[发明专利]多重核酸合成的组合物和方法

说明书

本发明的一些方面涉及设计和产生靶核酸的方法、组合物。具体地，本发明的方面涉及靶多核苷酸的多重合成。

相关申请

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/792,245号的权益和优先权，其通过引用全文纳入本文。

关于序列表

本说明书包括所附序列表，其包括创建于2014年3月13日，名为127662-014001_ST25.txt、大小为2.628字节的文件，其内容通过引用全文纳入本文。

发明领域

本发明的方法和组合物涉及核酸组装，并且具体地涉及高保真、多重核酸组装反应。

背景

重组和合成核酸在研究、工业、农业和医学中有许多应用。可以使用重组和合成核酸来表达和获得大量的多肽，包含酶、抗体、生长因子、受体和其它可用于多种医学、工业或农业目的的多肽。也可以使用重组和合成核酸来产生遗传修饰的生物体，包含修饰的细菌、酵母、哺乳动物、植物和其它生物体。遗传修饰的生物体可以用于研究(例如，疾病的动物模型、理解生物过程的工具等)、工业(例如，作为蛋白表达的宿主生物体、用于产生工业产物的生物反应器、环境补救的工具、分离或修饰具有工业应用的天然化合物等)、农业(例如，具有增加的产率或增加的对疾病或环境压力的抗性的经修饰作物)和用于其它应用。重组和合成核酸也可以用作治疗组合物(例如，用于修饰基因表达、用于基因治疗等)或用作诊断工具(例如，病症的探针等)。

已经开发了多种技术用于修饰存在的核酸(例如，天然存在的核酸)来产生重组核酸。例如，可以使用核酸扩增、诱变、核酸酶消化、连接、克隆和其它技术的多种组合来产生许多不同的重组核酸。经常使用化学合成的多核苷酸作为用于核酸扩增、诱变和克隆的引物或衔接子。

也发展了用于从头核酸组装的技术，其中制备(例如，化学合成)和组装核酸来产生较长的感兴趣的靶核酸。例如，已经开发了不同的多重组装技术用于将寡核苷酸组装成能用于研究、工业、农业和/或医学的较大的合成核酸。因此，需要高保真、低成本的合成多核苷酸的方法。

具体地，当前大量申请重点关注在化学合成多核苷酸，包括来自直接基因组序列数据的合成克隆合成法、大基因库合成法和全合成基因组合成法。多核苷酸合成领域的主要目的是快速廉价地合成大量多核苷酸。多核苷酸合成成本的主要部分是进行多核苷酸合成反应的试剂成本。为了降低该成本，反应可以小体积进行，例如在微流体中进行。

发明内容

本发明的方面涉及产生至少一种靶核酸的方法。在本发明的一些方面，所述方法允许在单一反应体积中合成多种不同靶分子。

在一个方面，提供生成具有预定序列的至少一种靶核酸的方法。所述方法包括(a)提供具有第一多个突出端的多个双链锚定寡核苷酸；(b)提供具有第二多个突出端的多个双链构建寡核苷酸，其中所述第二多个突出端设计为与所述第一多个突出端互补；(c)杂交并连接所述锚定寡核苷酸和所述构建寡核苷酸；和d)任选重复步骤(a)-(c)，从而产生所述至少一种靶核酸。在一些实施方式中，所述第一多个突出端设计为彼此之间相对相互正交。所述第二多个突出端也可设计为彼此之间相对相互正交。在某些实施方式中，所述锚定寡核苷酸或至少多种锚定寡核苷酸连接至支持物。所述支持物可为固体，例如珠。茎环多核苷酸可替代支持物。所述锚定寡核苷酸可固定于相同支持物或各所述锚定寡核苷酸固定于不同支持物。在一些实施方式中，步骤(a)-(d)在单一反应体积中进行。