JP2003101485A

JP2003101485A - 生体高分子を通信媒体もしくは記録媒体とした、情報通信方法、情報記録方法、エンコーダおよびデコーダ

Info

Publication number: JP2003101485A
Application number: JP2002302455A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sonobe; 正幸園部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2003-04-04
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP4102157B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の情報通信方法と情報記録方法における、
規格の不安定性、媒体の劣化、そして、傍受の危険性の
三項目の問題点を解決し、従来にない超高密度な記録媒
体を実現する。【解決手段】生体高分子を通信媒体もしくは記録媒体に
採用する。入力した送信するデータ４もしくは「書き込
むデータ」を、エンコーダ５が配列情報または結合様式
情報６に変換し、合成装置７が生体高分子の材料８を用
いて合成高分子９を作製する。配列読み取り装置１１
が、該合成高分子９から解読した配列／結合様式情報１
２を出力し、デコーダ１３が受信データ１４もしくは
「読み出しデータ」に復元して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】

【０００２】本発明は、生体高分子を通信媒体もしくは
記録媒体とした、情報記録方法、情報通信方法、エンコ
ーダおよびデコーダに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】まず、通信には「搬送」と「記録」の二
面があることを確認する。

【０００４】現在「通信」といえば、送信機器から受信
機器に電流あるいは電磁波を用いてデータをリアルタイ
ムに伝送できる電気通信がすぐ頭に浮かぶ。

【０００５】たしかに、電気通信、光通信は、通信媒体
を電気、光に変えたことによって「搬送」時間を著しく
短かくすることができた。

【０００６】しかし、狼煙（のろし）のような例外を除
けば、送信者の送信時間に受信者が受信できるとは限ら
ない。

【０００７】送受信の時間差を埋めるために、情報を書
き込んでおいてあとで読み出すための「記録」媒体が必
要なこともたしかである。

【０００８】たとえば、電報は郵便局間で伝送されたあ
と、紙に印刷される。

【０００９】電子メールも受信者が読むまで、通常、磁
気ディスクやＩＣメモリに記録される。

【００１０】マスメディアのテレビでさえ、録画から放
送までの間、ビデオテープ、あるいはハードディスクに
記録される。

【００１１】このように、通信には、搬送系とともに、
記録系が重要である。

【００１２】最近、搬送系を電子化する通信は大きく発
展して、携帯電話とパソコンを使った電子メールが非常
に普及した。

【００１３】一方、搬送系を電子化しないで紙などの記
録媒体を物理的に搬送する通信では、郵便が依然として
広く使われている。

【００１４】が、この分野でも、送信者の入力から搬送
までを電子化して、郵便局で紙に印刷して配達する「ハ
イブリッドめ〜る（郵政事業庁サービス名）」が実用化
されている。（参考文献「郵政事業庁：ハイブリッドめ〜る」http:/
/www1.hybridmail.go.jp/cgi-bin/a50709101d.cgi）。

【００１５】将来は、公衆自動搬送システム（ＣＡＴ
Ｓ）によるドア・ツー・ドアの搬送が登場して、物理的
搬送が一層高速化することも期待される（特許公開2000
-357194「公衆自動搬送システム」（発明者＝園部正
幸）。（参考文献「園部正幸：２１世紀情報化社会の新基盤
となる、公衆自動搬送システムＣＡＴＳ」http://sono
be.s5.xrea.com/invention/cats/shibuya_paper/index.
htmlおよび、「園部正幸：ＣＡＴＳ特許出願１」htt
p://sonobe.s5.xrea.com/invention/cats/catspat2000_
1/index.html）。

【００１６】以上、通信には搬送と記録の二面があるこ
とを確認した。

【００１７】通信に搬送と記録の二面があることから、
通信方法の改良には、上記のような搬送系の改良だけで
なく、記録系の改良も必要であることが分かる。

【００１８】本願発明は、記録系の改良を行う。

【００１９】即時ではなく時間差をもってデータを未来
の人や未来の自分自身に受け渡す必要があるときには、
情報記録媒体を用いて通信することになる。

【００２０】印刷物よりも安定し高密度な情報記録媒体
として、たとえば、コンパクトディスク（ＣＤ）、光磁
気ディスク（ＭＯ）、デジタルビデオディスク（ＤＶ
Ｄ）が現在よく使われているがそのほかにも種々存在す
る。

【００２１】たとえば、ＤＶＤを読み書きが可能にする
規格にしても、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋
Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど多数が林立して
いる。（参考文献「＠ｎｉｆｔｙ：ＤＶＤ＋ＲＷアライアンス
高速ＤＶＤ記録規格を発表」http://newsflash.nift
y.com/news/td/new/2002081906.htm）。

【００２２】規格が多いだけにそれぞれの生き残りは難
しくなってくる。

【００２３】また、こうした記録媒体には、媒体寿命が
数百年と宣伝されているものもあるが、本当にそれほど
耐久性があるのかという疑問の声もある。（参考文献「梅原敦：これからのイメージを中心とす
る電子記録媒体の方向を探る」http://www.ndf.co.jp/w
hatsnew/tips2/tips2.html）。

【００２４】しかも、記録密度を向上する技術進歩が早
いため、メジャーをとった規格も年々時代遅れとなり、
新しく登場する規格に取って代わられることになる。

【００２５】以上が、従来の技術の概観である。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】長い時間がかかっても
よい通信、あるいは、長い時間がかかってしまう超長時
間通信においては、第一に、情報通信、情報記録に関す
る規格の不安定性が問題になる。

【００２７】たとえば、子孫の世代に自分達の日記をは
じめ、写真、映像、プログラムなど著作物の情報を伝え
ようとする人は、今後増えていくと思われる。

【００２８】しかし、現在用いられているＣＤ、ＭＯ、
ＤＶＤの規格が何十年、何百年、何千年にもわたって安
定して使用されるかどうかは疑わしい。

【００２９】現在の規格を維持する企業・機関が存続し
ている保証もない。

【００３０】したがって、年月を経て、記録媒体を読む
装置が存在しなくなり、記録媒体を読む装置を再現しよ
うにも、装置の設計仕様の情報も散逸して製作できな
い、という事態が予想される。

【００３１】第二に、媒体の物理的および化学的な不安
定性にも問題がある。

【００３２】年月が経てば、無生物の記録媒体は自然に
劣化、変形、変性、あるいは情報消滅してしまうのがふ
つうである。

【００３３】このため、たとえば磁気テープの場合、数
年ごとに情報を読み直して別の媒体に書き直す作業が必
要とされている。

【００３４】経年変化に強い材料と、年月を経て自然に
戻る「地球に優しい」材料とは、両立が難しい。

【００３５】記録媒体を宇宙空間で搬送する場合にも、
地球上には降り注がない強い宇宙線を直接浴びるため
に、媒体が劣化してしまう。

【００３６】散逸、消滅、あるいは劣化に備えて、媒体
のコピーを何部も作成して保管し渡す方法もあるが、長
期間に渡ってコピーを繰り返し行うのは、媒体の調達と
コピー作業の実施が煩雑である。

【００３７】第三に、短時間に通信する場合でも、イン
ターネット経由で標準的な規格で情報を伝送するような
ことをすれば、媒体も通信方式も広く普及しているもの
であるために、第三者に比較的容易に傍受・解読されて
しまう。

【００３８】本発明の目的は、以上述べたような、規格
の不安定性、媒体の劣化、傍受の危険性の三項目の問題
点を克服して、より安定性に優れた情報通信方法と情報
記録方法とエンコーダとデコーダを提供することであ
る。

【００３９】本明細書における生物学上の用語、塩基符
号、およびアミノ酸符号は、次の文献に基づいている： Benjamin Lewin: Genes VI, Oxford University Press
and Cell Press (1977)＝［邦訳］菊池韶彦ら訳：遺
伝子第６版、東京化学同人(1999)。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明は、安定性に優れ
た通信と記録を実現するため、データを生体高分子の配
列かつ／または結合様式に置き直して記録することを、
主要な特徴とする。

【００４１】生物の細胞に含まれている大きな分子すな
わち高分子は、小さい分子すなわち低分子がつながって
いるものである。生体高分子には、（ア）「ｔ、ｃ、
ａ、ｇ」もしくは「ｕ、ｃ、ａ、ｇ」の４種類のヌクレ
オチドからなるＤＮＡもしくはＲＮＡもしくはポリヌク
レオチドと、（イ）「Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、
Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、
Ｙ」の２０種類のアミノ酸からなる蛋白質もしくはポリ
ペプチドと、（ウ）（高等生物で「Ｍａｎ、Ｇｌｃ、
Ｇａｌ、Ｘｙｌ、ＧｌｃＡ、ＧｌｃＮＡｃ、ＧａｌＮＡ
ｃ、Ｆｕｃ、ＳＡ」の９種類の）単糖からなる多糖もし
くは糖鎖と、（エ）脂肪酸からなる脂質がある。（糖鎖の参考文献「庄司真理子ほか：特集：第三の生
命鎖糖鎖とポストゲノム解析」http://www.nistep.go.j
p/achiev/ftx/jpn/stfc/stt010j/feature2.html、「成
松久：細胞内で糖鎖はどのように合成されるのか？」h
ttp://www.aist.go.jp/aist_j/aistinfo/aist_today/vo
l01_05/vol01_5_p18_24.pdf）

【００４２】こうした低分子を要素とするコード（cod
e）は、生物がきわめて長期間採用してきたもので、今
後数千年程度で自然に変化するものではないと考えられ
る。

【００４３】配列情報を与えて生体高分子を合成、解読
する方法はすでに知られていて、それぞれ自動装置が市
販されている。

【００４４】たとえば、（ア）ＤＮＡの合成に関しては、特許出願平4-65839
「ＤＮＡ等自動合成装置」（出願人＝島津製作所）の実
施例で、ホスホトリエステル法によりＤＮＡを自動合成
する。

【００４５】（イ）ＤＮＡの解読に関しては、特許第
2559621号「ＤＮＡパターン読み取り装置及びＤＮＡパ
ターン読み取り方法」（出願人＝日立ソフトウェアエン
ジニアリング）で、ＤＮＡから「Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔ」の符
号を読み取る。

【００４６】（ウ）ポリペプチドの合成に関しては、
特許出願平4-69640「自動化ポリペプチド合成装置」
（出願人＝アプライドバイオシステムズインコーポ
レーテッド）で、保護されたアミノ酸を１種類ずつ受取
って活性化し、所望の順序に配列されたポリペプチドを
作る。

【００４７】（エ）ポリペプチドの解読に関しては、
特許公開平08-304375「タンパク質のアミノ酸配列決定
装置」（出願人＝島津製作所）で、エドマン法により得
られたデータから蛋白質もしくはポリペプチドのアミノ
酸配列を決定する。

【００４８】以上のように、配列と生体高分子の相互変
換は既に可能である。

【００４９】本発明では、任意のデータを高分子のコー
ドに変換するエンコーダと、高分子のコードから元のデ
ータに復元するデコーダを新規作成することにより、生
体高分子を情報通信媒体もしくは情報記録媒体として用
いることを可能とする。

【００５０】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１に対応する実施
例１の構成ブロック図である。

【００５１】同図は、生体高分子を通信媒体にした情報
通信方法の原理構成を示すブロック図である。

【００５２】以下、図１の構成を説明する。

【００５３】図１において、全体システムは、送信者の
用いる送信者側サブシステム１と受信者の用いる受信者
側サブシステム２を含んでいる。ふたつのサブシステム
の間に、情報通信媒体として、合成高分子９または合成
高分子９を内包する「生物もしくは細胞もしくは生体高
分子１０」がある。

【００５４】送信者側サブシステム１と受信者側サブシ
ステム２はきわめて対称的な内部構造をしている。

【００５５】人もしくは情報システムとデータをやりと
りする送信データ入力部３と受信データ出力部１５がそ
れぞれある。

【００５６】送信するデータ４を高分子の「配列情報ま
たは結合様式情報６」に変換するエンコーダ５と、「解
読した配列／結合様式情報１２」に逆変換するデコーダ
１３がそれぞれある。

【００５７】合成装置７と配列読み取り装置１１がそれ
ぞれある。

【００５８】合成装置７には生体高分子の材料８が容器
から供給される。

【００５９】以上、図１の構成を説明した。

【００６０】図２は、請求項２に対応する実施例２の構
成ブロック図である。

【００６１】同図は、生体高分子を記録媒体にした、情
報記録方法の原理構成を示すブロック図である。

【００６２】図２は目的は図１とやや異なるが、構成は
図１と類似している。同一でないが対応する構成要素
は、符号の末尾に「ａ」を付して示す。

【００６３】以下、図２の構成を説明する。

【００６４】図２において、全体システムは、書き込み
側サブシステム１ａと読み出し側サブシステム２ａを含
んでいる。ふたつのサブシステムの間に、情報記録媒体
として、合成高分子９または合成高分子９を内包する
「生物もしくは細胞もしくは生体高分子１０」がある。

【００６５】書き込み側サブシステム１ａと読み出し側
サブシステム２ａはきわめて対称的な内部構造をしてい
る。

【００６６】人もしくは情報システムとデータをやりと
りするデータ入力部３ａとデータ出力部１５ａがそれぞ
れある。

【００６７】書き込むデータ４ａを高分子の「配列情報
または結合様式情報６」に変換するエンコーダ５と、
「解読した配列／結合様式情報１２」に逆変換するデコ
ーダ１３がそれぞれある。

【００６８】合成装置７と配列読み取り装置１１がそれ
ぞれある。

【００６９】合成装置７には生体高分子の材料８が容器
から供給される。

【００７０】以上、図２の構成を説明した。

【００７１】以下に、請求項１に対応する実施例１の作
用を順に説明し、構成要素間の有機的関係を示す。

【００７２】前半は、送信者側サブシステム１における
作用である。

【００７３】ステップ１として、送信データ入力部３
が、送信するデータ４を、人または情報システムから入
力する。

【００７４】送信データ入力部３の例は、キーボード、
受信装置、音声入力装置、画像入力装置、Ａ／Ｄコンバ
ータ、アプリケーションプログラムからの伝達、また
は、別の記録媒体からの読み取り装置を含む。

【００７５】ステップ１につづき、図にない「データ圧
縮手段」が、該送信するデータ４をより少ないビット数
に圧縮してもよい。

【００７６】ステップ１につづき、図にない「暗号化手
段」が、キーを知らない第三者による傍受・解読を防ぐ
ために、人または情報システムが入力したキーを用い
て、該送信するデータ４を暗号化してもよい。

【００７７】ステップ１につづき、図にない「冗長化手
段」が、通信あるいは記録におけるデータの誤りを検出
もしくは訂正できるように、該送信するデータ４を冗長
化してもよい。

【００７８】冗長化の例として、（ア）パリティあるいは誤り訂正符号（Error Corre
cting Code, ECC）を付してもよい。また、ＲＡＩＤ
（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術を応
用して、複数の媒体すなわち合成高分子にわたる情報の
間でパリティを形成させてもよい。（ＲＡＩＤの参考文
献「株式会社バイオス：ＲＡＩＤとは？」http://www.b
ios.co.jp/TechInfo/TechInfo_1.htm）

【００７９】（イ）読み出しのときに同期をとるため
のプリアンブル（preamble）と呼ばれるビット列を付し
てもよい。

【００８０】（ウ）ブロックの抜けまたは重複または
順序の入れ替わりを検出するために、ブロック一連番号
を振ってもよい。

【００８１】（エ）ブロックの長さを決まった形式で
付してもよい。

【００８２】（オ）ブロックより大きな塊の単位をさ
らにブロックのように扱ってもよい。

【００８３】（カ）可読性を向上するために、改行、
キャリッジリターン、タブ、空白、引用符、または、先
頭からのバイト単位等のロケーションを付してもよい。
これらのチェックは誤りの検出に役立つ。

【００８４】（キ）データ全体もしくはブロック等の
部分に、エンコードした時刻を付してもよい。時刻のチ
ェックは誤りの検出に役立つ。

【００８５】これらはいずれも冗長化を起こす。

【００８６】ステップ２として、エンコーダ５が、送信
するデータ４を、合成する高分子を構成する「低分子」
の「配列情報または結合様式情報６」に変換する。

【００８７】配列情報または結合様式情報６は、合成高
分子が核酸系の場合は、塩基配列であり、合成高分子が
ペプチド系の場合は、アミノ酸配列であり、合成高分子
が多糖系の場合は、単糖配列および結合様式情報であ
る。

【００８８】ステップ２につづき、図にない「高分子配
列変換手段」が、生物学的機能を付加するために、また
は、安定性を付加するために、該配列情報または結合様
式情報６に置換または挿入を加える変換を行ってもよ
い。

【００８９】高分子配列変換の例として、次のものがあ
る：（ア）突然変異あるいは生殖あるいは増幅によって
変異しやすい配列を避けて他のコードに変換すること、
（イ）テロメア配列など生体で特定の機能が生じるな
どの意味をもつ配列を避けて他のコードに変換するこ
と、（ウ）プロモータ配列など遺伝子先頭配列を付加
すること、（エ）プロモータ配列など遺伝子先頭配列
を避けて他のコードに変換すること、（オ）翻訳終
了、ｐｏｌｙ（Ａ）など遺伝子末端配列を付加するこ
と、（カ）翻訳終了、ｐｏｌｙ（Ａ）など遺伝子末端
配列を避けて他のコードに変換すること、（キ）生物
の３文字の塩基（codon）では、ｃｇｕ、ｃｇｃ、ｃｇ
ａ、ｃｇｇがすべてアルギニンである例のように、最後
の１文字が変異しても意味が変わらないことが多いこと
に習い、３文字のコドンの先頭２文字のみに、送信デー
タをエンコードし、最後の１文字は冗長な値にするこ
と、（ク）生物化学的検出を容易にするため標識コー
ドをつけること。

【００９０】ステップ３として、合成装置７が、「低分
子」を含有している「生体高分子の材料８」を原料にし
て、該配列または該結合様式をもつ合成高分子９を合成
する。

【００９１】合成装置７は、合成高分子がペプチド系の
場合は、ペプチド合成装置もしくはペプチドシンセサイ
ザもしくは蛋白質合成装置であり、合成高分子が核酸系
の場合は、ＤＮＡ合成装置もしくはＤＮＡシンセサイザ
もしくは核酸合成装置である。

【００９２】それぞれすでに市販の装置があるが、さら
にエンコーダ５とオンライン接続させることにより、効
率が向上する。

【００９３】ステップ４として、該合成高分子９を、そ
のまま、受信者の用いる受信者側サブシステム２に渡す
か、または、該合成高分子９を、「生物もしくは細胞も
しくは生体高分子１０」の一部として組み込んでから、
受信者側サブシステム２に渡す。

【００９４】渡し方は、直接も環境経由もありうる。

【００９５】ここで、高分子を生物もしくは細胞もしく
は他の高分子に組み込む公知技術は多く、今後も大きな
発展が予想されている：

【００９６】（ア）単一鎖のＤＮＡを合成したあと、
塩基を相補的に結合させることで二重鎖ＤＮＡにして安
定化させることができる。

【００９７】（イ）ＲＮＡを合成したあと、相補的な
塩基からなるＤＮＡに変換することができる。

【００９８】（ウ）ＤＮＡを合成して、環状ＤＮＡに
組み込むことができる。

【００９９】（エ）進化、変異の影響を受けにくいよ
うに、情報を、健全な生命維持もしくは生殖に必要な遺
伝子のコードの一部に、該遺伝子の機能を損なわないよ
うに組み入れることにより、変異すると個体が致死とな
るようにする、という戦略も考えられる。

【０１００】これら生体高分子は、品質をほとんど損な
わずに冷凍保存することが可能である。

【０１０１】これら生体高分子は、生物、細胞、ＤＮ
Ａ、ＲＮＡ、あるいは、遺伝子に組み込んで、生物を生
かしたままもしくは死体でもしくは冷凍してもしくは樹
脂、琥珀（こはく＝樹脂の化石）、プラスチック、ガラ
ス、その他の物質に封入して、安定した環境で保存する
ことができる。

【０１０２】高分子を組み込んだ生物が生命・種族を保
存しようと自律的に生きてくれることは、従来の通信媒
体や記録媒体と違って、媒体保存の手間が省ける面があ
って有利である。

【０１０３】生体高分子を増幅させ、あるいは生物を繁
殖させ、あるいはクローン生物を作り、あるいはＤＮＡ
組み換え生物に蛋白質を生産させることによって、情報
のコピーを増やして通信の確実性を上げることができ
る。

【０１０４】後半は、受信者側サブシステム２における
作用である。

【０１０５】受信者は、該生物もしくは細胞もしくは生
体高分子１０を入手する。

【０１０６】受信者は送信者自身であってもよい。

【０１０７】もし、受信者が該生物もしくは細胞もしく
は生体高分子１０を入手する前に、該合成高分子９が生
体高分子相互間の生物学的な変換を受けたために、同一
もしくはほぼ同一の情報を包含したまま、情報媒体とし
ての生体高分子が入れかわった場合は、変化後の生物も
しくは細胞もしくは生体高分子を受信者が入手し、以後
記載される「合成高分子９」として扱う。

【０１０８】たとえば生殖の際におこる染色体の交差に
より、ＤＮＡに埋め込んだ情報が変わってしまうことが
ある。

【０１０９】また、染色体の複製に伴うエラー、放射
線、化学物質の影響で突然変異が起こることがある。

【０１１０】こうした情報の変化は、解読時に処理す
る。

【０１１１】特に、情報が、多くの高分子もしくは細胞
もしくは生物に伝播してそれぞれが変異した可能性をも
った場合には、複数のサンプルから得た情報を比較する
ことで、送信データを推定する。

【０１１２】たとえば、多数のサンプルが変異を含む場
合、それらのサンプルから共通部分を取り出してつなぎ
合わせ、再構成すればよい。

【０１１３】前記再構成を容易にするためには、冗長化
で述べたブロック化とブロック一連番号の付加が有効で
ある。

【０１１４】なぜなら、解読された多数のサンプルの情
報を、ブロックに切って、ブロック番号の一致するもの
を比較することにより、変異のビット位置まで正確に比
較できるからである。

【０１１５】また、各ブロックにパリティなどのエラー
検出コードを付けておけば、変異のあったブロックを判
定して捨てることができる。

【０１１６】ステップ５として、合成高分子９が生物も
しくは細胞もしくは生体高分子１０に組み込まれている
場合は該合成高分子９を取り出す。

【０１１７】いずれの場合も、ステップ６として、配列
読み取り装置１１が、セットされた該合成高分子９を分
析して、構成分子の、「解読した配列／結合様式情報１
２」を出力する。

【０１１８】配列読み取り装置１１は、合成高分子がペ
プチド系の場合は、ペプチドシーケンサもしくはプロテ
インシーケンサもしくはアミノ酸分析装置である、合成
高分子が核酸系の場合は、ＤＮＡシーケンサもしくは核
酸シーケンサもしくは核酸分析装置である、

【０１１９】それぞれすでに市販の装置があるが、さら
にデコーダ１３とオンライン接続させることにより、効
率が向上する。

【０１２０】送信時に高分子配列変換が行われていた場
合には、ステップ６につづき、図にない「高分子配列逆
変換手段」が、該「配列情報または結合様式情報６」か
ら、生物学的機能を付加するため、または、安定性を付
加するために行われた置換もしくは挿入を元に戻す高分
子配列逆変換処理を実行する。

【０１２１】ステップ７として、デコーダ１３が、該配
列情報または結合様式情報６を解析して受信データ１４
を生成し、受信データ出力部１５から出力する

【０１２２】送信時に冗長化が行われていた場合は、ス
テップ７につづき、図にない「冗長化復号化手段」が、
キーを用いて、該受信データ１４から余計なデータを除
き、あるいはエラーを検出しあるいはエラーを訂正して
元のデータに戻す冗長化逆変換処理を実行する。

【０１２３】送信時に暗号化が行われていた場合は、ス
テップ７につづき、図にない「復号化手段」が、キーを
用いて、該受信データ１４を元のデータに戻す復号化を
実行する。

【０１２４】送信時にデータ圧縮が行われていた場合
は、ステップ７につづき、図にない「データ伸長手段」
が、該受信データ１４を元のデータに戻すデータ伸長を
実行する。

【０１２５】受信データ出力部１５の例は、ディスプレ
イ、プリンタ、送信装置、音声出力装置、Ｄ／Ａコンバ
ータ、アプリケーションプログラムへの伝達、または、
別の記録媒体への書き込み装置である。

【０１２６】以上、実施例１の作用を順に説明し、構成
要素間の有機的関係を示した。

【０１２７】次に、請求項２に対応する実施例２の作用
に関して触れる。

【０１２８】実施例２は実施例１と構成が対称的に対応
している。

【０１２９】そこで、実施例２の各符号の末尾に「ａ」
があるものは取って読み替えることにより、前記の実施
例１の作用をもとに実施例２の作用が理解できる。

【０１３０】本願発明を、ポリペプチドを利用して実施
する場合は、前記合成高分子９が「蛋白質もしくはポリ
ペプチド（polipeptide）」であり、前記「低分子」が
グルタミン（Glutamine、符号Ｇ）などアミノ酸（amino
acid）であり、前記「配列情報または結合様式情報
６」がアミノ酸配列（amino acid sequence）であり、
前記合成装置７がペプチド合成装置もしくはペプチドシ
ンセサイザもしくは蛋白質合成装置であり、前記配列読
み取り装置１１がペプチドシーケンサもしくはプロテイ
ンシーケンサもしくはアミノ酸分析装置である（請求項
３）。

【０１３１】また、本願発明を、核酸を利用して実施す
る場合は、前記合成高分子９が「ＤＮＡもしくはＲＮＡ
もしくはポリヌクレオチド（polinucleotide）」であ
り、前記「低分子」が、アデニン（adenine、符号ａ）
などヌクレオチド（nucleotide）であり、前記「配列情
報または結合様式情報６」がヌクレオチドの塩基配列
（base sequence または nucleotide sequence）であ
り、前記合成装置７がＤＮＡ合成装置もしくはＤＮＡシ
ンセサイザもしくは核酸合成装置であり、前記配列読み
取り装置１１がＤＮＡシーケンサもしくは核酸シーケン
サもしくは核酸分析装置である（請求項４）。

【０１３２】前記エンコーダ５は、送信するデータを２
ビットずつ分割した、各２ビットからなる０〜３の値を
「ｔ、ｃ、ａ、ｇ」もしくは「ｕ、ｃ、ａ、ｇ」の４種
類の塩基に対応付けることができる。また、エンコーダ
５は、送信するデータを４ビットずつ分割した、各４ビ
ットからなる０〜（１０進数表現で）１５の値を「Ａ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、
Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」の２０種類のうちの１６
種類のアミノ酸に対応付けることができる。一方、エン
コーダ５は、送信する送信するデータを一定の長さずつ
分割した各分割結果を一定桁数の２０進数と見なすこと
により各桁の「数字」になる各０〜（１０進数表現で）
１９の値を「Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、
Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」の２０
種類のアミノ酸に対応付けることもできる（請求項
５）。

【０１３３】送信するデータを１ビット、２ビットまた
は３ビットずつに分割して、アミノ酸のうちのそれぞれ
２種類、４種類、８種類だけに対応付けることもできる
が、記録効率の上では前記の４ビットに対応づける方が
明らかに有利である。

【０１３４】また、送信するデータを２〜１９進数と見
なし、アミノ酸のうちのそれぞれ２〜１９種類だけに対
応付けることもできるが、記録効率の上では前記の２０
進数のほうが明らかに有利である。

【０１３５】以下に，エンコーダの処理手順を，自然言
語を入れた構造化プログラム記述法である「擬似コード
(pseudo code)」で記す。

【０１３６】凡例／リストとは，0, 1, 2, …という添
字で指定して読み書きできるデータ構造である．リスト
内のデータは，添字の若い順に左から並んでいるとす
る．変数名直後でない'{'と'}'は，囲まれた部分が処理
の範囲であると明示する．

【０１３７】a. エンコーダのメインプログラム a.0 開始． a.1 塩基配列への変換を行うなら，{ 塩基配列変換ルーチン(plain2bp)を実行してくる． } a.2 アミノ酸配列への変換を行うなら，{ アミノ酸配列変換ルーチン(plain2aa)を実行してくる． } a.3 停止する． a.4 記述終了．

【０１３８】b. 塩基配列変換ルーチン(plain2bp) b.0 開始． b.1 リストbin2bpに ('a', 'g', 'c', 't') をセットし
ておく．（すなわち，たとえば，bin2bp[0]なら値'a', bin2bp
[3]なら値't'を得られる．) b.2 入力ファイルから1行ずつ入力して各行について { b.3 行の中を1文字ずつに分解して，リストcharsにセッ
トする． b.4 リストcharsの中の各文字について { b.5 変数bit76に，該文字と16進c0の論理積をとり16進4
0で除した値を入れる．なお，値は，0〜3となる． b.6 変数seq0に，bin2bp[bit76]を入れる．なお，値は，bit76が0だったときは'a',また，3だった
ときは't'などとなる． b.7 変数bit54に，該文字と16進30の論理積をとり16進1
0で除した値を入れる． b.8 変数seq1に，bin2bp[bit54]を入れる． b.9 変数bit32に，該文字と16進0cの論理積をとり16進0
4で除した値を入れる． b.10 変数seq2に，bin2bp[bit32]を入れる． b.11 変数bit10に，該文字と16進03の論理積をとり16進
01で除した値を入れる．なお，01で除さなくてもよい． b.12 変数seq3に，bin2bp[bit10]を入れる． b.13 変数seq0と変数seq1と変数seq2と変数seq3をこの
順序に並べたものを出力する．なお，出力は，8ビットの1文字の入力に対して，4文字
の'atcg'などとなる． b.14 } b.15 } b.16 戻る． b.17 記述終了.

【０１３９】c. アミノ酸配列変換ルーチン(plain2aa) c.0 開始. c.1 リストbin2aaに ('A', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G',
'H', 'I', 'K', 'L','M', 'N', 'P', 'Q', 'R', 'S',
) をセットしておく． (すなわち，たとえば，bin2aa[0]なら値'A', bin2bp[1
5]なら値'S'を得られる.) c.2 入力ファイルから1行ずつ入力して各行について { c.3 行の中を1文字ずつに分解して，リストcharsにセッ
トする． c.4 リストcharsの中の各文字について { c.5 変数bit7654に，該文字と16進f0の論理積をとり16
進10で除した値を入れる．なお，値は，0〜10進15となる． c.6 変数seq0に，bin2aa[bit7654]を入れる．なお，値は，bit7654が0だったときは'A',また，15だっ
たときは'S'などとなる． c.7 変数bit3210に，該文字と16進0fの論理積をとり16
進01で除した値を入れる．なお，01で除さなくてもよい． c.8 変数seq1に，bin2aa[bit3210]を入れる． c.9 変数seq0と変数seq1をこの順序に並べたものを出力
する．なお，出力は，8ビットの1文字の入力に対して，2文字
の'AS'などとなる． c.10 } c.11 } c.12 戻る. c.13 記述終了.

【０１４０】以上、エンコーダの処理手順を記した。

【０１４１】以下に、デコーダの処理手順を，擬似コー
ドで記す。

【０１４２】凡例／連想リストとは，キー文字列で検
索できるデータ構造である．

【０１４３】d. デコーダのメインプログラム d.0 開始. d.1 塩基配列を入力する変換を行うなら，{ 塩基配列逆変換ルーチン(bp2plain)を実行してくる. } d.2 アミノ酸配列を入力する変換を行うなら，{ アミノ酸配列逆変換ルーチン(aa2plain)を実行してく
る. } d.3 停止する. d.4 記述終了.

【０１４４】e. 塩基配列逆変換ルーチン(bp2plain) e.0 開始. e.1 連想リストbp2binに('a', 0, 'g', 1, 'c', 2, '
t', 3)をセットしておく． (すなわち，たとえば，bp2bin{'a'}なら値0を，bp2bi
n{'t'}なら値3を得られる．) e.2 入力ファイルの全文字を入力し， e.3 その中を1文字ずつに分解して，リストcharsにセッ
トする． e.4 リストcharsの中の各文字について変数the_charに
セットし { e.5 変数the_binに，変数the_charをキーで連想リストb
p2binを検索した結果をセットする．（すなわち，たとえば，the_charが't'ならthe_binは値
3となる.） e.6 変数the_binを引数として渡して，push_bitルーチ
ンを実行してくる． e.7 } e.8 戻る. e.9 記述終了.

【０１４５】f. push_bitルーチン f.0 開始. f.1 変数push_counterに1を加える． f.2 もし変数push_counterを4で割った余りが0なら { f.3 変数decimalに， stack[0]×16進40＋stack[1]×16進10＋stack[2]×16進
04＋the_binをセットする． f.4 変数decimalを符号付きの1バイトのバイナリデータ
に変換（packという）して出力する． f.5 リストstackをクリアする． f.6 } さもなければ { f.7 引数として受け取ったthe_binを，リストのいちば
ん右に追加するとともに，その前に，リストにセットさ
れていたデータ要素をひとつずつ左にシフトする． f.8 } f.9 戻る. f.10 記述終了.

【０１４６】g. アミノ酸配列逆変換ルーチン(aa2plai
n) g.0 開始. g.1 連想リストaa2binに ('A', 0, 'C', 1, 'D', 2, 'E', 3, 'F', 4,'G',
5, 'H', 6, 'I', 7, 'K', 8, 'L', 9,'M', 10, '
N', 11, 'P', 12, 'Q', 13, 'R', 14,'S', 15) をセットしておく．（すなわち，たとえば，aa2bin{'A'}なら値0を，aa2bin
{'S'}なら値15を得られる．) g.2 入力ファイルの全文字を入力し， g.3 その中を1文字ずつに分解して，リストcharsにセッ
トする． g.4 リストcharsの中の各文字について変数the_charに
セットし { g.5 変数the_binに，変数the_charをキーで連想リストa
a2binを検索した結果をセットする．（すなわち，たとえば，the_charが'S'ならthe_binは値
10進15となる.） g.6 変数the_binを引数として渡して，push_bitBルーチ
ンを実行してくる． g.7 } g.8 戻る. g.9 記述終了.

【０１４７】h. push_bitBルーチン h.0 開始. h.1 変数push_counterに1を加える． h.2 もし変数push_counterを2で割った余りが0なら { h.3 変数decimalに， stack[0]×16進10＋the_bin をセットする． h.4 変数decimalを符号付きの1バイトのバイナリデータ
に変換（packという) して出力する． h.5 リストstackをクリアする． h.6 } さもなければ { h.7 引数として受け取ったthe_binを，リストのいちば
ん右に追加するとともに，その前に，リストにセットさ
れていたデータ要素をひとつずつ左にシフトする． h.8 } h.9 戻る. h.10 記述終了.

【０１４８】以上、デコーダの処理手順を記した。

【０１４９】以下に、20進数に対応づける処理（請求項
５に記載）を説明する。

【０１５０】まず、10進数は,数すなわちデータを「0,
1,2,3,4,5,6,7,8,9」の9種の数字で表現している。

【０１５１】16進数は、数を「0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,
B,C,D,E,F」の16種の「拡張された数字」で表現してい
る。

【０１５２】これらと同様に、20進数は、数を20種の
「拡張された数字」を用いて表現できる。

【０１５３】いま、地球生命のアミノ酸の種類「A,C,D,
E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W,Y」と対応づけると
する。

【０１５４】すると、任意のデータは、20で除する演算
により、20進表現に変換できるので，アミノ酸配列に変
換できる。

【０１５５】逆に、アミノ酸配列は、これを20進数とみ
なして20を乗ずる演算により、データに戻すことができ
る。

【０１５６】上記20進数の変換処理と逆変換処理は、広
く行われている16進数の処理と同様であるので詳述しな
い。

【０１５７】いま、送信するデータを64ビットで区切る
とする。

【０１５８】もし4ビットをアミノ酸1文字に対応づける
方式を採用すれば、64/4=16個のアミノ酸が必要になっ
てしまう。

【０１５９】ところが、2⁶⁴ ≒ 1.84×10¹⁹ は，20¹⁵
≒ 3.28×10¹⁹よりも小さいので、20進数の「数字」に
対応づける方式を採用すれば、64ビットを表現するのに
15個のアミノ酸しか要らず、4ビット方式より1個少なく
て済む。

【０１６０】たとえば，64ビットの2進数 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0001 は，4ビット方式では， AAAAAAAAAA AAAAAC であるが，20進数方式では， AAAAAAAAAA AAAAC となる．ここに，各データの中で，空白は，読解性を助
けるだけのものである．

【０１６１】このように、20種類のアミノ酸を全部活用
することにより、演算はより複雑となるが、高分子の長
さをより小さくすることができる。

【０１６２】以上、20進数に対応づける処理を説明し
た。

【０１６３】ここで、以下に、処理例を二例示す。

【０１６４】図３は、エンコーダとデコーダの処理例１
であり、前記エンコーダ５とデコーダ１３を作成して実
験した結果を示す。

【０１６５】図３の各データの中で、空白は、読解性を
助けるだけのものである。

【０１６６】図３の各データの中で、斜体文字で示した
部分は、理解を助けるために、元の「ｌｌ」（エル・エ
ル）の２文字がどう変形していくか、対応部分を追跡し
て表示したものである。

【０１６７】エンコーダに、送信するデータ４として、
図３（ａ）のデータを与えた。

【０１６８】該データをＡＳＣＩＩコード文字、１６進
数、２進数の３通りで表現したものが、それぞれ、図３
の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）である。

【０１６９】エンコーダ５に該データを入力して塩基配
列情報を出力させると、図３（ｄ）が得られた。

【０１７０】本塩基配列情報は「ｔ、ｃ、ａ、ｇ」だけ
からなるので、合成装置７が読み取ることができる形式
である。

【０１７１】合成装置７がこの塩基配列をもつＤＮＡな
どの合成高分子９を作り、該合成高分子９を配列読み取
り装置１１が読み取ると、解読した配列／結合様式情報
１２がデコーダ１３に渡る。もし情報が誤りなく伝わる
ならば、該解読した配列／結合様式情報１２は、図３
（ｄ）の塩基配列そのものである。

【０１７２】そこで、実験では、図３（ｄ）をデコーダ
１３に入力した。その結果は、図３（ｆ）または（ｇ）
または（ｈ）で表現されるものであり、それぞれ、図３
（ｃ）、（ｂ）、（ａ）に一致した。

【０１７３】したがって、本実験データで、情報通信あ
るいは情報記録は正しく行われる。

【０１７４】上の説明は塩基配列の場合であったが、ア
ミノ酸配列によっても実験を行った。

【０１７５】図３の（ａ）または（ｂ）または（ｃ）で
表現されるデータをエンコーダ５に入力してアミノ酸配
列情報を出力させると、図３（ｅ）が得られた。

【０１７６】本アミノ酸配列情報は「Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、
Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」だけからなるので、合成装置７が読み
取ることができる形式である。

【０１７７】合成装置７がこのアミノ配列をもつポリペ
プチドなどの合成高分子９を作り、該合成高分子９を配
列読み取り装置１１が読み取ると、解読した配列／結合
様式情報１２がデコーダ１３に渡る。もし情報が誤りな
く伝わるならば、該解読した配列／結合様式情報１２
は、図３（ｄ）のアミノ酸配列そのものである。

【０１７８】そこで、実験では、図３（ｅ）をデコーダ
１３に入力した。その結果は、図３（ｆ）または（ｇ）
または（ｈ）で表現されるものであり、それぞれ、図３
（ｃ）、（ｂ）、（ａ）に一致した。

【０１７９】したがって、本実験データで、情報通信あ
るいは情報記録は正しく行われる。

【０１８０】図４は、エンコーダとデコーダの処理例２
であり、処理例１と同一のエンコーダ５とデコーダ１３
を用い、日本語のデータを使って実験した結果を示して
いる。

【０１８１】図４の各データの中で、空白は、読解性を
助けるだけのものである。

【０１８２】図４の各データの中で、斜体文字で示した
部分は、理解を助けるために、元の「シ」という１文字
のカタカナがどう変形していくか、対応部分を追跡して
表示したものである。

【０１８３】エンコーダに、送信するデータ４として、
図４（ａ）のデータを与えた。

【０１８４】該データをＥＵＣコード文字、１６進数、
２進数の３通りで表現したものが、それぞれ、図４の
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）である。

【０１８５】エンコーダ５に該データを入力して塩基配
列情報を出力させると、図４（ｄ）が得られた。

【０１８６】本塩基配列情報は「ｔ、ｃ、ａ、ｇ」だけ
からなるので、合成装置７が読み取ることができる形式
である。

【０１８７】合成装置７がこの塩基配列をもつＤＮＡな
どの合成高分子９を作り、該合成高分子９を配列読み取
り装置１１が読み取ると、解読した配列／結合様式情報
１２がデコーダ１３に渡る。もし情報が誤りなく伝わる
ならば、該解読した配列／結合様式情報１２は、図４
（ｄ）の塩基配列そのものである。

【０１８８】そこで、実験では、図４（ｄ）をデコーダ
１３に入力した。その結果は、図４（ｆ）または（ｇ）
または（ｈ）で表現されるものであり、それぞれ、図４
（ｃ）、（ｂ）、（ａ）に一致した。

【０１８９】したがって、本実験データで、情報通信あ
るいは情報記録は正しく行われる。

【０１９０】上の説明は塩基配列の場合であったが、ア
ミノ酸配列によっても実験を行った。

【０１９１】図４の（ａ）または（ｂ）または（ｃ）で
表現されるデータをエンコーダ５に入力してアミノ酸配
列情報を出力させると、図４（ｅ）が得られた。

【０１９２】本アミノ酸配列情報は「Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、
Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」だけからなるので、合成装置７が読み
取ることができる形式である。

【０１９３】合成装置７がこのアミノ酸配列をもつポリ
ペプチドなどの合成高分子９を作り、該合成高分子９を
配列読み取り装置１１が読み取ると、解読した配列／結
合様式情報１２がデコーダ１３に渡る。もし情報が誤り
なく伝わるならば、該解読した配列／結合様式情報１２
は、図４（ｄ）のアミノ酸配列そのものである。

【０１９４】そこで、実験では、図４（ｅ）をデコーダ
１３に入力した。その結果は、図４（ｆ）または（ｇ）
または（ｈ）で表現されるものであり、それぞれ、図４
（ｃ）、（ｂ）、（ａ）に一致した。

【０１９５】したがって、本実験データで、情報通信あ
るいは情報記録は正しく行われる。

【０１９６】以上、処理例を二例示した。

【０１９７】本願発明はまた、前記エンコーダ５をクレ
ームする（請求項６）。

【０１９８】本願発明はまた、前記デコーダ１３をクレ
ームする（請求項７）。

【０１９９】本願発明はまた、前記エンコーダ５のプロ
グラムを記録した記録媒体をクレームする（請求項
８）。

【０２００】ここで記録媒体とは、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶ
Ｄ、ハードディスク、半導体メモリ、半導体チップ、磁
気テープを含む電気的もしくは磁気的もしくは光学的手
段を用いた記録媒体もしくは記憶装置、そして、本願発
明による高分子記録媒体を含む。

【０２０１】本願発明はまた、前記エンコーダ５のプロ
グラムを伝送する情報伝送媒体をクレームする（請求項
９）。

【０２０２】ここで情報伝送媒体とは、ネットワーク、
電話、ケーブルテレビ、そして、放送を含む。

【０２０３】本願発明はまた、前記デコーダ１３のプロ
グラムを記録した記録媒体をクレームする（請求項１
０）。

【０２０４】本願発明はまた、前記デコーダ１３のプロ
グラムを伝送する情報伝送媒体をクレームする（請求項
１１）。

【０２０５】本願発明はまた、請求項１に記載の情報通
信方法または請求項２に記載の情報記録方法によってデ
ータが記録されたことを特徴とする生物もしくは細胞も
しくは生体高分子もしくは合成高分子をクレームする
（請求項１２）。

【０２０６】これらの生物もしくは細胞もしくは生体高
分子の用途の例は：（ア）ドキュメント、トランザクションデータ、マル
チメディアデータ、大容量データベース、プログラム、
スクリプト、ログ、放送記録、あるいはＷｅｂドキュメ
ントの記録、画面コピーなどの、格納、（イ）実験デ
ータ、観測データ、バイオデータ、あるいは、シミュレ
ーション結果の、記録、（ウ）極秘通信、（エ）遺
伝子組み換え生物等の生物につける標識もしくは識別番
号もしくは実験関連情報、（オ）タイムカプセル、
（カ）地球外生命との通信、である。

【０２０７】（地球外知性の参考文献：「前野昌弘：ＳＥＴＩ計画とは何か」http://homepage
3.nifty.com/iromono/kougi/ningen/node35.html、「ｋａｍｉｋｅｎ：知的生命体を調査せよ−」http://w
ww25.cds.ne.jp/~kamiken/projectg/project3/project
3.html、ＳＥＴＩ＠ｈｏｍｅ http://setiathome.ssl.berkeley.
edu/）

【０２０８】バイオデータの保存に用いる例として、現
在の一人のヒトのゲノム情報を、本システムに入力し
て、保存性や解読容易性などの特徴をもった別の生物の
ＤＮＡもしくはＲＮＡに組み込んで保存することが考え
られる。

【０２０９】実施例では、送信データに他の情報を付加
せずに送っているが、送信データを記述している自然言
語もしくはプログラミング言語もしくは構造化データの
知識のない受信者のために、文法情報、辞書情報、メタ
情報、フォント情報、発音情報、文書タイプ定義、ある
いは、関連文書を添付してもよい。この場合受信者は、
添付情報をもとに言語知識を組み立てて、受信データを
理解する。

【０２１０】画像情報、音楽情報は、背景知識が少なく
ても理解しやすいので、比較的安心して送ることができ
る。

【０２１１】実施例では、地球生命にほぼ共通の高分子
と低分子の組合せを用いたが、化学的に安定であれば、
地球生命に共通ではない高分子あるいは低分子を採用し
てもよい。

【０２１２】本願発明の技術は現在のところ、合成と配
列読み取りが遅いという点で性能上不利としても、近い
うちに改善されることが期待される。

【０２１３】たとえば、ヒトゲノムの最初の解読には数
年を要したが、配列読み取り装置１１の速度が年々高速
化している。解読時間はじきに月単位あるいは週単位に
短縮すると予想されている。

【０２１４】現在、合成装置７が合成できる高分子の長
さが短いという問題もある。

【０２１５】この点は、合成技術の進歩で次第に解決さ
れ、次第に長いデータを記録できることになるであろ
う。

【０２１６】また、現在合成できる一本の高分子の鎖は
短くとも、多数の高分子を合成することは問題ない。

【０２１７】そこで、複数のＤＶＤにデータを書き込む
のと同様、多数の高分子にまたがってデータを記録する
ことができる。

【０２１８】それぞれの高分子もしくはブロックに一連
番号を振っておけば、受信者がそれら多数の高分子を集
めてデータを再構成することは容易である。

【発明の効果】第一に、生物の高分子のアーキテクチャ
は天然の安定した規格であって、数百年、数千年後にも
変わらないことが期待できる。

【０２１９】第二に、生物はそれ自身生き延びる能力が
あるので、媒体の劣化の問題を回避しやすい。

【０２２０】媒体が早く劣化する場合は、別媒体を調達
して情報をコピーするコストがかかるが、本願発明によ
れば、高分子を冷凍したり、生物を生かしておくこと
で、情報が保存される。

【０２２１】第三に、傍受に対して、配列読み取り装置
のように通常のネットワークユーザには入手も製作もし
にくい構成部品を採用しているので、強靱といえる。

【０２２２】以上説明したように本発明は、規格の不安
定性、媒体の劣化、傍受の危険性の三項目の問題点を克
服して、より安定性に優れた通信方法と記録方法を提供
できる。

【０２２３】さらに、以下のような利点もある。

【０２２４】第四に、情報の記録密度を飛躍的に高める
ことができる。

【０２２５】いま、高分子の記録している情報の密度の
オーダーを、従来の記録手段と比較してみる。

【０２２６】世界で2億巻以上使われていて企業が取引
ログや元帳を記録している、2,400 feet長の磁気テープ
は、180 MB = 180×10⁶×8 bitのデータが記録でき、直
径10.5 inch = 267 mm、厚み0.5 inch = 13 mmの円柱、
質量1.5 kgとして、約 10⁹ bit/kg、約 10¹² bit/m³。

【０２２７】ＤＶＤは、容量9.4 GB = 9.4×10⁹×8 bit
のデータが記録でき、直径120 mm、厚み1.2 mmの円柱,
質量80 gとして、約 10¹² bit/kg （＝磁気テープの一千倍）、約 10¹⁵ bit/m³ （＝磁気テープの一千倍）。

【０２２８】バクテリアは、核酸情報量5×10⁶×2 bit
で、直径0.5 μmの球、質量7×10^-13gとして、約 10¹⁹ bit/kg （＝ＤＶＤの一千万倍＝磁気テープの
百億倍）、約 10²⁶ bit/m³ （＝ＤＶＤの一千億倍＝磁気テープの
百兆倍）。

【０２２９】一辺がわずか 1 mm程度の立方体に詰めた
バクテリアの核酸が含む情報が、世界中の2,400 feet磁
気テープの情報の総量（3×10¹⁷ bit）に匹敵するので
ある。

【０２３０】このように、生体高分子を媒体に用いれ
ば、実際の装置は理論値までは出ないとしてもなお、非
常に高い密度の情報記録が可能である。

【０２３１】言い換えれば、密度には余裕が十分があ
る。

【０２３２】したがって、データ誤りを防ぎ長期間情報
を維持できるように、ひとつのデータのコピーをバイオ
テクノロジーの増幅技術または生物自身の増殖機能によ
って大量に増やし、それぞれを「生かして」おくことも
できる。

【０２３３】たとえば、蚕のＤＮＡに遺伝子を組み込む
と、該遺伝子のコードする蛋白質が繭の中に大量に吐き
出される、という最近の技術も利用できる。

【０２３４】第五に、請求項５に記載したエンコード方
法を採用すれば、高密度にデータを記録することができ
る。

【０２３５】特に、２０種類のアミノ酸を２０進数で用
いる方法を採用すれば、１６種だけのアミノ酸を使う方
法よりも、格納効率の点で有利である。

【０２３６】第六に、生物が自然環境で生きる場合は、
受信者に媒体を渡すための作業も不要になる点が有利で
ある。

【０２３７】ただし、本願発明の実施にあたっては、そ
の態様に応じ安全面と倫理面の問題を十分に検討し、慎
重が上にも慎重に望む必要があることを、特記事項とし
て銘記しておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の構成ブロック図である。

【図２】実施例２の構成ブロック図である。

【図３】エンコーダとデコーダの処理例１を示した説明
図である。

【図４】エンコーダとデコーダの処理例２を示した説明
図である。

【符号の説明】

１送信者側サブシステム１ａ書き込み側サブシステム２受信者側サブシステム２ａ読み出し側サブシステム３送信データ入力部３ａデータ入力部４送信するデータ４ａ書き込むデータ５エンコーダ６配列情報または結合様式情報７合成装置８生体高分子の材料９合成高分子１０生物もしくは細胞もしくは生体高分子１１配列読み取り装置１２解読した配列／結合様式情報１３デコーダ１４受信データ１４ａ読み出しデータ１５受信データ出力部１５ａデータ出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信者側サブシステム（１）と受信者側サ
ブシステム（２）があり、送信者側サブシステム（１）において、ステップ１として、送信データ入力部（３）が、送信す
るデータ（４）を入力し、（あるいはさらに、暗号化手段が暗号化を実行し、）
（あるいはさらに、冗長化手段が冗長化を実行し、）ス
テップ２として、エンコーダ（５）が、送信するデータ
（４）を、合成する高分子を構成する「低分子」の「配列情報また
は結合様式情報（６）」に変換し、（あるいはさらに、高分子配列変換手段が高分子配列変
換を実行し、）ステップ３として、合成装置（７）が、
「低分子」を含有している「生体高分子の材料（８）」
を原料にして、該配列または該結合様式をもつ合成高分
子（９）を合成し、ステップ４として、該合成高分子（９）を、そのまま、
または、「生物もしくは細胞もしくは生体高分子（１
０）」の一部として組み込んで、直接または環境経由で
受信者側サブシステム（２）に渡し、さらに、受信者側サブシステム（２）において、ステップ５として、合成高分子（９）が生物もしくは細
胞もしくは生体高分子（１０）に組み込まれている場合
は該合成高分子（９）を取り出し、いずれにしても、ステップ６として、配列読み取り装置（１１）が、セッ
トされた該合成高分子（９）を分析して、「解読した配
列／結合様式情報（１２）」を出力し、（あるいはさら
に、高分子配列逆変換手段が高分子配列逆変換処理を実
行し、）ステップ７として、デコーダ（１３）が、該
「配列情報または結合様式情報（６）」を解析して受信
データ（１４）を生成し、（あるいはさらに、冗長化逆
変換手段が冗長化逆変換処理を実行し、）（あるいはさ
らに、復号化手段が復号化を実行し、）受信データ出力
部（１５）から出力することを特徴とする情報通信方
法。
【請求項２】書き込み側サブシステム（１ａ）と読み出
し側サブシステム（２ａ）があり、書き込み側サブシステム（１ａ）において、ステップ１として、データ入力部（３ａ）が、書き込む
データ（４ａ）を入力し、（あるいはさらに、暗号化手
段が暗号化を実行し、）（あるいはさらに、冗長化手段
が冗長化を実行し、）ステップ２として、エンコーダ
（５）が、書き込むデータ（４ａ）を、合成する高分子
を構成する「低分子」の「配列情報または結合様式情報
（６）」に変換し、（あるいはさらに、高分子配列変換
手段が高分子配列変換を実行し、）ステップ３として、
合成装置（７）が、「低分子」を含有している「生体高
分子の材料（８）」を原料にして、該配列または該結合
様式をもつ合成高分子（９）を合成し、ステップ４として、該合成高分子（９）を、そのまま、
または、「生物もしくは細胞もしくは生体高分子（１
０）」の一部として組み込んで、直接または環境経由で
読み出し側サブシステム（２ａ）に渡し、さらに、読み出し側サブシステム（２ａ）において、ステップ５として、合成高分子（９）が生物もしくは細
胞もしくは生体高分子（１０）に組み込まれている場合
は該合成高分子（９）を取り出し、いずれの場合も、ステップ６として、配列読み取り装置（１１）が、セッ
トされた該合成高分子（９）を分析して、「解読した配
列／結合様式情報（１２）」を出力し、（あるいはさら
に、高分子配列逆変換手段が高分子配列逆変換処理を実
行し、）ステップ７として、デコーダ（１３）が、該
「配列情報または結合様式情報（６）」を解析して読み
出しデータ（１４ａ）を生成し、（あるいはさらに、冗
長化逆変換手段が冗長化逆変換処理を実行し、）（ある
いはさらに、復号化手段が復号化を実行し、）データ出
力部（１５ａ）から出力することを特徴とする情報記録
方法。
【請求項３】前記合成高分子（９）が「蛋白質もしくは
ポリペプチド（polipeptide）」であり、前記「低分子」がアミノ酸（amino acid）であり、前記「配列情報または結合様式情報（６）」がアミノ酸
配列（amino acid sequence）であり、前記合成装置（７）がペプチド合成装置もしくはペプチ
ドシンセサイザもしくは蛋白質合成装置であり、前記配列読み取り装置（１１）がペプチドシーケンサも
しくはプロテインシーケンサもしくはアミノ酸分析装置
である、ことを特徴とする、請求項１に記載の情報通信方法、または、請求項２に記載の情報記録方法。
【請求項４】前記合成高分子（９）が「ＤＮＡもしくは
ＲＮＡもしくはポリヌクレオチド（polinucleotide）」
であり、前記「低分子」がヌクレオチド（nucleotide）であり、前記「配列情報または結合様式情報（６）」が塩基配列
（base sequence または nucleotide sequence）であ
り、前記合成装置（７）がＤＮＡ合成装置もしくはＤＮＡシ
ンセサイザもしくは核酸合成装置であり、前記配列読み取り装置（１１）がＤＮＡシーケンサもし
くは核酸シーケンサもしくは核酸分析装置である、ことを特徴とする、請求項１に記載の情報通信方法、または、請求項２に記載の情報記録方法。
【請求項５】請求項１に記載の情報通信方法または請求
項２に記載の情報記録方法において、前記エンコーダ（５）は、送信するデータを２ビットずつ分割した、各２ビットか
らなる０〜３の値を「ｔ、ｃ、ａ、ｇ」もしくは「ｕ、
ｃ、ａ、ｇ」の４種類の塩基に対応付け、または、送信するデータを４ビットずつ分割した、各４ビットか
らなる０〜（１０進数表現で）１５の値を「Ａ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、
Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」の２０種類のうちの１６種類
のアミノ酸に対応付け、または、送信する送信するデータを一定の長さずつ分割した各分
割結果を一定桁数の２０進数と見なすことにより各桁の
「数字」になる各０〜（１０進数表現で）１９の値を
「Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、
Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ」の２０種類のアミノ
酸に対応付けることを特徴とする情報通信方法もしくは
情報記録方法。
【請求項６】請求項１に記載の情報通信方法または請求
項２に記載の情報記録方法を実施するために、送信するデータ（４）を、生体高分子の合成装置（７）
への配列情報または結合様式情報（６）に変換するエン
コーダ（５）。
【請求項７】請求項１に記載の情報通信方法または請求
項２に記載の情報記録方法を実施するために、配列読み取り装置（１１）が読み取った該配列情報また
は結合様式情報（６）を解析し、受信データ（１４）を
出力するデコーダ（１３）。
【請求項８】コンピュータによって請求項１に記載の情
報通信方法または請求項２に記載の情報記録方法を実施
するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な媒体であって、該プログラムは、送信するデータ（４）を、生体高分子の合成装置（７）
への配列情報または結合様式情報（６）に変換させるこ
とを特徴とするエンコーダプログラムを記録した記録媒
体。
【請求項９】情報処理システムで使用される情報伝送媒
体であって、請求項１に記載の情報通信方法または請求項２に記載の
情報記録方法を実施するために、送信するデータ（４）を、生体高分子の合成装置（７）
への配列情報または結合様式情報（６）に変換させるエ
ンコーダプログラムを伝送することを特徴とする情報伝
送媒体。
【請求項１０】コンピュータによって請求項１に記載の
情報通信方法または請求項２に記載の情報記録方法を実
施するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取
り可能な媒体であって、該プログラムは、配列読み取り装置（１１）が読み取った該配列情報また
は結合様式情報（６）を、解析させ、受信データ（１
４）を出力させることを特徴とするデコーダプログラム
を記録した記録媒体。
【請求項１１】情報処理システムで使用される情報伝送
媒体であって、請求項１に記載の情報通信方法または請求項２に記載の
情報記録方法を実施するために、配列読み取り装置（１１）が読み取った該配列情報また
は結合様式情報（６）を、解析させ、受信データ（１
４）を出力させるデコーダプログラムを伝送することを
特徴とする情報伝送媒体。
【請求項１２】請求項１に記載の情報通信方法または請
求項２に記載の情報記録方法によってデータが記録され
たことを特徴とする生物もしくは細胞もしくは生体高分
子もしくは合成高分子。