МОДУЛЯЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ГРАНУЛ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДНК

1. Полимерная гранула для проведения множества реакций совместного анализа, содержащая:
предшественник гидрогелевого полимера;
поперечносшивающий агент и
биомолекулу внутри полимерной гранулы, причем такая гранула содержит поры, обеспечивающие диффузию реагента через гранулу, которая удерживает при этом биомолекулу.
2. Гранула по п. 1, представляющая собой пористую гидрогелевую гранулу или пористую полую гранулу.
3. Гранула по п. 1, содержащая множество слоев полимера, при этом каждый слой отличается определенным размером пор и густотой пор.
4. Гранула по п. 1, в которой размер пор модулируют в зависимости от заряда, рН или температуры.
5. Гранула по п. 1, диаметр которой составляет от около 50 мкм до около 150 мкм.
6. Гранула по п. 1, в которой гидрогелевый полимер содержит полиэтиленгликоль (PEG)-тиол/PEG-акрилат, PEG/малеимид (PEG/MAL), акриламид/N,N'-бис(акрилоил)цистамин (ВАСу), N,N'-(1,2-дигидроксиэтилен)бисакриламид (DHEBA), PEG/полипропиленоксид (РРО), полиакриловую кислоту, поли(гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМА), поли(метилметакрилат) (РММА), поли(№изопропилакриламид) (PNIPAAm), поли(молочную) кислоту (PLA), сополимер поли(молочной) и поли(гликолевой) кислот (PLGA), поликапролактон (PCL), поли(винилсульфоновую) кислоту (PVSA), поли(L-аспарагиновую) кислоту, поли(L-глутаминовую) кислоту, полилизин, агар, агарозу, альгинат, гепарин, альгинатсульфат, декстрансульфат, гиалуронан, пектин, каррагинан, желатин, хитозан, целлюлозу или коллаген.
7. Гранула по п. 1, в которой поперечносшивающий агент содержит бисакриламид, диакрилат, диаллиламин, триаллиламин, дивинилсульфон, диаллиловый эфир диэтиленгликоля, этиленгликоль диакрилат, полиметиленгликольдиакрилат, полиэтиленгликольдиакрилат, триметилопропантриметакрилат, этоксилированный триметилолтриакрилат или этоксилированный пентаэритритолтетраакрилат.
8. Гранула по п. 1, в которой биомолекулой является нуклеиновая кислота.
9. Гранула по п. 8, в которой нуклеиновая кислота представляет собой молекулу длинной ДНК из 50 000 пар нуклеотидов или более.
10. Гранула по п. 1, в которой реагент содержит ферменты, химические вещества и праймеры размером менее 50 пар нуклеотидов.
11. Гранула по п. 1, в которой реагент содержит лизоцим, протеиназу К, статистические гексамеры, полимеразу (ДНК-полимеразу Ф29, Taq-полимеразу, Bsu-полимеразу), транспозазу (Tn5), праймеры (адапторные последовательности Р5 и Р7), лигазу, катализирующий фермент, дезоксинуклеотидтрифосфаты, буферы или двухвалентные катионы.
12. Гранула по п. 1, дополнительно содержащая стабилизированную оболочку, которая инкапсулирует гранулу.
13. Гранула по п. 12, в которой стабилизированная оболочка содержит N,N'-(1,2-дигидроксиэтилен)бисакриламид (DHEBA), акрилат-PEG и пероксидисульфат калия (KPS).
14. Гранула по п. 1, дополнительно содержащая флуоресцентное соединение, связанное с предшественником гидрогелевого полимера.
15. Гранула по п. 14, в которой флуоресцентное соединение представляет собой изотиоцианат флуоресцеина (FITC).
16. Способ проведения множества последовательных совместных анализов биомолекулы, инкапсулированной внутри полимерной гранулы, включающий:
получение полимерной гранулы, инкапсулирующей биомолекулу по п. 1; и
последовательное приведение одиночной клетки в контакт с реагентами для проведения множества последовательных совместных анализов.
17. Способ по п. 16, дополнительно включающий модуляцию размера пор полимерной гранулы посредством регулирования заряда, рН или температуры.
18. Способ по п. 16, в котором полимерная гранула содержит множество слоев полимера, при этом каждый слой отличается определенным размером пор, и при этом размер пор каждого полимерного слоя модулируют определенным образом посредством изменения заряда, рН или температуры.
19. Способ по п. 16, в котором множество последовательных совместных анализов включают лизис, анализ ДНК, анализ РНК, анализ белков, тагментацию, амплификацию нуклеиновых кислот, секвенирование нуклеиновых кислот, получение библиотеки ДНК, анализ доступного для транспозазы хроматина с использованием секвенирования (ATAC-seq), транспозицию с сохранением смежности (CPT-seq), комбинаторное индексированное секвенирование одиночной клетки (SCI-seq) или амплификацию генома одиночной клетки или любую их комбинацию, выполняемую последовательно.
20. Способ по п. 16, в котором производят посев полимерной гранулы, инкапсулирующей биомолекулу, на твердую подложку.
21. Способ по п. 20, в котором твердая подложка представляет собой травленую поверхность, лунку, устройство проточной кюветы, микрожидкостный канал, гранулу или колонку.
22. Способ по п. 16, в котором биомолекулой является нуклеиновая кислота.
23. Способ по п. 22, в котором нуклеиновая кислота представляет собой молекулу длинной ДНК из 50 000 пар нуклеотидов или более.
24. Способ по п. 16, дополнительно включающий проведение реакции амплификации нуклеиновых кислот на нуклеиновой кислоте, инкапсулированной внутри полимерной гранулы, перед выполнением реакции тагментации.
25. Способ по п. 24, в котором реакция амплификации нуклеиновых кислот включает стадию амплификации с множественным вытеснением (MDA).
26. Способ по п. 25, в котором реакция тагментации включает приведение биомолекулы в контакт со смесью транспозазы, содержащей адапторные последовательности и транспосомы.
27. Способ по п. 19, дополнительно включающий посев библиотеки ДНК на твердую подложку.
28. Способ по п. 27, в котором посев включает расщепление гранулы для высвобождения библиотеки ДНК из гранулы.
29. Способ по п. 28, в котором гранулу расщепляют путем приведения гранулы в контакт со смесью для расщепления или при нагревании гранулы до около 90°С для высвобождения библиотеки ДНК.
30. Способ по п. 29, в котором смесь для расщепления содержит дитиотреитол (DTT), трис(2-карбоксиэтил)фосфин (ТСЕР) или трис(3-гидроксипропил)фосфин (ТНР).
31. Способ по п. 27, в котором твердой подложкой является устройство проточной кюветы.