JP6069224B2 - 細胞において複数のエピトープを同定する方法 - Google Patents
細胞において複数のエピトープを同定する方法 Download PDFInfo
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- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
Description
本出願は、以下の同時係属中の特許出願:出願番号第61/437,854号(2011年1月31日に出願)への優先権を主張し、上記出願番号第61/437,854号は、参考として本明細書に援用される。
ヒトの身体のすべての細胞は、同じ遺伝物質を含んでいるが、それらの細胞のすべてにおいて同じ遺伝子が活性であるわけではない。遺伝子発現パターンの変化は、生物学的機能に重大な影響を及ぼし得る。さらに、遺伝子産物(タンパク質)、そのバリアントおよび相互作用パートナーの動態および制御を理解することは、例えば、遺伝的障害/および環境的に誘導される障害の背後にあるメカニズムまたは薬物媒介性治療の影響を理解する際に不可欠である。この理解は、さらなる臨床上および診断上の分析にとって基本的根拠になる可能性がある。ゆえに、細胞内での遺伝子および/またはそれらの産物の発現および制御の同定および定量は、治療上および診断上の新しい標的の発見を助け得る。
本発明は、概して、サンプル中の標的分子の検出、同定および定量の分野に関する。本発明は、複雑な細胞集団の単一細胞内の個々の標的分子に関する細胞特異的な情報を保持しながらの、その標的分子の検出、同定および定量に部分的に関する。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
複数の標的が複数の細胞に存在するか否かを同定するための方法であって、該方法は、該標的に複数のタグを結合する工程を包含し、タグは、
a)該標的の同一性、および
b)タグが結合している該細胞の同一性
を表すコードを含む、方法。
(項目2)
個々の細胞の分離または単離が、前記結合する工程に不必要である、項目1に記載の方法。
(項目3)
標的に関連する単一細胞を同定するための方法であって、該方法は、該標的にタグを結合する工程を包含し、該タグは、
a)該標的、および
b)該単一細胞
を表すコードを含み、該結合する工程中、該単一細胞は、細胞の集団から単離されず、かつ該単一細胞を表す該コードは、該結合する工程の前は未知である、方法。
(項目4)
前記コードを検出する工程をさらに包含し、個々の細胞の分離または単離は、該検出する工程に不必要である、項目1〜3に記載の方法。
(項目5)
各標的が、タンパク質または核酸である、項目1〜4に記載の方法。
(項目6)
前記タグが、核酸である、項目1〜5に記載の方法。
(項目7)
前記タグが、UBAを含む、項目1〜6に記載の方法。
(項目8)
前記UBAが、前記標的のうちの1つに特異的である、項目1〜7に記載の方法。
(項目9)
前記タグが、UBAを含む、項目1〜8に記載の方法。
(項目10)
前記UBAが、抗体を含む、項目1〜9に記載の方法。
(項目11)
前記タグが、ESBを含む、項目1〜10に記載の方法。
(項目12)
前記ESBが、共通リンカー(CL)を含む、項目1〜11に記載の方法。
(項目13)
前記ESBが、該標的の同一性をコードする、項目1〜12に記載の方法。
(項目14)
前記ESBが、核酸を含む、項目1〜13に記載の方法。
(項目15)
前記タグが、APSを含む、項目1〜14に記載の方法。
(項目16)
前記APSが、検出可能な検出可能に異なるコードユニットである、項目1〜15に記載の方法。
(項目17)
前記結合する工程中に、複数個のAPSが、分割プール合成の連続したラウンドにおいて順序づけられた様式で該タグに付加される、項目1〜16に記載の方法。
(項目18)
前記タグが、少なくとも10個のAPSを含む、項目1〜17に記載の方法。
(項目19)
前記APSが、核酸を含む、項目1〜18に記載の方法。
(項目20)
前記タグが、ライゲーションによって連結された、複数個のAPS、ESBおよびUBAを含む、項目1〜19に記載の方法。
(項目21)
複数個のAPS、前記ESBおよび/または前記UBAが、クリックケミストリーで連結されることが可能である、項目1〜20に記載の方法。
(項目22)
前記APSまたは前記ESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目1〜21に記載の方法。
(項目23)
前記UBA、ESBまたはAPSが、鋳型になり得る、項目1〜22に記載の方法。
(項目24)
a)第1の標的分子、
b)該第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
c)第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)、および
d)複数の順序づけられたアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)
を含み、該APSの順序は、検出可能である、組成物。
(項目25)
前記標的分子が、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される、項目24に記載の組成物。
(項目26)
粒子の集団を含む組成物であって、該粒子の各々は、少なくとも第1の標的分子を含み、該第1の標的分子は、
(a)該第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
(b)第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)、および
(c)第1の複数の順序づけられたアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)
と関連しており、ここで、該集団中の第1の粒子の該第1の標的分子と関連している該複数の順序づけられたAPSは、該集団中の第2の粒子の該第1の標的分子と関連している該複数の順序づけられたAPSと検出可能に異なる、組成物。
(項目27)
前記複数の順序づけられたAPSは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個のAPSを含む、項目24〜26に記載の組成物。
(項目28)
前記複数の順序づけられたAPSは、20個より多いAPSを含む、項目24〜27に記載の組成物。
(項目29)
前記APSは、鋳型になり得る、項目24〜28に記載の組成物。
(項目30)
少なくとも1つの粒子が、細胞、リポソーム、細胞小器官、ミセル、液滴およびビーズからなる群より選択される、項目26〜29に記載の組成物。
(項目31)
前記標的分子が、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される、項目26〜30に記載の組成物。
(項目32)
前記第1のESBが、第1の共通リンカー(CL)を含む、項目24〜31に記載の組成物。
(項目33)
前記第1の標的分子が、前記第1のUBAに直接結合されており、前記第1のESBが、該第1のUBAに直接結合されている、項目24〜32に記載の組成物。
(項目34)
前記複数の順序づけられたAPSが、別個のラウンドにおけるAPSの段階的付加によって形成されている、項目24〜33に記載の組成物。
(項目35)
各ラウンドにおいて付加された前記APSが、第1の複合体に連結されている、34に記載の組成物。
(項目36)
前記連結が、ラウンドの順序においてされている、項目34〜35に記載の組成物。
(項目37)
APS、ESBまたはUBAの前記連結が、化学的方法を用いて行われている、項目24〜36に記載の組成物。
(項目38)
前記化学的方法が、クリックケミストリーを含む、項目37に記載の組成物。
(項目39)
前記連結が、Cu I の存在下で行われている、項目35〜38に記載の組成物。
(項目40)
UBA、APSまたはESBが、核酸を含む、項目24〜39に記載の組成物。
(項目41)
UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する第1および第2の相補的領域を含む第1の連結オリゴヌクレオチドをさらに含む、40に記載の組成物。
(項目42)
UBA、APSまたはESBが、UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する前記第1および第2の相補的領域を含む連結オリゴヌクレオチドを用いて連結されている、項目40〜41に記載の組成物。
(項目43)
UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する第3および第4の相補的領域を含む第2の連結オリゴヌクレオチドをさらに含む、項目40〜42に記載の組成物。
(項目44)
UBA、APSまたはESBが、UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する前記第3および第4の相補的領域を含む連結オリゴヌクレオチドを用いて連結されている、項目40〜43に記載の組成物。
(項目45)
前記第2および第4の相補的領域が、同一である、項目43〜44に記載の組成物。
(項目46)
前記第2および第4の相補的領域が、同一である、項目43〜45に記載の組成物。
(項目47)
前記第1または第2の相補的領域が、前記複数のAPSのうちの2つのAPS間で共有されている、項目41〜46に記載の組成物。
(項目48)
前記連結が、ライゲーションによって行われている、項目42〜47に記載の組成物。
(項目49)
前記連結オリゴヌクレオチドが、前記APSまたは前記ESBの起源をコードするサブコードを含む、項目41〜48に記載の組成物。
(項目50)
前記APSが、該APSの起源をコードするサブコードを有する、項目24〜49に記載の組成物。
(項目51)
前記ESBが、該ESBの起源をコードするサブコードを有する、項目24〜50に記載の組成物。
(項目52)
個別のAPS、ESBまたは連結オリゴヌクレオチド分子が、ユニークなカウンタータグを含む、項目24〜51に記載の組成物。
(項目53)
前記ユニークなカウンタータグが、検出可能である、項目52に記載の組成物。
(項目54)
前記ESBが、前記連結オリゴヌクレオチドに共有結合的に連結されている、項目41〜53に記載の組成物。
(項目55)
APSまたはESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目24〜54に記載の組成物。
(項目56)
前記APSおよびESBが、連結される場合、二次産物をコードすることが可能である、項目24〜55に記載の組成物。
(項目57)
前記二次産物が、RNAまたはペプチドである、項目56に記載の組成物。
(項目58)
前記APSおよびESBが、連結される場合、ポリメラーゼ開始部位を含む、項目24〜57に記載の組成物。
(項目59)
前記ペプチドが、親和性タグを含む、項目57〜58に記載の組成物。
(項目60)
前記親和性タグが、Hisタグである、項目59に記載の組成物。
(項目61)
前記UBA、ESBまたはAPSが、鋳型になり得る、項目24〜60に記載の組成物。
(項目62)
プローブをさらに含む、項目24〜61に記載の組成物。
(項目63)
前記プローブが、表面に付着させられている、項目24〜62に記載の組成物。
(項目64)
前記表面が、アレイを含む、項目24〜63に記載の組成物。
(項目65)
前記表面が、ビーズを含む、項目24〜64に記載の組成物。
(項目66)
前記UBAが、抗体、ペプチド、アプタマー、ペプトイドおよび核酸からなる群より選択される、項目24〜65に記載の組成物。
(項目67)
前記ESBが、核酸、ビーズおよび化学サブユニットからなる群より選択される、項目24〜66に記載の組成物。
(項目68)
前記APSが、決定論的重量の核酸、小分子または組立可能な複合分子を含む、項目24〜67に記載の組成物。
(項目69)
細胞の集団中の細胞の標的分子を細胞起源バーコードで標識するためのキットであって、
(a)m個のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のn個のセットであって、各々は、異なる情報パッケージを含み;ここで、該情報パッケージは、順序づけられた形式で連結されることが可能である、セット;
(b)標的分子特異的なユニーク結合物質(UBA)
を備える、キット。
(項目70)
細胞の集団中の細胞の標的分子を細胞起源バーコードで標識するためのキットであって、
(a)m個のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のn個のセットであって、各々は、異なる情報パッケージを含み;ここで、該情報パッケージは、順序づけられた形式で連結されることが可能である、セット;
(b)標的分子特異的な複数のユニーク結合物質(UBA)であって、各々は、UBA特異的なエピトープ特異的バーコード(ESB)と連結されている、標的分子特異的な複数のユニーク結合物質(UBA)
を備える、キット。
(項目71)
細胞の集団中の細胞の標的分子を細胞起源バーコードで標識するためのキットであって、
(a)m個のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のn個のセットであって、各々は、異なる情報パッケージを含み;ここで、該情報パッケージは、順序づけられた形式で連結されることが可能である、セット;
(b)標的分子特異的な複数のユニーク結合物質(UBA);
(c)UBA特異的な複数のエピトープ特異的バーコード(ESB)であって、各ESBは、指定のUBAと連結することが可能である、UBA特異的な複数のエピトープ特異的バーコード(ESB)
を備える、キット。
(項目72)
nが、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10である、項目69〜71に記載のキット。
(項目73)
mが、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20である、項目69〜72に記載のキット。
(項目74)
nが、10より大きい、項目69〜73に記載のキット。
(項目75)
mが、20より大きい、項目69〜74に記載のキット。
(項目76)
第1のESBが、第1の共通リンカー(CL)を含む、項目70〜75に記載のキット。
(項目77)
前記ESBが、前記UBAに直接結合することが可能である、項目70〜76に記載のキット。
(項目78)
前記UBAが、前記標的分子に直接結合することが可能である、項目69〜77に記載のキット。
(項目79)
前記アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットのうちの少なくとも2つが、同一である、項目69〜78に記載のキット。
(項目80)
第1のセット中の前記APSが、第2のセット中の前記APSと連結可能である、項目69〜79に記載のキット。
(項目81)
第1のセット中の前記APSが、順序づけられた形式で第2のセット中の前記APSとさらに連結可能である、項目80に記載のキット。
(項目82)
APS、ESBまたはUBAが、化学的方法を用いて連結されることが可能である、項目79〜81に記載のキット。
(項目83)
前記化学的方法が、クリックケミストリーを含む、項目82に記載のキット。
(項目84)
Cu I の存在が、連結のために必要とされる、項目82〜83に記載のキット。
(項目85)
UBA、APSまたはESBが、核酸を含む、項目69〜84に記載のキット。
(項目86)
UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する第1および第2の相補的領域を含む第1の連結オリゴヌクレオチドをさらに備える、項目85に記載のキット。
(項目87)
UBA、APSおよびESBから選択される2つの構成要素に対する第3および第4の相補的領域を含む第2の連結オリゴヌクレオチドをさらに備える、項目86に記載のキット。
(項目88)
前記第1および第3の相補的領域が、同一である、項目87に記載のキット。
(項目89)
前記第2および第4の相補的領域が、同一である、項目86〜87に記載のキット。
(項目90)
APS、ESBまたはUBAが、ライゲーションによって連結されることが可能である、項目85〜89に記載のキット。
(項目91)
前記連結オリゴヌクレオチドが、前記APSまたは前記ESBの起源のセットをコードするサブコードを含む、項目86〜90に記載のキット。
(項目92)
前記APSが、該APSの起源集団をコードするサブコードを有する、項目69〜91に記載のキット。
(項目93)
前記ESBが、該ESBの起源集団をコードするサブコードを有する、項目69〜92に記載のキット。
(項目94)
個々のAPS、ESBまたは連結オリゴヌクレオチド分子が、ユニークなカウンタータグを含む、項目69〜93に記載のキット。
(項目95)
前記ユニークなカウンタータグが、検出可能である、項目94に記載のキット。
(項目96)
前記ESBが、前記連結オリゴヌクレオチドに共有結合的に連結される、項目86〜95に記載のキット。
(項目97)
APSまたはESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目69〜96に記載のキット。
(項目98)
前記APSおよびESBが、連結される場合、二次産物をコードすることが可能である、項目69〜97に記載のキット。
(項目99)
前記二次産物が、RNAまたはペプチドである、項目98に記載のキット。
(項目100)
前記APSおよびESBが、連結される場合、ポリメラーゼ開始部位を含む、項目69〜99に記載のキット。
(項目101)
前記ペプチドが、親和性タグを含む、項目99〜100に記載のキット。
(項目102)
前記親和性タグが、Hisタグである、項目101に記載のキット。
(項目103)
前記UBA、ESBまたはAPSが、鋳型になり得る、項目69〜102に記載のキット。
(項目104)
プローブをさらに備える、項目69〜103に記載のキット。
(項目105)
前記プローブが、表面に付着させられている、項目69〜104に記載のキット。
(項目106)
前記表面が、アレイを含む、項目69〜105に記載のキット。
(項目107)
前記表面が、ビーズを含む、項目69〜106に記載のキット。
(項目108)
前記複数のUBAが、2、3、4、5、10、20、30、50、100、200、300、500、600、700、800、900、1000個または1000個より多いUBAを含む、項目69〜107に記載のキット。
(項目109)
前記複数のUBAが、最大2000個のUBAを含む、項目69〜108に記載のキット。
(項目110)
前記UBAが、抗体、ペプチド、アプタマー、ペプトイドおよび核酸からなる群より選択される、項目69〜109に記載のキット。
(項目111)
前記ESBが、核酸、ビーズおよび化学サブユニットからなる群より選択される、項目69〜110に記載のキット。
(項目112)
前記APSが、決定論的重量の核酸、小分子または組立可能な複合分子を含む、項目69〜111に記載のキット。
(項目113)
共通の粒子起源を共有している標的分子を同定するための方法であって、該方法は、
x個の粒子の集団中の第1の粒子の第1の複数の標的を第1の起源バーコードで標識する工程;および
x個の粒子の集団中の第2の粒子の第2の複数の標的を第2の起源バーコードで標識する工程;
を包含し、ここで、各起源バーコードは、n個のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットを含み、ここで、該APSの第1および第2のセット中の該n個のAPSの各々は、m個の異なるAPSを含む群から選択され、ここで、該第1および第2の起源バーコードは、c=1−[(1−1/x)^(m n )]の確実性で互いと検出可能に異なる、方法。
(項目114)
xが、1,000,000より大きい、項目113に記載の方法。
(項目115)
cが、99.9%より大きい、項目113〜114に記載の方法。
(項目116)
cが、99.99%より大きい、項目113〜115に記載の方法。
(項目117)
cが、99.999%より大きい、項目113〜116に記載の方法。
(項目118)
cが、99.9999%より大きい、項目113〜117に記載の方法。
(項目119)
cが、99.99999%より大きい、項目113〜118に記載の方法。
(項目120)
nが、2、3、4、5、6、7、8、9または10である、項目113〜119に記載の方法。
(項目121)
mが、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20である、項目113〜120に記載の方法。
(項目122)
nが、10より大きい、項目113〜121に記載の方法。
(項目123)
mが、20より大きい、項目113〜122に記載の方法。
(項目124)
少なくとも1つの別々の粒子が、細胞、リポソーム、細胞小器官、ミセル、液滴およびビーズからなる群より選択される、項目113〜123に記載の方法。
(項目125)
前記標的分子が、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される、項目113〜124に記載の方法。
(項目126)
m個の異なるAPSを含む少なくとも2つの群が、同一である、項目113〜125に記載の方法。
(項目127)
前記n個のAPSが、別個のラウンドにおいて付加される、項目113〜126に記載の方法。
(項目128)
別個のラウンドの前記APSが、連結される、項目113〜127に記載の方法。
(項目129)
前記連結が、ラウンドの順序においてされる、項目128に記載の方法。
(項目130)
粒子の集団の粒子の構成要素に粒子特異的コードを付与する方法であって、該方法は、アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)の第1の順序づけられたセットを粒子の集団の第1の粒子の第1の構成要素に連結する工程を包含し、ここで、該APSの順序は、検出方法によって検出可能である、方法。
(項目131)
前記第1の構成要素と連結されたAPSの前記第1の順序づけられたセットを検出することによって、該第1の構成要素の粒子の起源を決定する工程をさらに包含する、項目130に記載の方法。
(項目132)
アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)の第2の順序づけられたセットを粒子の集団の前記第1の粒子の第2の構成要素に連結する工程をさらに包含し、ここで、該APSの順序は、検出可能である、項目130〜131に記載の方法。
(項目133)
前記第2の構成要素と連結されたAPSの前記第2の順序づけられたセットを検出するこ
とによって、該第2の構成要素の粒子の起源を決定する工程をさらに包含する、項目132に記載の方法。
(項目134)
前記第1の粒子の前記第1および第2の構成要素と連結されたAPSの前記第1および第2の順序づけられたセットが、同じである、項目130〜133に記載の方法。
(項目135)
アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)の第3の順序づけられたセットを粒子の集団の第2の粒子の第1の構成要素に連結する工程をさらに包含し、ここで、該APSの順序は、検出可能である、項目130〜134に記載の方法。
(項目136)
前記第1の粒子の前記第1の構成要素と連結されたAPSの前記第1の順序づけられたセットが、前記第2の粒子の前記第1の構成要素と連結されたアッセイ可能ポリマーサブユニットの前記第3の順序づけられたセットと異なる、項目135に記載の方法。
(項目137)
構成要素特異的なエピトープ特異的バーコード(ESB)を前記第1の構成要素に連結する工程をさらに包含する、項目130〜136に記載の方法。
(項目138)
構成要素特異的なESBを前記第2の構成要素に連結する工程をさらに包含する、項目130〜137に記載の方法。
(項目139)
少なくとも前記粒子が、細胞、リポソーム、細胞小器官、ミセル、液滴およびビーズからなる群より選択される、項目130〜138に記載の方法。
(項目140)
少なくとも1つの標的分子が、前記第1のUBAに直接結合され、前記ESBが、該UBAに直接結合される、項目130〜139に記載の方法。
(項目141)
前記アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットのうちの少なくとも2つが、同一である、項目130〜140に記載の方法。
(項目142)
APSの前記順序づけられたセットの各APSが、第1の複合体に連結される、項目130〜141に記載の方法。
(項目143)
前記連結が、ラウンドの順序においてされる、項目142に記載の方法。
(項目144)
前記UBA、ESBまたはAPSが、二次産物をコードする、項目130〜143に記載の方法。
(項目145)
前記二次産物が、RNAまたはペプチドである、項目144に記載の方法。
(項目146)
前記UBA、ESBまたはAPSが、鋳型になり得る、項目130〜145に記載の方法。
(項目147)
前記ESBが、ユニークなカウンタータグをさらに含む、項目137〜146に記載の方法。
(項目148)
分子の前記標的分子の量が、前記カウンタータグを用いて推定される、項目147に記載の方法。
(項目149)
前記APSが、ラウンド特異的サブコードをさらに含む、前述の項目143〜148のいずれかに記載の方法。
(項目150)
前記検出が、指定のラウンドのAPSの存在の決定をさらに含む、項目149に記載の方法。
(項目151)
検出が、デジタルである、項目130〜150に記載の方法。
(項目152)
検出が、間接的である、項目130〜151に記載の方法。
(項目153)
検出が、質量分析を含む、項目130〜152に記載の方法。
(項目154)
検出が、核酸配列決定を含む、項目130〜153に記載の方法。
(項目155)
検出が、ペプチド配列決定を含む、項目130〜154に記載の方法。
(項目156)
検出が、大規模ゲル電気泳動を含む、項目130〜155に記載の方法。
(項目157)
検出が、HPLCまたは他のクロマトグラフィー分離を含む、項目130〜156に記載の方法。
(項目158)
検出が、1つ以上の個々のAPSに関連する1つ以上のシグナルの検出を含む、項目130〜157に記載の方法。
(項目159)
前記シグナルが、順序づけられている、項目158に記載の方法。
(項目160)
検出が、1つ以上のプローブの使用を含む、項目130〜159に記載の方法。
(項目161)
前記プローブが、表面に付着させられている、項目160に記載の方法。
(項目162)
前記表面が、アレイを含む、項目161に記載の方法。
(項目163)
前記表面が、ビーズを含む、項目161に記載の方法。
(項目164)
検出が、分離を含む、項目130〜163に記載の方法。
(項目165)
前記分離が、多次元的である、項目164に記載の方法。
(項目166)
前記分離が、第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)を第2の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)から分ける、項目164〜165に記載の方法。
(項目167)
3、4、5、10、20、30、50、100、200、300、500、600、700、800、900、1000個または1000個より多い異なる標的分子が、検出される、項目130〜166に記載の方法。
(項目168)
最大2000個の異なる標的分子が、検出される、項目130〜167に記載の方法。
(項目169)
前記UBAが、抗体、ペプチド、アプタマー、ペプトイドおよび核酸からなる群より選択される、項目130〜168に記載の方法。
(項目170)
前記ESBが、核酸、ビーズおよび化学サブユニットからなる群より選択される、項目
130〜169に記載の方法。
(項目171)
前記APSが、決定論的重量の核酸、小分子または組立可能な複合分子を含む、項目130〜170に記載の方法。
(項目172)
前記APSが、ライゲーションまたは重合を介した伸長によって連結される、項目130〜171に記載の方法。
(項目173)
細胞起源バーコード(COB)が、前記APSの前記順序づけられたセットのAPSを用いて生成される、項目130〜172に記載の方法。
(項目174)
複数の複合体内の各COBが、該COBと細胞の前記集団中の他のCOBとを区別する検出可能なシグナルまたは配列を有する、項目173に記載の方法。
(項目175)
APS、ESBまたはUBAが、化学的方法を用いて連結される、項目130〜174に記載の方法。
(項目176)
前記化学的方法が、クリックケミストリーを含む、項目175に記載の方法。
(項目177)
前記連結が、Cu I の存在下で行われる、項目175〜176に記載の方法。
(項目178)
UBA、APSまたはESBが、核酸を含む、項目130〜177に記載の方法。
(項目179)
UBA、APSまたはESBの前記連結が、連結される2つの構成要素に対する第1および第2の相補的領域を含む連結オリゴヌクレオチドを用いて行われる、項目178に記載の方法。
(項目180)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの集団内のAPS間で共有されている、項目179に記載の方法。
(項目181)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの2つの異なるラウンド特異的セットに関して異なる、項目179〜180に記載の方法。
(項目182)
ライゲーションをさらに含む、項目179〜181に記載の方法。
(項目183)
前記標的分子が、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される、項目130〜182に記載の方法。
(項目184)
前記第1のESBが、第1の共通リンカー(CL)を含む、項目130〜183に記載の方法。
(項目185)
前記第1のESBが、第1の共通リンカー(CL)を含む、項目130〜184に記載の方法。
(項目186)
個々のAPS、ESBまたは連結オリゴヌクレオチド分子が、ユニークなカウンタータグを含む、項目130〜185に記載の方法。
(項目187)
検出が、前記ユニークなカウンタータグの検出を含む、項目186に記載の方法。
(項目188)
特定のESBと関連しているユニークなカウンタータグの数が決定される、項目187に記載の方法。
(項目189)
検出されたユニークなカウンタータグの数が、前記特定のESBの初期量に関係する、項目188に記載の方法。
(項目190)
前記ESBが、前記連結オリゴヌクレオチドに共有結合的に連結される、項目179〜189に記載の方法。
(項目191)
APSまたはESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目130〜190に記載の方法。
(項目192)
COBが、ペプチド配列をコードする、項目173〜191に記載の方法。
(項目193)
前記COBが、ポリメラーゼ開始部位を含む、項目173〜192に記載の方法。
(項目194)
前記ペプチドが、親和性タグを含む、項目192〜193に記載の方法。
(項目195)
前記親和性タグが、Hisタグである、項目194に記載の方法。
(項目196)
複数の別々の粒子を起源とする複数の特性を検出するための方法であって、該方法は、
a)
i)少なくとも第1の標的分子を含む粒子の集団、
ii)該第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
iii)第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)、
iv)ラウンド特異的な複数のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットであって、各セットは、互いに検出可能に異なる複数のAPSを含む、セット
を提供する工程、
b)該少なくとも第1の標的分子、該第1のUBAプローブおよび該第1のESBを含む少なくとも第1の複合体を形成する工程、
c)nラウンドの分割プール合成を行う工程であって、各ラウンドは、
i)粒子の該集団をm個の反応体積に分割する工程、
ii)該ラウンドに特異的な該APSのセットのAPSと1つ以上の反応体積とを接触させる工程、
iii)2つ以上の反応体積をプールする工程
を含む、工程、
d)粒子の該集団の少なくとも1つの粒子から複数の特性を検出する工程、
を包含し、ここで、該特性の少なくとも1つは、該粒子に関連する標的分子についての量または同一性に関係する、方法。
(項目197)
複数の別々の粒子を起源とする複数の特性を検出するための方法であって、該方法は、
a)
i)少なくとも第1の標的分子を含む粒子の集団、
ii)該第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
iii)第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)、および
iv)ラウンド特異的な複数のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットであって、各セットは、互いに検出可能に異なる複数のAPSを含む、セット
を提供する工程、
b)該少なくとも第1の標的分子、該第1のUBAプローブおよび該第1のESBを含
む少なくとも第1の複合体を形成する工程、
c)nラウンドの分割プール合成を行う工程であって、各ラウンドは、
i)粒子の該集団をm個の反応体積に分割する工程、
ii)該ラウンドに特異的な該APSのセットのAPSと1つ以上の反応体積とを接触させる工程、および
iii)2つ以上の反応体積をプールする工程
を含む、工程、
d)工程c)のi)およびc)のii)を含む分割プール合成の別のラウンドを行う工程、
e)粒子の該集団の少なくとも1つの粒子から複数の特性を検出する工程、
を包含し、ここで、該特性の少なくとも1つは、該粒子に関連する標的分子についての量または同一性に関係する、方法。
(項目198)
nが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20である、項目196〜197に記載の方法。
(項目199)
nが、20より大きい、項目196〜198に記載の方法。
(項目200)
mが、少なくとも2ラウンドの間で異なる、項目196〜199に記載の方法。
(項目201)
mが、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20である、項目196〜200に記載の方法。
(項目202)
mが、20より大きい、項目196〜201に記載の方法。
(項目203)
少なくとも1つの別々の粒子が、細胞、リポソーム、細胞小器官、ミセル、液滴およびビーズからなる群より選択される、項目196〜202に記載の方法。
(項目204)
前記標的分子が、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される、項目196〜203に記載の方法。
(項目205)
前記第1のESBが、第1の共通リンカー(CL)を含む、項目196〜204に記載の方法。
(項目206)
前記少なくとも1つの標的分子が、前記第1のUBAに直接結合され、前記ESBが、該UBAに直接結合される、項目196〜205に記載の方法。
(項目207)
前記アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)のセットのうちの少なくとも2つが、同一である、項目196〜206に記載の方法。
(項目208)
各ラウンドにおいて付加される前記APSが、前記第1の複合体に連結される、項目196〜207に記載の方法。
(項目209)
前記連結が、ラウンドの順序においてされる、項目208に記載の方法。
(項目210)
前記UBA、ESBまたはAPSが、二次産物をコードする、項目196〜209に記載の方法。
(項目211)
前記二次産物が、RNAまたはペプチドである、項目210に記載の方法。
(項目212)
前記UBA、ESBまたはAPSが、鋳型になり得る、項目196〜211に記載の方法。
(項目213)
前記ESBが、ユニークなカウンタータグをさらに含む、項目196〜212に記載の方法。
(項目214)
分子の標的分子の量が、前記カウンタータグを用いて推定される、項目213に記載の方法。
(項目215)
前記APSが、ラウンド特異的サブコードをさらに含む、項目196〜214に記載の方法。
(項目216)
前記検出が、指定のラウンドのAPSの存在の決定をさらに含む、項目215に記載の方法。
(項目217)
検出が、デジタルである、項目196〜216に記載の方法。
(項目218)
検出が、間接的である、項目196〜217に記載の方法。
(項目219)
検出が、質量分析を含む、項目196〜218に記載の方法。
(項目220)
検出が、核酸配列決定を含む、項目196〜219に記載の方法。
(項目221)
検出が、ペプチド配列決定を含む、項目196〜220に記載の方法。
(項目222)
検出が、1つ以上の個々のAPSに関連する1つ以上のシグナルの検出を含む、項目196〜221に記載の方法。
(項目223)
前記シグナルが、順序づけられている、項目222に記載の方法。
(項目224)
検出が、1つ以上のプローブの使用を含む、項目196〜223に記載の方法。
(項目225)
前記プローブが、表面に付着させられている、項目224に記載の方法。
(項目226)
前記表面が、アレイを含む、項目225に記載の方法。
(項目227)
前記表面が、ビーズを含む、項目225に記載の方法。
(項目228)
検出が、分離を含む、項目196〜227に記載の方法。
(項目229)
前記分離が、多次元的である、項目228に記載の方法。
(項目230)
前記分離が、前記第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)を第2の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)から分ける、項目228〜229に記載の方法。
(項目231)
3、4、5、10、20、30、50、100、200、300、500、600、700、800、900、1000個または1000個より多い異なる標的分子が、検出される、項目196〜230に記載の方法。
(項目232)
最大2000個の異なる標的分子が、検出される、項目196〜231に記載の方法。
(項目233)
前記UBAが、抗体、ペプチド、アプタマー、ペプトイドおよび核酸からなる群より選択される、項目196〜232に記載の方法。
(項目234)
前記ESBが、核酸、ビーズおよび化学サブユニットからなる群より選択される、項目196〜233に記載の方法。
(項目235)
前記APSが、決定論的重量の核酸、小分子または組立可能な複合分子を含む、項目196〜234に記載の方法。
(項目236)
前記APSが、ライゲーションまたは重合を介した伸長によって連結される、項目196〜235に記載の方法。
(項目237)
細胞起源バーコード(COB)が、ラウンド特異的なAPSのセットのAPSから生成される、項目196〜236に記載の方法。
(項目238)
複数の複合体内の各COBが、該COBと細胞の前記集団中の他のCOBとを区別する検出可能なシグナルまたは配列を有する、項目237に記載の方法。
(項目239)
APS、ESBまたはUBAが、化学的方法を用いて連結される、項目196〜238に記載の方法。
(項目240)
前記化学的方法が、クリックケミストリーを含む、項目239に記載の方法。
(項目241)
前記連結が、Cu I の存在下で行われる、項目239〜240に記載の方法。
(項目242)
UBA、APSまたはESBが、核酸を含む、項目196〜241に記載の方法。
(項目243)
UBA、APSまたはESBの前記連結が、連結される2つの構成要素に対する第1および第2の相補的領域を含む連結オリゴヌクレオチドを用いて行われる、項目242に記載の方法。
(項目244)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの集団内のAPS間で共有される、項目243に記載の方法。
(項目245)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの2つの異なるラウンド特異的セットに関して異なる、項目243〜244に記載の方法。
(項目246)
ライゲーションをさらに含む、項目243〜245に記載の方法。
(項目247)
前記連結オリゴヌクレオチドが、前記APSまたは前記ESBの起源集団をコードするサブコードを含む、項目243〜246に記載の方法。
(項目248)
前記APSが、該APSのラウンド特異的セットをコードするサブコードを有する、項目196〜247に記載の方法。
(項目249)
前記ESBが、該ESBの起源の存在をコードするサブコードを有する、項目196〜248に記載の方法。
(項目250)
個々のAPS、ESBまたは連結オリゴヌクレオチド分子が、ユニークなカウンタータグを含む、項目196〜249に記載の方法。
(項目251)
検出が、前記ユニークなカウンタータグの検出を含む、項目250に記載の方法。
(項目252)
特定のESBと関連しているユニークなカウンタータグの数が決定される、項目251に記載の方法。
(項目253)
検出されたユニークなカウンタータグの数が、前記特定のESBの初期量に関係する、項目252に記載の方法。
(項目254)
前記ESBが、前記連結オリゴヌクレオチドに共有結合的に連結される、項目243〜253に記載の方法。
(項目255)
APSまたはESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目196〜254に記載の方法。
(項目256)
COBが、ペプチド配列をコードする、項目237〜255に記載の方法。
(項目257)
前記COBが、ポリメラーゼ開始部位を含む、項目237〜256に記載の方法。
(項目258)
前記ペプチドが、親和性タグを含む、項目256〜257に記載の方法。
(項目259)
前記親和性タグが、Hisタグである、項目258に記載の方法。
(項目260)
直前の分割によって作製された反応体積の各々に、前記APSのセットの異なるAPSを投入する、項目196〜259に記載の方法。
(項目261)
サンプル中の少なくとも1つの標的分子を検出するための方法であって、
(a)
(i)少なくとも1つの標的分子を潜在的に含む細胞の集団、
(ii)第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
(iii)該第1のUBAのある領域に特異的な第1のエピトープ特異的バーコード(ESB)であって、ここで、該ESBは、第1の共通リンカー部分を含む、第1のエピトープ特異的バーコード(ESB)、および
(iv)アッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)の集団であって、ここで、該APSは、第2の共通リンカー部分および第3の共通リンカー部分を含み、該第2のリンカー部分は、該第1のESBの該第1の共通リンカー部分と相補的である、集団
を提供する工程;
(b)該少なくとも1つの標的分子、該第1のUBAプローブおよび該第1のESBを含む少なくとも第1の複合体を形成する工程であって、ここで、該少なくとも1つの標的分子は、該第1のUBAに結合され、該ESBは、該UBAに結合される、工程、
(c)該集団を2つ以上のサンプルに分割する工程、
(d)工程(c)の該2つ以上のサンプルにAPSの該集団のAPSを1サンプルあたり1つ加える工程であって、ここで、該少なくとも1つの標的分子、該第1のUBAプローブ、該第1のESBおよび第1のAPSによって第2の複合体が形成され、該第1のAPSの該第2の共通リンカー部分は、該第1のESBの該第1のリンカー部分に結合される、工程、
(e)工程(c)の該2つ以上のサンプルを1つのサンプルにプールする工程、
(f)工程(e)の該サンプルを2つ以上のサンプルに分割する工程、
(g)工程(e)の該2つ以上のサンプルにAPSの該集団のAPSを1サンプルあたり1つ加える工程であって、ここで、該少なくとも1つの標的分子、該第1のUBAプローブ、該第1のESB、該第1のAPSおよび第2のAPSによって第3の複合体が形成され、該第2のAPSの該第2の共通リンカー部分は、該第1のAPSの該第3のリンカー部分に結合され、該第1のAPSおよび該第2のAPSは、細胞起源バーコード(COB)を形成する、工程、および
(c)該第3の複合体または該第3の複合体の少なくとも一部を検出する工程
を包含する、方法。
(項目262)
工程(e)から(g)を繰り返す工程をさらに包含する、項目261に記載の方法。
(項目263)
工程(b)において複数の複合体を形成する工程を包含する方法によって複数の標的分子を検出する工程をさらに包含し、各複合体は、(i)少なくとも1つの標的分子、(ii)第1のUBA、および(iii)該第1のUBAのある領域に特異的な第1のエピトープ特異的バーコード(ESB)を含み、ここで、該ESBは、第1の共通リンカー部分を含み、該少なくとも1つの標的分子は、該第1のUBAに結合され、該ESBは、該UBAに結合される、項目261に記載の方法。
(項目264)
前記複数の複合体中の各COBが、該COBと細胞の前記集団中の他のCOBとを区別する検出可能なシグナルまたは配列を有する、項目263に記載の方法。
(項目265)
前記複合体が、配列決定または質量分析によって検出される、項目261〜264に記載の方法。
(項目266)
前記第3の複合体が、該第3の複合体の1つ以上の分子の存在を個別に計数する工程を包含する方法によって検出され、ここで、該第3の複合体の該1つ以上の分子の存在は、細胞内の前記標的分子の濃度または存在を示す、項目261に記載の方法。
(項目267)
個別に検出する工程が、デジタルのシグナルを検出する工程をさらに包含する、項目266に記載の方法。
(項目268)
3、4、5、10、20、30、50、100、200、300、500、600、700、800、900、1000個または1000個より多い異なる標的分子が、検出される、項目263に記載の方法。
(項目269)
最大2000個の異なる標的分子が、検出される、項目263に記載の方法。
(項目270)
前記UBAが、抗体、ペプチド、アプタマー、ペプトイドおよび核酸または任意の組み合わせからなる群より選択される構造を含む、項目261に記載の方法。
(項目271)
前記ESBが、核酸、ビーズおよび化学サブユニットまたは任意の組み合わせからなる群より選択される構造を含む、項目261に記載の方法。
(項目272)
前記APSが、決定論的重量の核酸、小分子または組立可能な複合分子を含む、項目261に記載の方法。
(項目273)
前記APSが、検出可能な標識が付着させられている相補的なポリヌクレオチド配列にハイブリダイズされる一本鎖核酸を含む、項目261に記載の方法。
(項目274)
前記第1のAPSが、ライゲーションまたは重合を介した伸長によって前記第1のESBに付着させられる、項目261に記載の方法。
(項目275)
前記第2のAPSが、ライゲーションまたは重合を介した伸長によって前記第1のAPSに付着させられる、項目261に記載の方法。
(項目276)
前記共通リンカー部分が、核酸である、項目261に記載の方法。
(項目277)
前記ESBが、前記USBに付着させられる、項目261〜276に記載の方法。
(項目278)
サンプル中の少なくとも1つの標的分子を検出するための方法であって、
(a)
(i)少なくとも1つの標的分子を潜在的に含む細胞の集団、
(ii)第1の標的分子に特異的な第1のUBA、
(iii)該第1のUBAのある領域に特異的な第1のエピトープ特異的バーコードESBであって、ここで、該ESBは、第1の共通リンカー部分を含む、第1のエピトープ特異的バーコードESB、および
(iv)COBの集団であって、COBの該集団は、第2の共通リンカー部分を含み、該第2のリンカー部分は、該第1のESBの該第1の共通リンカー部分と相補的である、集団
を提供する工程、
(b)該少なくとも1つの標的分子、該第1のUBAプローブおよび該第1のESBを含む少なくとも第1の複合体を形成する工程であって、ここで、該少なくとも1つの標的分子は、該第1のUBAに結合され、該ESBは、該UBAに結合される、工程、
(c)COBの該集団を加える工程であって、ここで、該少なくとも1つの標的分子、該第1のUBAプローブ、該第1のESBおよび第1のCOBによって第2の複合体が形成され、該第1のCOBの該第2の共通リンカー部分は、該第1のESBの該第1のリンカー部分に結合され、COBの該集団の該COBは、細胞の該集団の細胞に関連している、工程、および
(d)該第2の複合体または第3の複合体の少なくとも一部を検出する工程
を包含する、方法。
(項目279)
前記第1のCOBが、複数のAPSを含む、項目278に記載の方法。
(項目280)
工程(b)において複数の複合体を形成する工程を包含する方法によって複数の標的分子を検出する工程をさらに包含し、各複合体は、(i)少なくとも1つの標的分子、(ii)第1のUBA、および(iii)該第1のUBAのある領域に特異的な第1のエピトープ特異的バーコード(ESB)を含み、ここで該ESBは、第1の共通リンカー部分を含み、該少なくとも1つの標的分子は、該第1のUBAに関連させられ、該ESBは、該UBAに関連させられる、項目278に記載の方法。
(項目281)
前記複数の複合体内の各COBが、該COBと細胞の前記集団中の他のCOBとを区別する検出可能なシグナルまたは配列を有する、項目263に記載の方法。
(項目282)
APS、ESBまたはUBAの前記連結が、化学的方法を用いて行われる、項目261〜281に記載の方法。
(項目283)
前記化学的方法が、クリックケミストリーを含む、項目282に記載の方法。
(項目284)
前記連結が、Cu I の存在下で行われる、項目282〜283に記載の方法。
(項目285)
ABSm、ESBまたはUBAの連結が、結合親和性を用いて行われる、項目264〜284に記載の方法。
(項目286)
UBA、APSまたはESBが、核酸を含む、項目261〜285に記載の方法。
(項目287)
UBA、APSまたはESBの前記連結が、連結される2つの構成要素に対する第1および第2の相補的領域を含む連結オリゴヌクレオチドを用いて行われる、項目286に記載の方法。
(項目288)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの集団内のAPS間で共有される、項目287に記載の方法。
(項目289)
前記第1または第2の相補的領域が、APSの異なる集団に関して異なる、項目287〜288に記載の方法。
(項目290)
ライゲーションをさらに含む、項目287〜289に記載の方法。
(項目291)
前記連結オリゴヌクレオチドが、前記APSまたは前記ESBの起源集団をコードするサブコードを含む、項目287〜290に記載の方法。
(項目292)
前記APSが、該APSの起源集団をコードするサブコードを有する、項目261〜290に記載の方法。
(項目293)
前記ESBが、該ESBの起源集団をコードするサブコードを有する、項目261〜292に記載の方法。
(項目294)
個々のAPS、ESBまたは連結オリゴヌクレオチド分子が、ユニークタグを含む、項目261〜293に記載の方法。
(項目295)
検出が、前記ユニークタグの検出を含む、項目294に記載の方法。
(項目296)
特定のESBと関連しているユニークタグの数が決定される、項目295に記載の方法。
(項目297)
検出されたユニークタグの数が、前記特定のESBの初期量に関係する、項目296に記載の方法。
(項目298)
前記ESBが、前記連結オリゴヌクレオチドに共有結合的に連結される、項目287〜297に記載の方法。
(項目299)
APSまたはESBが、増幅プライマー結合領域を含む、項目261〜298に記載の方法。
(項目300)
COBが、ペプチド配列をコードする、項目261〜299に記載の方法。
(項目301)
前記COBが、ポリメラーゼ開始部位を含む、項目261〜300に記載の方法。
(項目302)
前記ペプチドが、親和性タグを含む、項目300〜301に記載の方法。
(項目303)
前記親和性タグが、Hisタグである、項目302に記載の方法。
(項目304)
前記2つ以上のサンプルが、少なくとも5個のサンプルを含む、項目261に記載の方法。
(項目305)
前記2つ以上のサンプルが、少なくとも10個のサンプルを含む、項目261に記載の方法。
(項目306)
前記2つ以上のサンプルが、少なくとも20個のサンプルを含む、項目261に記載の方法。
(項目307)
直前の分割によって作製された前記サンプルの各々に、異なるAPSを投入する、項目261に記載の方法。
(項目308)
細胞の集団中の細胞のESBに連結された標的分子を細胞起源バーコード(COB)で標識するための方法であって、
各細胞を個々の反応体積に分離する工程、および
化学的手段または親和性手段を介して該COBを該ESBに付加する工程
を包含する、方法。
(項目309)
前記反応体積が、微小気泡、微小滴、ウェル、微小ウェルおよびマイクロ流体デバイス内の囲われた空間からなる群より選択される、項目308に記載の方法。
(項目310)
細胞を起源とする種々のタイプの構成要素を解離させる工程および該構成要素を粒子上に配置する工程を包含する方法であって、該構成要素は、該粒子上で標識される、方法。
(項目311)
前記標識する工程が、細胞の起源に従って標識することを包含する、項目310に記載の方法。
(項目312)
前記標識する工程が、構成要素のタイプに従って標識することを包含する、項目310〜311に記載の方法。
本明細書中で述べられるすべての刊行物および特許出願は、個々の刊行物または特許出願の各々が、参照により援用されると明確かつ個々に示されたのと同程度に、参照により本明細書中に援用される。
用語「核酸」は、ヌクレオチドポリマーのことを指し、別段限定されない限り、天然に存在するヌクレオチドと類似の様式で機能し得る(例えば、ハイブリダイズし得る)天然ヌクレオチドの公知のアナログを含む。
UBAは、少なくとも1つの標的分子、少なくとも1つの標的分子代用物またはその両方と結合するようにデザインされた分子または構築部品(assemblies)であり;適切な条件下において、UBAおよび標的分子を含む分子複合体を形成し得る。標的分子の例としては、タンパク質、核酸、脂質、炭水化物、イオン、小分子、有機モノマーおよび薬物が挙げられるが、これらに限定されない。単に便宜のため、本明細書中に記載される実施形態のほとんどが、標的タンパク質または標的mRNAに結合するUBAに照らして説明される。しかしながら、これらの実施形態は、他の標的分子にも適用され得る。用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、「ペプチド」および「アミノ酸配列」は、任意の長さのアミノ酸のポリマーのことを指すために本明細書中で交換可能に使用される。そのポリマーは、直鎖状であっても分枝状であってもよく、改変されたアミノ酸を含んでもよく、非アミノ酸または合成アミノ酸によって中断されてもよい。上記の用語は、例えば、ジスルフィド結合の形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、または標識構成要素による結合体化などの他の任意の操作によって改変されたアミノ酸ポリマーも包含する。本明細書中で使用されるとき、用語「アミノ酸」は、天然および/もしくは非天然または合成のアミノ酸(グリシンおよびDまたはL光学異性体の両方、ならびにアミノ酸アナログおよびペプチド模倣物を含むがこれらに限定されない)のことを指す。
いくつかの実施形態において、本発明は、エピトープ特異的バーコード(ESB)を提供する。各ESBは、特定の標的分子と関連し得るユニークなコードを含む。ESBは、少なくとも1つのUBAまたはUBAの一部と結合するようにデザインされた分子または構築部品であり;適切な条件下において、ESB、UBAおよび標的分子を含む分子複合体を形成し得る。
いくつかの実施形態において、本発明は、細胞起源バーコード(COB)を提供する。各COBは、特定の細胞の起源に関連し得るユニークなコードを提供する。いくつかの実施形態において、ESBに関連する共通リンカー部分(例えば、共通リンカーオリゴ)にCOBを結合する際、COBコードは、UBA/ESB複合体が結合する標的分子の細胞起源を同定する。したがって、いくつかの実施形態において、本発明のCOBは、2つの主要な部分:(i)UBA/ESBプローブに関連する共通リンカー部分(例えば、共通リンカーオリゴ)に特異的な配列;および(ii)特定の細胞起源に関連し得るユニークなコードを含む。
本発明のCOBは、任意の種々の標識モノマー(例えば、放射性同位体、蛍光色素、色素、酵素、ナノ粒子、化学発光マーカー、ビオチン、または直接(例えば、発光によって)もしくは間接的に(例えば、蛍光標識された抗体の結合によって)検出され得る当該分野で公知の他のモノマー)で標識され得る。通常、COB内の標識されたAPSの1つ以上が、1つ以上の標識モノマーで標識され、COBのAPSに付着させられた標識モノマーによって提供されるシグナルが、UBACOBが結合する標的を同定する検出可能なコードを構成する。ある特定の実施形態において、APSからの所与のシグナルの欠損(例えば、暗点)もまた、COBのコードの一部を構成し得る。
標的分子またはエピトープは、それとUBAとの結合によって検出または測定される分子(UBAの標的特異的領域が認識する)である。標的分子の例としては、タンパク質、核酸、脂質、炭水化物、小分子、有機モノマーまたは薬物が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書中の方法によって分析され得る核酸としては:二本鎖DNA、一本鎖DNA、一本鎖DNAヘアピン、DNA/RNAハイブリッド、RNA(例えば、mRNAまたはmiRNA)およびRNAヘアピンが挙げられる。単に便宜のため、本明細書中に記載される方法は、タンパク質またはmRNAの分析に照らして主に説明される。しかしながら、本明細書中に記載される実施形態は、非タンパク質または非mRNA標的を検出するためにも使用され得る。いくつかの実施形態において、標的分子は、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、タンパク質、リンタンパク質、抗体、核酸、ペプチド核酸、合成小分子、二糖、三糖、オリゴ糖、多糖、脂質、ステロイドおよびリン脂質からなる群より選択される。
本発明は、生体分子サンプル中の標的分子を検出および定量するための方法を提供する。特に、本発明は、個々の標的分子に結合することができるUBAを提供する。本発明は、ESBおよびCOBの使用も提供する(図2を参照のこと)。ESBおよびCOBのコードによって、UBAと標的分子との結合が、単一細胞内での標的分子の同定をもたらす。いくつかの実施形態において、ESB/COB複合体は、標的分子および細胞の起源を表す情報の量を表す(図1を参照のこと)。そのようなUBAおよび/またはESBならびにCOBを作製および使用する方法も提供される。
必要とされるタグの数=
本発明のUBAおよびESB/COBシステムは、任意の生体分子サンプル中の標的分子を検出するために使用され得る。当業者によって認識されるように、そのサンプルは、生物学的サンプル(例えば、実質的に任意の生物の細胞(初代細胞と培養細胞株の両方を含む)、細胞溶解産物または抽出物、組織および組織抽出物);体液(血液、尿、血清、リンパ液、胆汁、脳脊髄液、間質液、眼房水または硝子体液、初乳、痰、羊水、唾液、肛門および膣の分泌物、汗および精液、漏出液、滲出液(例えば、膿瘍または感染もしくは炎症の他の任意の部位から得られる流体)または関節(例えば、正常関節または疾患(例えば、関節リウマチ、変形性関節症、痛風または化膿性関節炎)に罹患した関節)から得られる流体を含むがこれらに限定されず、哺乳動物のサンプルが好ましく、ヒトサンプルが特に好ましい);環境サンプル(大気、農業、水および土壌のサンプルを含むがこれらに限定されない);生物学的兵器剤サンプル;研究サンプル(細胞外液、細胞培養物の細胞外の上清、細菌における封入体、細胞内コンパートメント、細胞周辺質、ミトコンドリアコンパートメントなどを含む)を含むがこれらに限定されない任意の数のものを含み得る。
COB/ESB複合体は、所与のCOB/ESB複合体上の特定の配列またはシグナルを検出することができる当該分野において利用可能な任意の手段によって検出される。
本発明の組成物および方法は、診断、予後診断、治療、患者の層別化、薬物の開発、処置の選択およびスクリーニングの目的のために、使用され得る。本発明は、多くの異なる標的分子が、本発明の方法を用いて単一の生体分子サンプルから一度に分析され得るという利点を提供する。このおかげで、例えば、いくつかの診断テストを1つのサンプルにおいて行うことが可能になる。
本発明は、本発明の1つ以上の構成要素を備えるキットをさらに提供する。そのキットは、例えば、1つ以上のUBA、1つ以上のESBおよび/または1つ以上のAPSを備え得る。そのキットは、上に記載された目的を含む当業者に明らかな任意の目的のために使用され得る。
当該分野で公知の標準的な手法に従って、オリゴヌクレオチドが合成され得る。例えば、394A DNA Synthesizer(Applied Biosystems Division of Perkin−Elmer Corp.,Foster City,Calif.)においてオリゴヌクレオチドが合成され得る。
El−Sagheerら(PNAS,108:28,11338−11343,2011)に記載されているようにオリゴヌクレオチドを合成する。簡潔には、標準的なDNAホスホラミダイト、固体支持体およびさらなる試薬をLink TechnologiesおよびApplied Biosystemsから購入する。酸触媒脱トリチル化、カップリング、キャッピングおよびヨウ素酸化の標準的な0.2または1.0μモルのホスホラミダイトサイクルを用いて、Applied Biosystems 394 自動DNA/RNA合成装置においてオリゴヌクレオチドを合成する。すべてのβ−シアノエチルホスホラミダイトモノマーを、使用の直前に無水アセトニトリルに0.1Mの濃度に溶解する。通常のA、G、CおよびTモノマーに対するカップリング時間は、35秒であるのに対し、逆アミダイト(reverse amidite)に対するカップリング時間は、180秒である。アルキンホスホラミダイトモノマー(図2の2c、El−Sagheerら、PNAS,108:28,11338−11343,2011)および他の非標準的モノマーは、360秒間カップリングされる。固体支持体からのオリゴヌクレオチドの切断および脱保護は、濃アンモニア水性溶液に室温で60分間曝露した後、密閉チューブ内において55℃で5時間加熱することによって達成される。そのオリゴヌクレオチドを、酢酸アンモニウム中のアセトニトリルの勾配(30分間にわたる0%〜50%緩衝液B、流速4mL/分)、緩衝液A:0.1M酢酸アンモニウム,pH7.0、緩衝液B:50%アセトニトリルを含む0.1M酢酸アンモニウム,pH7.0でXBridgeTM BEH300 Prep C18 10μM 10×250mmカラム(Waters)を使用するGilsonシステムにおける逆相HPLCで精製する。305または295nmにおけるUV吸収によって溶出をモニターする。HPLC精製後、オリゴヌクレオチドを、NAP−10カラムを使用して脱塩し、ゲル電気泳動によって分析する。
3’−アルキンオリゴヌクレオチドの合成を、El−Sagheerら(PNAS,108:28,11338−11343,2011)に記載されているように行う。簡潔には、El−Sagheerら(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.107(35):15329−15334)に従って、3’−プロパルギルチミジンホスホラミダイトモノマー2cを用いて、ならびにA、G、CおよびTの3’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)デオキシリボヌクレオシド−5’−ホスホラミダイト(逆ホスホラミダイト,Link Technologies)を用いるか、または5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−3’−O−プロパルギル−5−メチル−デオキシシチジンを固体支持体(33μmol/gのローディング,AMポリスチレン,Applied Biosystems)に付着することによって、必要とされる配列を5’から3’の方向で組み立てて、3’−アルキンオリゴヌクレオチドを合成する。レジンをツイストカラム(Glen Research)に詰め、次いでそれを用いて、必要とされる配列を標準的なホスホラミダイトオリゴヌクレオチド合成によって3’から5’の方向で組み立てる。次いで、それらのオリゴヌクレオチドを、上に記載されたように切断し、脱保護し、精製する。
5’−アジドオリゴヌクレオチドの合成を、El−Sagheerら(PNAS,108:28,11338−11343,2011)に記載されているように行う。簡潔には、通常の5’−HO−dC、5’−HO−dTを用いて(またはGlen Research製の商業的に入手可能な5’−ヨードdTモノマーを使用する5’−ヨード−dTを用いて)、一般的方法(上記)に記載されたような0.2または1.0μmolスケールでオリゴヌクレオチドを組み立てる(トリチルオフ)。5’−ヒドロキシル基を5’−ヨードに変換するために、合成カラムに付着させられた保護されたオリゴマーを、DMF中のヨウ化メチルトリフェノキシホスホニウムの0.5M溶液(1.0mL)で処理し、それは、室温において15分間にわたって2本の1mL注射器によって一定間隔をあけて上記カラムに通す。次いで、そのカラムを乾燥DMFで数回洗浄する。その5’−ヨード(dTまたはdC)を5’−アジド(dTまたはdC)に変換するために、アジ化ナトリウム(50mg)を乾燥DMF(1mL)に懸濁し、70℃で10分間加熱し、次いで、冷却し、上清を1mL注射器に吸い上げ、カラムに往復させて通し、次いで、室温で一晩(または55℃で5時間)放置する。次いで、そのカラムをDMFおよびアセトニトリルで洗浄し、アルゴンガス流を通すことによって乾燥する。得られる5’−アジドオリゴヌクレオチドを、上に記載されたように固体支持体から切断し、脱保護し、精製する。
3’−アルキン−5’アジドオリゴヌクレオチドの合成を、El−Sagheerら(PNAS,108:28,11338−11343,2011)に記載されているように行う。簡潔には、ポリスチレン固体支持体上の5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−3’−O−プロパルギル−5−メチルデオキシシチジンをツイストカラム(Glen Research)に詰め、それを用いて、5’末端に5’−ヨードdT、5’−HO−dTまたは5’−HO−dCを有する必要とされる配列を3’から5’の方向で組み立てる(標準的なホスホラミダイトオリゴヌクレオチド合成)。次いで、その5’−ヒドロキシルまたはヨード基を、5’−アジドオリゴヌクレオチドの合成のための上に記載した条件を用いてアジドに変換する。
オリゴヌクレオチドAPSを、鋳型にアニールさせ、4℃で一晩維持する。CuIクリック触媒の溶液を、Chanらに記載されているようなtris−ヒドロキシプロピルトリアゾールリガンド(Chan TR,Hilgraf R,Sharpless KB,& Fokin VV(2004)Polytriazoles as copper(I)−stabilizing ligands in catalysis.Org.Lett.6(17):2853−2855;0.2M NaCl中の2.8μmol,38.0μL)、アスコルビン酸ナトリウム(0.2M NaCl中の4.0μmol,8.0μL)およびCuSO4.5H2O(0.2M NaCl中の0.4μmol,4.0μL)から調製する。この溶液を、アニールされたオリゴヌクレオチドに加え、その反応混合物を0℃で1時間維持し、次いで、室温でさらに1時間維持する。NAP−25ゲル濾過カラムを用いて、試薬を除去する。
この実施例では、COBをビーズに付着させられた状態で合成する。APSをCOBに組み立てるために4つの異なる方法が使用される。
アミノメチルマクロ多孔性ポリスチレン(MPPS)ビーズを、10個の異なるCLオリゴヌクレオチド(各々が、自由選択の第1の増幅プライマー相補的領域、10個の異なるESB配列のうちの1つおよび共通のアニーリング領域を有する)で標識する。6ラウンドの分割プール合成を行う。各ラウンドにおいて、ビーズを20個の異なる容器に分割する。異なるオリゴヌクレオチドAPSを各容器に加える(合計20個の異なるAPS)。所与のラウンドにおける各APSは、そのラウンドにおける残りのAPSと異なるユニークサブコード配列をさらに含む。
アミノメチルマクロ多孔性ポリスチレン(MPPS)ビーズを、10個の異なるCLオリゴヌクレオチド(各々が、自由選択の第1の増幅プライマー相補的領域、10個の異なるESB配列のうちの1つおよび共通のアニーリング領域を有する)で標識する。6ラウンドの分割プール合成を行う。各ラウンドにおいて、ビーズを20個の異なる容器に分割する。異なるオリゴヌクレオチドAPSを各容器に加える(合計20個の異なるAPS)。所与のラウンドにおける各APSは、そのラウンドにおける残りのAPSと異なるユニークサブコード配列をさらに含む。
アミノメチルマクロ多孔性ポリスチレン(MPPS)ビーズを、10個の異なるCLオリゴヌクレオチド(各々が、自由選択の第1の増幅プライマー相補的領域、10個の異なるESB配列のうちの1つおよび共通のアニーリング領域を有する)で標識する。6ラウンドの分割プール合成を行う。各ラウンドにおいて、ビーズを20個の異なる容器に分割する。異なるオリゴヌクレオチドAPSを各容器に加える(合計20個の異なるAPS)。所与のラウンドにおける各APSは、そのラウンドにおける残りのAPSと異なるユニークサブコード配列をさらに含む。
アミノメチルマクロ多孔性ポリスチレン(MPPS)ビーズを、10個の異なるCLオリゴヌクレオチド(各々が、自由選択の第1の増幅プライマー相補的領域、10個の異なるESB配列のうちの1つ、6対のAPS特異的ループアニーリング領域および自由選択の第2の増幅プライマー相補的領域を有する)で標識する。6ラウンドの分割プール合成を行う。各ラウンドにおいて、ビーズを20個の異なる容器に分割する。異なるオリゴヌクレオチドAPSを各容器に加える(合計20個の異なるAPS)。所与のラウンドにおける各APSは、そのラウンドにおける残りのAPSと異なるユニークサブコード配列をさらに含む。
アミノメチルマクロ多孔性ポリスチレン(MPPS)ビーズを、10個の異なるCLオリゴヌクレオチド(各々が、10個の異なるループESB配列のうちの1つに特異的な1対のループアニーリング領域および6対のAPS特異的ループアニーリング領域を有する)で標識する。10個のループESB配列のすべてを加えることにより、ループ形状でCLのループESB特異的部分にアニールさせる。ループESB配列は、CLのループESB特異的領域の残りの部分に対する非特異的なアニーリングを最小にするようにデザインされている。ループESB配列は、自由選択の第1の増幅プライマー相補的領域、ESB配列、およびCL中のループESB特異的ループアニーリング領域に十分に相補的な1対のアニーリング領域を含む。6ラウンドの分割プール合成を行う。各ラウンドにおいて、ビーズを20個の異なる容器に分割する。異なるオリゴヌクレオチドAPSを各容器に加える(合計20個の異なるAPS)。所与のラウンドにおける各APSは、そのラウンドにおける残りのAPSと異なるユニークサブコード配列をさらに含む。最後のラウンドのAPSは、必要に応じて、第2の増幅プライマー相補的領域をさらに含む。
実施例3における方法のいずれかに由来する、組み立てられた、ESBに連結したCOBを、IlluminaのHiSeq2000装置によって配列決定する。得られた配列は、10個の異なるESB配列のうちの少なくとも1つ、ランダムなタグ領域、および6ラウンドの分割プール合成中にその特定のビーズに付加されたAPSを起源とする6個のサブコードの組み合わせを含む。
実施例3における方法のいずれかを用いて、ESBに連結したCOBを合成する。得られた配列は、T7プロモーター、SP6開始部位、開始コドン、ESB、COB、および必要に応じて、His(6)タグをコードする領域を含む(図11)。T7プロモーターおよびSP6開始部位は、ESBを組み込むために使用されたのと同じ方法を用いて、ESBに連結される配列に組み込まれ得る。あるいは、これらの配列は、最後のAPS内に組み込まれ得る。必要に応じて、His(6)タグをコードする領域は、最後のAPSまたはESBに組み込まれて連結され得る。
白血球細胞株(HL60、JYおよびU937)上の細胞表面レセプターは、細胞表面上でのCOBの分割プール合成を用いて検出および定量される。Antibody−Oligonucleotide All−in−One Conjugation Kit(Solulink)を使用して、CD1、CD3、CD8およびCD4に対する抗体が、実施例3に記載されたアミン修飾CLオリゴヌクレオチドと結合体化される。個々に標識された抗体が、CLオリゴヌクレオチド中の配列を標的とする相補的なオリゴヌクレオチドを使用するアフィニティークロマトグラフィーを用いて単離され、各抗体上の標識の数が、質量分析を用いて検証される。107個の細胞の細胞懸濁液を、好適な条件下で上記抗体の組み合わせとインキュベートした後、6ラウンドの分割プール合成を行う。得られたESBに連結したCOBは、実施例3または実施例4に記載されているように検出される。COBに連結したESBに関連する検出されたシグナルが、各COB組み合わせについて定量される。それらの細胞上でのCD1、CD3、CD8およびCD4抗原の各々の同時発現が、ペアワイズでプロットされる。主成分分析を用いることにより、発現プロファイルにおける最も強い相関を特定する。
メタノールを−20℃に冷却する。107個のHeLa細胞を含む細胞培養物を、当該分野で公知の好適な組織培養条件を用いて増殖させる。その増殖培地を吸引によって除去する。細胞を直ちに固定し、50mLの冷メタノールを加えることによって透過処理する。それらの細胞を、外界温度で10分間、静かに振盪しながらインキュベートする。メタノールを吸引によって慎重に除去する。それらの細胞を100mLの1×PBSで3回すすぐ。
Claims (18)
- 複数の標的分子が複数の細胞に存在するか否かを同定するための方法であって、該方法は、複数の細胞における該標的分子に複数のタグを結合する工程であって、タグは、該標的の1つに特異的なユニーク結合物質(UBA)と、該標的分子の同一性を表すコードを含むエピトープ特異的バーコード(ESB)とを含む、工程;その後、
分割プール合成の連続したラウンドの間に、複数個のアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)を、該複数の細胞における該結合したタグの各々に、順序づけられた様式で付加して、該タグが結合している該個々の細胞の同一性を表すユニークなコードを生じる、工程;および、
UBA−ESBに結合した該APSの順序を検出する工程、を包含する、方法。 - 個々の細胞の分離または単離が、前記結合する工程に不必要である、請求項1に記載の方法。
- 前記結合する工程中、単一細胞は、複数の細胞から単離されず、かつ該単一細胞を表すコードは、該結合する工程の前は未知である、請求項1に記載の方法。
- 個々の細胞の分離または単離は、前記検出する工程に不必要である、請求項1に記載の方法。
- 各標的分子が、タンパク質または核酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記UBAが、核酸を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記UBAが、抗体を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記ESBがさらに、共通リンカーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ESBが、核酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記APSが、検出可能に異なるコードユニットである、請求項1に記載の方法。
- 2〜20個の個々に異なるコードのプールから各々に得られる少なくとも2個のAPSが、前記結合したタグの各々に付加される、請求項1に記載の方法。
- 前記APSが、核酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数個のAPS、前記ESBおよび前記UBAが、ライゲーションによって連結されている、請求項1に記載の方法。
- 前記複数個のAPS、前記ESBおよび/または前記UBAが、クリックケミストリーによって連結されることが可能である、請求項1に記載の方法。
- 前記APSまたは前記ESBが、増幅プライマー結合領域を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記UBA、ESBまたは前記APSが、鋳型になり得る、請求項1に記載の方法。
- a)第1の標的分子、
b)該第1の標的分子に特異的な第1のユニーク結合物質(UBA)、
c)第1の連結可能なUBA依存性のエピトープ特異的バーコード(ESB)、および
d)順序づけられた様式で該第1の連結可能なUBA依存性ESBに付加された複数の順序づけられたアッセイ可能ポリマーサブユニット(APS)を含み、該APSの順序は、分割プール合成の連続したラウンドの間の段階的付加によって決定され、そして、該APSの順序は、検出可能である、組成物。 - 前記結合する工程中、単一細胞は、前記複数の細胞から単離されず、かつ該単一細胞を表すコードは、該結合する工程の前に予測可能である、請求項1に記載の方法。
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