体が、少なくとも1×106個の前記フィーチャーを含む、請求項64に記載のアレイ。
- 前記固体支持体上の前記フィーチャーの平均ピッチが10ミクロン未満である、請求項64に記載のアレイ。
- 前記フィーチャーが100平方ミクロン未満の平均面積を含む、請求項64に記載のアレイ。
- mRNA分子の前記ライブラリーが、複数の同一遺伝子の変異体を含む、請求項64に記載のアレイ。
- 前記タンパク質が、抗体、酵素、受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼ、ヒストン修飾酵素および核内ホルモン受容体からなる群より選択される、請求項64に記載の方法。
- 前記固体支持体がフローセル内に配置される、請求項64に記載の方法。
- 以下を含む細胞のスクリーニング方法:
(a)複数の異種細胞を提供する工程であって、前記異種細胞の各々がタグ配列を有する核酸タグを含んでいる工程と;
(b)前記異種細胞の混合物を固体支持体と接触させ、前記固体支持体に結合した細胞のアレイを形成する工程と;
(c)前記固体支持体上の細胞のアレイを、少なくとも1つの光学特性についてスクリーニングする工程であって、前記スクリーニング反応が、前記固体支持体に結合した個々の前記細胞を検出することを含む工程と;
(d)前記固体支持体に結合した核酸タグの前記タグ配列を配列決定する工程と;
(e)前記アレイ中の少なくとも1つの細胞を候補細胞として、前記候補細胞の光学特性および前記タグ配列に基づいて同定する工程。 - 前記細胞が、多細胞生物体から単離された天然細胞、単細胞生物体を含む天然細胞、遺伝子操作された細胞、および培養細胞からなる群より選択される、請求項75に記載の方法。
- 前記細胞が幹細胞または免疫細胞である、請求項76に記載の方法。
- 工程(a)が、異種細胞を別個の容器に分離し、タグ配列を有する核酸を容器の各々に添加し、それにより複数の異種細胞を提供することを含み、ここで異種細胞の各々は別個の容器内にあり、特有のタグ配列を有する核酸タグを含む、請求項75に記載の方法。
- タグ配列を有する前記核酸がビーズに結合し、前記ビーズが複数の異種細胞の細胞に結合している、請求項75に記載の方法。
- 前記ビーズが特異的結合親和性を有する抗体または前記細胞を含む、請求項79に記載の方法。
- タグ配列を有する前記核酸が、原形質膜脂質または脂肪酸への共有結合によって複数の異種細胞の細胞に結合している、請求項75に記載の方法。
- タグ配列を有する前記核酸が、原形質膜脂質中のタンパク質への共有結合によって複数の異種細胞の細胞に結合している、請求項75に記載の方法。
- 前記固体支持体が核酸プライマーを含み、前記細胞が、前記核酸タグの前記核酸プライマーへのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項75に記載の方法。
- 前記核酸タグがユニバーサルプライマー結合配列を含み、前記核酸プライマーがユニバーサルプライマー配列を含み、前記候補薬剤が、ユニバーサルプライマー結合配列のユニバーサルプライマー配列へのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項83に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、複数の時点で前記アレイ上の個々の前記フィーチャーのうちの1つ以上についてシグナルを取得することを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記シグナルが光シグナルを含む、請求項85に記載の方法。
- 前記核酸タグを増幅し、前記固体支持体上の前記核酸タグのアンプリコンを生成することをさらに含む、請求項75に記載の方法。
- 前記核酸タグの配列決定が、前記核酸タグの前記アンプリコンを配列決定することを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記核酸タグの配列決定が、前記配列を示す光シグナルを検出することを含む、請求項88に記載の方法。
- 前記固体支持体がフローセル内に配置される、請求項75に記載の方法。
- 前記細胞が生存細胞である、請求項75に記載の方法。
- 前記固体支持体から少なくとも1つの前記候補細胞を除去することをさらに含む、請求項90に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記候補細胞を前記固体支持体からの除去後に培養し、それにより少なくとも1つの前記細胞を複製することをさらに含む、請求項92に記載の方法。
- 前記異種細胞が遺伝子組み換え細胞を含む、請求項75に記載の方法。
- 前記遺伝子組み換え細胞が、非天然組み換えタンパク質のコード化、突然変異組み換えタンパク質のコード化、天然に存在するタンパク質の欠失を有すること、天然に存在するタンパク質の発現を阻害すること、天然に存在するタンパク質の発現を増強すること、非天然検体の生成および天然検体の生成を阻害することからなる群より選択される遺伝子組み換えを含む、請求項94に記載の方法。
- 前記細胞アレイのスクリーニングが、前記細胞をスクリーニング剤で処理することを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、少なくとも1つの前記候補細胞に結合する、請求項96に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が発光性であり、前記スクリーニング反応が少なくとも1つの前記候補細胞の発光を検出することを含む、請求項97に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、少なくとも1つの前記候補細胞を改変する、請求項96に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、少なくとも1つの前記候補細胞を刺激する、請求項96に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が少なくとも1つの前記候補細胞の発光を増加または減少させ、前記スクリーニング反応が少なくとも1つの前記候補細胞の発光を検出することを含む、請求項99または100に記載の方法。
- タグ配列を有する核酸タグを増幅し、前記核酸タグの複数のコピーを前記異種細胞の各々に結合させることをさらに含む、請求項75に記載の方法。
- (d)が、前記核酸タグは前記固体支持体に結合しているという条件下で、前記固体支持体から個々の前記細胞を除去することと、次いで前記固体支持体に結合した核酸タグの前記タグ配列を配列決定することを含む、請求項75に記載の方法。
- (d)が、前記核酸タグをコピーして、前記固体支持体に結合した核酸タグコピーを生成することと、次いで前記固体支持体に結合した核酸タグコピーのタグ配列を配列決定することを含む、請求項75に記載の方法。
- (d)が、前記核酸タグをコピーして、前記固体支持体に結合した核酸タグコピーを生成することと、次いで、前記核酸タグコピーが前記固体支持体に結合しているという条件下で、前記固体支持体から個々の前記細胞を除去することと、次いで前記固体支持体に結合した核酸タグの前記タグ配列を配列決定することを含む、請求項75に記載の方法。
- 以下を含む、タンパク質アレイの作製方法:
(a)固体支持体に結合したcDNA分子のライブラリーを提供する工程と;
(b)前記固体支持体上の前記cDNA分子を増幅してクラスターを形成する工程であって、各クラスターが前記ライブラリーからの特定のcDNA分子の複数のコピーを含む工程と;
(c)前記クラスターの複数の前記コピーを転写し、前記クラスターの各々に結合した複数のmRNA分子を生成する工程と;
(d)前記クラスターの前記mRNA分子を翻訳し、前記クラスターの各々に結合した複数のタンパク質を生成する工程。 - 前記固体支持体上の前記mRNA分子の各々の少なくとも一部を配列決定する工程をさらに含む、請求項106に記載の方法。
- 以下を含む、タンパク質のスクリーニング方法:
(i)請求項106に記載のタンパク質アレイを作製する工程と;
(ii)前記固体支持体上の前記タンパク質をスクリーニング剤と接触させる工程であって、1つ以上の前記タンパク質が前記スクリーニング剤と反応する工程と;
(iii)前記スクリーニング剤との接触の間または接触の後に前記固体支持体上の前記タンパク質を検出し、それにより前記スクリーニング剤と反応する少なくとも1つのタンパク質が存在することを判定する工程。 - 前記固体支持体上の前記mRNA分子の各々の少なくとも一部を配列決定する工程をさらに含む、請求項108に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記タンパク質に結合している前記mRNA分子の少なくとも一部の前記配列に基づいて、前記スクリーニング剤と反応する前記アレイ中の少なくとも1つの前記タンパク質を同定する工程をさらに含む、請求項109に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記タンパク質に結合することによって、または1つ以上の前記タンパク質と1つ以上の前記タンパク質に対する親和性を持つ検体との間の結合を遮断することによって、1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項108に記載の方法。
- 前記検出が、1つ以上の前記タンパク質に結合している前記スクリーニング剤を検出することを含む、請求項111に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が発光性であり、前記検出が発光を検出することを含む、請求項112に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、1つ以上の前記タンパク質を化学修飾することによって、1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項108に記載の方法。
- 前記検出が、1つ以上の修飾された前記タンパク質を検出することを含む、請求項114に記載の方法。
- 1つ以上の修飾された前記タンパク質が発光性であり、前記検出が発光を検出することを含む、請求項115に記載の方法。
- 前記スクリーニング剤が、検体生成物を生成することによって1つ以上の前記タンパク質と反応する、請求項108に記載の方法。
- 前記検出が、前記検体生成物を検出することを含む、請求項117に記載の方法。
- 前記検体生成物が発光性であり、前記検出が発光を検出することを含む、請求項118に記載の方法。
- 前記アレイの検出が、複数の時点で個々の前記クラスターのうちの1つ以上についてシグナルを取得することを含む、請求項108に記載の方法。
- 前記シグナルが光シグナルを含む、請求項120に記載の方法。
- mRNA分子の前記ライブラリーが、複数の同一遺伝子の変異体を含む、請求項106に記載の方法。
- 前記変異体がランダム突然変異誘発によって生成される、請求項122に記載の方法。
- cDNA分子の前記ライブラリーが組み換え生物体に由来する、請求項106または122に記載の方法。
- 前記タンパク質が、抗体、酵素、受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼ、ヒストン修飾酵素、および核内ホルモン受容体からなる群より選択される、請求項106に記載の方法。
- 前記固体支持体が核酸プライマーを含み、前記cDNA分子が、前記核酸プライマーへのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項106に記載の方法。
- 前記cDNA分子がユニバーサルプライマー結合配列を含み、前記核酸プライマーがユニバーサルプライマー配列を含み、前記cDNA分子が、前記ユニバーサルプライマー結合配列の前記ユニバーサルプライマー配列へのハイブリダイゼーションを介して前記固体支持体に結合する、請求項126に記載の方法。
- 前記固体支持体がフローセル内に配置される、請求項106に記載の方法。
- 1つ以上のクラスターに結合した前記タンパク質を選択的に除去する工程をさらに含む、請求項106に記載の方法。
- 前記選択的除去が、前記タンパク質分子を前記固体支持体に結合させている結合のレーザー媒介性切断を含む、請求項129に記載の方法。
- 前記mRNA分子を、リボソームで、前記固体支持体上で翻訳し、前記リボソームをピューロマイシンで処理して前記タンパク質を前記mRNA分子に結合させる、請求項106に記載の方法。
- 前記固体支持体が、少なくとも1×106個の前記クラスターを含む、請求項106に記載の方法。
- 前記固体支持体上の前記クラスターの平均ピッチが10ミクロン未満である、請求項106に記載の方法。
- 前記クラスターが100平方ミクロン未満の平均面積を含む、請求項106に記載の方法。
- 以下を含むアレイ:
(a)固体支持体と;
(b)前記固体支持体に結合した異種cDNA分子のライブラリーであって、各異種cDNA分子が前記固体支持体上の個々のフィーチャーに結合しており、各フィーチャーが特定のcDNA分子の複数のコピーを含むライブラリーと;
(c)前記cDNA分子に結合したmRNA分子であって、前記cDNA分子の各々が、それぞれの結合した前記mRNA分子に相補的であるmRNA分子と;
(d)前記mRNA分子に結合したタンパク質分子であって、前記タンパク質分子の各々が、それぞれの結合した前記mRNA分子によってコードされているタンパク質分子。 - 前記タンパク質が、リボソームを介してそれぞれの前記mRNA分子に結合している、請求項135に記載のアレイ。
- 前記タンパク質が、前記リボソームに共有結合している、請求項136に記載の方法。
- 前記RNA分子が、RNAポリメラーゼを介してそれぞれの前記cDNA分子に結合している、請求項135に記載のアレイ。
- 前記mRNA分子が、前記cDNA分子に共有結合している、請求項138に記載の方法。
- 前記タンパク質が発光標識されている、請求項135に記載のアレイ。
- 発光標識されたスクリーニング剤が、タンパク質の結合部位に特異的に結合し、それにより前記タンパク質が蛍光標識される、請求項140に記載のアレイ。
- 前記固体支持体が、少なくとも1×106個の前記フィーチャーを含む、請求項135に記載のアレイ。
- 前記固体支持体上の前記フィーチャーの平均ピッチが10ミクロン未満である、請求項135に記載のアレイ。
- 前記フィーチャーが100平方ミクロン未満の平均面積を含む、請求項135に記載のアレイ。
- cDNA分子の前記ライブラリーが、複数の同一遺伝子の変異体を含む、請求項135に記載のアレイ。
- 前記タンパク質が、抗体、酵素、受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼ、ヒストン修飾酵素および核内ホルモン受容体からなる群より選択される、請求項135に記載の方法。
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