[发明专利]用于鉴定目的蛋白质的方法

说明书

本技术的公开内容涉及分析细胞或基因文库的方法，所述方法适用于所述文库的高通量分析。特别地，本技术涉及使用自动化机器人技术、信息技术、计算机和声学分配设备的高通量筛选的自动化方法，以鉴定目的蛋白质。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月18日提交的美国临时申请第62/747,661号和于2019年3月26日提交的欧洲专利申请第19165284.1号的权益和优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本技术涉及适用于细胞或基因文库的高通量筛选或分析的方法。特别地，本技术涉及使用自动化机器人技术、信息技术、计算机和声学分配设备对细胞或基因文库进行高通量筛选以鉴定文库成员的自动化方法。文库和文库成员可含有微生物、单细胞生物、原核生物、细菌和古细菌；多细胞生物、真核生物、真菌、酵母、动物和植物细胞。文库和文库成员可含有编码蛋白质、多肽和酶的核酸、核苷酸、多核苷酸、基因、RNA或DNA。对文库和文库成员的分析可为蛋白质、多肽或酶的功能的鉴定，或者为多核苷酸、基因、RNA、DNA、多肽、蛋白质或酶的序列的鉴定。

背景技术

提供以下描述以帮助读者理解。所提供的信息或引用的参考文献均未被认为是现有技术。

高通量筛选(HTS)是指在短时间内筛选大量样品以获得所需分子，并且广泛用于例如药物发现、酶生物学以及其它生物学、生化学和化学领域。通过使用机器人技术、数据处理/控制软件、液体处理设备和灵敏检测器，高通量筛选可快速处理数百万种化学、基因学或药理学测试。HTS程序可快速鉴定调节特定生物分子途径的活性化合物、抗体或基因。这些实验的结果为药物设计和理解特定生化过程在生物学中的相互作用或效用提供了起点。

高通量筛选(HTS)的一个示例是酶进化，也称为定向进化，这是蛋白质工程中使用的一种方法，它模拟自然选择的过程来引导蛋白质或核酸向用户定义的目标发展。这类目标可例如是酶所表现出的某种功能、改进的功能或其它所需的质量。定向进化涉及使基因进行反复的几轮诱变(创建基因变体文库)、选择(在细胞中重组表达这些基因变体，从而创建表达基因变体的细胞文库，以及分离表达具有所需功能的基因变体的文库成员)和扩增(为下一轮分析生成核酸模板)。定向进化既可用于蛋白质工程，作为合理设计修饰蛋白质的替代方法，也可用于在受控实验室环境中研究基本进化原理。

除了蛋白质或核酸的定向进化，高通量筛选可类似地用于鉴定或分析核酸文库，如DNA和RNA、肽、多肽和蛋白质(如酶)以获得所需的属性，所有这些均可在细胞中重组表达以创建细胞文库。高通量筛选中常用的细胞是原核生物，如细菌和古细菌，以及真核生物，如真菌(例如，酵母)，以及动植物细胞系。

尽管近年来高通量筛选技术和用于筛选生物材料、细胞、核酸和蛋白质的执行这些技术所需的设备有所改进，但这些技术仍然很复杂，有时需要人工干预才能执行某些活动。举例来说，通常必须手动执行的步骤包含细胞铺板、挑选单个细胞菌落(随机挑选(hitpicking))、生长和繁殖这些挑选出的细胞，以及分离和测序目的DNA或蛋白质。在高通量筛选期间，由人类以手动方式进行的这类处理成本高、速度慢且容易出错。因此，在本领域中需要在通过自动化进行生物材料的高通量筛选时降低成本、所需时间和错误频率。

发明内容

本文公开了用于高通量筛选文库和基于特定特性(例如，所需蛋白功能的表达，如酶活性、底物特异性、酶稳定性和/或表达滴度)鉴定文库成员的全自动化工作流方法。