[发明专利]将生物分子的检测组合到使用荧光原位测序的单个试验的方法

说明书

本公开提供了将RNA荧光原位测序(FISSEQ)与其他分子检测方案组合形成整合的全组学(panomic)检测平台的方法。在各种实施方式中，本公开提供了制备生物样品的系统和方法，以保留生物样品内感兴趣的生物分子的空间关系用于FISSEQ检测。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月31日提交的美国临时申请号62/381,997的权益，该申请通过引用全文纳入本文。

有关联邦资助的研究的声明

本发明得到政府的支持，在国立卫生研究院(National Institutes of Health)授予的P50HG005550和RM1 HG008525和国家自然基金会(National Science Foundation)授予的DGE1144152的资助下完成。政府对本发明拥有一定的权利。

背景技术

转录组是细胞表型重要的介导物。细胞RNA反应了基因组的状态，并且还产生包含细胞主要物质表现的所有蛋白质。因此，据信检测RNA分子产生了对细胞表型的深刻理解。然而，检测RNA仅能够对基因组、蛋白质组、代谢组的状态和分子状态空间的维度做出推断。仍然存在对于将RNA荧光原位测序(FISSEQ)与其他分子检测方案组合以形成整合的全组学(panomic)检测平台的方法的需求。

发明概述

在一方面，本公开提供了用于检测和鉴定生物样品的一种或多种生物分子的系统。该系统可以包括：容器，所述容器包含(i)包含所述一种或多种生物分子的所述生物样品和(ii)膨胀剂和接合部分，其中所述膨胀剂在施加刺激后可以活化而增大体积，从而产生包含所述生物分子的三维基质，其中所述刺激是电磁刺激、电化学刺激或热刺激，其中所述一种或多种生物分子经由所述接合部分而与所述三维基质偶联，并且其中所述三维基质保留生物样品内所述生物分子的绝对或相对空间关系。

在另一方面，本公开还提供了用于检测和鉴定生物样品的一种或多种生物分子的系统。该系统可以包括：容器，所述容器包含(i)包含所述一种或多种生物分子的所述生物样品和(ii)膨胀剂和接合部分，其中所述膨胀剂在施加刺激后可活化，从而产生包含所述生物分子的三维基质，其中所述刺激不是液体，其中所述一种或多种生物分子经由所述接合部分而与所述三维基质偶联，并且其中所述三维基质保留生物样品内所述生物分子的绝对或相对空间关系。

在一些实施方式中，所述三维基质包含所述含有所述生物分子的生物样品。在一些实施方式中，该系统还包括与所述容器操作性地偶联的所述刺激的源，其中向所述膨胀剂施加所述刺激激活所述膨胀剂形成所述三维聚合物基质，其中三维聚合物基质保留所述生物分子在所述生物样品内的绝对或相对空间关系。在一些实施方式中，该系统还包含与所述刺激的所述源操作性地偶联的一个或多个计算机处理器，其中所述一个或多个计算机处理器经单独地或共同地编程以指导所述刺激的所述源向所述膨胀剂施加所述刺激，从而激活所述膨胀剂以形成所述三维聚合物基质。在一些实施方式中，所述生物样品是细胞或其衍生物。在一些实施方式中，所述生物分子是核糖核酸分子(RNA)，脱氧核糖核酸分子(DNA)或RNA和DNA。在一些实施方式中，所述电化学刺激是电化学反应。在一些实施方式中，所述膨胀剂被进一步设置成用作收缩剂(contracting agent)。在一些实施方式中，所述收缩剂是光激活的收缩剂，电化学激活的收缩剂或热激活的收缩剂。在一些实施方式中，所述膨胀剂包含螯合官能。在一些实施方式中，所述膨胀剂包含乙二胺四乙酸(EDTA)。在一些实施方式中，所述EDTA是邻硝基苄基笼状EDTA或醌-酯保护的EDTA。在一些实施方式中，三维基质被设置成在膨胀剂激活后膨胀1.1至10倍。在一些实施方式中，所述一个或多个生物分子的绝对或相对空间关系在三维基质膨胀后保留。在一些实施方式中，接合部分包括或者可操作地偶联反应性基团。在一些实施方式中，接合部分包括胺、硫醇、叠氮、炔烃或点击反应性基团。在一些实施方式中，接合部分包括可聚合(polymerizeable)基团。