JP2002000271A - 微生物分析システム及び方法並びにデータベース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＮＡを分析することでサンプル中の微生物
を効率的に特定する。 【解決手段】 ユーザは、ＰＣＲ法等を用いてサンプル
中の微生物のＤＮＡ断片を増幅し、電気泳動データを作
成する。作成した電気泳動データを通信ネットワーク１
０を介してクライアントコンピュータ１２、１４からサ
ーバコンピュータ１６に送信する。サーバコンピュータ
１６は、微生物毎に電気泳動データを記憶するデータベ
ース１６ａにアクセスし、該当する微生物を抽出してそ
の結果をクライアントコンピュータ１２、１４に送信す
る。ユーザは、サンプルを分析会社に送る必要が無く、
電気泳動データに基づいて微生物を迅速に特定すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は細菌などの微生物を
分析する方法及びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家庭等から排出される生ゴミ
を肥料化する処理機が開発されており、より良質な肥料
を作成するために、生ゴミ処理機の内部で機能する微生
物群の情報が必要である。もちろん、このような生ゴミ
処理に限らず、およそ一般にあるサンプル中に存在する
微生物群を確実かつ迅速に分析するニーズが存在する。

【０００３】微生物群の情報、例えば細菌群の情報を得
る方法としては、細菌群に含まれる個々の細菌を単離し
て生化学検査する方法がある。

【０００４】しかし、この方法は時間を要する上に、単
離の困難な細菌については分析できない問題もある。

【０００５】一方、微生物のＤＮＡを増幅する方法とし
てＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction：ポリメラーゼ
連鎖反応）法が用いられている。ＰＣＲ法では、増幅し
ようとするＤＮＡの両端の塩基配列に相補な塩基配列を
有するプライマー及び耐熱性ＤＮＡポリメラーゼを用
い、熱変成工程、アニーリング工程及び伸長反応工程の
３段階からなるサイクルを繰り返すことにより、鋳型Ｄ
ＮＡとほぼ同じＤＮＡ断片を増幅することを可能とする
ものである。このＰＣＲ法を用いると、微量しか存在し
ない細菌のＤＮＡを１０万〜１００万倍に増幅すること
が可能である。

【０００６】但し、このＰＣＲ法を用いるためには、鋳
型ＤＮＡの一領域の両端の塩基配列が既知であることが
条件であり、どんな微生物が存在するか不明な段階にお
いては、そのＤＮＡを増幅することができない。

【０００７】そこで、単一のプライマーで塩基配列の情
報なしに一種類のＤＮＡから同時に多数の種類のＤＮＡ
断片を増幅するＲＡＰＤ（Random Amplified Polymorph
ic DNA）法が提案されている。この方法では、ＰＣＲの
反応時にプライマーのアニーリング温度を下げ、さらに
反応液中のマグネシウムイオン濃度を上げることによ
り、プライマーの結合時の配列特異性を下げ、ＤＮＡ断
片を多量に増幅する。

【０００８】しかしながら、このＲＡＰＤ法を複数の微
生物から構成される微生物群に適用する場合、増幅され
るＤＮＡ断片の種類数が多すぎるため、微生物群を構成
する個々の微生物を特定することが困難となる。

【０００９】本願出願人は、上記従来技術の問題点を踏
まえ、先に特開平１１−３４１９８９号公報にて、プラ
イマーの長さを調節することにより、確率的に１種類の
微生物から１本だけを増幅する技術を提案した。具体的
には、例えば微生物のＤＮＡの塩基長を約１０⁷ｂｐと
し、１０種類の微生物が存在する微生物叢を測定する場
合、１０⁸ｂｐに１個のＤＮＡ断片が増幅されるように
調節することで、１０種類の微生物に対して１種類のＤ
ＮＡ断片のみが増幅されることになる（以下、この方法
をＳＳＣ−ＰＣＲ法と称する）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＳＳＣ−
ＰＣＲ法は、複数の微生物が存在しても１種類の微生物
から平均して１本のＤＮＡだけを増幅することが可能と
なるので、生ゴミ処理や複数の細菌が混入しているサン
プルを検査する場合に極めて有効な方法である。

【００１１】ところで、従来の微生物分析では、ユーザ
がサンプルを採取し、それを分析会社などに郵送等で送
付し、分析会社では送付されたサンプルからＰＣＲ法等
を用いてＤＮＡを抽出、増幅し、それを解析して得られ
た結果をユーザに知らせていた。

【００１２】しかしながら、このようなシステムでは、
サンプル送付時にサンプルの変質が危惧される他、サン
プルを厳重に管理しなければならず煩雑となる問題があ
った。また、分析会社に分析を依頼して実際に分析結果
を得るまでに数日から数週間を要していた。

【００１３】さらに、分析結果を確認し、サンプル中の
特定の細菌についてより詳細に調べる必要が生じた場合
にも、再度同一サンプルを分析会社に送付して依頼する
必要があり、迅速かつ効率的にサンプル中の微生物を分
析することができなかった。

【００１４】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、従来以上に効率的
に微生物を分析することができるシステム及び方法を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分析システムは、通信ネットワークを介し
て接続された第１のコンピュータ及び第２のコンピュー
タを有し、前記第１のコンピュータは、微生物のＤＮＡ
に関する測定データを前記通信ネットワークを介して前
記第２のコンピュータに送信し、前記第２のコンピュー
タは、前記第１のコンピュータから送信された前記測定
データとデータベースに記憶されたデータとを照合し、
照合結果を前記第１のコンピュータに前記通信ネットワ
ークを介して送信し、前記第１のコンピュータは、前記
第２のコンピュータから送信された前記照合結果を出力
することを特徴とする。従来のように、分析会社がサン
プル受け取り、ＤＮＡ増幅、増幅データの測定（電気泳
動解析など）、測定データとデータベースとの照合、照
合結果（分析結果）のユーザへの報知を全て行うのでは
なく、本システムではユーザが測定データを得た後、そ
のデータを第１のコンピュータから第２のコンピュータ
に通信ネットワークを介して送信する。第２のコンピュ
ータはデータベースにアクセスして送られた測定データ
とデータベース内のデータとを照合し、その照合結果を
ユーザの使用する第１のコンピュータに送信する。測定
データ送信〜照合〜照合結果受信は短時間に実行され得
るから、ユーザはサンプルの分析会社への送付などの煩
雑な作業を行うことなく、迅速かつ効率的に微生物の分
析結果を得ることができる。また、測定データはサンプ
ルのような物理的な実体と異なり伝送可能な形態に容易
に変換できるため、物理的に離れた第２のコンピュータ
にも容易に伝送することができる。

【００１６】本発明の１つの実施形態では、前記ＤＮＡ
に関する測定データは、前記微生物のＤＮＡの電気泳動
データである。ユーザは、電気泳動データを作成し、こ
のデータを第２のコンピュータに送信することで、サン
プル中の微生物を知ることができる。

【００１７】ここで、前記ＤＮＡに関する測定データ
は、前記電気泳動データを数値化したものであることが
好適である。電気泳動データは、通常、ＤＮＡサイズの
関数としての存在比率を示すものであり、バンド位置
（ＤＮＡサイズ）及びバンド強度を特定することで一義
的に定義できる。そこで、これらを用いて電気泳動デー
タを数値化することで、第２のコンピュータに電気泳動
データを確実に送信することができる。

【００１８】また、前記ＤＮＡに関する測定データは、
前記電気泳動データをパターン化したものとすることも
できる。バンド位置及びバンド強度は、ＤＮＡサイズを
変数とする強度関数として規定することができ、より具
体的には強度波形パターンとして規定することができ
る。そこで、これらのパターンを第２のコンピュータに
送信することで、第２のコンピュータは電気泳動データ
を確実に受信することができる。なお、パターンは適宜
量子化、あるいはデジタル化した上で送信することがで
きる。

【００１９】また、前記電気泳動データは、プライマー
データを含むことが好適である。ＰＣＲ法、例えばＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法を用いて微生物のＤＮＡ断片を増幅した場
合、どのＤＮＡ断片が増幅されるかはどのプライマーを
用いたかに依存することになる。したがって、使用した
プライマー毎に電気泳動データを送信することで、第２
のコンピュータでは確実に該当するデータを検索するこ
とが可能となる。なお、複数のプライマー（プライマー
セット）を用いた場合には、そのプライマーセットに対
して電気泳動データを送信することもできる。

【００２０】本発明の１つの実施形態では、前記第２の
コンピュータは、前記第１のコンピュータから送信され
た前記電気泳動データと前記データベースに記憶された
微生物毎の電気泳動データとを照合し、該当する微生物
を抽出して前記照合結果として前記第１のコンピュータ
に送信する。データベースに微生物毎の電気泳動データ
を記憶しておくことで、第１のコンピュータから送信さ
れた電気泳動データに該当する微生物を抽出し、第１の
コンピュータ、すなわちユーザに該当する微生物（つま
り微生物名など微生物を特定できるデータ）を送信する
ことができる。なお、該当する微生物は１つである必要
はなく、該当する可能性のある複数の微生物を送信して
もよい。

【００２１】また、前記第１のコンピュータは、前記該
当する微生物に関する情報を前記通信ネットワークを介
して前記第２のコンピュータに要求し、前記第２のコン
ピュータは、前記データベースに記憶された前記該当す
る微生物に関する情報を検索して前記第１のコンピュー
タに送信することが好適である。ユーザが該当する微生
物に関してより詳細な情報を得たいと欲する場合、第２
のコンピュータに要求することで、迅速にその情報を得
ることができる。

【００２２】また、本発明は、通信ネットワークで互い
に接続された端末及びデータベースを用いた微生物分析
方法であって、微生物のＤＮＡに関する測定データを検
索キーとして前記端末から前記データベースにアクセス
して前記測定データに該当する微生物データを検索し、
検索結果を前記端末に出力することを特徴とする。

【００２３】ここで、測定に用いた微生物の種類を前記
検索キーとして前記端末から前記データベースにアクセ
スして前記測定データ及び前記微生物の種類に該当する
微生物データを検索することが好適である。微生物の種
類が予め分かっている場合には、これを検索キーとして
用いることで、効率的な検索が可能となる。

【００２４】また、測定に用いたプライマーの組（プラ
イマーセット）を検索キーとして前記端末から前記デー
タベースにアクセスして前記測定データ及び前記プライ
マーの組に該当する微生物データを検索することも好適
である。

【００２５】本発明の方法においても、前記ＤＮＡに関
する測定データは、前記微生物の電気泳動データとする
ことができる。

【００２６】また、本発明の方法において、前記電気泳
動データは、ＰＣＲ法により確率的に１種類当たり１つ
のＤＮＡ断片から増幅されたＤＮＡ断片の電気泳動デー
タ、すなわちＳＳＣ−ＰＣＲ法により得られた電気泳動
データであることが好適である。これにより、サンプル
中に複数種類の微生物が存在する場合にも、それぞれの
微生物を容易に特定することができる。

【００２７】また、本発明の方法において、前記検索結
果に応じて前記端末から詳細情報を前記データベースに
要求し、前記データベースから送信された前記詳細情報
を前記端末に出力することもできる。

【００２８】また、本発明は、複数のプライマーを用い
て増幅された微生物ＤＮＡ断片の電気泳動データを微生
物毎に区分して記憶する、コンピュータ読み取り可能な
データベースを提供する。ユーザは、このようなデータ
ベースにアクセスすることで、微生物の電気泳動データ
からその微生物を特定することが可能となる。

【００２９】本発明のデータベースにおいて、さらに、
前記電気泳動データは、基本プライマーセット用と詳細
用に区分して記憶されることが好適である。これによ
り、例えば１次検索として基本プライマーセット用デー
タベースを用い、２次検索として詳細データベースを用
いることで、効率的な検索ができる。

【００３０】また、本発明のデータベースにおいて、前
記電気泳動データは、前記微生物の種類毎に区分して記
憶されることが好適である。これにより、ユーザが予め
微生物の種類を知っている場合には、全ての微生物に対
して検索する場合に比べて効率的に検索することが可能
となる。

【００３１】また、本発明は、微生物分析方法であっ
て、通信ネットワークを介して送信された微生物のＤＮ
Ａに関するデータを受信し、受信したデータとデータベ
ースに記憶されたデータとを照合し、照合結果を前記通
信ネットワークを介して送出することを特徴とする。

【００３２】本発明の方法においても、前記ＤＮＡに関
するデータは、前記微生物のＤＮＡの電気泳動データと
することができ、また、前記データベースには、微生物
毎の電気泳動データが記憶され、受信した電気泳動デー
タと前記データベースに記憶されたデータとを照合し、
該当する微生物を抽出して前記照合結果として送出する
ことが好適である。

【００３３】本発明において、「コンピュータ」にはい
わゆる電子計算機の他、データ処理機能、通信機能、デ
ータ入出力機能を有する任意の電子機器が含まれる。ま
た、「通信ネットワーク」には、有線、無線を問わず、
データ伝送可能な任意の媒体が含まれる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００３５】図１には、本実施形態のシステム構成図が
示されている。ネットワーク１０にクライアントコンピ
ュータ１２，１４及びサーバコンピュータ１６が接続さ
れる。クライアントコンピュータ１２あるいは１４は、
分析を依頼するユーザが使用する端末であり、サーバコ
ンピュータ１６は分析を行う分析会社が保有することが
できる。クライアントコンピュータ１２、１４は汎用の
パーソナルコンピュータでもよく、あるいはＣＰＵ及び
入出力部、通信インターフェースを備える任意の機器で
もよい。サーバコンピュータ１６は、微生物のＤＮＡに
関するデータを記憶するデータベース１６ａを有してお
り、ユーザが通信ネットワーク１０を介してデータベー
ス１６ａにアクセスすることができる。通信ネットワー
ク１０は、例えばインターネットで構築することがで
き、サーバコンピュータ１６はＨＴＭＬで記述されたｗ
ｅｂページを有するＷＷＷサーバを備え、ユーザは所定
のＵＲＬでサーバコンピュータ１６のｗｅｂページを要
求し、データベースにアクセスすることができる。デー
タベース１６ａへのアクセスに関しては、ユーザに対し
てＩＤやパスワードの入力を要求してもよく、データベ
ースのアクセスに対して所定の方法で課金してもよい。
通信ネットワーク１０の全てが有線である必要はなく、
その一部が無線で接続されていてもよい。

【００３６】図２には、本実施形態における微生物分析
の全体処理フローチャートが示されている。まず、ユー
ザは、生ゴミや患者の便、皮膚、唾液等のサンプルから
微生物のＤＮＡを抽出する（Ｓ１０１）。次に、ＳＳＣ
−ＰＣＲ法により異なる微生物から異なる長さのＤＮＡ
が平均して１種類だけ増幅されるように複数のプライマ
ー（プライマーセット）を用いて微生物のＤＮＡ断片を
増幅する（Ｓ１０２）。ＤＮＡ断片を増幅するためにど
のプライマーセットを用いるかは、予め定めておくこと
が好適であり、例えば基本となる複数のプライマーを基
本プライマーセットとし、それ以外にいくつかのプライ
マーを組み合わせたセット（プライマーセットＡ、プラ
イマーセットＢ、・・・）などと決めておくことが好適
である。これにより、ユーザは、サンプルの微生物ＤＮ
Ａ断片を増幅する場合に最初に基本プライマーセットを
用いて増幅することができる。

【００３７】プライマーセットを用いて微生物のＤＮＡ
断片を増幅した後、増幅したＤＮＡ断片をゲル電気泳動
法にかけ、電気泳動像（電気泳動データ）を得る（Ｓ１
０３）。

【００３８】図３には、このようにして得られた電気泳
動像の一例が示されている。図において、Ｐ１〜Ｐ１０
は増幅に用いたプライマーの種類を示している。この
（Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐ１０）の組を例えば基本プラ
イマーセットとする。図中縦軸はＤＮＡ断片の長さであ
り、図において下方ほどＤＮＡ断片の長さが短くなるこ
とを示す。また、図には示していないが、縦軸方向（例
えば左右両端部位）にＤＮＡサイズマーカの電気泳動像
を付加することが好適であり、これにより各プライマー
で増幅されたＤＮＡ断片のサイズを容易に読み取ること
ができる。各プライマー毎に増幅されたＤＮＡ断片の帯
が出現し、微生物毎にどのプライマーでどの程度の長さ
に増幅されるかは決まっているから、図３に示された電
気泳動像からどの微生物のＤＮＡ断片であるかを知るこ
とができる。

【００３９】従来においては、このような電気泳動像の
作成から微生物の特定まで、全て分析会社側で実施して
いたが、本実施形態では、電気泳動像の作成まではユー
ザ側が実施し、その後は微生物のＤＮＡに関するデータ
ベースを有する分析会社のサーバコンピュータに通信ネ
ットワーク１０を介してアクセスし、このデータベース
内のデータと照合してほぼリアルタイムで分析を行う。

【００４０】このため、ユーザ側では得られた電気泳動
データから、データベース１６ａを利用するためのデー
タ、言い換えればデータベース１６ａを検索するための
検索キーを抽出する必要がある。この検索キーは、通信
ネットワーク１０を介して送信されるため、できるたけ
少ないデータ量で、かつ、十分高精度に電気泳動像を反
映させたものとする必要がある。

【００４１】再び図２に戻り、電気泳動像（電気泳動デ
ータ）を得た後、ユーザは次にこの電気泳動像をパター
ン解析し、電気泳動データを数値データに変換する（Ｓ
１０４）。この数値化は、例えば以下のように行われ
る。ＤＮＡサイズマーカが付加された電気泳動像をスキ
ャナでイメージデータに変換し、コンピュータに取り込
む。イメージデータをコンピュータに取り込んだ後、ソ
フトウェアを用いて各プライマーにおけるバンドの位置
及び強度を読み取る。そして、読み取ったデータを数値
として出力する。

【００４２】図４には、電気泳動像を解析して得られた
数値データの一例が示されている。図において、｛１，
２５００，１．３７｝は、プライマー番号が１（Ｐ
１）、バンド位置が２５００、バンド強度が１．３７で
あることを示す。また、｛１，４０００，０．１８｝
は、プライマー番号が１（Ｐ１）、バンド位置が４００
０，バンド強度が０．１８であることを示す。さらに、
｛３，１５００，０．９８｝はプライマー番号が３（Ｐ
３）、バンド位置が１５００、バンド強度が０．９８で
あることを示す。このように、｛プライマー番号、バン
ド位置、バンド強度｝を１つのセットとし、全てのプラ
イマーについてバンドを数値化していく。得られた数値
データは、二値化することも可能である。

【００４３】以上のようにして電気泳動像を数値化した
後、この数値化データをコンピュータ１２（あるいは１
４）からサーバコンピュータ１６に送信する（Ｓ１０
５）。サーバコンピュータ１６では、送られた数値デー
タに基づいてデータベース１６ａを検索し、送られた電
気泳動データに該当する微生物を抽出する。

【００４４】図６には、データベース１６ａに記憶され
るデータ構造が模式的に示されている。データベース
は、微生物（例えば、E.Coli, B.subtilis, S.aureus
等）毎に区分されており、それぞれの微生物においてそ
の電気泳像データの数値データが格納されている。図示
した数値データは、基本プライマーセットによりＤＮＡ
断片を増幅したものであるが、プライマーセット毎にこ
のような数値データを記憶しておくことが好適である。
したがって、サーバコンピュータ１６は、コンピュータ
１２（あるいは１４）から送られた数値データと、これ
ら微生物毎の数値データとの相関演算を実行し、相関値
の高い微生物を抽出することで該当する微生物を抽出す
ることができる。抽出方法としては、、最も相関値の高
い微生物のみを抽出する他、しきい値以上の相関値を有
する微生物を全て抽出する等がある。サーバコンピュー
タ１６５は抽出した結果をコンピュータ１２（あるいは
１４）に返信する。

【００４５】コンピュータ１２（あるいは１４）では、
サーバコンピュータ１６から送信されたデータを受信し
（Ｓ１０６）、表示装置あるいはプリンタ等に出力す
る。ユーザは、この結果を確認することで、サンプル中
に存在し得る微生物を迅速に確認することができる。

【００４６】なお、Ｓ１０４で電気泳動像を数値化する
のではなく、他の方法で電気泳動像を所定のデータに変
換して送信することも可能である。

【００４７】図５には、電気泳動像をパターン化したデ
ータが示されている。電気泳動像をスキャナで読み取
り、コンピュータに取り込む。そして、コンピュータで
はソフトウェアを用いてプライマー毎にある線（例えば
中央線）に沿って輝度を連続的に読み取っていく。バン
ドの存在する位置では輝度レベルが高くなり、バンドが
存在しない位置では輝度レベルが低くなる。輝度レベル
は連続的な波形データとして現れ、プライマー毎にパタ
ーンデータが得られる。このパターンは、量子化するこ
とができる。得られたパターンデータは、サーバコンピ
ュータ１６に送信される。

【００４８】サーバコンピュータ１６では、送られたパ
ターンデータをデータベース１６に記憶されたパターン
データと照合する。図７には、データベース１６ａに記
憶されるデータ構造の一例が示されている。図６と同様
に、データは微生物毎に区分され、各微生物毎に所定の
プライマーセットでＤＮＡ断片を増幅した場合に得られ
る電気泳動像のパターンデータが記憶されている。パタ
ーンデータは、さらにプライマーセット毎に用意される
のが好適である。サーバコンピュータ１６は、送られた
パターンデータと微生物毎のパターンデータとを比較
し、相関演算（例えば、パターン間の乗算）を行い、最
も相関の高い微生物のみ、あるいはしきい値以上の相関
を示す微生物を抽出してコンピュータ１２（あるいは１
４）に送信する。これによっても、ユーザはサンプル中
に存在する微生物を迅速に知ることができる。

【００４９】また、本実施形態において、データベース
１６ａにアクセスしてその結果を受信した後、その受信
結果に基づいてさらにユーザがコンピュータ１２（ある
いは１４）を用いてデータベース１６ａにアクセスし、
より詳細な情報を要求することも好適である。分析結果
が、例えば可能な複数の微生物を含む場合にそのいずれ
が真にサンプル中に存在するかを確認するため等に有用
である。

【００５０】図８には、この場合の処理フローチャート
が示されている。この処理は、図２のＳ１０４〜Ｓ１０
６に相当するものである。まず、ユーザは基本プライマ
ーセットを用いて電気泳動データを作成し、サーバコン
ピュータ１６に送信する（Ｓ２０１）。サーバコンピュ
ータ１６では、送られたデータに基づいてデータベース
を検索し、該当する微生物をコンピュータ１２（あるい
は１４）に返信する。検索結果は、例えば該当微生物と
該当確率（相関度に等しい）のリスト形式で返信され
る。コンピュータ１２（あるいは１４）は、サーバコン
ピュータ１６からの結果を受信して表示装置等に表示す
る（Ｓ２０２）。ユーザは、コンピュータ１２（あるい
は１４）に出力された結果を見て、例えば最も該当確率
の高い微生物についてより詳細な情報を知りたい場合に
は、その知りたい微生物についての詳細情報をサーバコ
ンピュータ１６に要求する（Ｓ２０３）。具体的には、
検索結果がE.coli ９５％、B.Subtilis ７０％、S.aure
us ５０％である場合には、E.Coliを検索キーとしてデ
ータベース１６ａにアクセスする。サーバコンピュータ
１６では、データベース１６ａから要求された微生物に
関する詳細なデータを検索し、コンピュータ１２（ある
いは１４）に返信する。ユーザは、この詳細データを確
認することで（Ｓ２０４）、例えばE.coliを特定するた
めに必要なプライマーセットの知識やそのプライマーセ
ットで増幅した場合に出現するであろう電気泳動像のデ
ータを迅速に知ることができ、追加分析等を効率的に進
めることができる。

【００５１】図９には、データベース１６ａの他のデー
タ構造が示されている。基本プライマーセットデータベ
ースの他に、各微生物についての詳細データベースが記
憶されており、ユーザからの要求に応えられるようにな
っている。プライマーセット以外のプライマーセットに
よる電気泳動データや各微生物について最も有効なプラ
イマーセットのデータは、この詳細データベースに記憶
することができる。

【００５２】このように、本実施形態では、ユーザは微
生物の電気泳動データを解析し、その解析結果に基づい
て通信ネットワーク１０を介してデータベース１６ａに
アクセスして該当する微生物を特定することができるの
で、従来のようにサンプルを厳重に管理して分析会社に
送る必要もなく、迅速に該当し得る微生物を知ることが
できる。

【００５３】さらに、本実施形態では、データベース１
６ａを検索して得られた結果から、さらに必要となる詳
細情報をほぼリアルタイムで得ることができるので、最
終的にサンプル中に存在する微生物を判定するまでの時
間を短縮することができる。

【００５４】なお、効率的な検索のためには、データベ
ース１６ａは常に更新して最新のデータを記憶する必要
があることは言うまでもなく、また、検査するサンプル
の種類によって検索できるように、データベースを分類
しておくことも好適である。例えば、微生物毎、プライ
マーセット毎の他に、下痢性細菌、病原性細菌、腸内細
菌等のように、部生物の種類毎に区分しておくこともで
きる。

【００５５】以下、コンピュータ１２（あるいは１４）
の表示装置に表示される画面例を用いて、本実施形態の
処理を詳細に説明する。

【００５６】図１０は、コンピュータ１２に表示される
初期画面例である。この画面は、例えばＷＷＷブラウザ
を用いて表示される。ｗｅｂページの表示項目として、
「細菌の検索・同定」、「細菌のバンドパターンの表
示」、「情報検索」等があり、ユーザがあるプライマー
セット（通常、最初の検索時には基本プライマーセット
が用いられる）による電気泳動データを得た場合には、
「細菌の検索・同定」を選択することになる。

【００５７】図１１には、ユーザが「細菌の検索・同
定」を選択した場合にサーバコンピュータ１６から送信
されるｗｅｂページの表示例が示されている。この画面
は、ユーザが用いたプライマーセットを選択する画面で
あり、「基本プライマーセット」の他、複数のプライマ
ーセットがリスト表示される。ユーザは、ＤＮＡ断片を
増殖するために用いたプライマーセットを選択し、送信
する。

【００５８】プライマーセットを送信すると、次にサー
バコンピュータ１６から電気泳動データの入力を求める
ｗｅｂページが送信される。図１２は、その入力画面の
一例である。「電気泳動パターンを数値化したデータを
送信して下さい」なるメッセージとともに、数値化した
データを送信するための複数の方法が表示される。図で
は、得られた数値データをコピー＆ペーストで貼り付け
ることで送信する方法の他、数値データが記憶されたフ
ァイルを添付して送信する方法が示されている。数値化
データを送信すると、サーバコンピュータ１６では受信
した数値化データを再び電気泳動像として再現し、コン
ピュータ１２に返信する。ユーザは、この再現された電
気泳動像により、送信した数値データを再確認すること
ができる。

【００５９】図１３には、数値化されたデータを送信し
た後に、サーバコンピュータ１６から送信される画面例
が示されている。この画面では、ユーザに対して検索に
用いるデータベースの種類を要求する。図では、データ
ベースは微生物の種類毎に区分されており、例えば「下
痢性細菌」、「病原性細菌」、「腸内細菌」、「口腔細
菌」、「食品」、「廃水処理」等に区分されている。下
痢の症状を示す患者からサンプルを採取した場合には、
ユーザは「下痢性細菌」を選択すればよく、生ごみ処理
機からサンプルを採取した場合には、ユーザは「生ごみ
処理機」を選択すればよい。微生物あるいはサンプルの
種類を選択した後、「解析」ボタンを送信することで、
指定したプライマーセット、微生物の種類内においてデ
ータベース１６ａの検索が開始する。

【００６０】図１４には、検索結果表示画面例が示され
ている。なお、選択されたプライマーセットとしては基
本プライマーセット、選択した微生物の種類としては病
原性細菌と腸内細菌を想定している。サンプル中に含有
する可能性のある（該当する可能性のある）微生物名
（細菌名）がその含有可能性とともにリスト表示され
る。なお、含有可能性のある微生物には、さらに確認実
験の情報を要求するためのボタン（あるいはタグ）が付
加されており、微生物についてのより詳細な情報を求め
るユーザはこれらのボタンを操作することにより、サー
バコンピュータ１６に詳細情報を要求できる。また、含
有する可能性のある微生物リストの他に、不一致のバン
ド数及びその比率も表示する。この数が多い場合には、
ユーザは他のデータベースを検索することができる。

【００６１】図１５には、図１４の画面において、ユー
ザが含有可能性の高い微生物（細菌）及び関心のある微
生物について、詳細情報を要求した場合にサーバコンピ
ュータ１６から送信される画面例が示されている。各微
生物について、より特定的に存在を確認するために必要
なプライマーセット名や増幅した場合に出現が予想され
るバンド位置等が表示され、追加実験の有益な指針が得
られることになる。なお、必要なプライマーセットがユ
ーザの手元にない場合を想定し、図示するように分析会
社に対してプライマーセットを注文するためのボタンを
表示することも好適である。

【００６２】図１６には、図１０の初期画面において、
ユーザが「細菌のバンドパターンの表示」を選択した場
合にサーバコンピュータ１６から送信されるｗｅｂペー
ジの一例が示されている。所望の微生物名（細菌名）及
び用いたプライマーセットを入力する画面が表示され
る。微生物は、種や株で選択することができる。

【００６３】図１７には、図１６の画面においてユーザ
がBacillus属、基本プライマーセットを選択した場合に
サーバコンピュータ１６から送信される画面例が示され
ている。既述したように、データベース１６ａには、微
生物毎及びプライマーセット毎に電気泳動データ（数値
化データ、パターンデータあるいは像のイメージデー
タ）が記憶されているので、サーバコンピュータ１６は
ユーザから指定された条件を検索キーに用いて該当する
微生物の電気泳動像を表示する。ユーザは、この電気泳
動像を微生物特定の参考とすることができる。

【００６４】図１８には、図１０の初期画面において、
ユーザが「情報検索」を選択した場合にサーバコンピュ
ータ１６から送信されるｗｅｂページの一例が示されて
いる。図１４で確定実験の情報とは別個に、ユーザがあ
る特定の微生物（細菌）についてのデータを知りたい場
合、この画面により詳細なデータを知ることができる。

【００６５】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変
更が可能である。例えば、サーバコンピュータ１６は、
検索に用いたデータベース数あるいはアクセス数に応じ
て課金し、課金情報を検索結果画面に付加することもで
きる。また、基本プライマーセットについてのデータベ
ースは一般に公開し、他のプライマーセットについての
データあるいは詳細情報データベースについては会員の
みのアクセスを許容するシステムとすることもできる。
また、ユーザからサーバコンピュータ１６に送信する電
気泳動データ、あるいはサーバコンピュータ１６からユ
ーザのコンピュータに送信する検索結果は適宜暗号化し
て送信することもできる。さらに、データベースは単一
である必要はなく、サーバコンピュータ１６は自己の管
理するデータベースに該当する微生物に関するデータが
存在しない場合には他の分析会社のデータベースにアク
セスしてその結果をユーザに送信してもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、ユーザはサンプル中に
含まれる微生物群を迅速に特定することができる。

【００６７】また、微生物の分析はほぼリアルタイムで
実行されるため、分析の結果をフィードバックして次の
分析に適用することが容易化され、効率的な分析が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態のシステム構成図である。

【図２】 実施形態の全体処理フローチャートである。

【図３】 複数のプライマーを用いて増幅されたＤＮＡ
断片の電気泳動像の説明図である。

【図４】 電気泳動像を数値化したデータの説明図であ
る。

【図５】 電気泳動像をパターン化したデータの説明図
である。

【図６】 データベースの構造を示す説明図である。

【図７】 データベースの他の構造を示す説明図であ
る。

【図８】 他の実施形態の処理フローチャートである。

【図９】 データベースの他の構造を示す説明図であ
る。

【図１０】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その１）である。

【図１１】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その２）である。

【図１２】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その３）である。

【図１３】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その４）である。

【図１４】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その５）である。

【図１５】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その６）である。

【図１６】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その７）である。

【図１７】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その８）である。

【図１８】 クライアントコンピュータに表示される画
面例（その９）である。

【符号の説明】 １０ 通信ネットワーク、１２，１４ クライアントコ
ンピュータ、１６ サーバコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 恒太 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岩間 明文 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G045 AA28 CB21 DA13 FB01 FB05 JA01 4B024 AA11 AA19 CA09 HA12 HA19 4B029 AA07 AA23 BB20 FA15 4B063 QA01 QA18 QQ16 QQ18 QQ42 QR08 QR32 QR42 QR55 QS16 QS25 QS34 QS39

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信ネットワークを介して接続された第
   １のコンピュータ及び第２のコンピュータを有し、 前記第１のコンピュータは、微生物のＤＮＡに関する測
   定データを前記通信ネットワークを介して前記第２のコ
   ンピュータに送信し、 前記第２のコンピュータは、前記第１のコンピュータか
   ら送信された前記測定データとデータベースに記憶され
   たデータとを照合し、照合結果を前記第１のコンピュー
   タに前記通信ネットワークを介して送信し、 前記第１のコンピュータは、前記第２のコンピュータか
   ら送信された前記照合結果を出力することを特徴とする
   微生物分析システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、 前記ＤＮＡに関する測定データは、前記微生物のＤＮＡ
   の電気泳動データであることを特徴とする微生物分析シ
   ステム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のシステムにおいて、 前記ＤＮＡに関する測定データは、前記電気泳動データ
   を数値化したものであることを特徴とする微生物分析シ
   ステム。
4. 【請求項４】 請求項２記載のシステムにおいて、 前記ＤＮＡに関する測定データは、前記電気泳動データ
   をパターン化したものであることを特徴とする微生物分
   析システム。
5. 【請求項５】 請求項３、４のいずれかに記載のシステ
   ムにおいて、 前記電気泳動データは、プライマーデータを含むことを
   特徴とする微生物分析システム。
6. 【請求項６】 請求項２記載のシステムにおいて、 前記第２のコンピュータは、前記第１のコンピュータか
   ら送信された前記電気泳動データと前記データベースに
   記憶された微生物毎の電気泳動データとを照合し、該当
   する微生物を抽出して前記照合結果として前記第１のコ
   ンピュータに送信することを特徴とする微生物分析シス
   テム。
7. 【請求項７】 請求項６記載のシステムにおいて、 前記第１のコンピュータは、前記該当する微生物に関す
   る情報を前記通信ネットワークを介して前記第２のコン
   ピュータに要求し、 前記第２のコンピュータは、前記データベースに記憶さ
   れた前記該当する微生物に関する情報を検索して前記第
   １のコンピュータに送信することを特徴とする微生物分
   析システム。
8. 【請求項８】 通信ネットワークで互いに接続された端
   末及びデータベースを用いた微生物分析方法であって、 微生物のＤＮＡに関する測定データを検索キーとして前
   記端末から前記データベースにアクセスして前記測定デ
   ータに該当する微生物データを検索し、検索結果を前記
   端末に出力することを特徴とする微生物分析方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、さらに、 測定に用いた微生物の種類を前記検索キーとして前記端
   末から前記データベースにアクセスして前記測定データ
   及び前記微生物の種類に該当する微生物データを検索す
   ることを特徴とする微生物分析方法。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の方法において、さら
    に、 測定に用いたプライマーの組を検索キーとして前記端末
    から前記データベースにアクセスして前記測定データ及
    び前記プライマーの組に該当する微生物データを検索す
    ることを特徴とする微生物分析方法。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれかに記載の方
    法において、 前記ＤＮＡに関する測定データは、前記微生物の電気泳
    動データであることを特徴とする微生物分析方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の方法において、 前記電気泳動データは、ＰＣＲ法により確率的に１種類
    当たり１つのＤＮＡ断片から増幅されたＤＮＡ断片の電
    気泳動データであることを特徴とする微生物分析方法。
13. 【請求項１３】 請求項８記載の方法において、さら
    に、 前記検索結果に応じて前記端末から詳細情報を前記デー
    タベースに要求し、 前記データベースから送信された前記詳細情報を前記端
    末に出力することを特徴とする微生物分析方法。
14. 【請求項１４】 複数のプライマーを用いて増幅された
    微生物ＤＮＡ断片の電気泳動データを微生物毎に区分し
    て記憶する、コンピュータ読み取り可能なデータベー
    ス。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載のデータベースにおい
    て、さらに、 前記電気泳動データは、基本プライマーセット用と詳細
    用に区分して記憶されることを特徴とするデータベー
    ス。
16. 【請求項１６】 請求項１４記載のデータベースにおい
    て、さらに、 前記電気泳動データは、前記微生物の種類毎に区分して
    記憶されることを特徴とするデータベース。
17. 【請求項１７】 微生物分析方法であって、 通信ネットワークを介して送信された微生物のＤＮＡに
    関するデータを受信し、 受信したデータとデータベー
    スに記憶されたデータとを照合し、 照合結果を前記通信ネットワークを介して送出すること
    を特徴とする微生物分析方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の方法において、 前記ＤＮＡに関するデータは、前記微生物のＤＮＡの電
    気泳動データであることを特徴とする微生物分析方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の方法において、 前記データベースには、微生物毎の電気泳動データが記
    憶され、 受信した電気泳動データと前記データベースに記憶され
    たデータとを照合し、該当する微生物を抽出して前記照
    合結果として送出することを特徴とする微生物分析方
    法。