[go: up one dir, main page]

RU2788402C2 - Methods and compositions for obtainment of nucleic acid libraries - Google Patents

Methods and compositions for obtainment of nucleic acid libraries Download PDF

Info

Publication number
RU2788402C2
RU2788402C2 RU2019129451A RU2019129451A RU2788402C2 RU 2788402 C2 RU2788402 C2 RU 2788402C2 RU 2019129451 A RU2019129451 A RU 2019129451A RU 2019129451 A RU2019129451 A RU 2019129451A RU 2788402 C2 RU2788402 C2 RU 2788402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nucleic acids
adapter
stranded nucleic
stranded
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2019129451A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019129451A (en
RU2019129451A3 (en
Inventor
Си-Цзюнь ЧЭНЬ
Тарун ХУРАНА
Original Assignee
Иллюмина, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иллюмина, Инк. filed Critical Иллюмина, Инк.
Priority claimed from PCT/US2018/022978 external-priority patent/WO2018175258A1/en
Publication of RU2019129451A publication Critical patent/RU2019129451A/en
Publication of RU2019129451A3 publication Critical patent/RU2019129451A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2788402C2 publication Critical patent/RU2788402C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: group of inventions relates to obtainment of nucleic acid libraries. A method for obtainment of a nucleic acid library includes obtainment of a set of single-stranded nucleic acids or a set of double-stranded nucleic acids with subsequent denaturation of the latter to obtain the set of single-stranded nucleic acids, and ligation of the first and the second adapters.
EFFECT: implementation of the group of inventions allows for simultaneous fragmentation of a genome and ligation of adapters to fragments, thereby simplifying obtainment of a nucleic acid library.
50 cl, 27 dwg, 4 ex

Description

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИRELATED APPLICATIONS

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки США №62/473595, поданной 20 марта 2017 г. под названием «METHODS AND COMPOISTIONS FOR PREPARING NUCLEIC ACID LIBRARIES)) ("СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИБЛИОТЕК НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ"), описание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.[0001] This application claims priority based on U.S. Provisional Application No. 62/473595 filed March 20, 2017 titled "METHODS AND COMPOISTIONS FOR PREPARING NUCLEIC ACID LIBRARIES"), description which is incorporated herein by reference in its entirety.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙSEQUENCE LIST

[0002] Настоящая заявка включает перечень последовательностей в электронном формате. Указанный перечень последовательностей представлен в виде файла с именем ILLINC362WOSEQLIST, созданного 15 марта 2018 г., размером приблизительно 4 кБ. Информация, содержащаяся перечне последовательностей в электронном формате, полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.[0002] This application includes a sequence listing in electronic format. This sequence listing is provided as a file named ILLINC362WOSEQLIST created on March 15, 2018, approximately 4 kB in size. The information contained in the electronic sequence listing is incorporated herein by reference in its entirety.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

[0003] Системы, способы и композиции, предложенные в настоящем документе, относятся к получению библиотек нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации включают получение библиотек нуклеиновых кислот посредством лигирования одноцепочечных нуклеиновых кислот.[0003] The systems, methods, and compositions provided herein relate to the production of nucleic acid libraries. Some implementation options include obtaining libraries of nucleic acids through ligation of single-stranded nucleic acids.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0004] Для быстрого и экономичного определения полной последовательности генома существует несколько технологий секвенирования следующего поколения. Обычно до секвенирования получают библиотеку матричных нуклеиновых кислот из образца двуцепочечной целевой геномной ДНК. Получение образца обычно включает этап фрагментирования ДНК, на котором происходит разрыв крупных цепей ДНК на фрагменты меньшего размера, более подходящие для технологий секвенирования следующего поколения. Часто к концам фрагментов ДНК присоединяют адаптеры, что можно выполнять путем репарации концов ДНК с последующим лигированием адаптеров, или, в последнее время, с использованием системы транспосом. Использование транспосом, представляющих собой комплекс транспозазы и последовательностей транспозонов, позволяет одновременно фрагментировать геном и лигировать адаптеры к фрагментам, тем самым упрощая получение библиотеки. Способы получения библиотек обычно трудоемки и требуют выполнения нескольких этапов, выполняемых оператором, на различных стадиях.[0004] Several next-generation sequencing technologies exist for the rapid and cost-effective determination of a complete genome sequencing. Typically, prior to sequencing, a library of template nucleic acids is obtained from a double-stranded target genomic DNA sample. Sample collection typically includes a DNA fragmentation step that breaks large DNA strands into smaller fragments more suitable for next-generation sequencing technologies. Often, adapters are attached to the ends of DNA fragments, which can be done by DNA end repair followed by adapter ligation, or, more recently, using the transposome system. The use of transposomes, which are a complex of transposase and transposon sequences, makes it possible to simultaneously fragment the genome and ligate adapters to the fragments, thereby simplifying the preparation of the library. Methods for obtaining libraries are usually laborious and require several steps performed by the operator at various stages.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0005] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты; (b) дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; (d) фосфорилирование 5'-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; и (е) лигирование второго адаптера с 5'-концами фосфорилированных лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0005] Some embodiments include a method for obtaining a nucleic acid library, comprising: (a) obtaining a plurality of nucleic acids, said plurality of nucleic acids being single-stranded nucleic acids; (b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; and (e) ligating the second adapter to the 5' ends of the phosphorylated ligated single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, whereby a nucleic acid library is obtained.

[0006] В некоторых вариантах реализации 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован.[0006] In some embodiments, the 5' end of the second adapter is non-phosphorylated.

[0007] В некоторых вариантах реализации второй адаптер прикреплен к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка включает гранулу или проточную ячейку.[0007] In some embodiments, the second adapter is attached to the substrate. In some embodiments, the support includes a bead or flow cell.

[0008] Некоторые варианты реализации также включают удаление нелигированных одноцепочечных первых адаптеров до этапа (е).[0008] Some implementation options also include the removal of unligated single-stranded first adapters prior to step (e).

[0009] Некоторые варианты реализации также включают гибридизацию нелигированных одноцепочечных первых адаптеров с зондом захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера. В некоторых вариантах реализации 3'-конец зонда захвата содержит блокирующую группу. В некоторых вариантах реализации 5'-конец зонда захвата содержит блокирующую группу.[0009] Some implementations also include the hybridization of unligated single-stranded first adapters with a capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a sequence that is complementary to at least a portion of the first adapter. In some embodiments, the 3' end of the capture probe contains a blocking group. In some embodiments, the 5' end of the capture probe contains a blocking group.

[0010] Некоторые варианты реализации также включают гидролиз нелигированных одноцепочечных первых адаптеров. В некоторых вариантах реализации гидролиз нелигированных одноцепочечных первых адаптеров включает приведение нелигированных одноцепочечных первых адаптеров в контакт с 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазой. В некоторых вариантах реализации гидролиз нелигированных одноцепочечных первых адаптеров включает приведение нелигированных одноцепочечных первых адаптеров в контакт с 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазой и 5'-деаденилазой.[0010] Some embodiments also include hydrolysis of non-ligated single stranded first adapters. In some embodiments, hydrolysis of the unligated single stranded first adapters comprises contacting the unligated single stranded first adapters with a 5'-phosphate dependent exonuclease. In some embodiments, hydrolysis of the unligated single strand first adapters comprises contacting the unligated single strand first adapters with a 5' phosphate dependent exonuclease and a 5' deadenylase.

[0011] В некоторых вариантах реализации фосфорилирование 5'-конца лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот включает приведение лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с киназой.[0011] In some embodiments, phosphorylation of the 5' end of the ligated single-stranded nucleic acids comprises bringing the ligated single-stranded nucleic acids into contact with a kinase.

[0012] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой двуцепочечные нуклеиновые кислоты; (b) приведение двуцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с 5'-экзонуклеазой с получением множества модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот с одноцепочечными 3'-выступающими концами; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; (d) денатурацию модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот, лигированных с первыми адаптерами, с получением множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; и (е) лигирование второго адаптера с 5'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0012] Some embodiments include a method for obtaining a nucleic acid library, comprising: (a) obtaining a plurality of nucleic acids, said plurality of nucleic acids being double-stranded nucleic acids; (b) contacting the double-stranded nucleic acids with a 5'-exonuclease to produce a plurality of modified double-stranded nucleic acids with single-stranded 3' overhangs; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the modified double-stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) denaturing the modified double-stranded nucleic acids ligated to the first adapters to produce a plurality of single-stranded nucleic acids; and (e) ligating the second adapter to the 5' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, whereby a nucleic acid library is obtained.

[0013] В некоторых вариантах реализации 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован.[0013] In some embodiments, the 5' end of the second adapter is non-phosphorylated.

[0014] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты; (b) дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; (d) гибридизацию лигированного первого адаптера с зондом захвата; и (е) удлинение зонда захвата и лигирование второго адаптера с 3'-концом удлиненного зонда захвата в присутствии лигазы, причем 3'-конец второго адаптера содержит блокирующую группу, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0014] Some embodiments include a method for obtaining a nucleic acid library, comprising: (a) obtaining a plurality of nucleic acids, said plurality of nucleic acids being single-stranded nucleic acids; (b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) hybridizing the ligated first adapter to the capture probe; and (e) extending the capture probe and ligating the second adapter to the 3' end of the extended capture probe in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the second adapter contains a blocking group, thereby obtaining a nucleic acid library.

[0015] Некоторые варианты реализации также включают удаление гибридизованного лигированного первого адаптера с удлиненного зонда захвата.[0015] Some embodiments also include removing the hybridized ligated first adapter from the extended capture probe.

[0016] В некоторых вариантах реализации зонд захвата прикреплен к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка включает гранулу или проточную ячейку. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит индекс зонда захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит расщепляемый линкер. Некоторые варианты реализации также включают расщепление расщепляемого линкера.[0016] In some embodiments, the capture probe is attached to the substrate. In some embodiments, the support includes a bead or flow cell. In some embodiments, the capture probe contains an index of the capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a cleavable linker. Some embodiments also include cleavage of the cleavable linker.

[0017] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты; (b) дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование линкера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем указанный линкер содержит первый адаптер и второй адаптер, и 3'-конец линкера содержит блокирующую группу; (d) фосфорилирование 5'-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; и (е) снятие защиты с 3'-концов фосфорилированных нуклеиновых кислот и замыкание нуклеиновых кислот со снятой защитой в кольцо, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0017] Some embodiments include a method for obtaining a nucleic acid library, including: (a) obtaining a plurality of nucleic acids, said plurality of nucleic acids being single-stranded nucleic acids; (b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) ligating the linker to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, said linker comprising a first adapter and a second adapter, and the 3' end of the linker containing a blocking group; (d) phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; and (e) deprotection of the 3' ends of the phosphorylated nucleic acids and ring closure of the deprotected nucleic acids, whereby a nucleic acid library is obtained.

[0018] В некоторых вариантах реализации линкер содержит расщепляемый сайт между первым адаптером и вторым адаптером.[0018] In some implementations, the linker contains a cleavable site between the first adapter and the second adapter.

[0019] Некоторые варианты реализации также включают линеаризацию кольцевых нуклеиновых кислот путем расщепления по расщепляемому линкеру. В некоторых вариантах реализации расщепляемый сайт содержит остаток урацила. Некоторые варианты реализации также включают приведение кольцевых нуклеиновых кислот в контакт с урацил-специфическим эксцизионным реагентом. В некоторых вариантах реализации урацил-специфический эксцизионный реагент содержит фермент, выбранный из урацил-ДНК-гликозилазы (UDG) и ДНК-гликозилазы-лиазы эндонуклеазы VTII.[0019] Some embodiments also include linearization of circular nucleic acids by cleavage at a cleavable linker. In some embodiments, the cleavage site contains a uracil residue. Some embodiments also include bringing the circular nucleic acids into contact with a uracil-specific excision reagent. In some embodiments, the uracil-specific excision reagent contains an enzyme selected from uracil DNA glycosylase (UDG) and VTII endonuclease DNA glycosylase lyase.

[0020] Некоторые варианты реализации также включают амплификацию кольцевых нуклеиновых кислот способом, включающим гибридизацию по меньшей мере праймера с первым адаптером или вторым адаптером. В некоторых вариантах реализации амплификация выбрана из ПНР и амплификации по типу катящегося кольца (RCA). В некоторых вариантах реализации амплификация включает приведение кольцевых нуклеиновых кислот в контакт с полимеразой, которая образует линейный продукт при контакте с остатком урацила в матрице.[0020] Some embodiments also include amplifying circular nucleic acids by a method comprising hybridizing at least a primer to a first adapter or a second adapter. In some embodiments, the amplification is selected from NRP and rolling ring amplification (RCA). In some embodiments, amplification comprises contacting the circular nucleic acids with a polymerase that forms a linear product upon contact with a uracil residue in the template.

[0021] В некоторых вариантах реализации дефосфорилирование 5'-конца одноцепочечных нуклеиновых кислот включает приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с фосфатазой.[0021] In some embodiments, dephosphorylation of the 5' end of single-stranded nucleic acids comprises contacting the single-stranded nucleic acids with a phosphatase.

[0022] В некоторых вариантах реализации этапы (b)-(е) выполняют в одном реакционном объеме.[0022] In some embodiments, steps (b)-(e) are performed in a single reaction volume.

[0023] В некоторых вариантах реализации этапы (b)-(e) выполняют в одном реакционном сосуде.[0023] In some embodiments, steps (b)-(e) are performed in a single reaction vessel.

[0024] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер содержит сайт связывания праймера для секвенирования.[0024] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter comprises a sequencing primer binding site.

[0025] В некоторых вариантах реализации первый адаптер содержит последовательность Р7, последовательность Р5 или их комплемент или обратный комплемент. В некоторых вариантах реализации второй адаптер содержит последовательность Р7, последовательность Р5 или их комплемент или обратный комплемент.[0025] In some embodiments, the first adapter comprises a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement. In some embodiments, the second adapter contains a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement.

[0026] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер содержит индекс адаптера (adaptor index). В некоторых вариантах реализации индекс первого адаптера отличается от индекса второго адаптера. В некоторых вариантах реализации индекс адаптера указывает на источник множества нуклеиновых кислот.[0026] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter contains an adapter index. In some implementations, the index of the first adapter is different from the index of the second adapter. In some embodiments, the adapter index indicates the source of the plurality of nucleic acids.

[0027] В некоторых вариантах блокирующая группа содержит 3'-спейсер С3 или дидезоксинуклеотид.[0027] In some embodiments, the blocking group contains a C3 3' spacer or dideoxynucleotide.

[0028] В некоторых вариантах реализации изобретения лигаза содержит лигазу одноцепочечной нуклеиновой кислоты.[0028] In some embodiments, the ligase comprises a single-stranded nucleic acid ligase.

В некоторых вариантах реализации лигирование первого адаптера и/или лигирование второго адаптера выполняют в присутствии агента, вызывающего эффект исключения объема (volume excluding agent). В некоторых вариантах реализации агент, вызывающий эффект исключения объема, выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля (ПЭГ), декстрана, гидроксиэтилкрахмала, фиколла и поливинилпирролидона. В некоторых вариантах реализации первый этап лигирования и/или второй этап лигирования выполняют в реакционном объеме, содержащем по меньшей мере приблизительно 37% (вес/об.) ПЭГ. В некоторых вариантах реализации первый этап лигирования и/или второй этап лигирования выполняют в реакционном объеме, содержащем по меньшей мере приблизительно 60% (вес/об.) ПЭГ.In some embodiments, ligation of the first adapter and/or ligation of the second adapter is performed in the presence of a volume excluding agent. In some embodiments, the exclusion agent is selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), dextran, hydroxyethyl starch, ficoll, and polyvinylpyrrolidone. In some embodiments, the first ligation step and/or the second ligation step is performed in a reaction volume containing at least about 37% (w/v) PEG. In some embodiments, the first ligation step and/or the second ligation step is performed in a reaction volume containing at least about 60% (w/v) PEG.

[0030] В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот содержат РНК. В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот содержат кДНК или геномную ДНК.[0030] In some embodiments, a plurality of nucleic acids comprise RNA. In some embodiments, the plurality of nucleic acids comprise cDNA or genomic DNA.

[0031] В некоторых вариантах реализации средний размер нуклеиновой кислоты из множества нуклеиновых кислот составляет менее приблизительно 200 нуклеотидов.[0031] In some embodiments, the average nucleic acid size of a plurality of nucleic acids is less than about 200 nucleotides.

[0032] В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот получают из низкокачественного источника нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот получают из фиксированного образца.[0032] In some embodiments, a plurality of nucleic acids are obtained from a low quality nucleic acid source. In some embodiments, a plurality of nucleic acids are obtained from a fixed sample.

[0033] Некоторые варианты реализации также включают амплификацию библиотеки нуклеиновых кислот.[0033] Some embodiments also include amplification of a nucleic acid library.

[0034] Некоторые варианты реализации также включают получение данных о последовательностях из библиотеки нуклеиновых кислот.[0034] Some embodiments also include obtaining sequence data from a nucleic acid library.

[0035] Некоторые варианты реализации включают библиотеку нуклеиновых кислот, полученную способом согласно любому из вышеуказанных вариантов реализации.[0035] Some embodiments include a nucleic acid library obtained by a method according to any of the above embodiments.

[0036] Некоторые варианты реализации включают набор, содержащий: первый адаптер, причем 3'-конец указанного первого адаптера содержит блокирующую группу, причем первый адаптер содержит последовательность Р7, последовательность Р5 или их комплемент или обратный комплемент; лигазу; и компонент, выбранный из группы, состоящей из агента, вызывающего эффект исключения объема, киназы, фосфатазы, 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазы, 5'-деаденилазы, полимеразы, образующей линейный продукт при контакте с остатком урацила в матрице, урацил-специфического эксцизионного реагента, и второй адаптер, причем указанный второй адаптер содержит последовательность Р7, последовательность Р5 или их комплемент или обратный комплемент. В некоторых вариантах реализации линкер содержит первый и второй адаптеры.[0036] Some embodiments include a set comprising: a first adapter, the 3' end of said first adapter having a blocking group, the first adapter having a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement; ligase; and a component selected from the group consisting of a volume exclusion agent, a kinase, a phosphatase, a 5'-phosphate dependent exonuclease, a 5'-deadenylase, a polymerase forming a linear product upon contact with a uracil residue in a matrix, a uracil-specific excision a reagent, and a second adapter, said second adapter comprising a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement. In some embodiments, the linker includes first and second adapters.

[0037] Некоторые варианты реализации включают реакционный сосуд, содержащий реакционный объем, содержащий: множество нуклеиновых кислот; первый адаптер, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; лигазу; и агент, вызывающий эффект исключения объема.[0037] Some embodiments include a reaction vessel containing a reaction volume containing: a plurality of nucleic acids; the first adapter, and the 3'-end of the first adapter contains a blocking group; ligase; and an agent causing a volume exclusion effect.

[0038] В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты.[0038] In some embodiments, the plurality of nucleic acids are single-stranded nucleic acids.

[0039] В некоторых вариантах реализации первый адаптер лигирован с 3'-концами множества одноцепочечных нуклеиновых кислот, тем самым образуя множество модифицированных одноцепочечных нуклеиновых кислот.[0039] In some embodiments, the first adapter is ligated to the 3' ends of a plurality of single-stranded nucleic acids, thereby forming a plurality of modified single-stranded nucleic acids.

[0040] В некоторых вариантах реализации нелигированный первый адаптер гибридизован с зондом захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера.[0040] In some embodiments, the unligated first adapter is hybridized to a capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a sequence that is complementary to at least a portion of the first adapter.

[0041] В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот представляет собой двуцепочечные нуклеиновые кислоты с 3'-выступающими концами. В некоторых вариантах реализации первый адаптер лигирован с 3'-концами множества двуцепочечных нуклеиновых кислот с 3'-выступающими концами, тем самым образуя множество модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот.[0041] In some embodiments, the plurality of nucleic acids are double-stranded nucleic acids with 3' overhangs. In some embodiments, the first adapter is ligated to the 3' ends of a plurality of double-stranded nucleic acids with 3' overhangs, thereby forming a plurality of modified double-stranded nucleic acids.

[0042] Некоторые варианты реализации также включают второй адаптер. В некоторых вариантах реализации 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован.[0042] Some implementations also include a second adapter. In some embodiments, the 5' end of the second adapter is non-phosphorylated.

[0043] Некоторые варианты реализации также включают дефосфорилирующий агент. В некоторых вариантах реализации дефосфорилирующий агент содержит фосфатазу. В некоторых вариантах реализации указанная фосфатаза инактивирована.[0043] Some embodiments also include a dephosphorylating agent. In some embodiments, the dephosphorylating agent comprises a phosphatase. In some embodiments, said phosphatase is inactivated.

[0044] В некоторых вариантах реализации агент, вызывающий эффект исключения объема, выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля (ПЭГ), декстрана, гидроксиэтилкрахмала, фиколла и поливинилпирролидона. В некоторых вариантах реализации реакционный объем содержит по меньшей мере приблизительно 37% (вес/об.) ПЭГ. В некоторых вариантах реализации реакционный объем содержит по меньшей мере приблизительно 60% (вес/об.) ПЭГ.[0044] In some embodiments, the exclusion agent is selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), dextran, hydroxyethyl starch, ficoll, and polyvinylpyrrolidone. In some embodiments, the reaction volume contains at least about 37% (w/v) PEG. In some embodiments, the reaction volume contains at least about 60% (w/v) PEG.

[0045] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер содержит сайт связывания праймера для секвенирования.[0045] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter comprises a sequencing primer binding site.

[0046] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер содержит индекс адаптера. В некоторых вариантах реализации индекс первого адаптера отличается от индекса второго адаптера. В некоторых вариантах реализации индекс адаптера указывает на источник множества одноцепочечных нуклеиновых кислот.[0046] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter contains an adapter index. In some implementations, the index of the first adapter is different from the index of the second adapter. In some embodiments, the adapter index indicates the source of the plurality of single-stranded nucleic acids.

[0047] В некоторых вариантах блокирующая группа содержит 3'-спейсер С3 или дидезоксинуклеотид. В некоторых вариантах реализации блокирующая группа содержит 3'-спейсер С3.[0047] In some embodiments, the blocking group contains a C3 3' spacer or a dideoxynucleotide. In some embodiments, the blocking group contains a C3 3' spacer.

[0048] В некоторых вариантах реализации лигаза содержит лигазу одноцепочечной нуклеиновой кислоты.[0048] In some embodiments, the ligase comprises a single-stranded nucleic acid ligase.

[0049] В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот содержат РНК. В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот содержат кДНК или геномную ДНК.[0049] In some embodiments, a plurality of nucleic acids comprise RNA. In some embodiments, the plurality of nucleic acids comprise cDNA or genomic DNA.

[0050] В некоторых вариантах реализации множество одноцепочечных нуклеиновых кислот получают из низкокачественного источника нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах реализации множество нуклеиновых кислот получают из фиксированного образца.[0050] In some embodiments, a plurality of single-stranded nucleic acids are obtained from a low quality source of nucleic acid. In some embodiments, a plurality of nucleic acids are obtained from a fixed sample.

[0051] Некоторые варианты реализации включают проточную ячейку, содержащую реакционный сосуд согласно любому из вышеуказанных вариантов реализации.[0051] Some embodiments include a flow cell containing a reaction vessel according to any of the above embodiments.

[0052] Некоторые варианты реализации включают систему, содержащую реакционный сосуд согласно любому из вышеуказанных вариантов реализации, и детектор для получения данных секвенирования.[0052] Some embodiments include a system comprising a reaction vessel according to any of the above embodiments and a detector for obtaining sequencing data.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0053] Фиг. 1 представляет собой схему способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот в соответствии с одним вариантом реализации. Двуцепочечную нуклеиновую кислоту денатурируют с образованием одноцепочечной нуклеиновой кислоты, и библиотеку можно получить, дефосфорилируя 5'-конец одноцепочечной нуклеиновой кислоты, лигируя Р7'-адаптер, содержащий 3'-блокирующую группу, с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты, повторно фосфорилируя 5'-конец лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты и лигируя адаптер Р5, содержащий нефосфорилированный 5'-конец, с 5'-концом лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты.[0053] FIG. 1 is a diagram of a method for obtaining a single-stranded nucleic acid library, in accordance with one embodiment. The double-stranded nucleic acid is denatured to a single-stranded nucleic acid, and a library can be obtained by dephosphorylation of the 5' end of the single-stranded nucleic acid, ligating a P7' adapter containing a 3' blocking group to the 3' end of the single-stranded nucleic acid, re-phosphorylating the 5' - end of the ligated single-stranded nucleic acid and ligating the P5 adapter containing the non-phosphorylated 5' end to the 5' end of the ligated single-stranded nucleic acid.

[0054] Фиг. 2 представляет собой схему способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот в соответствии с одним вариантом реализации. Двуцепочечную нуклеиновую кислоту частично гидролизуют 5'-экзонуклеазой с образованием двуцепочечной нуклеиновой кислоты с 3'-выступающими концами, денатурируют с образованием одноцепочечной нуклеиновой кислоты, адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу, можно лигировать с 3'-концами двуцепочечной нуклеиновой кислоты с 3'-выступающими концами, лигированную двуцепочечную нуклеиновую кислоту с 3'-выступающими концами можно денатурировать с образованием одноцепочечной нуклеиновой кислоты, а адаптер Р5, содержащий нефосфорилированный 5'-конец, можно лигировать с 5'-концом лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты.[0054] FIG. 2 is a diagram of a method for obtaining a single-stranded nucleic acid library, in accordance with one embodiment. The double-stranded nucleic acid is partially hydrolyzed with 5'-exonuclease to form a double-stranded nucleic acid with 3'-overhanging ends, denatured to form a single-stranded nucleic acid, the P7' adapter containing a 3'-blocking group can be ligated to the 3' ends of the double-stranded nucleic acid with 3' overhang, a ligated 3' overhang double stranded nucleic acid can be denatured to form a single stranded nucleic acid, and a P5 adapter containing a non-phosphorylated 5' end can be ligated to the 5' end of the ligated single stranded nucleic acid.

[0055] На фиг.3 изображена схема способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот с использованием гранул в соответствии с одним вариантом реализации. Библиотеку можно получить путем дефосфорилирования 5'-конца одноцепочечной нуклеиновой кислоты, лигирования Р5'-адаптера, содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты, гибридизации первого продукта лигирования с зондом захвата Р5, присоединенным к грануле, удлинения зонда захвата, удаления гибридизированного первого продукта лигирования с удлиненного зонда захвата и лигирования адаптера Р7', содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом удлиненного зонда захвата.[0055] FIG. 3 is a diagram of a method for obtaining a single-stranded nucleic acid library using beads, in accordance with one embodiment. The library can be obtained by dephosphorylation of the 5' end of the single stranded nucleic acid, ligation of the P5' adapter containing the 3' blocking group to the 3' end of the single stranded nucleic acid, hybridization of the first ligation product with a P5 capture probe attached to the bead, extension of the probe capture, removing the hybridized first ligation from the extended capture probe, and ligating the P7' adapter containing the 3' blocking group to the 3' end of the extended capture probe.

[0056] Фиг. 4А представляет собой схему способа получения библиотеки кольцевых одноцепочечных нуклеиновых кислот в соответствии с одним вариантом реализации. Двуцепочечную нуклеиновую кислоту денатурируют с образованием одноцепочечной нуклеиновой кислоты, и можно получить библиотеку, дефосфорилируя 5'-конец одноцепочечной нуклеиновой кислоты, лигируя линкер, содержащий Р7'-адаптер, расщепляемый сайт ("U"), адаптер Р5, содержащий 3'-блокирующую группу ("R"), с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты; повторно фосфорилируя 5'-конец лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты; снимая защиту с 3'-конца лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты и замыкая нуклеиновые кислоты со снятой защитой в кольцо с образованием члена библиотеки, содержащей кольцевые одноцепочечные нуклеиновые кислоты.[0056] FIG. 4A is a diagram of a method for preparing a library of circular single-stranded nucleic acids, in accordance with one embodiment. The double-stranded nucleic acid is denatured to a single-stranded nucleic acid, and a library can be prepared by dephosphorylating the 5' end of the single-stranded nucleic acid, ligating a linker containing a P7' adapter, a cleavage site ("U"), a P5 adapter containing a 3' blocking group ("R"), with the 3' end of a single-stranded nucleic acid; rephosphorylating the 5' end of the ligated single stranded nucleic acid; deprotecting the 3' end of the ligated single stranded nucleic acid; and circulating the deprotected nucleic acids to form a library member containing circular single stranded nucleic acids.

[0057] Фиг. 4В представляет собой схему, на которой кольцевую нуклеиновую кислоту согласно фиг. 4В можно перевести в линейную форму, расщепляя расщепляемый сайт ("U"), или амплифицировать посредством ПНР или амплификации по принципу катящегося кольца (RCA).[0057] FIG. 4B is a diagram in which the circular nucleic acid of FIG. 4B can be linearized by cleavage site ("U") cleavage, or amplified by PCR or rolling ring amplification (RCA).

[0058] Фиг. 5 представляет собой схему способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот, включающего вариант реализации, показанный на фиг. 1. На фиг. 5 зонд захвата, содержащий последовательность Р7, гибридизуют с адаптером Р7', лигированным с нуклеиновой кислотой-мишенью, и с избытком нелигированных адаптеров Р7'. Гибридизация зонда захвата с нелигированными адаптерами Р7' ингибирует лигирование нелигированных адаптеров Р7' с другими нуклеиновыми кислотами.[0058] FIG. 5 is a diagram of a method for obtaining a library of single-stranded nucleic acids, including the embodiment shown in FIG. 1. In FIG. 5, a capture probe containing the P7 sequence is hybridized to the P7' adapter ligated to the target nucleic acid and to an excess of unligated P7' adapters. Hybridization of the capture probe with unligated P7' adapters inhibits ligation of unligated P7' adapters with other nucleic acids.

[0059] Фиг. 6 представляет собой схему способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот в соответствии с одним вариантом реализации. Двуцепочечную нуклеиновую кислоту денатурируют с образованием одноцепочечной нуклеиновой кислоты, и можно получить библиотеку, дефосфорилируя 5'-конец одноцепочечной нуклеиновой кислоты, лигируя Р7'-адаптер, содержащий 3'-блокирующую группу, с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты, удаляя избыток нелигированных одноцепочечных адаптеров Р7' посредством гидролиза 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазы и 5'-деаденилазы, повторно фосфорилируя 5'-конец лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты и лигируя адаптер Р5, содержащий нефосфорилированный 5'-конец, с 5'-концом лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты.[0059] FIG. 6 is a diagram of a method for obtaining a single-stranded nucleic acid library, in accordance with one embodiment. The double-stranded nucleic acid is denatured to a single-stranded nucleic acid, and a library can be prepared by dephosphorylation of the 5' end of the single-stranded nucleic acid, ligating the P7' adapter containing the 3'-blocking group to the 3'-end of the single-stranded nucleic acid, removing excess unligated single-stranded nucleic acids. P7' adapters by hydrolyzing 5'-phosphate dependent exonuclease and 5'-deadenylase, rephosphorylating the 5' end of the ligated single stranded nucleic acid and ligating the P5 adapter containing the unphosphorylated 5' end to the 5' end of the ligated single stranded nucleic acid.

[0060] На фиг. 7 изображены результаты эксперимента по дефосфорилированию 5'-конца 60-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'ОН-60-Phos 5') и подтверждение того, что продукты (3'ОН-60-OH 5') не могут образовывать конкатемеры. Верхняя панель представляет собой схему, на которой показано дефосфорилирование. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0060] FIG. 7 shows the results of an experiment to dephosphorylate the 5' end of a 60-mer single stranded nucleic acid (3'OH-60-Phos 5') and confirm that the products (3'OH-60-OH 5') cannot form concatemers. The top panel is a diagram showing dephosphorylation. The table shows the conditions for carrying out reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0061] На фиг. 8 изображены результаты эксперимента по лигированию 64-членного адаптера Р7' (3'C3-P7-phos 5'), содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом дефосфорилированной 60-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'ОН-60-OH 5'). Верхняя панель представляет собой схему, на которой показано лигирование. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0061] FIG. 8 shows the results of an experiment on the ligation of a 64-mer adapter P7' (3'C3-P7-phos 5') containing a 3'-blocking group, with the 3'-end of a dephosphorylated 60-mer single-stranded nucleic acid (3'OH-60- OH 5'). The top panel is a diagram showing ligation. The table shows the conditions for carrying out reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0062] На фиг. 9 изображены результаты эксперимента по повторному фосфорилированию 5'-конца 124-членной дефосфорилированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты, содержащей лигированный 64-членный адаптер с 3' блокирующей группой (3'С3-Р7-60-ОН). Верхняя панель представляет собой схему, на которой показана киназная реакция. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0062] In FIG. 9 shows the results of a 5' rephosphorylation experiment on a 124-mer dephosphorylated single-stranded nucleic acid containing a ligated 64-mer adapter with a 3' blocking group (3'C3-P7-60-OH). The top panel is a diagram showing the kinase reaction. The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0063] На фиг. 10 изображены результаты эксперимента по лигированию 60-членного адаптера Р5, содержащего нефосфорилированный 5'-конец (5'P5-OH), с 5'-концом 124-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'C3-60-B2-Phos). 124-членная одноцепочечная нуклеиновая кислота содержит лигированный 64-членный адаптер с 3'-блокирующей группой (3'C3-P7-phos 5'). Верхняя панель представляет собой схему, на которой показано лигирование. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0063] FIG. 10 shows the results of an experiment ligating a 60-mer P5 adapter containing a non-phosphorylated 5' end (5'P5-OH) to the 5' end of a 124-mer single-stranded nucleic acid (3'C3-60-B2-Phos). The 124-mer single-stranded nucleic acid contains a ligated 64-mer adapter with a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5'). The top panel is a diagram showing ligation. The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0064] На фиг. 11 изображены результаты эксперимента по лигированию 64-членного адаптера Р7', содержащего 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), с 3'-концом одноцепочечной дефосфорилированной бесклеточной ДНК (бкДНК). В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0064] FIG. 11 shows the results of an experiment for ligating a 64-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5') to the 3' end of single-stranded dephosphorylated cell-free DNA (bcDNA). The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0065] На фиг. 12 изображены результаты эксперимента, в котором дефосфорилированную бкДНК (бкДНК [Apex]) обрабатывали киназой (PNK) и лигировали 64-членный адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), с 3'-концом повторно фосфорилированной бкДНК. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0065] FIG. 12 shows the results of an experiment in which dephosphorylated bcDNA (bcDNA [Apex]) was treated with kinase (PNK) and a 64-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5') was ligated to 3' -end of the rephosphorylated bcDNA. The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0066] На фиг. 13 изображены результаты эксперимента, в котором 64-членный адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), лигировали с 3'-концом дефосфорилированной бкДНК, полученный первый лигированный продукт (3'С3-Р7-бкДНК-phos 5') обрабатывали киназой (PNK) и лигировали 60-членный адаптер Р5 с нефосфорилированным 5'-концом (5P5'-OH) с 3'-концом первого продукта лигирования с образованием второго продукта лигирования (Р7'-бкДНК-Р5). В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0066] FIG. 13 shows the results of an experiment in which a 64-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5') was ligated to the 3' end of the dephosphorylated bcDNA, resulting in the first ligated product (3'C3- P7-bcDNA-phos 5') was treated with kinase (PNK) and a 60-mer P5 adapter with a non-phosphorylated 5'-end (5P5'-OH) was ligated to the 3'-end of the first ligation product to form a second ligation product (P7'-bcDNA -P5). The table shows the conditions for carrying out reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0067] На фиг. 14 изображены гели, демонстрирующие продукты лигирования из примера 2, и продукты амплификации продуктов лигирования «Экстракт В1» и «Экстракт В2». На дорожке 'Ref экстракт В1 обозначен двумя черными прямоугольниками, а экстракт В2 - одним белым прямоугольником.[0067] FIG. 14 shows gels showing the ligations from Example 2 and amplification products of the ligations "Extract B1" and "Extract B2". In lane 'Ref, extract B1 is marked with two black boxes and extract B2 with one white box.

[0068] На фиг. 15 изображена электрофореграмма амплифицированных продуктов лигирования «Экстракт В1» и «Экстракт В2». Пики представляют собой праймер-димер длиной 126 п.о. (Р7'-Р5), разновидности длиной 292 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5) и 480 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5).[0068] FIG. 15 shows the electropherogram of the amplified ligation products "Extract B1" and "Extract B2". The peaks are a 126 bp primer-dimer. (P7'-P5), varieties 292 bp long. (P7'-bcDNA-P5) and 480 bp. (P7'-bcDNA-P5).

[0069] На фиг. 16 изображены гели, демонстрирующие результаты использования грануд SPRI в различных соотношениях для экстракции продуктов амплификации.[0069] FIG. 16 shows gels showing the results of using SPRI pellets at different ratios to extract amplification products.

[0070] На фиг.17 изображены результаты эксперимента по лигированию 63-членного адаптера Р7', содержащего 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-Phos 5'), с 3'-концом одноцепочечной дефосфорилированной бкДНК. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0070] FIG. 17 shows the results of an experiment for ligating a 63-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-Phos 5') to the 3' end of a single-stranded dephosphorylated bcDNA. The table shows the conditions for carrying out reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0071] На фиг. 18 изображены результаты эксперимента по лигированию 60-членного адаптера Р5, содержащего нефосфорилированный 5'-конец (5'P5-OH), с 3'-концом первого продукта лигирования (3'С3-Р7'-бкДНК-phos5') в присутствии 63-членного зонда захвата Р7 (3'С3-Р7-С35'), содержащего 5'- и 3'-блокирующие группы. Верхняя панель представляет собой схему, на которой показано лигирование. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0071] In FIG. 18 shows the results of an experiment on the ligation of a 60-mer P5 adapter containing a non-phosphorylated 5' end (5'P5-OH) with the 3' end of the first ligation product (3'C3-P7'-bcDNA-phos5') in the presence of 63 α-membered capture probe P7 (3'C3-P7-C35') containing 5'- and 3'-blocking groups. The top panel is a diagram showing ligation. The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0072] На фиг. 19 изображен анализ электрофореграммы амплифицированных продуктов лигирования «Экстракт В1» и «Экстракт В2». Пики представляют собой праймер-димер длиной 126 п.о. (Р7'-Р5), разновидности длиной 292 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5) и 480 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5).[0072] FIG. 19 shows the analysis of the electrophoregram of the amplified ligation products "Extract B1" and "Extract B2". The peaks are a 126 bp primer-dimer. (P7'-P5), varieties 292 bp long. (P7'-bcDNA-P5) and 480 bp. (P7'-bcDNA-P5).

[0073] На фиг. 20 изображены гели продуктов лигирования до амплификации, после амплификации и после экстракции с гранулами SPRI.[0073] FIG. 20 shows gels of ligation products before amplification, after amplification, and after extraction with SPRI beads.

[0074] На фиг. 21 изображены результаты эксперимента по лигированию 39-членного олигонуклеотида 1 с дефосфорилированным 5'-концом (5'OH-олиго 1-OH3'), с 37-членным олигонуклеотидом 2 с фосфорилированной 3'-блокирующей группой (5'phos-Oligo 2-phos3') в присутствии различных концентраций полиэтиленгликоля (PEG). В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0074] FIG. 21 shows the results of an experiment on the ligation of 39-mer oligonucleotide 1 with a dephosphorylated 5'-end (5'OH-oligo 1-OH3'), with a 37-mer oligonucleotide 2 with a phosphorylated 3'-blocking group (5'phos-Oligo 2- phos3') in the presence of various concentrations of polyethylene glycol (PEG). The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0075] На фиг. 22 изображены результаты эксперимента по лигированию олигонуклеотида 1 длиной 39 п.о. с дефосфорилированным 5'-концом (5'OH-олиго 1-OH3'), с олигонуклеотидом 2 длиной 37 п.о. с фосфорилированной 3'-блокирующей группой (5'phos-Oligo 2-phos3') при различных соотношениях «олигонуклеотид 1 : олигонуклеотид 2». В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0075] FIG. 22 shows the results of the 39 bp oligonucleotide 1 ligation experiment. with dephosphorylated 5'-end (5'OH-oligo 1-OH3'), with 37 bp oligonucleotide 2 with a phosphorylated 3'-blocking group (5'phos-Oligo 2-phos3') at different ratios of "oligonucleotide 1 : oligonucleotide 2". The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0076] На фиг. 23 изображены результаты эксперимента по лигированию олигонуклеотида 1 длиной 39 п.о. с дефосфорилированным 5'-концом (5'OH-олиго 1-OH3'), с олигонуклеотидом 2 длиной 37 п.о. с фосфорилированной 3'-блокирующей группой (5'phos-Oligo 2-phos3') при различном количестве лигазы (CIRCLIGASE). В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0076] FIG. 23 shows the results of the 39 bp oligonucleotide 1 ligation experiment. with dephosphorylated 5'-end (5'OH-oligo 1-OH3'), with 37 bp oligonucleotide 2 with a phosphorylated 3'-blocking group (5'phos-Oligo 2-phos3') with different amounts of ligase (CIRCLIGASE). The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0077] На фиг. 24 изображены результаты эксперимента по лигированию 37-членного олигонуклеотида 2 с фосфорилированной 3'-блокирующей группой (5'phos-Oligo 2-phos3') с 39-членным олигонуклеотидом 1 с дефосфорилированным 5'-концом (5'OH-олиго 1-OH3'), конъюгированным с гранулами. Продукты лигирования анализировали путем отщепления от гранул с использованием урацил-ДНК-гликозилазы (UDG), которая расщепляла сайт урацила в олигонуклеотиде 1. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0077] FIG. 24 shows the results of an experiment on the ligation of 37-mer oligonucleotide 2 with a phosphorylated 3' blocking group (5'phos-Oligo 2-phos3') to a 39-mer oligonucleotide 1 with a dephosphorylated 5'-end (5'OH-oligo 1-OH3 ') conjugated to the beads. The ligation products were analyzed by cleavage from the beads using uracil-DNA glycosylase (UDG), which cleaved the uracil site in oligonucleotide 1. The table shows the reaction and analysis conditions in the gel shown in the bottom panel.

[0078] На фиг. 25 изображены результаты эксперимента по лигированию 37-членного олигонуклеотида 2 с фосфорилированной 3'-блокирующей группой (5'phos-Oligo 2-phos3') с 39-членным олигонуклеотидом 1 с дефосфорилированным 5'-концом (5'OH-олиго 1-OH3'), конъюгированным с гранулами, в конечном реакционном объеме, содержащем 45% ПЭГ. В таблице приведены условия проведения реакций и анализа в геле, показанном на нижней панели.[0078] FIG. 25 shows the results of an experiment on the ligation of 37-mer oligonucleotide 2 with a phosphorylated 3' blocking group (5'phos-Oligo 2-phos3') to a 39-mer oligonucleotide 1 with a dephosphorylated 5'-end (5'OH-oligo 1-OH3 ') conjugated to the beads in a final reaction volume containing 45% PEG. The table shows the conditions for conducting reactions and analysis in the gel shown in the bottom panel.

[0079] На фиг. 26 изображена схема способа получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот с использованием гранул в соответствии с одним вариантом реализации. Библиотеку можно получить путем дефосфорилирования 5'-конца одноцепочечной нуклеиновой кислоты, лигирования Р5'-адаптера, содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты, гибридизации первого продукта лигирования с зондом захвата Р5, присоединенным к проточной ячейке, удлинения зонда захвата, удаления гибридизированного первого продукта лигирования с удлиненного зонда захвата, гибридизации комплементарных праймеров, лигирования адаптера Р7', содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом удлиненного зонда захвата, и денатурирования комплементарных праймеров.[0079] FIG. 26 is a diagram of a method for preparing a single-stranded nucleic acid library using beads, in accordance with one embodiment. The library can be obtained by dephosphorylation of the 5' end of the single stranded nucleic acid, ligation of the P5' adapter containing the 3' blocking group to the 3' end of the single stranded nucleic acid, hybridization of the first ligation product with a P5 capture probe attached to the flow cell, extension capture probe, removing the hybridized first ligation from the extended capture probe, hybridizing the complementary primers, ligating the P7' adapter containing the 3' blocking group to the 3' end of the extended capture probe, and denaturing the complementary primers.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0080] Варианты реализации систем, способов и композиций, предложенные в настоящем документе, относятся к получению библиотек нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации включают лигирование одноцепочечных нуклеиновых кислот с адаптерами для получения библиотек нуклеиновых кислот из небольших количеств исходных нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации включают лигирование двухцепочечных нуклеиновых кислот с 3'-выступающими концами с адаптерами для получения библиотек нуклеиновых кислот из небольших количеств исходных нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации включают лигирование одноцепочечных нуклеиновых кислот с линкерами, содержащими адаптеры, для получения библиотек кольцевых нуклеиновых кислот из небольших количеств исходных нуклеиновых кислот.[0080] Embodiments of the systems, methods, and compositions provided herein relate to the production of nucleic acid libraries. Some implementations include the ligation of single-stranded nucleic acids with adapters to obtain libraries of nucleic acids from small amounts of original nucleic acids. Some implementations include the ligation of double-stranded nucleic acids with 3'-protruding ends with adapters to obtain libraries of nucleic acids from small amounts of original nucleic acids. Some implementations include the ligation of single-stranded nucleic acids with linkers containing adapters to obtain libraries of circular nucleic acids from small amounts of original nucleic acids.

[0081] В одном варианте реализации одноцепочечные нуклеиновые кислоты получают путем уменьшения вероятности самоконкатемеризации реагирующих соединений. Например, для лигирования 3'-адаптера с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты 3'-адаптер может содержать блокирующую группу, которая ингибирует самоконкатемеризацию. Аналогичным образом, 5'-конец одноцепочечной нуклеиновой кислоты можно дефосфорилировать для ингибирования самоконкатемеризации. Продукты данной реакции лигирования могут включать лигированную одноцепочечную нуклеиновую кислоту, содержащую 3'-блокирующую группу. В некоторых вариантах реализации обнаружено, что лигирование 3'-адаптера с 3'-концом одноцепочечной нуклеиновой кислоты является высокоэффективным и выполняется в присутствии агента, вызывающего эффект исключения объема. 5'-конец лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты, содержащей 3'-блокирующую группу, можно дефосфорилировать, так что с ее 5'-концом можно лигировать 5'-адаптер. Для лигирования 5'-адаптера с 5'-концом повторно фосфорилированной лигированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты, содержащей 3'-блокирующую группу, 5'-адаптер может содержать дефосфорилированный 5'-конец для ингибирования самоконкатемеризации. Продукт данной реакции лигирования может включать одноцепочечную нуклеиновую кислоту, содержащую 5'-адаптер и 3'-адаптер. Адаптеры могут содержать сайты праймеров для секвенирования, сайты праймеров для амплификации и индексы. В настоящем документе термин «индекс» может включать последовательность нуклеотидов, которую можно использовать в качестве молекулярного идентификатора и/или штрих-кода для маркировки нуклеиновой кислоты и/или для идентификации источника нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах реализации индекс можно использовать для идентификации одиночной нуклеиновой кислоты или субпопуляции нуклеиновых кислот. В некоторых вариантах реализации библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот можно получить в одном реакционном сосуде в одном объеме. Кроме того, варианты реализации, предложенные в настоящем документе, могут снизить вероятность образования праймер-димерных продуктов в последующих реакциях амплификации.[0081] In one embodiment, single-stranded nucleic acids are produced by reducing the likelihood of self-concatemerization of reacting compounds. For example, to ligate a 3' adapter to the 3' end of a single stranded nucleic acid, the 3' adapter may contain a blocking group that inhibits self-concatemerization. Similarly, the 5' end of a single stranded nucleic acid can be dephosphorylated to inhibit self-concatemerization. The products of this ligation reaction may include a ligated single stranded nucleic acid containing a 3' blocking group. In some embodiments, ligation of the 3' adapter to the 3' end of a single stranded nucleic acid is found to be highly efficient and is performed in the presence of a volume exclusion agent. The 5' end of a ligated single stranded nucleic acid containing a 3' blocking group can be dephosphorylated so that a 5' adapter can be ligated to its 5' end. For ligation of the 5' adapter to the 5' end of a rephosphorylated ligated single stranded nucleic acid containing a 3' blocking group, the 5' adapter may contain a dephosphorylated 5' end to inhibit self-concatemerization. The product of this ligation reaction may include a single stranded nucleic acid containing a 5' adapter and a 3' adapter. Adapters may contain sequencing primer sites, amplification primer sites, and indices. As used herein, the term "index" may include a nucleotide sequence that can be used as a molecular identifier and/or a barcode to label a nucleic acid and/or to identify a nucleic acid source. In some embodiments, the index can be used to identify a single nucleic acid or a subset of nucleic acids. In some embodiments, single-stranded nucleic acid libraries can be prepared in a single reaction vessel in a single volume. In addition, the embodiments provided herein may reduce the likelihood of primer-dimer products being generated in subsequent amplification reactions.

[0082] Пример способа согласно одному варианту реализации приведен на фиг. 1. Как проиллюстрировано, 5'-концы одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней дефосфорилируют во избежание образования конкатемеров на последующих стадиях лигирования. Первые адаптеры лигируют с 3'-концами дефосфорилированных мишеней с использованием одноцепочечной лигазы. Во избежание образования конкатемеров первых адаптеров можно заблокировать 3'-концы первых адаптеров. 5'-концы лигированных мишеней повторно фосфорилируют с помощью киназы, и лигируют второй адаптер с 5'-концами дефосфорилированных мишеней с использованием одноцепочечной лигазы, тем самым формируя библиотеку нуклеиновых кислот. Во избежание образования конкатемеров вторых адаптеров можно не фосфорилировать 5'-концы вторых адаптеров.[0082] An example of a method according to one embodiment is shown in FIG. 1. As illustrated, the 5' ends of single-stranded target nucleic acids are dephosphorylated to avoid formation of concatemers in subsequent ligation steps. The first adapters are ligated to the 3' ends of the dephosphorylated targets using single strand ligase. To avoid the formation of concatemers of the first adapters, the 3' ends of the first adapters can be blocked. The 5' ends of the ligated targets are rephosphorylated with a kinase, and a second adapter is ligated to the 5' ends of the dephosphorylated targets using a single strand ligase, thereby forming a nucleic acid library. To avoid the formation of second adapter concatemers, the 5' ends of the second adapters may not be phosphorylated.

[0083] Еще один пример способа согласно одному варианту реализации приведен на фиг. 2, где адаптеры лигируют с двуцепочечными нуклеиновыми кислотами с 3'-выступающими концами. В некоторых вариантах реализации первый адаптер можно лигировать с 3'-концами двуцепочечных нуклеиновых кислот с 3'-выступающими концами. Во избежание образования конкатемеров первых адаптеров можно заблокировать 3'-концы первых адаптеров. Двуцепочечные нуклеиновые кислоты, лигированные с первыми адаптерами, можно денатурировать с получением множества одноцепочечных нуклеиновых кислот. Второй адаптер можно лигировать с 5'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот.[0083] Another example of a method according to one embodiment is shown in FIG. 2 where the adapters are ligated to double-stranded nucleic acids with 3' overhangs. In some embodiments, the first adapter may be ligated to the 3' ends of double-stranded nucleic acids with 3' overhangs. To avoid the formation of concatemers of the first adapters, the 3' ends of the first adapters can be blocked. Double-stranded nucleic acids ligated to the first adapters can be denatured to produce a plurality of single-stranded nucleic acids. The second adapter can be ligated to the 5' ends of single stranded nucleic acids.

[0084] Еще один пример способа согласно одному варианту реализации приведен на фиг .3, на котором библиотеку нуклеиновых кислот можно получить с использованием адаптеров, присоединенных к гранулам. В некоторых таких вариантах реализации первый адаптер лигируют с 3'-концами дефосфорилированных мишеней с использованием одноцепочечной лигазы. Цитированные первые адаптеры можно гибридизовать с зондами захвата, присоединенными к гранулам. Зонды захвата можно удлинить, и с удлиненным зондом захвата можно лигировать второй адаптер. Нелигированные одноцепочечные адаптеры можно удалить, отмыв от гранул. Некоторые варианты реализации получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающие использование адаптеров, присоединенных к гранулам, можно применять для добавления индексов к библиотекам нуклеиновых кислот. Например, первый адаптер, содержащий первый индекс, можно присоединить к грануле, а второй адаптер, содержащий второй индекс и зонд захвата, можно лигировать с первым адаптером. Нуклеиновую кислоту-мишень, гибридизованную с зондом захвата, можно удлинить путем включения первого и второго индекса.[0084] Another example of a method according to one implementation variant is shown in Fig.3, in which a library of nucleic acids can be obtained using adapters attached to the beads. In some such embodiments, the first adapter is ligated to the 3' ends of the dephosphorylated targets using a single strand ligase. The cited first adapters can be hybridized with capture probes attached to beads. Capture probes can be extended and a second adapter can be ligated with the extended capture probe. Unligated single strand adapters can be removed by washing off the beads. Some embodiments of obtaining a nucleic acid library, including the use of adapters attached to beads, can be used to add indexes to nucleic acid libraries. For example, a first adapter containing a first index may be attached to the bead, and a second adapter containing a second index and a capture probe may be ligated to the first adapter. A target nucleic acid hybridized to a capture probe can be extended by including a first and a second index.

[0085] Еще один пример способа согласно одному варианту реализации приведен на фиг. 4А, на котором библиотеку одноцепочечных кольцевых нуклеиновых кислот можно получить с использованием линкера, содержащего первый и второй адаптеры. В некоторых таких вариантах реализации линкер может содержать расщепляемый сайт между первым адаптером и вторым адаптером, так что расщепление расщепляемого сайта кольцевой нуклеиновой кислоты может привести к получению линейной нуклеиновой кислоты, содержащей первый адаптер на одном конце, а второй адаптер на другом конце линейной нуклеиновой кислоты.[0085] Another example of a method according to one embodiment is shown in FIG. 4A, on which a library of single-stranded circular nucleic acids can be generated using a linker containing first and second adapters. In some such embodiments, the linker may include a cleavage site between the first adapter and the second adapter such that cleavage of the cleavage site of the circular nucleic acid may result in a linear nucleic acid having the first adapter at one end and the second adapter at the other end of the linear nucleic acid.

[0086] В некоторых вариантах реализации библиотеку нуклеиновых кислот можно амплифицировать с использованием сайтов праймеров в последовательностях адаптеров. В некоторых вариантах реализации эффективность последующих этапов амплификации может быть снижена за счет образования праймеров-димеров. Для повышения эффективности последующих этапов амплификации можно удалить нелигированные одноцепочечные адаптеры из продуктов лигирования. Пример, приведенный на фиг. 5 и описанный далее в настоящем документе, включает удаление нелигированных одноцепочечных первых адаптеров путем гибридизации с зондами захвата. Другой пример, показанный на фиг. 6 и описанный далее в настоящем документе, включает удаление нелигированных одноцепочечных первых адаптеров путем гидролиза с использованием 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазы и 5'-деаденилазы.[0086] In some embodiments, a nucleic acid library can be amplified using primer sites in adapter sequences. In some embodiments, the efficiency of subsequent amplification steps may be reduced by the formation of primer-dimers. To increase the efficiency of subsequent amplification steps, unligated single strand adapters can be removed from the ligation products. The example shown in FIG. 5 and described hereinafter involves the removal of unligated single stranded first adapters by hybridization with capture probes. Another example shown in FIG. 6 and described hereinafter, involves the removal of unligated single stranded first adapters by hydrolysis using a 5'-phosphate dependent exonuclease and a 5'-deadenylase.

Получение одноцепочечных библиотекObtaining single-stranded libraries

[0087] Некоторые варианты реализации систем, способов и композиций, предложенных в настоящем документе, включают способы, в которых адаптеры лигированы с нуклеиновыми кислотами-мишенями. Некоторые варианты реализации, предложенные в настоящем документе для получения библиотек нуклеиновых кислот, предложенных в настоящем документе, можно с успехом выполнять в одном реакционном объеме.[0087] Some embodiments of the systems, methods, and compositions provided herein include methods in which adapters are ligated to target nucleic acids. Some of the embodiments provided herein for preparing the nucleic acid libraries provided herein can be successfully performed in a single reaction volume.

[0088] Адаптеры содержат нуклеиновые кислоты, например, одноцепочечные нуклеиновые кислоты. Адаптеры могут содержать короткие нуклеиновые кислоты, длина которых менее, более или равна приблизительно 5 нуклеотидам, 10 нуклеотидам, 20 нуклеотидам, 30 нуклеотидам, 40 нуклеотидам, 50 нуклеотидам, 60 нуклеотидам, 70 нуклеотидам, 80 нуклеотидам, 90 нуклеотидам, 100 нуклеотиды или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеуказанных размеров. Адаптеры могут содержать сайты связывания праймеров для секвенирования, сайты связывания праймеров для амплификации и/или индексы. Например, адаптер может содержать последовательность Р5, последовательность Р7 или их комплемент. Индексы можно применять для идентификации источника молекулы нуклеиновой кислоты. Примеры использования и получения индексов, которые можно применять в вариантах реализации, предложенных в настоящем документе, можно найти в международных публикациях № WO 2012/061832 и WO 2014/142850; и патентах США №9074251, 8829171, каждый из которых полностью включен в настоящее описание посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации адаптер можно модифицировать во избежание образования конкатемеров, например, путем добавления блокирующих групп, которые предотвращают удлинение адаптера на одном или обоих концах. Блокирующая группа представляет собой любую химическую группу, которая блокирует реакцию соединения, к которому она присоединена, на последующих этапах рабочего процесса, например, группу, блокирующую активацию адаптера лигазой, реакцию с фосфатом и реакцию с самим собой. Примеры 3'-блокирующих групп включают 3'-спейсер С3, дидезоксинуклеотид и присоединение к подложке. Дополнительные примеры 3'-блокирующих групп включают алкил, необязательно замещенный одной или несколькими гидроксильными группами, тиол, азид или алкин. В некоторых аспектах блокирующие группы могут обладать функциональными возможностями, которые можно применять при последующих операциях, например, обогащении, очистке, дальнейшей функционализации и т.п. Примеры 5'-блокирующих групп включают дефосфорилированный 5'-нуклеотид и присоединение к подложке (например, где блокирующая группа представляет собой подложку, необязательно присоединенную посредством линкера).[0088] Adapters contain nucleic acids, for example, single-stranded nucleic acids. The adapters may contain short nucleic acids that are less than, greater than, or equal to about 5 nucleotides, 10 nucleotides, 20 nucleotides, 30 nucleotides, 40 nucleotides, 50 nucleotides, 60 nucleotides, 70 nucleotides, 80 nucleotides, 90 nucleotides, 100 nucleotides, or are in length. range between any two of the above sizes. Adapters may contain sequencing primer binding sites, amplification primer binding sites, and/or indices. For example, the adapter may contain a P5 sequence, a P7 sequence, or a complement thereof. Indexes can be used to identify the source of the nucleic acid molecule. Examples of the use and derivation of indices that can be used in the implementations proposed herein can be found in International Publications Nos. WO 2012/061832 and WO 2014/142850; and US Pat. Nos. 9,074,251, 8,829,171, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. In some embodiments, the adapter may be modified to avoid the formation of concatemers, for example by adding blocking groups that prevent the adapter from extending at one or both ends. A blocking group is any chemical group that blocks the reaction of the compound to which it is attached in subsequent steps in the workflow, such as blocking adapter activation by ligase, reaction with phosphate, and reaction with itself. Examples of 3' blocking groups include the C3 3' spacer, dideoxynucleotide, and support attachment. Additional examples of 3' blocking groups include alkyl optionally substituted with one or more hydroxyl groups, thiol, azide, or alkyne. In some aspects, the blocking groups may have functionality that can be used in subsequent operations, such as enrichment, purification, further functionalization, and the like. Examples of 5' blocking groups include a dephosphorylated 5' nucleotide and attachment to a support (eg, where the blocking group is a support, optionally attached via a linker).

[0089] Нуклеиновые кислоты-мишени включают одноцепочечные нуклеиновые кислоты и двуцепочечные нуклеиновые кислоты. Способы денатурации двуцепочечных нуклеиновых кислот с образованием одноцепочечных нуклеиновых кислот хорошо известны в данной области техники и включают термические или химические способы. Примеры нуклеиновых кислот-мишеней включают ДНК, например, геномную ДНК или кДНК; РНК, например, мРНК, короткую РНК или рРНК, или гибриды ДНК и РНК. Нуклеиновая кислота может содержать фосфодиэфирные связи и может включать другие типы каркаса, включая, например, фосфорамидные, тиофосфатные, тиодифосфатные, О-метилфосфороамидитные и пептидные каркасы и связи нуклеиновых кислот. Нуклеиновая кислота может содержать любую комбинацию дезоксирибо- и рибонуклеотидов и любую комбинацию оснований, включая урацил, аденин, тимин, цитозин, гуанин, инозин, ксантанин, гипоксантанин, изоцитозин, изогуанин и аналоги оснований, например, нитропиррол (включая 3-нитропиррол) и нитроиндол (включая 5-нитроиндол) и т.д. В некоторых вариантах реализации нуклеиновая кислота может включать по меньшей мере одно случайное основание. Случайное основание может являться парой оснований, содержащей основания более чем одного из различных типов и может быть полезным, например, при его включении в олигонуклеотидные праймеры или вставки, применяемые для случайной гибридизации в образцах нуклеиновых кислот сложного состава, например, образцах геномной ДНК. Пример случайного основания включает инозин, который может обрзовывать пару с аденином, тимином или цитозином. Другие примеры включают гипоксантин, 5-нитроиндол, ацильный 5-нитроиндол, 4-нитропиразол, 4-нитроимидазол и 3-нитропиррол. Можно использовать случайные основания, которые могут образовывать пару с по меньшей мере двумя, тремя, четырьмя или более типами оснований[0089] Target nucleic acids include single-stranded nucleic acids and double-stranded nucleic acids. Methods for denaturing double-stranded nucleic acids to form single-stranded nucleic acids are well known in the art and include thermal or chemical methods. Examples of target nucleic acids include DNA, eg genomic DNA or cDNA; RNA, such as mRNA, short RNA or rRNA, or hybrids of DNA and RNA. The nucleic acid may contain phosphodiester linkages and may include other types of backbone including, for example, phosphoramide, thiophosphate, thiodiphosphate, O-methylphosphoroamidite, and peptide backbones and nucleic acid linkages. The nucleic acid may contain any combination of deoxyribo- and ribonucleotides and any combination of bases, including uracil, adenine, thymine, cytosine, guanine, inosine, xanthanine, hypoxantanine, isocytosine, isoguanine, and base analogs such as nitropyrrole (including 3-nitropyrrole) and nitroindole (including 5-nitroindole), etc. In some embodiments, the nucleic acid may include at least one random base. A random base may be a base pair containing more than one of different types of bases and may be useful, for example, when included in oligonucleotide primers or inserts used for random hybridization in complex nucleic acid samples, for example, genomic DNA samples. An example of a random base includes inosine, which can pair with adenine, thymine, or cytosine. Other examples include hypoxanthine, 5-nitroindole, acyl 5-nitroindole, 4-nitropyrazole, 4-nitroimidazole, and 3-nitropyrrole. Random bases can be used that can pair with at least two, three, four or more types of bases.

[0090] Нуклеиновые кислоты-мишени могут включать образец, в котором средний размер двуцепочечной нуклеиновой кислоты меньше, больше или равен примерно 2 т.п.о., 1 т.п.о., 500 п.о., 400 п.о., 200 п.о., 100 п.о., 50 п.о. или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеупомянутых размеров. В некоторых вариантах реализации средний размер одноцепочечной нуклеиновой кислоты в образце меньше, больше или равен приблизительно 2000 нуклеотидов, 1000 нуклеотидов, 500 нуклеотидов, 400 нуклеотидов, 200 нуклеотидов, 100 нуклеотидов, 50 нуклеотидов или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеупомянутых значений размера. Образец может содержать нуклеиновые кислоты-мишени в количестве, меньшем, большем или равном приблизительно 50 мкг, 10 мкг, 5 мкг, 1 мкг, 500 нг, 400 нг, 200 нг, 100 нг, 50 нг, 10 нг, или в диапазоне между любыми двумя из вышеупомянутых количеств. Нуклеиновые кислоты-мишени можно получить из низкокачественных источников нуклеиновых кислот, например, образца, подвергавшегося разложению, например, фиксированного образца и древнего образца. Примеры фиксированных образцов включают образцы, фиксированные с помощью таких соединений, как формалин, глутаральдегид, спирт, осмиевая кислота и параформальдегид. Фиксированный образец может включать образец, фиксированный формалином и включенный в парафин (FFPE). Древние образцы могут включать образцы, возраст которых превышает 5 лет, 10 лет, 20 лет, 50 лет, 100 лет, 500 лет, 1000 лет или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеуказанных значений возраста.[0090] Target nucleic acids may include a sample in which the average double-stranded nucleic acid size is less than, greater than, or equal to about 2 kb, 1 kb, 500 bp, 400 bp ., 200 bp, 100 bp, 50 bp or lies between any two of the above dimensions. In some embodiments, the average size of a single-stranded nucleic acid in a sample is less than, greater than, or equal to about 2000 nucleotides, 1000 nucleotides, 500 nucleotides, 400 nucleotides, 200 nucleotides, 100 nucleotides, 50 nucleotides, or between any two of the above size values. The sample may contain target nucleic acids in an amount less than, greater than or equal to approximately 50 μg, 10 μg, 5 μg, 1 μg, 500 ng, 400 ng, 200 ng, 100 ng, 50 ng, 10 ng, or in the range between any two of the above quantities. Target nucleic acids can be obtained from low quality sources of nucleic acids, such as a sample that has been degraded, such as a fixed sample and an ancient sample. Examples of fixed samples include samples fixed with compounds such as formalin, glutaraldehyde, alcohol, osmic acid, and paraformaldehyde. The fixed sample may include a formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) sample. Ancient specimens may include specimens that are over 5 years old, 10 years old, 20 years old, 50 years old, 100 years old, 500 years old, 1000 years old, or between any two of the above ages.

[0091] Способы дефосфорилирования нуклеиновых кислот, например, 5'-нуклеотида нуклеиновой кислоты, включают приведение нуклеиновой кислоты в контакт с фосфатазой. Примеры фосфатаз включают кишечную фосфатазу теленка, щелочную фосфатазу креветки, антарктическую фосфатазу и щелочную фосфатазу APEX (Epicenter, Мэдисон, штат Висконсин, США).[0091] Methods for dephosphorylation of nucleic acids, for example, the 5'-nucleotide of the nucleic acid, include bringing the nucleic acid into contact with a phosphatase. Examples of phosphatases include calf intestinal phosphatase, shrimp alkaline phosphatase, Antarctic phosphatase, and APEX alkaline phosphatase (Epicenter, Madison, Wisconsin, USA).

[0092] Способы лигирования одноцепочечных нуклеиновых кислот включают приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с лигазой. Примеры одноцепочечных лигаз включают РНК-лигазу 1 Т4, РНК-лигазу 2 Т4, RtcB-лигазу, РНК-лигазу Methanobacterium и РНК-лигазу TS2126 (CIRCLIGASE; Epicenter, Мэдисон, штат Висконсин, США). Способы лигирования двух нуклеиновых кислот друг с другом можно осуществлять в реакционном объеме в присутствии агента, вызывающего эффект исключения объема. В настоящем документе термин «агент, вызывающий эффект исключения объема» может включать агенты, уменьшающие эффективный объем, в котором может происходить реакция, например, реакция лигирования. Примеры агентов, вызывающих эффект исключения объема, включают полимеры, например, инертные полимеры, например, полиэтиленгликоль (ПЭГ), фиколл, декстран, гидроксиэтилкрахмал и поливинилпирролидон. Примеры ПЭГ, которые можно примерять в вариантах реализации, предложенных в настоящем документе, включают ПЭГ 600, ПЭГ-800, ПЭГ-1000, ПЭГ-6000 и ПЭГ-8000. Реакционный объем может содержать концентрацию агента, вызывающего эффект исключения объема, например, в массо-объемных процентах, которая меньше, больше или равна приблизительно 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеупомянутых процентных значений.[0092] Methods for ligating single-stranded nucleic acids include bringing the single-stranded nucleic acids into contact with a ligase. Examples of single strand ligases include T4 RNA ligase 1, T4 RNA ligase 2, RtcB ligase, Methanobacterium RNA ligase, and TS2126 RNA ligase (CIRCLIGASE; Epicenter, Madison, WI, USA). Methods for ligating two nucleic acids to each other can be carried out in a reaction volume in the presence of a volume exclusion agent. As used herein, the term "volume exclusion agent" may include agents that reduce the effective volume in which a reaction, such as a ligation reaction, can occur. Examples of volume exclusion agents include polymers, such as inert polymers such as polyethylene glycol (PEG), ficoll, dextran, hydroxyethyl starch, and polyvinylpyrrolidone. Examples of PEGs that can be used in the embodiments provided herein include PEG 600, PEG-800, PEG-1000, PEG-6000, and PEG-8000. The reaction volume may contain a concentration of the agent causing the volume exclusion effect, for example, in weight-volume percent, which is less than, greater than or equal to about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or between any two of the above percentages.

[0093] Способы фосфорилирования нуклеиновых кислот, например, 5'-нуклеотида нуклеиновой кислоты, включают приведение нуклеиновой кислоты в контакт с киназой. Примеры киназ включают полинуклеотидкиназу Т4.[0093] Methods for phosphorylation of nucleic acids, for example, the 5'-nucleotide of the nucleic acid, include bringing the nucleic acid into contact with a kinase. Examples of kinases include T4 polynucleotide kinase.

[0094] Некоторые варианты реализации, предложенные в настоящем документе, можно осуществить в одном реакционном объеме. В некоторых вариантах реализации способ получения нуклеиновой кислоты можно осуществить в течение сокращенного периода времени, например, менее приблизительно 12 часов, менее приблизительно 6 часов или менее приблизительно 3 часов.[0094] Some embodiments provided herein can be performed in a single reaction volume. In some embodiments, the nucleic acid production method can be performed over a reduced period of time, such as less than about 12 hours, less than about 6 hours, or less than about 3 hours.

[0095] На фиг. 1 изображен вариант реализации, в котором двуцепочечный фрагмент ДНК-мишени дефосфорилирован и денатурирован с образованием одноцепочечной ДНК-мишени. Первый адаптер размером 64 п.о., содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концом одноцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК с использованием лигазы, например, CIRCLIGASE™ (Lucigen Corporation, Миддлтон, штат Висконсин, США). 5'-конец лигированной ДНК фосфорилируют с использованием киназы, например, полинуклеотидкиназы Т4. Второй адаптер длиной 60 п.о., содержащий последовательность Р5, лигируют с 5'-фосфорилированной лигированной ДНК с образованием члена (5'-Р5-оцДНК-инсерт-Р7-3') библиотеки ДНК. Примеры последовательностей праймеров могут включать: последовательность праймера P5 (SEQ ID NO: 01: aatgatacggcgaccaccga); последовательность праймера

Figure 00000001
(SEQ ID NO: 02: tcggtggtcgccgtatcatt); последовательность праймера Р7 (SEQ ID NO: 03: caagcagaagacggcatacga); и последовательность праймера
Figure 00000002
(SEQ ID NO: 04: tcgtatgccgtcttctgcttg).[0095] FIG. 1 depicts an embodiment in which a double-stranded target DNA fragment is dephosphorylated and denatured to form a single-stranded target DNA. The first adapter, 64 bp, containing the phosphorylated 5' end, the P7' sequence, and the blocked 3' end, is ligated to the 3' end of the single-stranded target DNA to form ligated DNA using a ligase such as CIRCLIGASE™ (Lucigen Corporation, Middleton, Wisconsin, USA). The 5' end of the ligated DNA is phosphorylated using a kinase such as T4 polynucleotide kinase. A second 60 bp adapter containing the P5 sequence is ligated to the 5'-phosphorylated ligated DNA to form a member (5'-P5-ssDNA-insert-P7-3') of the DNA library. Examples of primer sequences may include: P5 primer sequence (SEQ ID NO: 01: aatgatacggcgaccaccga); primer sequence
Figure 00000001
(SEQ ID NO: 02: tcggtggtcgccgtatcatt); primer sequence P7 (SEQ ID NO: 03: caagcagaagacggcatacga); and primer sequence
Figure 00000002
(SEQ ID NO: 04: tcgtatgccgtcttctgcttg).

[0096] В некоторых вариантах реализации способ получения библиотеки нуклеиновых кислот может включать дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней во избежение образования конкатемеров на последующих стадиях лигирования; лигирование первых адаптеров с 3'-концами дефосфорилированных мишеней с использованием одноцепочечной лигазы, причем 3'-концы первых адаптеров блокированы; повторное фосфорилирование 5'-концов лигированных мишеней; лигирование второго адаптера с 5'-концами дефосфорилированных мишеней с использованием одноцепочечной лигазы, причем 5'-концы вторых адаптеров нефосфорилированы, в результате чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.В некоторых вариантах реализации второй адаптер прикреплен к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка включает гранулу.[0096] In some embodiments, the method for obtaining a nucleic acid library may include dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded target nucleic acids to avoid the formation of concatemers in subsequent ligation steps; ligating the first adapters to the 3' ends of the dephosphorylated targets using single strand ligase, the 3' ends of the first adapters being blocked; rephosphorylation of the 5' ends of ligated targets; ligating the second adapter to the 5' ends of the dephosphorylated targets using a single strand ligase, the 5' ends of the second adapters being unphosphorylated, resulting in a nucleic acid library. In some embodiments, the second adapter is attached to a support. In some embodiments, the support includes a bead.

[0097] Некоторые варианты реализции включают удаление нелигированных одноцепочечных первых адаптеров перед лигированием второго адаптера с 5'-концами дефосфорилированных мишеней. В некоторых вариантах реализации нелигированные одноцепочечные первые адаптеры можно гибридизовать с зондом захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера. В некоторых таких вариантах реализации гибридизация с зондом захвата ингибирует лигирование нелигированных первых адаптеров с одноцепочечными вторыми адаптерами. В некоторых вариантах реализации 3'-конец зонда захвата содержит блокирующую группу. В некоторых вариантах реализации 5'-конец зонда захвата содержит блокирующую группу. В некоторых вариантах реализации нелигированные одноцепочечные первые адаптеры можно удалить путем гидролиза. В некоторых вариантах реализации гидролиз нелигированных одноцепочечных первых адаптеров включает приведение нелигированных одноцепочечных первых адаптеров в контакт с 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазой, а также, необязательно, 5'-деаденилазой.[0097] Some implementations involve removing the unligated single stranded first adapters before ligating the second adapter to the 5' ends of the dephosphorylated targets. In some embodiments, non-ligated single stranded first adapters can be hybridized to a capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a sequence that is complementary to at least a portion of the first adapter. In some such embodiments, hybridization to the capture probe inhibits ligation of unligated first adapters to single stranded second adapters. In some embodiments, the 3' end of the capture probe contains a blocking group. In some embodiments, the 5' end of the capture probe contains a blocking group. In some embodiments, unligated single stranded first adapters can be removed by hydrolysis. In some embodiments, hydrolysis of the unligated single strand first adapters comprises contacting the unligated single strand first adapters with a 5'-phosphate dependent exonuclease, and optionally a 5'-deadenylase.

[0098] На фиг. 2 изображен еще один вариант реализации, в котором двуцепочечную нуклеиновую кислоту-мишень частично гидролизуют 5'-экзонуклеазой с образованием двуцепочечной нуклеиновой кислоты с одноцепочечными 3'-выступающими концами. Первый адаптер размером 64 п.о., содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концами двуцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК с использованием лигазы, например, CIRCLIGASE™. Лигированную ДНК денатурируют с образованием одноцепочечных нуклеиновых кислот. Второй адаптер длиной 60 п.о., содержащий последовательность Р5, лигируют с 5'-фосфорилированной лигированной ДНК с образованием члена (5'-Р5-оцДНК-инсерт-Р7-3') библиотеки ДНК.[0098] FIG. 2 depicts another embodiment in which a double-stranded target nucleic acid is partially hydrolyzed with a 5' exonuclease to form a double-stranded nucleic acid with single-stranded 3' overhangs. The first adapter, 64 bp, containing the phosphorylated 5' end, the P7' sequence and the blocked 3' end, is ligated to the 3' ends of the double-stranded DNA target to form ligated DNA using a ligase such as CIRCLIGASE™. The ligated DNA is denatured to form single-stranded nucleic acids. A second 60 bp adapter containing the P5 sequence is ligated to the 5'-phosphorylated ligated DNA to form a member (5'-P5-ssDNA-insert-P7-3') of the DNA library.

[0099] В некоторых вариантах реализации способ получения библиотеки нуклеиновых кислот может включать приведение двуцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней в контакт с 5'-экзонуклеазой с получением множества модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот с одноцепочечными 3'-выступающими концами; лигирование первого адаптера с 3'-концами модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы и агента, вызывающего эффект исключения объема, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; денатурацию модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот, лигированных с первыми адаптерами, с получением множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; и лигирование второго адаптера с 5'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0099] In some embodiments, a method for obtaining a nucleic acid library may include contacting double-stranded target nucleic acids with a 5' exonuclease to produce a plurality of modified double-stranded nucleic acids with single-stranded 3' overhangs; ligating the first adapter to the 3' ends of the modified double-stranded nucleic acids in the presence of a ligase and a volume exclusion agent, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; denaturing the modified double-stranded nucleic acids ligated to the first adapters to produce a plurality of single-stranded nucleic acids; and ligating the second adapter to the 5' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, whereby a nucleic acid library is obtained.

[0100] На фиг. 3 изображен вариант реализации, в котором одноцепочечную ДНК-мишень дефосфорилируют с использованием щелочной фосфатазы. Первый адаптер, содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р5' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концом одноцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК с использованием лигазы, например, CIRCLIGASE™. Лигированную ДНК гибридизуют через первый адаптер с зондом захвата, содержащим последовательность Р5 и присоединенным к грануле. Зонд захвата удлиняют с образованием удлиненной ДНК, а игированную ДНК удаляют с удлиненной ДНК. Второй адаптер, содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концом удлиненной ДНК с использованием лигазы, например, CIRCLIGASE™, и с образованием члена (Р5-инсерт'-Р7') библиотеки ДНК, присоединенного к грануле.[0100] In FIG. 3 depicts an embodiment in which the single stranded DNA target is dephosphorylated using alkaline phosphatase. The first adapter, containing the phosphorylated 5' end, the P5' sequence and the 3' blocked end, is ligated to the 3' end of the single stranded target DNA to form ligated DNA using a ligase such as CIRCLIGASE™. The ligated DNA is hybridized through the first adapter to a capture probe containing the P5 sequence attached to the bead. The capture probe is extended to form the extended DNA, and the yogized DNA is removed from the extended DNA. The second adapter, containing the phosphorylated 5' end, the P7' sequence and the blocked 3' end, is ligated to the 3' end of the extended DNA using a ligase such as CIRCLIGASE™ to form a member (P5-insert'-P7') a DNA library attached to the bead.

[0101] В некоторых вариантах реализации способ получения библиотеки нуклеиновых кислот может включать дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней; лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы и агента,, вызывающего эффект исключения объема, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; гибридизацию лигированного первого адаптера с зондом захвата; удлинение зонда захвата и лигирование второго адаптера с 3'-концом удлиненного зонда захвата в присутствии лигазы, причем 3'-конец второго адаптера содержит блокирующую группу, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации также включают удаление гибридизованного лигированного первого адаптера с удлиненного зонда захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата присоединен к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка с зондом захвата представляет собой проточную ячейку, гранулу, стекло, стекло с контролируемым размером пор, пластмассу, кремний, кварцевое стекло, диоксид кремния, нитрид кремния, производные кремния, арсенид галлия, фосфид индия, алюминий, керамику, полиимид, кварц, смолы или полимер или сополимер (например, полистирол). Подложки могут состоять из слоев из нескольких материалов или смеси материалов. Подложки могут быть жесткими или полужесткими. Подложки могут быть плоскими, круглыми или текстурированными. В некоторых вариантах реализации подложки могут представлять собой жесткий материал, например, производные стекла и/или диоксида кремния, с нанесенным одним или несколькими полимерными материалами. В некоторых вариантах реализации подложка включает гранулу. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит индекс зонда захвата. В некоторых вариантах реализации индекс зонда захвата указывает на источник зонда захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит расщепляемый линкер. Некоторые варианты реализации также включают расщепление расщепляемого линкера. В некоторых вариантах реализации зонд захвата присоединен к подложке, например, проточной ячейке (см. фиг. 26). и его последующее удлинение происходит на подложке. Если подложка представляет собой проточную ячейку, полученную библиотеку можно непосредственно секвенировать. В некоторых вариантах реализации способ дополнительно включает гибридизацию комплементарных праймеров с удлиненным зондом захвата, лигирование адаптера Р7', содержащего 3'-блокирующую группу, с 3'-концом удлиненного зонда захвата и денатурацию комплементарных праймеров, как показано, например, на фиг. 26.[0101] In some embodiments, a method for obtaining a nucleic acid library may include dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded target nucleic acids; ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase and a volume exclusion agent, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; hybridizing the ligated first adapter to the capture probe; extending the capture probe; and ligating the second adapter to the 3' end of the extended capture probe in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the second adapter contains a blocking group, whereby a nucleic acid library is obtained. Some embodiments also include removing the hybridized ligated first adapter from the extended capture probe. In some embodiments, the capture probe is attached to the substrate. In some embodiments, the capture probe substrate is a flow cell, bead, glass, controlled pore glass, plastic, silicon, quartz glass, silicon dioxide, silicon nitride, silicon derivatives, gallium arsenide, indium phosphide, aluminum, ceramic, polyimide , quartz, resins, or a polymer or copolymer (eg, polystyrene). The substrates may consist of layers of several materials or a mixture of materials. The substrates may be rigid or semi-rigid. The substrates may be flat, round or textured. In some embodiments, the substrates may be a rigid material, such as glass and/or silica derivatives, supported by one or more polymeric materials. In some embodiments, the support includes a bead. In some embodiments, the capture probe contains an index of the capture probe. In some embodiments, the capture probe index indicates the source of the capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a cleavable linker. Some embodiments also include cleavage of the cleavable linker. In some embodiments, the capture probe is attached to a support, such as a flow cell (see FIG. 26). and its subsequent elongation occurs on the substrate. If the support is a flow cell, the resulting library can be directly sequenced. In some embodiments, the method further comprises hybridizing the complementary primers to the extended capture probe, ligating the P7' adapter containing the 3' blocking group to the 3' end of the extended capture probe, and denaturing the complementary primers as shown, for example, in FIG. 26.

[0102] На фиг. 4А изображен вариант реализации, в котором двуцепочечный фрагмент ДНК-мишени дефосфорилирован и денатурирован с образованием одноцепочечной ДНК-мишени. Предложен адаптер, содержащий от 5'-конца к 3-концу': фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7', расщепляемый сайт ("U"), последовательность Р5 и заблокированный 3'-конец ("R"). Адаптер лигируют с помощью лигазы с 3'-концом одноцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК. 5'-конец лигированной ДНК фосфорилируют с помощью киназы. С заблокированного 3'-конца лигированной ДНК снимают защиту, и лигированную ДНК замыкают в кольцо путем лигирования с помощью лигазы с образованием члена библиотеки, содержащей кольцевую одноцепочечную ДНК. В некоторых вариантах реализации кольцевую нуклеиновую кислоту можно использовать для получения одноцепочечных нуклеиновых кислот любым из множества способов. Некоторые типичные варианты реализации изображены на фиг. 4В, на котором кольцевую нуклеиновую кислоту можно перевести в линейную форму путем расщепления расщепляемого сайта, который может содержать остаток урацила. Кольцевую нуклеиновую кислоту также можно применять для получения одноцепочечных нуклеиновых кислот путем амплификации, например, ПЦР, с использованием сайтов праймеров внутри адаптера. Кольцевую нуклеиновую кислоту также можно амплифицировать путем амплификации по принципу катящегося кольца (RCA).[0102] In FIG. 4A depicts an embodiment in which a double-stranded target DNA fragment is dephosphorylated and denatured to form a single-stranded target DNA. An adapter is provided, containing from the 5' end to the 3' end: a phosphorylated 5' end, a P7' sequence, a cleavable site ("U"), a P5 sequence, and a blocked 3' end ("R"). The adapter is ligated with a ligase to the 3' end of the single-stranded target DNA to form ligated DNA. The 5' end of the ligated DNA is phosphorylated by a kinase. The blocked 3' end of the ligated DNA is deprotected and the ligated DNA is closed in a ring by ligation with a ligase to form a library member containing circular single stranded DNA. In some embodiments, the implementation of the circular nucleic acid can be used to obtain single-stranded nucleic acids in any of a variety of ways. Some exemplary implementations are shown in FIG. 4B, in which a circular nucleic acid can be linearized by cleaving a cleavage site, which may contain a uracil residue. The circular nucleic acid can also be used to generate single stranded nucleic acids by amplification, such as PCR, using primer sites within an adapter. Circular nucleic acid can also be amplified by rolling ring amplification (RCA).

[0103] В некоторых вариантах реализации способ получения библиотеки нуклеиновых кислот может включать: дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней; лигирование линкера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот, причем линкер содержит первый адаптер и второй адаптер, а 3'-конец линкера содержит блокирующую группу; фосфорилирование 5'-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; снятие защиты с 3'-концов фосфорилированных нуклеиновых кислот и замыкание нуклеиновых кислот со снятой защитой в кольцо путем лигирования, за счет чего получают библиотеку кольцевых нуклеиновых кислот.[0103] In some embodiments, a method for obtaining a nucleic acid library may include: dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded target nucleic acids; ligation of the linker with the 3' ends of single-stranded nucleic acids, and the linker contains a first adapter and a second adapter, and the 3' end of the linker contains a blocking group; phosphorylation of the 5' ends of ligated single-stranded nucleic acids; deprotection of the 3' ends of the phosphorylated nucleic acids; and closure of the deprotected nucleic acids into a ring by ligation, whereby a library of circular nucleic acids is obtained.

[0104] В некоторых вариантах реализации линкер содержит расщепляемый сайт между первым адаптером и вторым адаптером. В некоторых таких вариантах реализации расщепление расщепляемого сайта кольцевой нуклеиновой кислоты может привести к получению линейной нуклеиновой кислоты, содержащей первый адаптер на одном конце, а второй адаптер на другом конце линейной нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах реализации расщепляемые сайты включают сайты рестрикции, сайты, содержащие по меньшей мере один остаток урацила, и сайты, содержащие атипичные основания, например, 8-оксогуанин и дитиольные группы. Некоторые варианты реализации включают перевод кольцевых нуклеиновых кислот в линейную форму путем расщепления по расщепляемому сайту. Примеры расщепления расщепляемого сайта включают приведение указанного сайта в контакт с урацил-специфическим эксцизионным реагентом, например, ферментом, выбранным из урацил-ДНК-гликозилазы (UDG) и ДНК-гликозилазы-лиазы-эндонуклеазы VTII или их смеси, или приведение указанного сайта в контакт с эндонуклеазой рестрикции.[0104] In some implementations, the linker contains a cleavable site between the first adapter and the second adapter. In some such embodiments, cleavage of the cleavable site of a circular nucleic acid may result in a linear nucleic acid having a first adapter at one end and a second adapter at the other end of the linear nucleic acid. In some embodiments, cleavable sites include restriction sites, sites containing at least one uracil residue, and sites containing atypical bases such as 8-oxoguanine and dithiol groups. Some embodiments include linearizing circular nucleic acids by cleavage at a cleavable site. Examples of cleavage of a cleavable site include bringing said site into contact with a uracil-specific excision reagent, for example an enzyme selected from uracil DNA glycosylase (UDG) and DNA glycosylase lyase VTII endonuclease, or a mixture thereof, or bringing said site into contact with restriction endonuclease.

[0105] Некоторые варианты реализации также включают амплификацию кольцевых нуклеиновых кислот путем включения гибридизующихся праймеров в первый и второй адаптеры. Примеры способов амплификации включают ПЦР, амплификацию по принципу катящегося кольца (RCA) и кластерную амплификацию. В некоторых таких вариантах реализации амплификацию по принципу RCA можно выполнять в растворе или можно выполнять захват кольцевых одноцепочечных нуклеиновых кислот на поверхности, например, на поверхности проточной ячейки, и амплифицировать их. В некоторых вариантах реализации амплификация включает приведение кольцевых нуклеиновых кислот в контакт с полимеразой, которая образует линейный продукт при контакте с остатком урацила в матрице. Примеры полимераз включают корректирующую полимеразу, подобную полимеразе Pyrococcus, например, ДНК-полимеразу PHUSION.[0105] Some embodiments also include the amplification of circular nucleic acids by including hybridizable primers in the first and second adapters. Examples of amplification methods include PCR, rolling ring amplification (RCA), and cluster amplification. In some such embodiments, RCA-like amplification may be performed in solution, or circular single-stranded nucleic acids may be captured on a surface, such as the surface of a flow cell, and amplified. In some embodiments, amplification comprises contacting the circular nucleic acids with a polymerase that forms a linear product upon contact with a uracil residue in the template. Examples of polymerases include a proofreading polymerase like Pyrococcus polymerase, such as PHUSION DNA polymerase.

[0106] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; (b) приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с щелочной фосфатазой APEX, за счет чего происходит дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в реакционном объеме, содержащем РНК-лигазу TS2126 (Lucigen Corporation, Миддлтон, штат Висконсин, США) и по меньшей мере 45% (вес/об.) полиэтиленгликоля (ПЭГ), причем 3'-конец первого адаптера содержит 3'-спейсерную блокирующую группу С3; (d) приведение лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с полинуклеотидкиназой Т4, за счет чего происходит фосфорилирование 5'-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; и (е) лигирование второго адаптера с 5'-концами фосфорилированных лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы и ПЭГ, причем 5'-конец второго адаптера не фосфорилирован, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0106] Some implementation options include a method for obtaining a library of single-stranded nucleic acids, including: (a) obtaining a plurality of single-stranded nucleic acids; (b) contacting the single-stranded nucleic acids with APEX alkaline phosphatase, thereby dephosphorylation of the 5' ends of the single-stranded nucleic acids; (c) ligation of the first adapter to the 3' ends of single-stranded nucleic acids in a reaction volume containing TS2126 RNA ligase (Lucigen Corporation, Middleton, WI, USA) and at least 45% (w/v) polyethylene glycol (PEG) , and the 3'-end of the first adapter contains a 3'-spacer blocking group C3; (d) contacting the ligated single-stranded nucleic acids with T4 polynucleotide kinase, thereby phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; and (e) ligating the second adapter to the 5' ends of the phosphorylated ligated single stranded nucleic acids in the presence of ligase and PEG, with the 5' end of the second adapter not being phosphorylated, thereby obtaining a nucleic acid library.

[0107] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества двуцепочечных нуклеиновых кислот; (b) приведение двуцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с 5'-экзонуклеазой с получением множества модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот с одноцепочечными 3'-выступающими концами; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот в реакционном объеме, содержащем РНК-лигазу TS2126 и по меньшей мере 45% (вес/об.) полиэтиленгликоля (ПЭГ), причем 3'-конец первого адаптера содержит 3'-спейсерную блокирующую группу С3; (d) денатурацию модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот, лигированных с первыми адаптерами, с получением множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; и (е) лигирование второго адаптера с 5'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы и ПЭГ, причем 5'-конец второго адаптера не фосфорилирован, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0107] Some implementation options include a method for obtaining a library of single-stranded nucleic acids, including: (a) obtaining a plurality of double-stranded nucleic acids; (b) contacting the double-stranded nucleic acids with a 5' exonuclease to produce a plurality of modified double-stranded nucleic acids with single-stranded 3' overhangs; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the modified double-stranded nucleic acids in a reaction volume containing TS2126 RNA ligase and at least 45% (w/v) polyethylene glycol (PEG), wherein the 3' end of the first adapter contains 3 '-spacer blocking group C3; (d) denaturing the modified double-stranded nucleic acids ligated to the first adapters to produce a plurality of single-stranded nucleic acids; and (e) ligating the second adapter to the 5' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase and PEG, wherein the 5' end of the second adapter is not phosphorylated, thereby obtaining a nucleic acid library.

[0108] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки одноцепочечных нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; (b) приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с щелочной фосфатазой APEX, за счет чего происходит дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в реакционном объеме, содержащем РНК-лигазу TS2126 и по меньшей мере 45% (вес/об.) полиэтиленгликоля (ПЭГ), причем 3'-конец первого адаптера содержит 3'-спейсерную блокирующую группу С3; (d) приведение лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с полинуклеотидкиназой Т4, за счет чего происходит фосфорилирование 5'-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; (е) удаление нелигированных одноцепочечных первых адаптеров из лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот путем гибридизации одноцепочечных первых адаптеров с зондом захвата, причем зонд захвата содержит: 3' конец, содержащий 3'-спейсерную блокирующую группу С3, нефосфорилированный 5'-конец и последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера; и (f) лигирование второго адаптера с 5'-концами фосфорилированных лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы и ПЭГ, причем 5'-конец второго адаптера не фосфорилирован, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0108] Some implementation options include a method for obtaining a library of single-stranded nucleic acids, including: (a) obtaining a plurality of single-stranded nucleic acids; (b) contacting the single-stranded nucleic acids with APEX alkaline phosphatase, thereby dephosphorylation of the 5' ends of the single-stranded nucleic acids; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of single-stranded nucleic acids in a reaction volume containing TS2126 RNA ligase and at least 45% (w/v) polyethylene glycol (PEG), wherein the 3' end of the first adapter contains the 3' - spacer blocking group C3; (d) contacting the ligated single-stranded nucleic acids with T4 polynucleotide kinase, thereby phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; (e) removing the unligated single-stranded first adapters from the ligated single-stranded nucleic acids by hybridizing the single-stranded first adapters to a capture probe, wherein the capture probe contains: at least a portion of the first adapter; and (f) ligating the second adapter to the 5' ends of the phosphorylated ligated single stranded nucleic acids in the presence of ligase and PEG, with the 5' end of the second adapter not being phosphorylated, thereby obtaining a nucleic acid library.

[0109] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, присоединенных к гранулам, включающий: (а) получение множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; (b) приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с щелочной фосфатазой APEX, за счет чего происходит дефосфорилирование 5'-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот; (с) лигирование первого адаптера с 3'-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в реакционном объеме, содержащем РНК-лигазу TS2126 и по меньшей мере 45% (вес/об.) полиэтиленгликоля (ПЭГ), причем 3'-конец первого адаптера содержит 3'-спейсерную блокирующую группу С3; (d) гибридизацию лигированного первого адаптера с зондом захвата, причем зонд захвата присоединен к грануле; (е) удлинение зонда захвата; и (f) лигирование второго адаптера с 3'-концом удлиненного зонда захвата в присутствии лигазы и ПЭГ, причем 5'-конец второго адаптера не фосфорилирован, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.[0109] Some embodiments include a method for obtaining a library of nucleic acids attached to beads, including: (a) obtaining a plurality of single-stranded nucleic acids; (b) bringing the single-stranded nucleic acids into contact with APEX alkaline phosphatase, thereby dephosphorylation of the 5' ends of the single-stranded nucleic acids; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in a reaction volume containing TS2126 RNA ligase and at least 45% (w/v) polyethylene glycol (PEG), wherein the 3' end of the first adapter contains the 3' - spacer blocking group C3; (d) hybridizing the ligated first adapter to a capture probe, wherein the capture probe is attached to the bead; (e) extending the capture probe; and (f) ligating the second adapter to the 3' end of the extended capture probe in the presence of ligase and PEG, the 5' end of the second adapter not being phosphorylated, thereby obtaining a nucleic acid library.

[0110] Некоторые варианты реализации включают способ получения библиотеки индексированных нуклеиновых кислот, включающий: (а) получение множества первых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих первый индекс, причем 5'-концы первых одноцепочечных нуклеиновых кислот присоединены к множеству гранул, и множества вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих второй индекс и зонд захвата, причем 3'-концы вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот содержат 3'-спейсерную блокирующую группу С3; (b) лигирование 3'-концов первых одноцепочечных нуклеиновых кислот с 5'-концами вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот в реакционном объеме, содержащем РНК-лигазу TS2126 и по меньшей мере 45% (вес/об.) полиэтиленгликоля (ПЭГ); (с) гибридизацию нуклеиновой кислоты-мишени с зондом захвата; и (d) удлинение нуклеиновой кислоты-мишени с получением библиотеки индексированных нуклеиновых кислот.[0110] Some embodiments include a method for obtaining a library of indexed nucleic acids, comprising: (a) obtaining a plurality of first single-stranded nucleic acids containing a first index, wherein the 5' ends of the first single-stranded nucleic acids are attached to a plurality of beads, and a plurality of second single-stranded nucleic acids containing a second index and a capture probe, with the 3'-ends of the second single-stranded nucleic acids containing a 3'-spacer blocking group C3; (b) ligating the 3' ends of the first single stranded nucleic acids to the 5' ends of the second single stranded nucleic acids in a reaction volume containing TS2126 RNA ligase and at least 45% (w/v) polyethylene glycol (PEG); (c) hybridizing the target nucleic acid with the capture probe; and (d) extending the target nucleic acid to obtain a library of indexed nucleic acids.

Удаление нелигированных одноцепочечных адаптеровRemoval of unligated single strand adapters

[0111] Некоторые варианты реализации систем, способов и композиций, предложенных в настоящем документе, включают удаление одноцепочечных нелигированных адаптеров от лигированных адаптеров, например, адаптеров, лигированных с одноцепочечными нуклеиновыми кислотами. В некоторых вариантах реализации удаление одноцепочечных нелигированных адаптеров от лигированных адаптеров может повысить эффективность амплификации полученной библиотеки нуклеиновых кислот, например, уменьшить вероятность образования или количество праймеров-димеров на последующих этапах амплификации.[0111] Some embodiments of the systems, methods, and compositions provided herein involve the removal of single-stranded unligated adapters from ligated adapters, eg, adapters ligated to single-stranded nucleic acids. In some embodiments, the removal of single-stranded non-ligated adapters from ligated adapters may increase the efficiency of amplification of the resulting nucleic acid library, for example, reduce the likelihood of generation or the number of primer-dimers in subsequent amplification steps.

[0112] Некоторые варианты реализации включают системы или способы удаления одноцепочечных нелигированных адаптеров и могут включать гибридизацию одноцепочечных нелигированных адаптеров с зондом захвата. На фиг. 5 изображен вариант реализации, в котором двуцепочечный фрагмент ДНК-мишени дефосфорилирован и денатурирован с образованием одноцепочечной ДНК-мишени. Первый адаптер размером 64 п.о., содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концом одноцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК. 5'-конец лигированной ДНК фосфорилируют с использованием киназы, например, полинуклеотидкиназы Т4. Нелигированные первые адаптеры удаляют от лигированной ДНК посредством гибридизации с зондом захвата, содержащим последовательность Р7. Второй адаптер длиной 60 п.о., содержащий последовательность Р5, лигируют с 5'-фосфорилированной лигированной ДНК с образованием члена (5'-Р5-оцДНК-инсерт-Р7-3') библиотеки ДНК. В некоторых таких вариантах реализации гибридизация с зондом захвата банка может ингибировать лигирование нелигированных первых адаптеров с одноцепочечными вторыми адаптерами. В некоторых вариантах реализации зонд захвата может содержать комплементарную последовательность по меньшей мере фрагмента одноцепочечного нелигированного адаптера. В некоторых вариантах реализации зонд захвата может включать 3' и/или 5'-блокирующую группу во избежание образования конкатемеров. В некоторых вариантах реализации зонд захвата можно присоединить к подложке, например, грануле.[0112] Some embodiments include systems or methods for removing single strand unligated adapters and may include hybridizing the single strand unligated adapters to a capture probe. In FIG. 5 depicts an embodiment in which a double-stranded target DNA fragment is dephosphorylated and denatured to form a single-stranded target DNA. The first adapter, 64 bp, containing the phosphorylated 5' end, the P7' sequence, and the blocked 3' end, is ligated to the 3' end of the single-stranded target DNA to form ligated DNA. The 5' end of the ligated DNA is phosphorylated using a kinase such as T4 polynucleotide kinase. The unligated first adapters are removed from the ligated DNA by hybridization with a capture probe containing the P7 sequence. A second 60 bp adapter containing the P5 sequence is ligated to the 5'-phosphorylated ligated DNA to form a member (5'-P5-ssDNA-insert-P7-3') of the DNA library. In some such embodiments, hybridization with a bank capture probe may inhibit ligation of unligated first adapters to single-stranded second adapters. In some embodiments, the capture probe may contain a complementary sequence of at least a fragment of a single-stranded non-ligated adapter. In some embodiments, the capture probe may include a 3' and/or 5' blocking group to avoid the formation of concatemers. In some embodiments, the capture probe may be attached to a support, such as a bead.

[0113] Некоторые варианты реализации с удалением одноцепочечных нелигированных адаптеров могут включать гидролиз одноцепочечных нелигированных адаптеров. Некоторые такие варианты реализации могут включать приведение одноцепочечных нелигированных адаптеров в контакт с нуклеазой, например, 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазой, например, TERMINATOR (Epicentre, Мэдисон, штат Висконсин, США). На фиг. 6 изображен вариант реализации, в котором двуцепочечный фрагмент ДНК-мишени дефосфорилирован и денатурирован с образованием одноцепочечной ДНК-мишени. Первый адаптер размером 64 п.о., содержащий фосфорилированный 5'-конец, последовательность Р7' и заблокированный 3'-конец, лигируют с 3'-концом одноцепочечной ДНК-мишени с образованием лигированной ДНК. Нелигированные первые адаптеры удаляют гидролизом с помощью 5'-фосфат-зависимой экзонуклеазы и 5'-деаденилазы. 5'-конец лигированной ДНК фосфорилируют с использованием киназы, например, полинуклеотидкиназы Т4. Второй адаптер длиной 60 п.о., содержащий последовательность Р5, лигируют с 5'-фосфорилированной лигированной ДНК с образованием члена (5'-Р5-оцДНК-инсерт-Р7-3') библиотеки ДНК.[0113] Some implementations with the removal of single-stranded non-ligated adapters may include hydrolysis of single-stranded non-ligated adapters. Some such implementation options may include contacting single-stranded unligated adapters with a nuclease, eg, a 5'-phosphate dependent exonuclease, eg, TERMINATOR (Epicentre, Madison, Wisconsin, USA). In FIG. 6 depicts an embodiment in which a double-stranded target DNA fragment is dephosphorylated and denatured to form a single-stranded target DNA. The first adapter, 64 bp, containing the phosphorylated 5' end, the P7' sequence, and the blocked 3' end, is ligated to the 3' end of the single-stranded target DNA to form ligated DNA. Unligated first adapters are removed by hydrolysis with 5'-phosphate dependent exonuclease and 5'-deadenylase. The 5' end of the ligated DNA is phosphorylated using a kinase such as T4 polynucleotide kinase. A second 60 bp adapter containing the P5 sequence is ligated to the 5'-phosphorylated ligated DNA to form a member (5'-P5-ssDNA-insert-P7-3') of the DNA library.

[0114] Некоторые варианты реализации с удалением одноцепочечных нелигированных адаптеров могут включать применение гранул. Предпочтительное применение гранул может включать отмывание компонентов реакции от гранул и компонентов, присоединенных к гранулам. В некоторых вариантах реализации первый адаптер можно лигировать с 3'-концами дефосфорилированных одноцепочечных нуклеиновых кислот. Первый адаптер может содержать 3'-блокирующую группу и может содержать последовательности-мишени. Последовательности-мишени можно гибридизовать с зондами захвата, присоединенными к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка может включать гранулу. Зонд захвата может содержать сайты праймеров для секвенирования, индексы и сайты праймеров для амплификации. Одноцепочечные нелигированные адаптеры можно отмывать от подложки и гибридизованных лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот. Зонд захвата можно удлинять. В некоторых вариантах реализации гибридизованные нелигированные одноцепочечные нуклеиновые кислоты можно удалить от удлиненного зонда захвата. Второй адаптер можно лигировать с 5'-концами удлиненных зондов захвата. В некоторых вариантах реализации вторые адаптеры содержат блокирующую группу на 3'-концах. Второй адаптер может содержать сайты праймеров для секвенирования, индексы и сайты праймеров для амплификации.[0114] Some implementations with the removal of single-stranded non-ligated adapters may include the use of beads. The preferred use of the granules may include washing the reaction components from the granules and the components attached to the granules. In some embodiments, the first adapter may be ligated to the 3' ends of the dephosphorylated single stranded nucleic acids. The first adapter may contain a 3' blocking group and may contain target sequences. Target sequences can be hybridized to capture probes attached to a support. In some embodiments, the support may include a bead. The capture probe may contain sequencing primer sites, indexes, and amplification primer sites. Single stranded unligated adapters can be laundered from support and hybridized ligated single stranded nucleic acids. The capture probe can be extended. In some embodiments, hybridized non-ligated single-stranded nucleic acids can be removed from the extended capture probe. The second adapter can be ligated to the 5' ends of the extended capture probes. In some embodiments, the second adapters contain a blocking group at the 3' ends. The second adapter may contain sequencing primer sites, indexes, and amplification primer sites.

Получение индексированных библиотекGetting Indexed Libraries

[0115] Некоторые варианты реализации систем, способов и композиций, предложенных в настоящем документе, включают способы получения индексированной библиотеки нуклеиновых кислот. Адаптеры и/или зонды захвата могут содержать индексы. Примеры использования и получения индексов, которые можно применять в вариантах реализации, предложенных в настоящем документе, можно найти в международных публикациях № WO 2012/061832 и WO 2014/142850; и патентах США №9074251, 8829171, каждый из которых полностью включен в настоящее описание посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации индекс можно включить в нуклеиновую кислоту-мишень посредством лигирования. В некоторых вариантах реализации индекс можно включить в нуклеиновую кислоту посредством удлинения зонда захвата, адаптера или нуклеиновой кислоты-мишени. Таким образом, индексированные библиотеки легко получить способами, предложенными в настоящем документе.[0115] Some embodiments of the systems, methods, and compositions provided herein include methods for obtaining an indexed nucleic acid library. Capture adapters and/or probes may contain indexes. Examples of the use and derivation of indices that can be used in the implementations proposed herein can be found in International Publications Nos. WO 2012/061832 and WO 2014/142850; and US Pat. Nos. 9,074,251, 8,829,171, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. In some embodiments, the index may be incorporated into the target nucleic acid by ligation. In some embodiments, the index can be incorporated into the nucleic acid by extending the capture probe, adapter, or target nucleic acid. Thus, indexed libraries are easy to obtain using the methods proposed in this document.

[0116] В некоторых вариантах реализации можно получить популяцию зондов захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата можно получить путем лигирования первого адаптера со вторым адаптером. Каждый адаптер может содержать индекс. Первый адаптер можно присоединить к подложке, например, грануле. Второй адаптер может содержать гибридизационный зонд. Гибридизационный зонд можно гибридизовать с одноцепочечными нуклеиновыми кислотами-мишенями. Одноцепочечные нуклеиновые кислоты-мишени можно гибридизовать с гибридизационным зондом и удлинять, тем самым включая последовательности, комплементарные индексу одного или более адаптеров.[0116] In some embodiments, a population of capture probes can be obtained. In some embodiments, the capture probe can be obtained by ligating the first adapter to the second adapter. Each adapter may contain an index. The first adapter can be attached to a support, such as a bead. The second adapter may contain a hybridization probe. The hybridization probe can be hybridized to single stranded target nucleic acids. Single-stranded target nucleic acids can be hybridized to a hybridization probe and extended, thereby including sequences that are complementary to an index of one or more adapters.

[0117] Некоторые варианты реализации могут включать получение множества первых адаптеров, содержащих первый индекс, причем 5'-концы первых адаптеров содержат 5'-блокирующую группу, и множества вторых адаптеров, содержащих второй индекс и зонд захвата, причем 3'-концы вторых адаптеров содержат 3'-блокирующую группу. Некоторые варианты реализации также включают лигирование 3'-концов первых одноцепочечных нуклеиновых кислот с 5'-концами вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы. Некоторые варианты реализации также включают гибридизацию нуклеиновой кислоты-мишени с зондом захвата. Некоторые варианты реализации также включают удлинение нуклеиновых кислот-мишеней, за счет чего получают библиотеку индексированных нуклеиновых кислот. Некоторые варианты реализации также включают амплификацию удлиненных нуклеиновых кислот-мишеней. В некоторых вариантах реализации 5'-блокирующая группа содержит дефосфорилированный нуклеотид или присоединена к подложке. В некоторых вариантах реализации подложка включает множество гранул.[0117] Some implementations may include obtaining a plurality of first adapters containing a first index, with the 5' ends of the first adapters containing a 5' blocking group, and a plurality of second adapters containing a second index and a capture probe, with the 3' ends of the second adapters contain a 3' blocking group. Some embodiments also include ligating the 3' ends of the first single stranded nucleic acids to the 5' ends of the second single stranded nucleic acids in the presence of a ligase. Some embodiments also include hybridization of the target nucleic acid with the capture probe. Some embodiments also include extension of target nucleic acids, thereby obtaining a library of indexed nucleic acids. Some embodiments also include amplification of extended target nucleic acids. In some embodiments, the 5' blocking group contains a dephosphorylated nucleotide or is attached to a support. In some embodiments, the support includes a plurality of beads.

Наборы, реакционные сосуды и проточные ячейкиKits, Reaction Vessels and Flow Cells

[0118] Варианты реализации систем и способов, предложенных в настоящем документе, включают наборы, реакционные сосуды и проточные ячейки, содержащие любой один или более из компонентов, пригодных для получения библиотек нуклеиновых кислот путем лигирования адаптеров с нуклеиновыми кислотами, например, одноцепочечными нуклеиновыми кислотами и/или двуцепочечными нуклеиновыми кислотами. Типичные компоненты включают первый адаптер, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу, лигазу, агент, вызывающий эффект исключения объема, дефосфорилирующий агент, второй адаптер, причем 3'-конец второго адаптера содержит блокирующую группу, праймеры для секвенирования, праймеры для амплификации, нуклеиновые кислоты, содержащие индексы, и 5'-экзонуклеазы. В некоторых вариантах реализации набор может включать реагент для любого способа, предложенного в настоящем документе. В некоторых вариантах реализации набор может включать реакционный сосуд. В некоторых вариантах реализации набор может включать проточную ячейку, содержащую реакционный сосуд.[0118] Embodiments of the systems and methods provided herein include kits, reaction vessels, and flow cells containing any one or more of the components useful for generating nucleic acid libraries by ligating adapters to nucleic acids, e.g., single-stranded nucleic acids and /or double-stranded nucleic acids. Typical components include a first adapter, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group, a ligase, a volume exclusion agent, a dephosphorylating agent, a second adapter, the 3' end of the second adapter contains a blocking group, sequencing primers, amplification primers , nucleic acids containing indexes, and 5'-exonucleases. In some embodiments, the kit may include a reagent for any of the methods provided herein. In some embodiments, the kit may include a reaction vessel. In some embodiments, the kit may include a flow cell containing a reaction vessel.

[0119] Некоторые варианты реализации включают реакционный сосуд, содержащий реакционный объем, в котором можно осуществить способ, предложенный в настоящем документе. В некоторых таких вариантах реализации реакционный сосуд может включать компоненты любой стадии или этапа способа, предложенного в настоящем документе. В некоторых вариантах реализации реакционный сосуд может содержать множество нуклеиновых кислот, например, одноцепочечных нуклеиновых кислот и/или двуцепочечных нуклеиновых кислот; первый адаптер, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; лигазу; и агент, вызывающий эффект исключения объема. В некоторых вариантах реализации реакционный сосуд также может содержать второй адаптер. В некоторых вариантах реализации реакционный сосуд также может содержать дефосфорилирующий агент.[0119] Some embodiments include a reaction vessel containing a reaction volume in which the method provided herein can be carried out. In some such embodiments, the reaction vessel may include components of any step or step of the method provided herein. In some embodiments, the reaction vessel may contain a plurality of nucleic acids, for example, single-stranded nucleic acids and/or double-stranded nucleic acids; the first adapter, and the 3'-end of the first adapter contains a blocking group; ligase; and an agent causing a volume exclusion effect. In some embodiments, the reaction vessel may also contain a second adapter. In some embodiments, the reaction vessel may also contain a dephosphorylating agent.

[0120] В некоторых вариантах реализации реакционный сосуд может содержать реакционный объем. В некоторых вариантах реализации реакционный объем может содержать множество нуклеиновых кислот, например, одноцепочечных нуклеиновых кислот и/или двуцепочечных нуклеиновых кислот; первый адаптер, причем 3'-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; второй адаптер; дефосфорилирующий агент; лигазу; и агент, вызывающий эффект исключения объема. В некоторых вариантах реализации реакционный объем может содержать множество первых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих первый индекс, причем 5'-концы первых одноцепочечных нуклеиновых кислот содержат 5'-блокирующую группу, множество вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих второй индекс и зонд захвата, причем 3'-концы вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот содержат 3'-блокирующую группу; и лигазу.[0120] In some embodiments, the reaction vessel may contain a reaction volume. In some embodiments, the reaction volume may contain a plurality of nucleic acids, for example, single-stranded nucleic acids and/or double-stranded nucleic acids; the first adapter, and the 3'-end of the first adapter contains a blocking group; second adapter; dephosphorylating agent; ligase; and an agent causing a volume exclusion effect. In some embodiments, the reaction volume may contain a plurality of first single-stranded nucleic acids containing a first index, wherein the 5' ends of the first single-stranded nucleic acids contain a 5'-blocking group, a plurality of second single-stranded nucleic acids containing a second index and a capture probe, with 3' - the ends of the second single-stranded nucleic acids contain a 3'-blocking group; and ligase.

[0121] В некоторых вариантах реализации первый адаптер лигирован с 3'-концами множества одноцепочечных нуклеиновых кислот, тем самым образуя множество модифицированных одноцепочечных нуклеиновых кислот. В некоторых вариантах реализации нелигированный первый адаптер гибридизован с зондом захвата. В некоторых вариантах реализации зонд захвата содержит последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера.[0121] In some embodiments, the first adapter is ligated to the 3' ends of a plurality of single-stranded nucleic acids, thereby forming a plurality of modified single-stranded nucleic acids. In some embodiments, the unligated first adapter is hybridized to a capture probe. In some embodiments, the capture probe contains a sequence that is complementary to at least a portion of the first adapter.

[0122] В некоторых вариантах реализации 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован. В некоторых вариантах реализации второй адаптер лигируют с 3'-концами множества модифицированных одноцепочечных нуклеиновых кислот. В некоторых вариантах реализации дефосфорилирующий агент содержит фосфатазу. В некоторых вариантах реализации указанная фосфатаза инактивирована. Примеры фосфатаз включают кишечную фосфатазу теленка, щелочную фосфатазу креветки, антарктическую фосфатазу и щелочную фосфатазу APEX.[0122] In some embodiments, the 5' end of the second adapter is non-phosphorylated. In some embodiments, the second adapter is ligated to the 3' ends of the plurality of modified single stranded nucleic acids. In some embodiments, the dephosphorylating agent comprises a phosphatase. In some embodiments, said phosphatase is inactivated. Examples of phosphatases include calf intestinal phosphatase, shrimp alkaline phosphatase, Antarctic phosphatase, and APEX alkaline phosphatase.

[0123] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер может содержать сайт связывания праймера для секвенирования. Примеры сайтов связывания праймеров для секвенирования включают последовательность Р7, ее комплемент или обратный комплемент; и последовательность Р5, ее комплемент или обратный комплемент.[0123] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter may comprise a primer binding site for sequencing. Examples of sequencing primer binding sites include the P7 sequence, its complement or reverse complement; and the P5 sequence, its complement or reverse complement.

[0124] В некоторых вариантах реализации первый адаптер и/или второй адаптер может содержать индекс адаптера. В некоторых вариантах реализации индекс первого адаптера отличается от индекса второго адаптера. В некоторых вариантах реализации индекс адаптера указывает на источник множества одноцепочечных нуклеиновых кислот.[0124] In some embodiments, the first adapter and/or the second adapter may contain an adapter index. In some implementations, the index of the first adapter is different from the index of the second adapter. In some embodiments, the adapter index indicates the source of the plurality of single-stranded nucleic acids.

[0125] Некоторые варианты реализации, предложенные в настоящем документе, включают реакционный сосуд, содержащий реакционный объем, содержащий: множество первых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих первый индекс, причем 5'-концы первых одноцепочечных нуклеиновых кислот содержат 5'-блокирующую группу, множество вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот, содержащих второй индекс и зонд захвата, причем 3'-концы вторых одноцепочечных нуклеиновых кислот содержат 3'-блокирующую группу; и лигазу.[0125] Some embodiments provided herein include a reaction vessel containing a reaction volume comprising: a plurality of first single-stranded nucleic acids containing a first index, the 5' ends of the first single-stranded nucleic acids containing single-stranded nucleic acids containing a second index and a capture probe, wherein the 3' ends of the second single-stranded nucleic acids contain a 3' blocking group; and ligase.

[0126] В некоторых вариантах блокирующая группа содержит 3'-спейсер С3, дидезоксинуклеотид или фосфатную группу. В некоторых вариантах реализации второй адаптер может включать присоединение к подложке. Примеры подложки включают гранулы.[0126] In some embodiments, the blocking group contains a C3 3' spacer, a dideoxynucleotide, or a phosphate group. In some embodiments, the second adapter may include attachment to the substrate. Examples of the support include beads.

[0127] В некоторых вариантах реализации агент, вызывающий эффект исключения объема, выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля (ПЭГ), декстрана, гидроксиэтилкрахмала, фиколла и поливинилпирролидона. Примеры ПЭГ, которые можно примерять в вариантах реализации, предложенных в настоящем документе, включают ПЭГ 600, ПЭГ-800, ПЭГ-1000, ПЭГ-6000 и ПЭГ-8000. Реакционный объем может содержать концентрацию агента, вызывающего эффект исключения объема, например, в массо-объемных процентах, которая меньше, больше или равна приблизительно 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 60%, 70%, 80%, 90%, 95% или находится в диапазоне между любыми двумя из вышеупомянутых процентных значений.[0127] In some embodiments, the exclusion agent is selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), dextran, hydroxyethyl starch, ficoll, and polyvinylpyrrolidone. Examples of PEGs that can be used in the embodiments provided herein include PEG 600, PEG-800, PEG-1000, PEG-6000, and PEG-8000. The reaction volume may contain a concentration of the agent causing the volume exclusion effect, for example, in weight-volume percent, which is less than, greater than or equal to about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or between any two of the above percentages.

[0128] В некоторых вариантах реализации изобретения лигаза содержит лигазу одноцепочечной нуклеиновой кислоты. Примеры лигаз одноцепочечных нуклеиновых кислот включают РНК-лигазу 1 Т4, РНК-лигазу 2 Т4, RtcB-лигазу, РНК-лигазу Methanobacterium и РНК-лигазу TS2126 (CIRCLIGASE).[0128] In some embodiments, the ligase comprises a single-stranded nucleic acid ligase. Examples of single-stranded nucleic acid ligases include T4 RNA ligase 1, T4 RNA ligase 2, RtcB ligase, Methanobacterium RNA ligase, and TS2126 RNA ligase (CIRCLIGASE).

[0129] Некоторые варианты реализации, предложенные в настоящем документе, включают проточную ячейку, содержащую реакционный сосуд, предложенный в настоящем документе. Некоторые варианты реализации включают систему, содержащую реакционный сосуд, предложенный в настоящем документе, и детектор для получения данных секвенирования.[0129] Some embodiments provided herein include a flow cell comprising a reaction vessel as provided herein. Some embodiments include a system containing a reaction vessel as provided herein and a detector for obtaining sequencing data.

[0130] Проточная ячейка может содержать камеру с поверхностью, через которую можно направлять поток одного или более из жидких реагентов. В общем случае в проточной ячейке есть входное отверстие и выходное отверстие для облегчения потока жидкости. Примеры проточных ячеек и связанных с ними жмдкостных систем и платформ обнаружения, которые легко применять в способах согласно настоящему изобретению, описаны, например, в Bentley et al, Nature 456:53-59 (2008), WO 04/018497; US 7057026; WO 91/06678; WO 071123744; US 7329492; US 7211414; US 7315019; US 7405281 и US 2008/0108082, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.[0130] The flow cell may include a chamber with a surface through which the flow of one or more of the liquid reactants can be directed. In general, a flow cell has an inlet and an outlet to facilitate fluid flow. Examples of flow cells and associated fluid systems and detection platforms that are readily applicable to the methods of the present invention are described, for example, in Bentley et al, Nature 456:53-59 (2008), WO 04/018497; US 7057026; W091/06678; WO 071123744; US 7329492; US 7211414; US 7315019; US 7405281 and US 2008/0108082, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 - лигирование адаптеров с одноцепочечными нуклеиновыми кислотами-мишенямиExample 1 - Ligation of Adapters to Single Stranded Target Nucleic Acids

[0131] Четырехэтапный способ получения библиотеки одноцепочечной ДНК (оцДНК) выполняли с использованием одноцепочечной ДНК в качестве нуклеиновой кислоты-мишени. На фиг. 1 представлен обзор четырех этапов, которые включали 5'-дефосфорилирование нуклеиновой кислоты-мишени; лигирование 3'-адаптера с 3'-концом нуклеиновой кислоты-мишени, причем 3'-конец 3'-адаптера блокировали для ингибирования самоконкатемеризации; повторное фосфорилирование 5'-дефосфорилированной лигированной нуклеиновой кислоты-мишени; и лигирование 5'-адаптера с 5'-концом лигированной нуклеиновой кислоты-мишени, причем 5'-конец 5'-адаптера блокировали для ингибирования самоконкатемеризации.[0131] A four-step method for obtaining a single-stranded DNA (ssDNA) library was performed using single-stranded DNA as the target nucleic acid. In FIG. 1 provides an overview of four steps that included 5'-dephosphorylation of the target nucleic acid; ligating the 3' adapter to the 3' end of the target nucleic acid, wherein the 3' end of the 3' adapter is blocked to inhibit self-concatemerization; rephosphorylation of the 5'-dephosphorylated ligated target nucleic acid; and ligating the 5' adapter to the 5' end of the ligated target nucleic acid, the 5' end of the 5' adapter being blocked to inhibit self-concatemerization.

[0132] Для проверки этапа дефосфорилирования 5'-конец 60-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'ОН-60-Phos 5') дефосфорилировали с использованием щелочной фосфатазы, фосфатазы APEX (Epicenter, Мэдисон, штат Висконсин, США) в реакционном объеме с 25% полиэтиленгликоля (ПЭГ). Степень 5'-дефосфорилирования анализировали с помощью одноцепочечной лигазы - лигазы CIRCLIGASE™ (Lucigen Corporation, Миддлтон, штат Висконсин, США) для подтверждения того, что дефосфорилированные продукты не образуют конкатемеры. Как изображено на фиг. 7, эффективность дефосфорилирования с помощью щелочной фосфатазы составляла приблизительно 100%.[0132] To verify the dephosphorylation step, the 5' end of the 60-mer single-stranded nucleic acid (3'OH-60-Phos 5') was dephosphorylated using alkaline phosphatase, APEX phosphatase (Epicenter, Madison, Wisconsin, USA) in a reaction volume with 25% polyethylene glycol (PEG). The degree of 5'-dephosphorylation was analyzed using a single-stranded ligase - CIRCLIGASE™ ligase (Lucigen Corporation, Middleton, Wisconsin, USA) to confirm that the dephosphorylated products did not form concatemers. As shown in FIG. 7, the alkaline phosphatase dephosphorylation efficiency was approximately 100%.

[0133] Для проверки этапа начального лигирования 64-членный адаптер Р7' (3'C3-P7-phos 5'), содержащий 3'-блокирующую группу, лигировали с 3'-концом дефосфорилированной 60-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'ОН-60-OH 5') с помощью CIRCLIGASE в реакционном объеме, содержащем 25% ПЭГ. 3'-конец адаптера Р7' блокировали для ингибирования самоконкатемеризации. Как показано на фиг. 8, выход этого этапа лигирования (дорожка 2) составлял 97.5%.[0133] To test the initial ligation step, a 64-mer adapter P7' (3'C3-P7-phos 5') containing a 3' blocking group was ligated to the 3' end of a dephosphorylated 60-mer single-stranded nucleic acid (3'OH -60-OH 5') with CIRCLIGASE in a reaction volume containing 25% PEG. The 3' end of the P7' adapter was blocked to inhibit self-concatemerization. As shown in FIG. 8, the yield of this ligation step (lane 2) was 97.5%.

[0134] Для проверки киназного этапа 5'-конец 124-членной дефосфорилированной одноцепочечной нуклеиновой кислоты, содержащей лигированный 64-членный адаптер с 3' блокирующей группой (3'С3-Р7-60-ОН), повторно фосфорилировали с помощью полинуклеотидкиназы Т4 (PNK). Как изображено на фиг. 9, выход повторного фосфорилирования составлял приблизительно 99%.[0134] To test the kinase step, the 5' end of the 124-mer dephosphorylated single-stranded nucleic acid containing a ligated 64-mer adapter with a 3' blocking group (3'C3-P7-60-OH) was rephosphorylated with T4 polynucleotide kinase (PNK ). As shown in FIG. 9, the rephosphorylation yield was approximately 99%.

[0135] Для проверки второго этапа лигирования 60-членный адаптер Р5 с нефосфорилированным 5'-концом (5'Р5-ОН), лигировали с 5'-концом 124-членной одноцепочечной нуклеиновой кислоты (3'C3-60-B2-Phos) с помощью CIRCLIGASE в реакционном объеме, содержащем 1,6% ПЭГ. 124-членная одноцепочечная нуклеиновая кислота содержала лигированный 64-членный адаптер с 3'-блокирующей группой (3'C3-P7-phos 5'). Как показано на фиг.10, выход этого этапа лигирования (дорожка 2) составлял >85%. Таким образом, общий выход 4-этапного подхода к получению библиотеки оцДНК составлял >80%.[0135] To test the second ligation step, a 60-mer P5 adapter with a non-phosphorylated 5' end (5'P5-OH) was ligated to the 5' end of a 124-mer single-stranded nucleic acid (3'C3-60-B2-Phos) using CIRCLIGASE in a reaction volume containing 1.6% PEG. The 124-mer single-stranded nucleic acid contained a ligated 64-mer adapter with a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5'). As shown in Figure 10, the yield of this ligation step (lane 2) was >85%. Thus, the overall yield of the 4-step approach to obtaining the ssDNA library was >80%.

Пример 2 - лигирование адаптеров с бесклеточными нуклеиновыми кислотами-мишенямиExample 2 - Ligation of Adapters to Cell-Free Target Nucleic Acids

[0136] Схему, представленную на фиг. 1, осуществляли с использованием бесклеточной ДНК (бкДНК). Двуцепочечные нуклеиновые кислоты-мишени дефосфорилировали с использованием щелочной фосфатазы APEX и денатурировали с образованием одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней. Для проверки этапа начального лигирования 64-членный адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), лигировали с 3'-концом одноцепочечной дефосфорилированной бесклеточной ДНК (бкДНК) с помощью CIRCLIGASE в реакционном объеме, содержащем 22,5% ПЭГ, в течение 3 часов. Как показано на фиг. 11, выход этого этапа лигирования (дорожка 2) составлял более 95%.[0136] The circuit shown in FIG. 1 was performed using cell-free DNA (bcDNA). Double-stranded target nucleic acids were dephosphorylated using APEX alkaline phosphatase and denatured to form single-stranded target nucleic acids. To test the initial ligation step, a 64-mer P7' adapter containing a 3'-blocking group (3'C3-P7-phos 5') was ligated to the 3'-end of single-stranded dephosphorylated cell-free DNA (cDNA) using CIRCLIGASE in the reaction volume, containing 22.5% PEG for 3 hours. As shown in FIG. 11, the yield of this ligation step (lane 2) was over 95%.

[0137] Для проверки киназного этапа дефосфорилированную бкДНК (бкДНК [Apex]) обрабатывали полинуклеотидкиназой Т4 (PNK) и лигировали 64-членный адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), с 3'-концом повторно фосфорилированной бкДНК. Реакцию выполняли в объеме, содержащем 11.25% ПЭГ, в течение 1 часа (фиг. 12).[0137] To test the kinase step, dephosphorylated bcDNA (bcDNA [Apex]) was treated with T4 polynucleotide kinase (PNK) and a 64-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5') was ligated with 3 the '-end of the rephosphorylated bcDNA. The reaction was carried out in a volume containing 11.25% PEG for 1 hour (FIG. 12).

[0138] Для проверки второго этапа лигирования 64-членный адаптер Р7', содержащий 3'-блокирующую группу (3'C3-P7-phos 5'), лигировали с 3'-концом дефосфорилированной бкДНК, полученный первый лигированный продукт (3'С3-Р7-бкДНК-phos 5') обрабатывали киназой (PNK) и лигировали 60-членный адаптер Р5 с нефосфорилированным 5'-концом (5'Р5-ОН) с 5'-концом первого продукта лигирования с образованием второго продукта лигирования (Р7'-бкДНК-Р5). Реакцию выполняли с использованием CIRCLIGASE в реакционном объеме, содержащем 3.8% ПЭГ. На фиг. 13 показаны продукты лигирования (Р7'-бкДНК-Р5) и (Р7'-Р5).[0138] To test the second ligation step, a 64-mer P7' adapter containing a 3' blocking group (3'C3-P7-phos 5') was ligated to the 3' end of the dephosphorylated bcDNA, resulting in the first ligated product (3'C3 -P7-bcDNA-phos 5') was treated with kinase (PNK) and a 60-mer P5 adapter with a non-phosphorylated 5' end (5'P5-OH) was ligated to the 5' end of the first ligation product to form a second ligation product (P7' -bcDNA-P5). The reaction was performed using CIRCLIGASE in a reaction volume containing 3.8% PEG. In FIG. 13 shows the ligation products of (P7'-bcDNA-P5) and (P7'-P5).

Пример 3 - анализ продуктов лигированияExample 3 - analysis of ligation products

[0139] Продукты лигирования из примера 2 разделяли в геле, полосы продуктов лигирования экстрагировали из геля, экстрагированные продукты лигирования амплифицировали, а амплифицированные продукты разделяли с помощью капиллярного электрофореза (BioAnalyzer, Agilent).[0139] The ligations from Example 2 were gel separated, the ligation bands were extracted from the gel, the extracted ligations were amplified, and the amplified products were separated by capillary electrophoresis (BioAnalyzer, Agilent).

[0140] Продукты лигирования разделяли в геле, полосы «Экстракт В1» и «Экстракт В2» вырезали из геля. Как показано на фиг. 14, на дорожке 'REF' экстракт В1 обозначен двумя черными прямоугольниками, а экстракт В2 - одним белым прямоугольником. Экстракты амплифицировали посредством ПЦР с использованием праймеров Р7, не предназначенных для ПЦР (не амплифицируемых), в соотношении с ПЦР-праймерами Р7 от 1:40 до 1:20 в течение 24 циклов. Продукты ПЦР экстрагировали с помощью твердофазной обратимой иммобилизации (SPRI) на гранулах в соотношении 2:1. Результаты показаны на фиг. 14.[0140] The ligation products were separated on the gel, the "Extract B1" and "Extract B2" bands were excised from the gel. As shown in FIG. 14, in lane 'REF' extract B1 is indicated by two black boxes and extract B2 by one white box. The extracts were amplified by PCR using P7 primers not intended for PCR (non-amplifiable) in a ratio to P7 PCR primers from 1:40 to 1:20 for 24 cycles. PCR products were extracted using solid phase reversible immobilization (SPRI) on beads in a ratio of 2:1. The results are shown in FIG. fourteen.

[0141] Затем амплифицированные продукты экстракта В1 и В2 анализировали посредством капиллярного электрофореза (BioAnalyser, Agilent). Как показано на фиг. 15, экстракт В2 преимущественно содержал продукты длиной 127 п.о. (Р7'-Р5), а экстракт В1 содержал разновидности продуктов длиной 292 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5) и 480 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5).[0141] The amplified products of extract B1 and B2 were then analyzed by capillary electrophoresis (BioAnalyser, Agilent). As shown in FIG. 15, extract B2 predominantly contained 127 bp products. (P7'-P5) and extract B1 contained 292 bp product varieties. (P7'-bcDNA-P5) and 480 bp. (P7'-bcDNA-P5).

[0142] Количество гранул SPRI, использованных для очистки экстрактов из геля, меняли для определения соотношения, позволявшего эффективно удалять праймеры-димеры (фиг. 16). Соотношение гранулы SPRI : образец (об : об), равное 1.2:1, наиболее эффективно позволяло удалять праймеры-димеры без потери существенной части библиотеки бкДНК.[0142] The number of SPRI beads used to purify the extracts from the gel was changed to determine the ratio that allowed effective removal of primer-dimers (Fig. 16). The ratio of SPRI granule : sample (v : v), equal to 1.2:1, most effectively made it possible to remove primers-dimers without losing a significant part of the bcDNA library.

Пример 4 - захват нелигированных праймеров Р7'Example 4 Capture of unligated P7' primers

[0143] Избыток нелигированных праймеров Р7' удаляли по схеме, приведенной на фиг. 5. Вкратце, праймер Р7, комплементарный праймеру адаптера Р7', добавляли к реакционному объему после лигирования праймера адаптера Р7' с 3'-концом нуклеиновой кислоты-мишени. Праймер Р7 содержал блокирующие группы на 5'- и 3'-концах. После добавления праймера Р7 адаптер Р5 лигировали с 5'-концом повторно фосфорилированной лигированной нуклеиновой кислоты-мишени.[0143] Excess unligated P7' primers were removed as shown in FIG. 5. Briefly, the P7 primer complementary to the P7' adapter primer was added to the reaction volume after the P7' adapter primer was ligated to the 3' end of the target nucleic acid. Primer P7 contained blocking groups at the 5' and 3' ends. After primer P7 was added, the P5 adapter was ligated to the 5' end of the rephosphorylated ligated target nucleic acid.

[0144] 63-членный праймер Р7' (3'C3-P7'-phos 5') лигировали с 3'-концами бкДНК в реакционном объеме, содержавшем 25% ПЭГ. Как показано на фиг.17, выход лигированного продукта составлял >95%. Для проверки лигирования в присутствии зонда захвата 60-членный адаптер Р5, содержащий нефосфорилированный 5'-конец (5'Р5-ОН), лигировали с 5'-концом первого продукта лигирования (3'С3-Р7'-бкДНК-phos5') в присутствии 63-членного зонда захвата Р7 (3'С3-Р7-С35'), содержащего 5'- и 3'-блокирующие группы. Реакцию выполняли в реакционном объеме, содержащем 6,5% ПЭГ. На фиг. 18 показаны продукты лигирования (Р7'-бкДНК-Р5) и (Р7'-Р5).[0144] The 63-mer P7' primer (3'C3-P7'-phos 5') was ligated to the 3' ends of the bcDNA in a reaction volume containing 25% PEG. As shown in Fig. 17, the yield of the ligated product was >95%. To test ligation in the presence of a capture probe, the 60-mer P5 adapter containing the unphosphorylated 5' end (5'P5-OH) was ligated to the 5' end of the first ligation product (3'C3-P7'-bcDNA-phos5') in the presence of a 63-mer P7 capture probe (3'C3-P7-C35') containing 5'- and 3'-blocking groups. The reaction was carried out in a reaction volume containing 6.5% PEG. In FIG. 18 shows the ligation products of (P7'-bcDNA-P5) and (P7'-P5).

[0145] Затем анализировали продукты лигирования. Как показано на фиг. 19, продукты лигирования разделяли по размеру в геле, некоторые полосы экстрагировали из геля, экстракт В1 и экстракт В2 амплифицировали. Амплифицированные продукты анализировали посредством капиллярного электрофореза; они содержали разновидности продуктов длиной 127 п.о. (Р7'-Р5), 292 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5) и 480 п.о. (Р7'-бкДНК-Р5). На фиг. 20 изображены гели продуктов лигирования до амплификации, после амплификации и после экстракции с гранулами SPRI.[0145] The ligation products were then analyzed. As shown in FIG. 19, the ligation products were separated by size in the gel, some bands were extracted from the gel, extract B1 and extract B2 were amplified. The amplified products were analyzed by capillary electrophoresis; they contained 127 bp product varieties. (P7'-P5), 292 bp (P7'-bcDNA-P5) and 480 bp. (P7'-bcDNA-P5). In FIG. 20 shows gels of ligation products before amplification, after amplification, and after extraction with SPRI beads.

[0146] Включение Р7, не предназначенных для ПЦР, для захвата избытка Р7', существенно снижало образование праймеров-димеров. Кроме того, образование праймеров-димеров существенно снижалось при удалении с использованием 1.2Х SPRI без существенной потери библиотеки бкДНК.[0146] Inclusion of P7, not intended for PCR, to capture excess P7', significantly reduced the formation of primer-dimers. In addition, the formation of primer-dimers was significantly reduced when removed using 1.2X SPRI without significant loss of the bcDNA library.

Пример 5-лигирование одноцепочечных нуклеиновых кислот, конъюгированных с грануламиExample 5 - Ligation of Single Stranded Bead-Conjugated Nucleic Acids

[0147] Выполнили проверку эффективности лигирования двух олигомеров (олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2) при различных концентрациях ПЭГ. Олигонуклеотид 1 содержал блокированный 3'-конец (ОН), а олигонуклеотид 2 содержал блокированный 5'-конец (phos), таким образом, лигирование приводило к получению единственного лигированного продукта олигонуклеотид 1-олигонуклеотид 2. Условия реакции включали: 10 пмоль каждого олигонуклеотида + 2 мкл 10 × буфера + 1 мкл 1 мМ АТФ, 1 мкл 50 мМ MnCl2, 1 мкл CIRCLIGASE (100 ед/мкл) + 15 мкл 0, 25, 50 или 60% ПЭГ в конечном реакционном объеме 20 мкл при концентрации ПЭГ 0, 19, 38 и 45%, соответственно. Результаты показаны на фиг. 21. Реакционный объем, содержавший 45% ПЭГ, обеспечивал 55.9% выход лигированных олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2.[0147] The efficiency of ligation of two oligomers (oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2) was tested at different concentrations of PEG. Oligonucleotide 1 contained a blocked 3' end (OH) and oligonucleotide 2 contained a blocked 5' end (phos), thus ligation resulted in a single ligated product oligonucleotide 1-oligonucleotide 2. Reaction conditions included: 10 pmol of each oligonucleotide + 2 µl 10 × buffer + 1 µl 1 mM ATP, 1 µl 50 mM MnCl 2 , 1 µl CIRCLIGASE (100 U/µl) + 15 µl 0, 25, 50 or 60% PEG in a final reaction volume of 20 µl at PEG concentration 0 , 19, 38 and 45%, respectively. The results are shown in FIG. 21. The reaction volume containing 45% PEG provided a 55.9% yield of ligated oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2.

[0148] Выполнили проверку эффективности лигирования олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2 при различных концентрациях олигонуклеотида 2. Условия реакции включали: 10 пмоль олигонуклеотида 1 + 10 × пмоль олигонуклеотида 2 + 2 мкл 10 × буфера + 1 мкл 1 мМ АТФ, 1 мкл 50 мМ MnCl2, 2 мкл CIRCLIGASE (100 ед/мкл) + 15 мкл 60% ПЭГ, что обеспечивало конечный реакционный объем 20 мкл при концентрации ПЭГ 45%. Результаты показаны на фиг. 22. Реакционный объем, содержавший 4Х избыток олигонуклеотида 2 и 2Х CIRCLIGASE, обеспечивал 79,6% выход лигированных олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2.[0148] Performed a check on the efficiency of ligation of oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2 at different concentrations of oligonucleotide 2. Reaction conditions included: 10 pmol of oligonucleotide 1 + 10 × pmol of oligonucleotide 2 + 2 μl of 10 × buffer + 1 μl of 1 mM ATP, 1 μl of 50 mM MnCl 2 , 2 µl CIRCLIGASE (100 U/µl) + 15 µl 60% PEG, resulting in a final reaction volume of 20 µl at a PEG concentration of 45%. The results are shown in FIG. 22. Reaction volume containing 4X excess of oligonucleotide 2 and 2X CIRCLIGASE provided 79.6% yield of ligated oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2.

[0149] Выполнили проверку эффективности лигирования олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2 при различных концентрациях CIRCLIGASE. Условия реакции включали: 10 пмоль каждого олигонуклеотида + 2 мкл 10 × буфера + 1 мкл 1 мМ АТФ, 1 мкл 50 мМ MnCl2, X мкл CIRCLIGASE (100 ед/мкл) + 15 мкл 60% ПЭГ, что обеспечивало конечный реакционный объем 20 мкл при концентрации ПЭГ 45%. Результаты показаны на фиг. 23. Реакционный объем, содержавший 8 X концентрацию CIRCLIGASE, обеспечивал 75.3% выход лигированных олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2.[0149] The efficiency of ligation of oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2 was tested at various concentrations of CIRCLIGASE. Reaction conditions included: 10 pmol of each oligonucleotide + 2 µl 10×buffer + 1 µl 1 mM ATP, 1 µl 50 mM MnCl 2 , X µl CIRCLIGASE (100 U/µl) + 15 µl 60% PEG, resulting in a final reaction volume of 20 μl at a PEG concentration of 45%. The results are shown in FIG. 23. A reaction volume containing 8X the concentration of CIRCLIGASE provided a 75.3% yield of ligated oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2.

[0150] Олигонуклеотид 1 конъюгировали с гранулами посредством гидразин-альдегидной реакции присоединения. 39-членный олигонуклеотид 1 содержал два урациловых основания, которые можно было расщеплять с использованием урацил-ДНК-гликозилазы (UDG), получая более короткий 27-членный олигонуклеотид (олигонуклеотид 1*).[0150] Oligonucleotide 1 was conjugated to the beads via a hydrazine-aldehyde coupling reaction. The 39-mer oligonucleotide 1 contained two uracil bases that could be cleaved using uracil DNA glycosylase (UDG) to produce a shorter 27-mer oligonucleotide (oligonucleotide 1*).

[0151] В ходе реакции лигирования проверяли различные концентрации олигонуклеотида 1, конъюгированного с гранулами. Лигирование олигонуклеотида 2 с конъюгированным олигонуклеотидом 1 анализировали посредством последующей обработки UDG. Условия реакции лигирования предполагали, что количество олигонуклеотида 1, использованного для присоединения к гранулам, было равно количеству олигонуклеотида 1 на гранулах. Проверили четыре начальные концентрации общего олигонуклеотида 1: 0.5 нмоль, 1 нмоль, 2 нмоль и 4 нмоль. Использовали 10% общего раствора гранул, таким образом, предполагаемое количество олигонуклеотида 1 в каждой реакции составляло 0.1 нмоль, 0.2 нмоль, 0.3 нмоль и 0.4 нмоль. Реакционная смесь: 10 мкмоль олигонуклеотида раствора гранул (2 × концентрации), олигонуклеотид 2 (0,4 нмоль), 2 мкл 10 × буфера, 1 мкл 1 мМ АТФ, 1 мкл 50 мМ MnCl2, 1 мкл CIRCLIGASE (100 ед/мкл) + 5 мкл 90% ПЭГ, что обеспечивало конечный реакционный объем 20 мкл при концентрации ПЭГ 22,5%. Реакционную смесь инкубировали при 60°C в течение 3 ч и инактивировали при 80°C в теечние 10 мин. Соотношения олигонуклеотид 1: олигонуклеотид 2 в реакциях: 0.05 нмоль (1:8); 0.1 нмоль (1:4), 0.2 нмоль (1:2), 0.4 нмоль (1:1). Расщепление по урацилу выполняли с использованием 10 мкл LMX1 в конечном реакционном объеме 10 мкл и инкубировали при 37°C в течение 1 часа. Результаты показаны на фиг. 24. Реакционный объем, содержавший соотношение олигонуклеотид 1: олигонуклеотид 2, равное 1:1, обеспечивал 85,2% выход лигированных олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2. Анализ повторяли для конечных реакционных объемов, содержащих 45% ПЭГ. Результаты показаны на фиг. 25. Реакционный объем, содержавший соотношение олигонуклеотид 1 : олигонуклеотид 2, равное 1:1, обеспечивал 84.5% выход лигированных олигонуклеотида 1 и олигонуклеотида 2.[0151] Various concentrations of oligonucleotide 1 conjugated to the beads were tested during the ligation reaction. Ligation of oligonucleotide 2 with conjugated oligonucleotide 1 was analyzed by post-treatment with UDG. The ligation reaction conditions assumed that the amount of oligonucleotide 1 used to attach to the beads was equal to the amount of oligonucleotide 1 on the beads. Four initial concentrations of total oligonucleotide 1 were tested: 0.5 nmol, 1 nmol, 2 nmol and 4 nmol. A 10% total bead solution was used, so the estimated amount of oligonucleotide 1 in each reaction was 0.1 nmol, 0.2 nmol, 0.3 nmol, and 0.4 nmol. Reaction mixture: 10 µmol oligonucleotide bead solution (2 x concentration), oligonucleotide 2 (0.4 nmol), 2 µl 10 x buffer, 1 µl 1 mM ATP, 1 µl 50 mM MnCl 2 , 1 µl CIRCLIGASE (100 U/µl ) + 5 μl of 90% PEG, which provided a final reaction volume of 20 μl at a PEG concentration of 22.5%. The reaction mixture was incubated at 60°C for 3 h and inactivated at 80°C for 10 min. The ratio of oligonucleotide 1: oligonucleotide 2 in the reactions: 0.05 nmol (1:8); 0.1 nmol (1:4), 0.2 nmol (1:2), 0.4 nmol (1:1). Uracil digestion was performed using 10 μl LMX1 in a final reaction volume of 10 μl and incubated at 37° C. for 1 hour. The results are shown in FIG. 24. The reaction volume containing a 1:1 ratio of oligonucleotide 1:oligonucleotide 2 provided 85.2% yield of ligated oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2. The analysis was repeated for final reaction volumes containing 45% PEG. The results are shown in FIG. 25. The reaction volume containing the ratio of oligonucleotide 1 : oligonucleotide 2, equal to 1:1, provided 84.5% yield of ligated oligonucleotide 1 and oligonucleotide 2.

[0152] Термин «содержащий», используемый в настоящем документе как синоним терминов «включающий», «состоящий» или «характеризующийся», является открытым и не исключает наличия дополнительных, не указанных элементов или этапов способа.[0152] The term "comprising", used herein as a synonym for the terms "comprising", "consisting" or "characterized", is open and does not exclude the presence of additional, not specified elements or steps of the method.

[0153] В вышеприведенном описании изложены несколько способов и материалов согласно настоящему изобретению. Настоящее изобретение подвержено модификациям в части способов и материалов, а также изменениям в части способов изготовления и оборудования. Такие модификации очевидны для специалистов в данной области техники после рассмотрения описания или реализации настоящего изобретения, описанного в настоящем документе. Соответственно, настоящее изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, описанными в настоящем документе, но охватывает все модификации и альтернативы, исходящие из истинной сущности настоящего изобретения.[0153] In the above description, several methods and materials according to the present invention are set forth. The present invention is subject to modifications in terms of methods and materials, as well as changes in terms of manufacturing methods and equipment. Such modifications are obvious to those skilled in the art upon consideration of the description or implementation of the present invention as described herein. Accordingly, the present invention is not to be limited to the specific embodiments described herein, but embraces all modifications and alternatives within the true spirit of the present invention.

[0154] Все источники, процитированные в настоящем документ, включая опубликованные и неопубликованные заявки, патенты и литературные источники, но не ограничиваясь ими, полностью включены в настоящий документ посредством ссылок, и являются частью настоящего документа. В той степени, в которой публикации и патенты или заявки на патенты, включенные посредством ссылки, противоречат описанию, содержащемуся в настоящем документе, настоящий документ должен не принимать во внимание любые такие противоречащие материалы и/или иметь преимущество перед ними.[0154] All sources cited herein, including but not limited to published and unpublished applications, patents, and references, are incorporated herein by reference in their entirety, and form part of this document. To the extent that publications and patents or patent applications incorporated by reference conflict with the description contained herein, this document shall disregard and/or take precedence over any such conflicting material.

Claims (71)

1. Способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий:1. A method for obtaining a library of nucleic acids, including: (a) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты;(a) obtaining a set of nucleic acids, and the specified set of nucleic acids is a single-stranded nucleic acids; (b) дефосфорилирование 5’-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот;(b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) лигирование первого адаптера с 3′-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3′-конец первого адаптера содержит блокирующую группу;(c) ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) гибридизацию нелигированных одноцепочечных первых адаптеров с зондом захвата;(d) hybridization of unligated single stranded first adapters with a capture probe; (e) фосфорилирование 5’-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот; и(e) phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; and (f) лигирование второго адаптера с 5′-концами фосфорилированных лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.(f) ligating the second adapter to the 5' ends of the phosphorylated ligated single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, whereby a nucleic acid library is obtained. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что зонд захвата находится в растворе.2. The method according to claim 1, characterized in that the capture probe is in solution. 3. Способ по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что этапы (b)–(f) выполняют в едином реакционном объеме.3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that steps (b)-(f) are performed in a single reaction volume. 4. Способ по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the 5'-end of the second adapter is non-phosphorylated. 5. Способ по любому из пп. 1-4, характеризующийся тем, что второй адаптер присоединен к подложке.5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the second adapter is attached to the substrate. 6. Способ по п. 5, характеризующийся тем, что подложка включает гранулу или проточную ячейку.6. The method according to claim 5, characterized in that the substrate includes a bead or flow cell. 7. Способ по любому из пп. 1-6, характеризующийся тем, что зонд захвата содержит последовательность, комплементарную по меньшей мере части первого адаптера.7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the capture probe contains a sequence that is complementary to at least a portion of the first adapter. 8. Способ по любому из пп. 1-7, характеризующийся тем, что 3'-конец зонда захвата содержит блокирующую группу.8. The method according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the 3' end of the capture probe contains a blocking group. 9. Способ по любому из пп. 1-8, характеризующийся тем, что 5′-конец зонда захвата содержит блокирующую группу.9. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the 5' end of the capture probe contains a blocking group. 10. Способ по любому из пп. 1-9, характеризующийся тем, что фосфорилирование 5'-конца лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот включает приведение лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с киназой.10. The method according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that phosphorylation of the 5' end of the ligated single-stranded nucleic acids includes bringing the ligated single-stranded nucleic acids into contact with a kinase. 11. Способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий:11. A method for obtaining a library of nucleic acids, including: (a) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой двуцепочечные нуклеиновые кислоты;(a) obtaining a plurality of nucleic acids, said plurality of nucleic acids being double-stranded nucleic acids; (b) приведение двуцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с 5'-экзонуклеазой с получением множества модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот с одноцепочечными 3'-выступающими концами;(b) contacting the double-stranded nucleic acids with a 5'-exonuclease to produce a plurality of modified double-stranded nucleic acids with single-stranded 3' overhangs; (c) лигирование первого адаптера с 3′-концами модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3′-конец первого адаптера содержит блокирующую группу; (c) ligating the first adapter to the 3' ends of the modified double-stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) денатурацию модифицированных двуцепочечных нуклеиновых кислот, лигированных с первыми адаптерами, с получением множества одноцепочечных нуклеиновых кислот; и(d) denaturing the modified double-stranded nucleic acids ligated to the first adapters to produce a plurality of single-stranded nucleic acids; and (e) лигирование второго адаптера с 5′-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.(e) ligating the second adapter to the 5' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, whereby a nucleic acid library is obtained. 12. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что 5'-конец второго адаптера нефосфорилирован.12. The method of claim 11 wherein the 5' end of the second adapter is non-phosphorylated. 13. Способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий:13. A method for obtaining a library of nucleic acids, including: (a) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты;(a) obtaining a set of nucleic acids, and the specified set of nucleic acids is a single-stranded nucleic acids; (b) дефосфорилирование 5’-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот;(b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) лигирование первого адаптера с 3′-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот в присутствии лигазы, причем 3′-конец первого адаптера содержит блокирующую группу;(c) ligating the first adapter to the 3' ends of the single stranded nucleic acids in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the first adapter contains a blocking group; (d) гибридизацию лигированного первого адаптера с зондом захвата; (d) hybridizing the ligated first adapter to the capture probe; (e) удлинение зонда захвата и лигирование второго адаптера с 3′-концом удлиненного зонда захвата в присутствии лигазы, причем 3′-конец второго адаптера содержит блокирующую группу, за счет чего получают библиотеку нуклеиновых кислот.(e) extending the capture probe and ligating the second adapter to the 3' end of the extended capture probe in the presence of a ligase, wherein the 3' end of the second adapter contains a blocking group, thereby obtaining a nucleic acid library. 14. Способ по п. 13, включающий удаление гибридизованного лигированного первого адаптера с удлиненного зонда захвата.14. The method of claim 13, comprising removing the hybridized ligated first adapter from the extended capture probe. 15. Способ по п. 13 или 14, характеризующийся тем, что зонд захвата присоединен к подложке.15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the capture probe is attached to the substrate. 16. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что подложка включает гранулу или проточную ячейку.16. The method of claim. 15, characterized in that the substrate includes a bead or flow cell. 17. Способ по любому из пп. 13-16, характеризующийся тем, что зонд захвата содержит индекс зонда захвата.17. The method according to any one of paragraphs. 13-16, characterized in that the capture probe contains an index of the capture probe. 18. Способ по любому из пп. 13-17, характеризующийся тем, что зонд захвата содержит отщепляемый линкер.18. The method according to any one of paragraphs. 13-17, characterized in that the capture probe contains a cleavable linker. 19. Способ по п. 18, включающий отщепление отщепляемого линкера.19. The method of claim 18, comprising cleavage of the cleavable linker. 20. Способ получения библиотеки нуклеиновых кислот, включающий:20. A method for obtaining a library of nucleic acids, including: (a) получение множества нуклеиновых кислот, причем указанное множество нуклеиновых кислот представляет собой одноцепочечные нуклеиновые кислоты;(a) obtaining a set of nucleic acids, and the specified set of nucleic acids is a single-stranded nucleic acids; (b) дефосфорилирование 5’-концов одноцепочечных нуклеиновых кислот;(b) dephosphorylation of the 5' ends of single-stranded nucleic acids; (c) лигирование линкера с 3′-концами одноцепочечных нуклеиновых кислот, причем линкер содержит первый адаптер и второй адаптер, а 3′-конец линкера содержит блокирующую группу;(c) ligating the linker to the 3' ends of the single stranded nucleic acids, wherein the linker contains a first adapter and a second adapter, and the 3' end of the linker contains a blocking group; (d) фосфорилирование 5’-концов лигированных одноцепочечных нуклеиновых кислот;(d) phosphorylation of the 5' ends of the ligated single-stranded nucleic acids; (e) снятие защиты с 3′-концов фосфорилированных нуклеиновых кислот и замыкание нуклеиновых кислот со снятой защитой в кольцо путем лигирования, за счет чего получают библиотеку кольцевых нуклеиновых кислот.(e) deprotection of the 3' ends of the phosphorylated nucleic acids and closure of the deprotected nucleic acids into a ring by ligation, whereby a library of circular nucleic acids is obtained. 21. Способ по п. 20, характеризующийся тем, что линкер содержит расщепляемый сайт между первым адаптером и вторым адаптером.21. The method of claim. 20, characterized in that the linker contains a cleavable site between the first adapter and the second adapter. 22. Способ по п. 21, дополнительно включающий перевод кольцевых нуклеиновых кислот в линейную форму путем расщепления по расщепляемому линкеру.22. The method of claim 21, further comprising linearizing the circular nucleic acids by cleavage at a cleavable linker. 23. Способ по п. 21 или 22, характеризующийся тем, что расщепляемый сайт содержит остаток урацила.23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the cleavage site contains a uracil residue. 24. Способ по п. 23, включающий приведение кольцевых нуклеиновых кислот в контакт с урацил-специфическим эксцизионным реагентом.24. The method of claim 23, comprising contacting the circular nucleic acids with a uracil-specific excision reagent. 25. Способ по п. 24, характеризующийся тем, что урацил-специфический эксцизионный реагент содержит фермент, выбранный из урацил-ДНК-гликозилазы (UDG) и ДНК-гликозилазы-лиазы-эндонуклеазы VIII.25. The method of claim 24, wherein the uracil-specific excision reagent contains an enzyme selected from uracil DNA glycosylase (UDG) and DNA glycosylase lyase endonuclease VIII. 26. Способ по любому из пп. 20-25, дополнительно включающий амплификацию кольцевых нуклеиновых кислот способом, включающим гибридизацию по меньшей мере праймера с первым адаптером или вторым адаптером.26. The method according to any one of paragraphs. 20-25, further comprising amplifying the circular nucleic acids by a method comprising hybridizing at least a primer to a first adapter or a second adapter. 27. Способ по п. 26, характеризующийся тем, что амплификацию выбирают из ПЦР и амплификации по принципу катящегося кольца (RCA).27. The method according to claim 26, characterized in that the amplification is selected from PCR and rolling ring amplification (RCA). 28. Способ по п. 26, характеризующийся тем, что амплификация включает приведение кольцевых нуклеиновых кислот в контакт с полимеразой, которая образует линейный продукт при контакте с остатком урацила в матрице.28. The method of claim 26, wherein the amplification comprises contacting the circular nucleic acids with a polymerase that forms a linear product upon contact with a uracil residue in the matrix. 29. Способ по любому из пп. 20-28, характеризующийся тем, что дефосфорилирование 5'-конца одноцепочечных нуклеиновых кислот включает приведение одноцепочечных нуклеиновых кислот в контакт с фосфатазой.29. The method according to any one of paragraphs. 20-28, characterized in that dephosphorylation of the 5' end of single-stranded nucleic acids involves bringing the single-stranded nucleic acids into contact with a phosphatase. 30. Способ по любому из пп. 11-29, характеризующийся тем, что этапы (b)–(e) выполняют в едином реакционном объеме.30. The method according to any one of paragraphs. 11-29, characterized in that steps (b)-(e) are performed in a single reaction volume. 31. Способ по любому из пп. 11-30, характеризующийся тем, что этапы (b)–(e) выполняют в едином реакционном сосуде.31. The method according to any one of paragraphs. 11-30, characterized in that steps (b)-(e) are performed in a single reaction vessel. 32. Способ по любому из пп. 1-31, характеризующийся тем, что первый адаптер и/или второй адаптер содержат сайт связывания праймера для секвенирования.32. The method according to any one of paragraphs. 1-31, characterized in that the first adapter and/or the second adapter contain a primer binding site for sequencing. 33. Способ по п. 32, характеризующийся тем, что первый адаптер содержит последовательность P7, последовательность P5 или их комплемент или обратный комплемент.33. The method of claim. 32, characterized in that the first adapter contains a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement. 34. Способ по п. 32, характеризующийся тем, что второй адаптер содержит последовательность P7, последовательность P5 или их комплемент или обратный комплемент.34. The method of claim 32, wherein the second adapter contains a P7 sequence, a P5 sequence, or their complement or reverse complement. 35. Способ по любому из пп. 1-34, характеризующийся тем, что первый адаптер и/или второй адаптер содержат индекс адаптера.35. The method according to any one of paragraphs. 1-34, characterized in that the first adapter and/or the second adapter contains an adapter index. 36. Способ по п. 35, характеризующийся тем, что индекс первого адаптера отличается от индекса второго адаптера.36. The method of claim. 35, characterized in that the index of the first adapter is different from the index of the second adapter. 37. Способ по п. 35 или 36, характеризующийся тем, что индекс адаптера указывает на источник множества нуклеиновых кислот.37. The method according to claim 35 or 36, characterized in that the adapter index indicates the source of the plurality of nucleic acids. 38. Способ по любому из пп. 1-37, характеризующийся тем, что блокирующая группа содержит 3'-спейсер C3 или дидезоксинуклеотид.38. The method according to any one of paragraphs. 1-37, characterized in that the blocking group contains a 3'-spacer C3 or dideoxynucleotide. 39. Способ по любому из пп. 1-38, характеризующийся тем, что лигаза содержит лигазу одноцепочечных нуклеиновых кислот.39. The method according to any one of paragraphs. 1-38, characterized in that the ligase contains a ligase of single-stranded nucleic acids. 40. Способ по любому из пп. 1-39, характеризующийся тем, что лигирование первого адаптера и/или лигирование второго адаптера выполняют в присутствии агента, вызывающего эффект исключения объема.40. The method according to any one of paragraphs. 1-39, characterized in that the ligation of the first adapter and/or the ligation of the second adapter is performed in the presence of an agent that causes a volume exclusion effect. 41. Способ по п. 40, характеризующийся тем, что агент, вызывающий эффект исключения объема, выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля (ПЭГ), декстрана, гидроксиэтилкрахмала, фиколла и поливинилпирролидона.41. The method of claim 40, wherein the volume exclusion agent is selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), dextran, hydroxyethyl starch, ficoll, and polyvinylpyrrolidone. 42. Способ по п. 40, характеризующийся тем, что первый этап лигирования и/или второй этап лигирования выполняют в реакционном объеме, содержащем по меньшей мере приблизительно 37 % (вес./об.) ПЭГ.42. The method of claim 40, wherein the first ligation step and/or the second ligation step is performed in a reaction volume containing at least about 37% (w/v) PEG. 43. Способ по п. 40, характеризующийся тем, что первый этап лигирования и/или второй этап лигирования выполняют в реакционном объеме, содержащем по меньшей мере приблизительно 60 % (вес./об.) ПЭГ.43. The method of claim 40, wherein the first ligation step and/or the second ligation step is performed in a reaction volume containing at least about 60% (w/v) PEG. 44. Способ по любому из пп. 1-43, характеризующийся тем, что множество нуклеиновых кислот содержит РНК.44. The method according to any one of paragraphs. 1-43, characterized in that many nucleic acids contain RNA. 45. Способ по любому из пп. 1-43, характеризующийся тем, что множество нуклеиновых кислот содержит кДНК или геномную ДНК.45. The method according to any one of paragraphs. 1-43, characterized in that the set of nucleic acids contains cDNA or genomic DNA. 46. Способ по любому из пп. 1-45, характеризующийся тем, что средний размер нуклеиновой кислоты из множества нуклеиновых кислот составляет менее приблизительно 200 нуклеотидов.46. The method according to any one of paragraphs. 1-45, characterized in that the average nucleic acid size of the plurality of nucleic acids is less than about 200 nucleotides. 47. Способ по любому из пп. 1-46, характеризующийся тем, что множество нуклеиновых кислот получают из низкокачественного источника нуклеиновых кислот.47. The method according to any one of paragraphs. 1-46, characterized in that a plurality of nucleic acids are obtained from a low quality source of nucleic acids. 48. Способ по п. 47, характеризующийся тем, что множество нуклеиновых кислот получают из фиксированного образца.48. The method according to claim 47, characterized in that a plurality of nucleic acids are obtained from a fixed sample. 49. Способ по любому из пп. 1-48, дополнительно включающий амплификацию библиотеки нуклеиновых кислот.49. The method according to any one of paragraphs. 1-48, further comprising amplifying the nucleic acid library. 50. Способ по любому из пп. 1-49, дополнительно включающий получение данных о последовательности из библиотеки нуклеиновых кислот.50. The method according to any one of paragraphs. 1-49, further comprising obtaining sequence data from a nucleic acid library.
RU2019129451A 2017-03-20 2018-03-16 Methods and compositions for obtainment of nucleic acid libraries RU2788402C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762473595P 2017-03-20 2017-03-20
US62/473,595 2017-03-20
PCT/US2018/022978 WO2018175258A1 (en) 2017-03-20 2018-03-16 Methods and compositions for preparing nuclelic acid libraries

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2023100611A Division RU2023100611A (en) 2017-03-20 2018-03-16 METHODS AND COMPOSITIONS FOR OBTAINING NUCLEIC ACID LIBRARIES

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019129451A RU2019129451A (en) 2021-04-21
RU2019129451A3 RU2019129451A3 (en) 2021-09-24
RU2788402C2 true RU2788402C2 (en) 2023-01-19

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013022504A1 (en) * 2011-05-06 2013-02-14 New England Biolabs, Inc. Ligation enhancement
RU2523596C2 (en) * 2007-05-09 2014-07-20 Рикен Single-stranded circular rna and method for producing it

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523596C2 (en) * 2007-05-09 2014-07-20 Рикен Single-stranded circular rna and method for producing it
WO2013022504A1 (en) * 2011-05-06 2013-02-14 New England Biolabs, Inc. Ligation enhancement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANA P. VIVANCOS ET AL. "Strand-specific deep sequencing of the transcriptome", Genome Research, vol. 20, N 7, 2 June 2010, pages 989-999. J.J. SCHWARTZ ET AL. "Capturing native long-range contiguity by in situ library construction and optical sequencing" PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES, vol. 109, N 46, 13 november 2012, pages 18749-18754. MΑRTEN NEIMAN ET AL. Library Preparation and Multiplex Capture for Massive Parallel Sequencing Application Made Efficient and Easy. PLOS ONE. VOL. 7, N 11, 5.11.2012, pages 1-6. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7741857B2 (en) Methods and compositions for preparing nucleic acid libraries
AU2021277737B2 (en) Methods and compositions for nucleic acid sequencing
AU2024220146A1 (en) Methods and compositions for preparing sequencing libraries
EP2191011B1 (en) Method for sequencing a polynucleotide template
RU2788402C2 (en) Methods and compositions for obtainment of nucleic acid libraries
HK40065251A (en) Methods and compositions for nucleic acid sequencing
HK40015679B (en) Method of preparing a nucleic acid sequencing library
HK40015679A (en) Method of preparing a nucleic acid sequencing library
HK1219503B (en) Methods for nucleic acid sequencing