JP2003532367A

JP2003532367A - ポリマーの識別、確認、マッピングおよび分類手法

Info

Publication number: JP2003532367A
Application number: JP2000511907A
Authority: JP
Inventors: ガンドール，ガッサン
Original assignee: Affymetrix Inc
Current assignee: Affymetrix Inc
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2003-11-05
Also published as: DE69829493D1; ATE291638T1; AU9476998A; EP1019538B1; WO1999014369A1; CA2302193A1; EP1019538A1; EP1019538A4; DE69829493T2

Abstract

(57)【要約】核酸配列などのサンプル・ポリマーを識別し、確認し、マッピングし、分類するシステムおよび方法を提供する。ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリマーの比率の推定値は、第１のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション値を入力し、第２のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション値を入力することによって計算することができる。ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリマーの比率の推定値は次いで、第１のハイブリダイゼーション値を、第１のハイブリダイゼーション値と第２のハイブリダイゼーション値の和で除すことによって計算することができる。サンプル中の対立遺伝子の比率の推定値をクラスタ化して、サンプル核酸の識別、確認、マッピングおよび遺伝子型決定に使用することができる比率パターンを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本出願は、参照によって本明細書に組み込まれる１９９７年９月５日出願の米
国暫定出願第６０／０５７９５７号の利益を主張する。

【０００２】（政府権利通知）この明細書の資料の部分は、ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒ
ｏｇｒａｍにおけるアフィメトリックス社（Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．）
と米国商務省の間の協力契約書７０ＮＡＮＡＢＳＨ１０３１に基づいて作成され
たものである。

【０００３】（発明の背景）本発明は、ポリマーの差異の検出に関する。詳細には本発明は、サンプル核酸
配列の識別、確認、マッピングおよび遺伝子型決定手法に関する。

【０００４】チップまたは基板上に材料のアレイを形成し、これを使用する装置およびコン
ピュータ・システムが知られている。例えば、ともに参照によって本明細書に組
み込まれるＰＣＴ出願ＷＯ９２／１０５８８号および９５／１１９９５号には、
核酸およびその他の材料の配列決定または配列チェック手法が記載されている。
これらの操作を実行するためのアレイは、例えば、参照によって全ての目的のた
めに本明細書に組み込まれる米国特許第５４４５９３４号、第５３８４２６１号
および第５５７１６３９号に開示されている先駆的手法の方法に基づいて構成す
ることができる。

【０００５】これらの特許に記載されている手法の一態様によれば、核酸プローブのアレイ
をチップ上の既知の位置に製作する。次いで標識した核酸をチップと接触させ、
スキャナを用いて、標識した核酸がチップと結合した位置を指示するイメージフ
ァイルを生成する。このイメージファイルおよび特定の位置のプローブの識別に
基づいて、ＤＮＡ、ＲＮＡのヌクレオチドまたはモノマー配列などの情報を抽出
することが可能である。このようなシステムは、例えば、遺伝病、癌、感染症、
ＨＩＶおよびその他の遺伝的特徴に関連した突然変異の研究および検出に使用す
ることができるＤＮＡアレイの形成に使用されている。

【０００６】ＶＬＳＩＰＳ^TM技術は、非常に小さなチップ上に非常に大きなオリゴヌクレオ
チド・プローブ・アレイを製作する方法を提供する。これについては、いずれも
参照によって全ての目的のために本明細書に組み込まれる、米国特許第５１４３
８５４号ならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ９０／１５０７０号および９２／１００９
２号を参照されたい。このＤＮＡプローブ・アレイ上のオリゴヌクレオチド・プ
ローブは、関心のサンプル核酸（「標的」核酸）中の相補的核酸配列の検出に使
用される。

【０００７】配列チェック用途では、チップは特定の標的核酸配列用にタイル状に分割され
る。一例では、チップは、標的配列と完全に相補的なプローブを含み、かつ標的
配列とは１つの塩基がミスマッチしたプローブを含む。ｄｅｎｏｖｏの配列決
定用途では、チップは特定の長さの可能な全てのプローブを含む。プローブはチ
ップ上に、それぞれのセルが特定のプローブの複数のコピーを含むセルの行およ
び列の形態に配置される。さらに、プローブを含まない「ブランク」セルをチッ
プ上に設けてもよい。ブランク・セルはプローブを含まないので、標識された標
的は、チップのこの領域とは特異的に結合しない。したがってブランク・セルは
背景強度の基準となる。

【０００８】ヒトゲノム計画が、ヒトの染色体の完全な基準配列を最初に生み出そうとして
いる一方で、既に、個人間の配列の変動に注目が集まっている。遺伝的多様性は
、罹病性の遺伝的変動の基礎を説明する可能性があり、また、ヒトの遺伝的移動
の記録を内包しているため、関心を集めている。

【０００９】ヒトの遺伝子変動の最も一般的なタイプは、１つの位置で２つの代替塩基がヒ
ト集団中かなりの頻度（例えば１％超）で生じる単一ヌクレオチド多型（ＳＮＰ
：single-nucleotide polymorphism）である。ＳＮＰには、少し挙げただけでも
、家族の連鎖研究、隔離集団の連鎖不平衡、患者と対照の関連解析、および腫瘍
のヘテロ接合性なし（loss-of-heterozygosity）研究によって病気遺伝子を識別
するための遺伝マーカとしての利用を含め、多くの利用法がある。マッピングさ
れたＳＮＰの大規模なコレクションは、ヒト遺伝子研究の強力なツールとなると
考えられている。個々のＳＮＰは、従来の遺伝マーカに比べ情報は少ないが、Ｓ
ＮＰのほうが、量的に豊富であり、自動化に対してより大きな可能性を秘めてい
る。

【００１０】したがって、核酸などのポリマーを識別、確認、マッピング、および分類する
革新的な手法が求められている。

【００１１】（発明の概要）本発明は、核酸などのポリマーを識別し、確認し、マッピングし、分類する革
新的なシステムおよび方法を提供する。ポリマー・サンプルを解析して、サンプ
ル中の異なるポリマーの比率の推定値を求めることができる。次いで、推定値を
クラスタ化して比率パターンを形成する。これらのサンプル中のポリマーの識別
、確認、マッピングおよび／または分類をより正確にするため、以降のサンプル
のデータの解釈にこの比率パターンを利用することができる。本発明のいくつか
の実施態様を以下に記載する。

【００１２】一実施態様において本発明は、ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２
のポリマーの比率を推定する方法を提供する。第１のポリマーと相補関係にある
ポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハイブリダイゼーション親和
性を指示する第１のハイブリダイゼーション値を入力する。第２のポリマーと相
補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハイブリダイゼ
ーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション値を入力する。第１の
ハイブリダイゼーション値を、第１のハイブリダイゼーション値と第２のハイブ
リダイゼーション値の和で除すことによって、ポリマー・サンプル中の第１のポ
リマーと第２のポリマーの比率の推定値を計算する。

【００１３】他の実施態様において本発明は、核酸サンプル中の対立遺伝子の比率を推定す
る方法を提供する。第１の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに
対する核酸サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリ
ダイゼーション値を入力する。第２の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸
プローブに対する核酸サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２
のハイブリダイゼーション値を入力する。第１のハイブリダイゼーション値を、
第１のハイブリダイゼーション値と第２のハイブリダイゼーション値の和で除す
ことによって、核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の
推定値を計算する。

【００１４】他の実施態様において本発明は、核酸サンプルの遺伝子型を決定する方法を提
供する。複数の核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の
複数の推定値を生成する。複数の推定値をクラスタ化して、比率パターン形成す
る。核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計
算し、核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を
比率パターンと比較することによって核酸サンプルの遺伝子型を決定する。一例
として比率パターン中のクラスタは、第１の対立遺伝子のホモ接合、第２の対立
遺伝子のホモ接合、および両方の対立遺伝子のヘテロ接合を表す。

【００１５】本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を添付図面に関連させ
て検討することによって容易に明白となろう。

【００１６】（好ましい実施形態の詳細な説明）以下に、ＶＬＳＩＰＳ^TM技術を利用してチップ上に非常に大きなオリゴヌクレ
オチド・プローブ・アレイを製作する好ましい実施形態に関して本発明を説明す
る。しかし、本発明は核酸またはこの技術に限定されるものではなく、その他の
ポリマーおよび製造プロセスにも有利に適用することができる。したがって、以
下の実施形態の説明は例示が目的であって、限定を目的としたものではない。

【００１７】図１に、本発明の実施形態のソフトウェアを実行する目的に使用することがで
きるコンピュータ・システムの例を示す。図１は、ディスプレイ３、スクリーン
５、キャビネット７、キーボード９およびマウス１１を含むコンピュータ・シス
テム１を示している。マウス１１は、グラフィカル・ユーザ・インタフェースと
対話するための１つまたは複数のボタンを有する。キャビネット７は、本発明を
実装するコンピュータ・コードが組み込まれたソフトウェア・プログラムや本発
明で使用するデータなどの記憶および取出しに利用することができるＣＤ−ＲＯ
Ｍドライブ１３、システム・メモリおよびハード・ドライブ（図２参照）を収容
する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ１５を示したが、
フロッピー・ディスク、テープ、フラッシュ・メモリ、システム・メモリおよび
ハード・ドライブを含むその他のコンピュータ可読記憶媒体も利用することがで
きる。さらに、（例えばインターネットを含むネットワーク内で）搬送波中に埋
め込まれたデータ信号をこのコンピュータ可読記憶媒体とすることもできる。

【００１８】図２に、本発明の実施形態のソフトウェアを実行する目的に使用されるコンピ
ュータ・システム１のシステム・ブロック図を示す。図１に示したとおり、コン
ピュータ・システム１は、モニタ３、キーボード９およびマウス１１を含む。コ
ンピュータ・システム１はさらに、中央処理装置５１、システム・メモリ５３、
固定記憶装置５５（例えばハード・ドライブ）、取り外し可能な記憶装置５７（
例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ）、ディスプレイ・アダプタ５９、サウンド・カー
ド６１、スピーカ６３、ネットワーク・インタフェース６５などのサブシステム
を含む。本発明での使用に適したコンピュータ・システムにはこの他、これより
も少ない数のサブシステムを含むもの、または追加のサブシステムを含むものが
ある。例えば、別のコンピュータ・システムは、２つ以上の処理装置５１（すな
わちマルチプロセッサ・システム）またはキャッシュ・メモリを含む。

【００１９】コンピュータ・システム１のシステム・バス・アーキテクチャは矢印６７で表
されている。しかし、これらの矢印は、サブシステムを連結する働きをする任意
の相互接続方式を表す。例えば、ローカル・バスを利用して、中央処理装置をシ
ステム・メモリおよびディスプレイ・アダプタに接続することができる。図２に
示したコンピュータ・システム１は、本発明での使用に適したコンピュータ・シ
ステムの一例に過ぎない。異なるサブシステム構成を有するその他のコンピュー
タ・アーキテクチャを利用することもできる。

【００２０】例示のため、本発明を、チップ・マスクを設計し、チップ上でプローブを合成
し、核酸を標識し、ハイブリダイゼーションさせた核酸プローブを走査するコン
ピュータ・システムの部分として説明する。このようなシステムは、参照によっ
て全ての目的のために本明細書に組み込まれる先に挙げた米国特許第５５７１６
３９号に詳細に記載されている。しかし、本発明を全体システムとは別個に使用
して、このようなシステムが生成したデータを解析するようにしてもよい。

【００２１】図３に、ＲＮＡ、ＤＮＡなどの生物学的材料のアレイを形成し解析するコンピ
ュータ化システムを示す。コンピュータ１００は、ＲＮＡ、ＤＮＡなどの生物学
的ポリマーの設計に使用される。コンピュータ１００は例えば、図１および２に
示した適当なメモリおよびＣＰＵを含み、適当にプログラムされたＳｕｎＷｏ
ｒｋｓｔａｔｉｏｎ、あるいはＩＢＭＰＣ同等機などのパーソナル・コンピュ
ータまたはワークステーションである。コンピュータ・システム１００はユーザ
から、関心の遺伝子の特性に関する入力および所望のアレイの特徴に関するその
他の入力を得る。コンピュータ・システムは任意選択で、関心の特定の遺伝子配
列に関する情報をＧｅｎＢａｎｋなどの外部または内部データベース１０２から
得ることができる。コンピュータ・システム１００の出力は、例えばＰＣＴ出願
ＷＯ９２／１００９２号に記載されているスイッチ・マトリックスの形態の一組
のチップ設計コンピュータ・ファイル１０４およびその他の関連コンピュータ・
ファイルである。

【００２２】チップ設計ファイルは、ＤＮＡなどの分子のアレイの製造に使用するリソグラ
フィック・マスクを設計するシステム１０６に渡される。システムまたはプロセ
ス１０６は、マスク１１０を製造するのに必要なハードウェア、ならびにマスク
上にマスク・パターンを効率よくレイアウトするのに必要なコンピュータ・ハー
ドウェアおよびソフトウェア１０８を含む。図３のその他の機能と同様に、これ
らの機器は、同じ物理サイトに配置してもよいし、そうしなくてもよいが、図を
平易にするために図３では同じ場所に示した。システム１０６は、ポリマー・ア
レイの製造に使用するガラスにクロムを形成させたマスクなどのマスク１１０ま
たはその他の合成パターンを生成する。

【００２３】マスク１１０ならびにチップ設計に関係したシステム１００からの選択情報は
、合成システム１１２で使用される。合成システム１１２は、基板またはチップ
１１４上にポリマーのアレイを製作するのに必要なハードウェアおよびソフトウ
ェアを含む。合成器１１２は例えば、光源１１６および化学フロー・セル１１８
を含み、化学フロー・セル１１８の上に基板またはチップ１１４が置かれる。マ
スク１１０は、光源と基板／チップの間に置かれ、これら２つは、チップの選択
領域の脱保護のために互いに対して適当な回数、平行移動される。脱保護された
領域に結合させるため、ならびに洗浄およびその他の操作のために、選択した化
学試薬をフロー・セル１１８に通す。全ての操作は、適当にプログラムされたコ
ンピュータ１１９によって指図されることが好ましい。コンピュータ１１９は、
マスク設計およびマスク製作に使用したものと同じコンピュータでもよいし、別
のものでもよい。

【００２４】合成システム１１２で製作した基板を、任意選択でより小さなチップにダイシ
ングし、マークした標的に露出させる。標的は、基板上の１種または複数種の分
子と相補関係にある場合もあるし、そうでない場合もある。標的を、フルオレセ
イン標識などの標識（図３ではアスタリスクで示す）を用いてマークし、走査シ
ステム１２０の中に置く。好ましい実施形態では蛍光マーカを利用するが、異な
る放射強度、光散乱、屈折率、伝導率、エレクトロルミネセンスまたはその他の
大分子検出データを提供するその他のマーカを利用してもよい。したがって本発
明は、ハイブリダイゼーションの蛍光測定値の分析に限定されるものではなく、
ハイブリダイゼーションのその他の測定値を分析するのにも容易に利用すること
ができる。

【００２５】走査システム１２０もやはり、適当にプログラムされたディジタル・コンピュ
ータ１２２の指示の下で動作する。ディジタル・コンピュータ１２２も、合成、
マスク製作およびマスク設計に使用したものと同じコンピュータでもよいし、別
のものでもよい。スキャナ１２０は、標識された標的（^*）が基板と結合した位
置を検出するのに使用するコンフォーカル顕微鏡、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）
などの検出装置１２４を含む。スキャナ１２０の出力は、フルオレセインで標識
した標的の場合、蛍光強度（光子カウント、または電圧などのその他の関係測定
値）を基板上の位置の関数として示すイメージファイル１２４である。標識され
た標的がポリマーのアレイ（例えば基板上のＤＮＡプローブ）と強く結合するほ
ど高い光子カウントが観測され、基板上のポリマーのモノマー配列が位置の関数
として既知であるため、標的と相補関係にある基板上のポリマーの配列を決定す
ることができる。

【００２６】イメージファイル１２４は、本発明の合成完全性評価手法が組み込まれた解析
システム１２６に入力として渡される。この解析システムもやはり、さまざまな
コンピュータ・システムのうちのいずれでもよいが、好ましい実施形態では、こ
の解析システムが、ＷｉｎｄｏｗｓＮＴワークステーションまたは同等機に基
づくシステムである。この解析システムはイメージファイルを解析し、ＤＮＡ、
ＲＮＡなどの標的中の特定の突然変異の識別など、適当な出力１２８を生成する
ことができる。

【００２７】図４に、特定の標的ＤＮＡとＤＮＡプローブのアレイ１１４との結合を示す。
この単純な例に示すように、アレイには以下のプローブが形成されている。３’−ＡＧＡＡＣＧＴＡＧＡＣＣＧＴＡＧＡＧＣＧＴＡＧＡＴＣＧＴ・・・図示のように、フルオロセインで標識した（あるはマークした）標的５’−ＴＣ
ＴＴＧＣＡをアレイに対して露出させると、これは、プローブ３’−ＡＧＡＡＣ
ＧＴに対してのみ相補的であり、フルオレセインは、チップの表面の３’−ＡＧ
ＡＡＣＧＴが位置する場所に主に見られる。チップは、特定のプローブのコピー
を複数含むセルを含み、セルは、チップ上の正方形の領域とすることができる。

【００２８】以下の説明では、本発明をＳＮＰに関して説明する。したがってサンプル核酸
は一般に、これらのＳＮＰ位置に２つの対立遺伝子の一方または両方を含む。こ
れらの２つの対立遺伝子を総称してＡ対立遺伝子およびＢ対立遺伝子と呼ぶこと
にする。ある位置にＳＮＰがある場合、複数の個体のプールでは、そのうちの何
個体かはホモ接合ＡＡであり、別の何個体かはホモ接合ＢＢであり、残りの何個
体かはヘテロ接合ＡＢであることが期待される。本発明はＳＮＰに関して説明さ
れるが、本発明はこれに限定されるものではなく、挿入、欠失、複数位置（mult
i-position）多型、複数塩基（multi-base）多型および複数対立遺伝子位置を含
む、その他の多型条件に有利に適用することができる。

【００２９】図５に、サンプル核酸の識別、確認、マッピングおよび／または遺伝子型決定
に利用することができるタイル状に分割されたチップの一部分を示す。チップは
一般に、核酸プローブがチップに結合した数千個のセルを含む。チップは、チッ
プ上にタイル状に配置された、特定の用途（例えば、ＨＩＶ治療での薬物療法に
対する耐性の変化を示す突然変異の検出など）向けの異なるプローブを有するチ
ップか、または（例えば、可能な全ての八量体プローブを有した）汎用チップで
ある。さらにセルは、多くの方法でチップ上にレイアウトすることができる。例
えば、セルを、セル間の干渉が低減することによって走査データが改善される位
置、利用するマスクの数が減ることによって製造コストが低減される位置、また
は利用者によるデータの解釈が容易になる位置に配置することができる。

【００３０】遺伝子型決定チップの一部分の好ましいレイアウトを図５を参照して説明する
。レイアウトは一般に、利用者によるデータの解釈および後述するチップ上のプ
ローブの構造の理解が容易になるように編成される。しかし本発明は、特定のチ
ップ・レイアウトまたはプローブ構造に限定されないことを理解されたい。本発
明は、その他のチップ・レイアウトにも有利に適用することができる。

【００３１】Ａ対立遺伝子が配列５’−ＣＣＴＣＧＧＣＡＴを含み、Ｂ対立遺伝子が配列５
’−ＣＣＴＣＡＧＣＡＴを含むと仮定する。下線を引いたヌクレオチドは、対立
遺伝子を区別するＳＮＰを表す。議論の目的上、対立遺伝子中のヌクレオチドの
位置を変数ｄで指定する。ＳＮＰではｄ＝０であり、ｄは、ＳＮＰの左に向かっ
て低減し、右に向かって増大する。図５は、ＳＮＰの付近の５つの位置を含むブ
ロック２０１を示す。ブロック２０１に含まれる位置の数は、図示を目的に選択
したものであり、この数は用途によって変動する。

【００３２】図５の最上部に対立遺伝子の配列を示す。ｄ＝０でクレオチドがＧ／Ａと示さ
れているのは、Ａ対立遺伝子とＢ対立遺伝子を区別するＳＮＰを表すためである
。図示のようにブロック２０１は、Ａ対立遺伝子用に配置された４段のセル、お
よびＢ対立遺伝子用に配置された４段のセルを含む。セルの段は、その段の核酸
プローブの問合せ位置のヌクレオチドを表すヌクレオチドＴ、Ｇ、ＣおよびＡに
よって設計されている。ブロック２０１をさらに、関心の対立遺伝子と完全にマ
ッチする１つの完全マッチ・プローブ、およびをゼロまたはそれ以上のミスマッ
チ・プローブを有する一組のセル（およびそれらの対応するプローブ）を表すミ
ニブロック２０３に分割することができる。一実施形態ではミニブロックをチッ
プ上の列として示すが、ミニブロックがチップ上の特定の方向に並んでいなけれ
ばならないというわけではない。

【００３３】対立遺伝子の配列が５’−ＣＣＴＣ？ＧＣＡＴであることを想起されたい。ク
エスチョン・マークはＳＮＰを指示しており、ＧまたはＡのいずれかである。チ
ップ上のプローブが、中央のヌクレオチドが問合せ位置である五量体であると仮
定すると、チップ上のプローブは以下のようになろう。

【表１】プローブ中の問合せ位置のヌクレオチドには下線が引かれている。さらに、それ
ぞれのプローブのＳＮＰヌクレオチド、すなわちＡ対立遺伝子の場合のＣおよび
Ｂ対立遺伝子の場合のＴは、太字で示されている。見て分かるとおり、ｄ＝０の
ミニブロックでは、上半分と下半分が同一であり、したがってこの位置にはどち
らか半分だけを配置することも可能である。

【００３４】ミニブロックは、完全マッチ・プローブ（すなわち標的対立遺伝子と完全に相
補的なプローブ）およびミスマッチが１つだけある複数のプローブを含む。問合
せ位置がＳＮＰと同じなのは中央のミニブロックだけである。したがって、中央
のミニブロックのミスマッチ・プローブでは、両方の対立遺伝子に対して塩基が
１つだけミスマッチしている。これに対して中央以外のミニブロックのミスマッ
チ・プローブでは、一方の対立遺伝子に対して１つの塩基がミスマッチしており
、他方の対立遺伝子に対しては２つの塩基がミスマッチしている。

【００３５】図５に戻る。セルは以下のように標識されている。ＰＭａ−Ａ対立遺伝子と完全にマッチするＰＭｂ−Ｂ対立遺伝子と完全にマッチするＭａ−Ａ対立遺伝子とは１つの塩基がミスマッチしているＭｂ−Ｂ対立遺伝子とは１つの塩基がミスマッチしているＭ^*−Ａ対立遺伝子とＢ対立遺伝子の両方に対して１つの塩基がミスマッチし
ている図５は、中央以外のミニブロックが、２つの完全マッチ・プローブ、およびそれ
ぞれの対立遺伝子に対して２つずつ合計４つのミスマッチ・プローブを含むこと
を示している。中央ミニブロックは、それぞれの対立遺伝子に対する完全マッチ
・プローブおよび両方の対立遺伝子に対する２つのミスマッチ・プローブを含む
。以下の議論では、これらの標識を利用して本発明の実施形態を説明する。

【００３６】図６に、複数のポリマーを有するサンプル中のポリマーの比率を推定する流れ
図を示す。好ましい実施形態ではこのポリマーが核酸であるが、ペプチド、オリ
ゴ糖などを含むその他のポリマーを利用することもできる。したがって本発明は
、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。

【００３７】ステップ３０１で、第１のポリマーに対するポリマー・サンプルのハイブリダ
イゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション値を入力する。ポ
リマー・サンプルは、第１のポリマーと相補関係にあるポリマー配列を含む、複
数の異なるポリマー配列を有する。ステップ３０３で、第２のポリマーに対する
ポリマー・サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリ
ダイゼーション値を入力する。第１および第２のハイブリダイゼーション値は、
第１および第２のポリマーと相補関係にあるポリマーのサンプルの比率に基づい
て変動することが予想される。

【００３８】ステップ３０５で、第３のハイブリダイゼーション値を、第１および第２のハ
イブリダイゼーション値から減じる。第３のハイブリダイゼーション値を利用し
て、第１および第２のハイブリダイゼーション値を正規化することができる。後
述するように好ましい実施形態では、第３のハイブリダイゼーション値がミスマ
ッチ核酸プローブから導かれ、これによって不必要な背景値を取り去ることがで
きる。

【００３９】正規化した第１のハイブリダイゼーション値を、正規化した第１のハイブリダ
イゼーション値と正規化した第２のハイブリダイゼーション値の和で除すことに
よって、ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリマーの比率の推定
値を計算する。このようにすると推定値は一般に、０と１の間を変化する。１は
、第１のポリマーと相補関係にあるポリマーの濃度が非常に高いことを指示し、
０は、第２のポリマーと相補関係にあるポリマーの濃度が非常に高いことを指示
する。

【００４０】３種類以上のポリマーまたは対立遺伝子を解析する実施形態では、分母が３つ
以上のハイブリダイゼーション値を含む。したがって本発明は、２種類のポリマ
ーまたは対立遺伝子の解析だけに限定されない。

【００４１】好ましい実施形態の核酸プローブの標識に戻る。核酸プローブのサンプルが、
Ａ対立遺伝子のホモ接合である個体からとったものである場合、中央ミニブロッ
クではＰＭａ＞ＰＭｂ＝Ｍ^*となることが期待される。同様に、核酸プローブの
サンプルが、Ｂ対立遺伝子のホモ接合である個体からとったものである場合、中
央ミニブロックではＰＭｂ＞ＰＭａ＝Ｍ^*となることが期待される。個体がヘテ
ロ接合である場合には、中央ミニブロックではＰＭａ≒ＰＭｂ＞Ｍ^*となること
が期待される。

【００４２】図６に示した比率の推定を、それぞれのミニブロックについて以下の通りとす
ることができる。ｐ−ｈａｔ＝（ＰＭａ−ＭＭ）／（（ＰＭａ−ＭＭ）＋（ＰＭｂ−ＭＭ））上式で、ｐ−ｈａｔは比率の推定値を表し、ＭＭはミスマッチ・プローブＭ^*、
ＭａまたはＭｂから求める。ＭＭは例えば以下のように計算される。中央ミニブロック：ＭＭ＝ｍｉｎ（Ｍ^*，Ｍ^*）中央以外のミニブロック：ＭＭ＝ｍａｘ（ｍｅｄｉａｎ（Ｍａ，Ｍａ，Ｍａ）
，ｍｅｄｉａｎ（Ｍｂ，Ｍｂ，Ｍｂ））一実施形態では中央ミニブロックに対して最小値が利用される。これは、２つの
異なったＭ^*ミスマッチ・プローブのみがあり、クロスハイブリダイゼーション
に起因する非常に大きな値が含まれるのを避けるのが望ましいためである。

【００４３】前記のＭＭの式は、利用可能な式の例に過ぎない。他の式を利用することもで
き、特定の用途に応じて使い分けることが好ましい。一例として、ミスマッチ・
プローブを１つだけ有するミニブロックを配置することができる。このような場
合、ＭＭは、単一のミスマッチ・セルのプローブから測定したハイブリダイゼー
ション親和性となる。ミスマッチ・プローブは必須ではないが、これがあると計
算がロバストになることが分かっている。

【００４４】前記ｐ−ｈａｔの式から、ＰＭａまたはＰＭｂがＭＭよりも小さい場合には、
ｐ−ｈａｔが負となったり、またはゼロで割らなくてはならなくなる可能性があ
ることが明らかである。したがっていくつかの実施形態では、（ＰＭａ−ＭＭ）
または（ＰＭｂ−ＭＭ）の計算が負になる場合、この計算の結果をゼロと置く。
したがって、Ｄａ＝ｍａｘ（ＰＭａ−ＭＭ，０）、Ｄｂ＝ｍａｘ（ＰＭｂ−ＭＭ
，０）と置くと、前記ｐ−ｈａｔの式は次のように書くことができる。ｐ−ｈａｔ＝Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）分母がゼロとなる可能性は依然として残るが、後に詳細に説明するように、品質
フィルタがこのようなデータを不良データとして拒絶し、そのため、不法な操作
は実施されない。別の代替方法として、負（またはゼロ）の計算結果を、例えば
０．００００１のような非常に小さな数に置き換えることが考えられる。

【００４５】他の実施形態では、比率の推定値が複数のミニブロックから計算される。例え
ば、これらのミニブロックの完全マッチ・プローブＰＭａのハイブリダイゼーシ
ョン親和性の和をとり、完全マッチ・プローブＰＭｂのハイブリダイゼーション
親和性の和をとる。これらの和をそれぞれ、前記式のＰＭａまたはｐＭｂとして
利用し、比率の推定値ｐ−ｈａｔを生成する。この実施形態の１つの利点は、完
全マッチ・プローブのハイブリダイゼーション親和性に基づいて、ミニブロック
が効果的に重み付けされることである。このことはいくつかの用途で望ましい。

【００４６】図７に、複数の核酸のサンプルを解析するプロセスの流れ図を示す。ステップ
３５１で、ハイブリダイゼーション親和性データの品質検査を実行する。本明細
書のその他の全ての流れ図と同様に、本発明の趣旨から逸脱することなく削除、
追加、結合および変更が可能な多くのステップがある。全ての実施形態で品質検
査が必要であるわけではないが、品質検査は、誤ったハイブリダイゼーション親
和性データ（例えば、チップに不備がある場合、またはチップのハイブリダイゼ
ーションさせた領域を走査する間に誤差が生じた場合）を除去する意味で有用で
ある。利用可能な品質検査の１つが、（ＰＭａ−ＭＭ）および（ＰＭｂ−ＭＭ）
がある所定のしきい値（例えば１５光子カウント）よりも大きくなければならな
いとするものである。他の品質検査は、最も高いハイブリダイゼーション親和性
が、完全マッチ・プローブＰＭａまたはＰＭｂのものでなければならないとする
ものである。

【００４７】（ＰＭａ／ｍａｘ（Ｍａ））＜１かつ（ＰＭｂ／ｍａｘ（Ｍｂ））＜１の場合
にそのミニブロックを失敗とする他の品質検査も可能である。その他の品質検査
を考案し、利用することもできる。さらに、これらの品質検査を組み合わせて、
２つ以上の検査を通らなければ以降の処理に進めないことにすることもできる。
望ましければ品質検査を、複数のブロック全体に実行することもできる。

【００４８】ステップ３５３で、複数のサンプルについて対立遺伝子の比率の推定値を複数
、生成する。それぞれのサンプル中の核酸の比率の推定値は、図６に示した、ま
たは先に説明したプロセスに基づいて計算することができる。これらのサンプル
は、合理的な大きさおよび多様性を有する個体グループからとることができる。
ステップ３５５で、これらのサンプル中の対立遺伝子の比率の複数の推定値をク
ラスタ化して、比率パターンを形成する。クラスタ化は、参照によって本明細書
に組み込まれるＷ．Ｌ．Ｇ．Ｋｏｏｎｔｚｅｔａｌ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
，Ｃｏｍｐ．Ｃ−２１，１７１（１９７２）に記載のバレー・シーキング・クラ
スタリング・テクニック（ｖａｌｌｅｙｓｅｅｋｉｎｇｃｌｕｓｔｅｒｉｎ
ｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を含む従来の方法で実行することができる。その他の
クラスタ化手法を本発明で利用することもできる。以下に説明するように、続い
てこの比率パターンを利用して、核酸サンプルの識別、確認、マッピングおよび
／または遺伝子型決定を実施することができる。

【００４９】ステップ３５７で、サンプルを解析し、サンプル中の対立遺伝子の比率の推定
値を計算する。推定値は、図６に示し、先に説明したプロセスに基づいて計算す
ることができる。ステップ３５９で、対立遺伝子の比率の推定値を比率パターン
と比較する。この比較から、ＳＮＰを識別し、その存在を確認し、標的をマッピ
ングし、および／またはサンプル（またはサンプルを得た個体）の遺伝子型を決
定することができる。

【００５０】本発明の実施形態を用いて実行した実験から得たデータをここで説明すること
は有益であろう。図５に関して説明したものと同様の構造を有する遺伝子型決定
チップを、４１個体から得たサンプルとハイブリダイゼーションさせた。チップ
は、約６００のＳＮＰを含んでいた。図８に、最初の４５ＳＮＰについて実験結
果を表にまとめたものを示す。

【００５１】表３７５は複数の列を含む。列３７６は、表の指定の行に示したＳＮＰ（１〜
４５）の番号である。列３７７は、ＳＮＰの識別名（またはマーカ）である。混
乱を避けるため、核酸を１方向しかないように論じてきたが、好ましい実施形態
では、センス・ストランドとアンチセンス・ストランドの両方のサンプル核酸お
よびプローブを利用する。列３７８は、データがどちらのストランドのものかを
指定する。「Ａ」はセンス・ストランドを表し、「Ｚ」はアンチセンス・ストラ
ンドを表す。

【００５２】列３７９は、その特定のＳＮＰに対して利用しなかった（例えば、データが品
質フィルタを通らなかった）サンプルの数を示す。列３８０はホモ接合ＡＡであ
る個体数、列３８１はヘテロ接合ＡＢである個体数、列３８２はホモ接合ＢＢで
ある個体数をそれぞれ指示する。列３８３は、ホモ接合ＡＡ個体に対応する比率
パターンのクラスタの中心を指示し、列３８４は、ヘテロ接合ＡＢ個体に対応す
る比率パターンのクラスタの中心を指示し、列３８５は、ホモ接合ＢＢ個体に対
応する比率パターンのクラスタの中心を指示する。便宜上、比率の推定値には１
００を乗じ、表に示すように、比率パターンの値が約０〜１００の範囲で変動す
るようにした。

【００５３】ホモ接合ＡＡ個体のクラスタの中心は１００、ヘテロ接合ＡＢ個体のクラスタ
の中心は５０、ホモ接合ＢＢ個体のクラスタの中心は０となることが期待される
。表３７５をよく見ると、このようなことは実際のデータでは滅多に起こらない
ことが分かる。行３９１のデータは、列３８３ないし３８５に示したクラスタの
中心が９９、４８、１と期待される値に非常に近く、非常に良いデータである。
しかし行３９３は、列３８３ないし３８５に示したクラスタの中心が９７、７１
、１０であり、期待されるものとは非常に異なったデータを含んでいる。

【００５４】行３９３に示したようなデータは、それが、厳密な１００、５０、０のスケー
ルに基づく遺伝子型に完全に正確であるとは限らないことを示している。比率パ
ターンは、それぞれのＳＮＰに対して固有である。比率パターンは例えば、ＳＮ
Ｐの近くの特定の核酸配列、ハイブリダイゼーション中の核酸の相互作用など結
果である。本発明の実施形態では、行３９３に対応するＳＮＰでサンプル（また
は個体）の遺伝子型を決定する目的に、比率パターン９７、７１、１０を利用す
る。したがって、サンプルの対立遺伝子の比率の推定値が予め定義した７１の範
囲に含まれる場合には、このサンプルの遺伝子型がヘテロ接合として決定される
。したがって推定値７５から、ヘテロ接合の遺伝子型コールが生成されうるが、
１００、５０、０スケールを使用するとノンコールまたは誤ったコールがおそら
く生成される。

【００５５】３つのクラスタの存在および相対的な位置を利用して、ＳＮＰの識別および／
または確認をすることができる。ＳＮＰは、参照によって本明細書に組み込まれ
る１９９８年８月１４日提出の「ＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍＤｅｔｅｃｔｉｏ
ｎＵｔｉｌｉｚｉｎｇＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇＡｎａｌｙｓｉｓ」という名
称の米国特許出願第号（代理人事件整理番号ＡＦＦＹＰ０１０号）に
記載の革新的な手法に基づいて識別し、確認することもできる。ゲル・ベースの
従来の手法を含むその他の手法を利用して、ＳＮＰを識別し確認することもでき
る。

【００５６】行３９５に２つのクラスタしか示されていないのは、ホモ接合ＢＢのクラスタ
がないためである。これは、ホモ接合ＢＢである個体からのサンプルがなかった
ことが原因である。しかし、異常なクラスタ化パターンが、ＳＮＰがその位置に
ないこと、またはより複雑な突然変異が起こっていることを示していることもあ
る。例えば、クラスタが１つだけの場合は、ＳＮＰがその位置にないことを指示
し、一方、４つ以上のクラスタがある場合は、核酸中に単一多型よりも多い相違
があることを示す。

【００５７】図９Ａないし９Ｃにそれぞれ、行３９１、３９３および３９５の比率パターン
を示す。図示のとおり図９Ａは、クラスタが十分に間隔を置いて配置されており
、ほとんど理想的であるように（すなわち期待される通りに）見える。しかし図
９Ｂの比率パターンでは、２つのクラスタがかなり近くに位置している。最後の
図９Ｃの比率パターンは、クラスタが２つしかない。クラスタの大きさは、クラ
スタ中のサンプルの相対的な数を示すものではなく、ＳＮＰに応じてクラスタの
中心がどれくらい異なるか、および比率パターンがどのくらい変動するかを示す
ために示したものである。

【００５８】１個体の比率パターンの相対的な変化を経時的に監視することができる。例え
ば、腫瘍の原因となるＳＮＰを監視して、腫瘍の原因であると考えられている対
立遺伝子の相対濃度が治療によって低下するかどうかを判定する。

【００５９】図１０に、単一のストランド遺伝子型コールを生成するプロセスの流れ図を示
す。ステップ４０１で、２つ以上のミニブロックが不良データを有するかどうか
を判定するチェックを実行することができる。例えば、ＳＮＰに対する２つ以上
のミニブロックが、図７のステップ３５１の品質検査を通らなかったとする。ス
テップ４０３で、不良データを有するミニブロックが２つ以上あった場合、ステ
ップ４０５で、遺伝子型コールは「失敗」となる。そうでない場合には、ステッ
プ４０７で、ミニブロックからの最も共通した遺伝子型コールが１つまたは複数
の検査を通るかどうかを判定するチェックを実行する。ステップ４０１ではチェ
ックを２つ以上のミニブロックに関して説明したが、この数は、用途に応じて変
更することができる。しかし、検査するミニブロックの数をミニブロックの数に
比例して変更する（すなわち、ミニブロックの数が増えるにつれて検査する数も
増やす）のが有利である。

【００６０】検査をｎ＞（Ｎ−ｓ）／２とすることができる。上式で、Ｎはミニブロック数
、ｎは最も共通した遺伝子型コールを生成したミニブロックの数、ｓは、不良デ
ータを有する、または品質検査を通らなかったミニブロックの数である。検査を
ｍ＜２とすることもできる。上式で、ｍは、２番目に共通した遺伝子型コールを
生成したミニブロックの数である。さらに、ｎ−ｍ≧（Ｎ−ｓ）／２とする検査
も可能である。ステップ４０９で、ミニブロックが、１つの検査または検査の組
合せに通らなかった場合、（例えば、すべて式が真である場合）遺伝子型コール
は、ステップ４１１で「ノー・コール」となる。その他の検査および検査の組合
せを考案し、利用することもできる。ミニブロックがこの１つまたは複数の検査
に通った場合、ステップ４１３で、遺伝子型コールは、ミニブロックによって生
成された最も共通した遺伝子型コールとなる。

【００６１】図１１に、ストランド遺伝子型コールを結合するプロセスの流れ図を示す。図
１０に示したプロセスによって複数のストランド遺伝子型コールが生成されるこ
とがある。簡潔にするために図１１の流れ図は、２つのストランドに関して説明
する。しかしこのプロセスを、３つ以上のストランドからの遺伝子型コールの結
合、および異なる実験の結果に有利に適用することができる。

【００６２】ステップ４５１で、両方のストランドが「ノー・コール」を生成したかどうか
を判定するチェックを実施する。ステップ４５３で両方のストランドが「ノー・
コール」を生成していた場合には、これらを結合したステップ４５５でのコール
は「ノー・コール」となる。そうでない場合には、一方のストランドが「ノー・
コール」を、他方のストランドが遺伝子型コール（例えばホモ接合ＡＡ）を生成
したかどうかを判定するチェックを実施する。ストランドが混合された「ノー・
コール」を有する場合、ステップ４６１でこの遺伝子型コールが生成される。

【００６３】ステップ４６３で、両方のストランドが遺伝子型コールを生成し、それらが一
致するかどうかを判定するチェックを実施する。両方のストランドが異なる遺伝
子型コールを生成した場合には、ステップ４６７でコールは「ノー・コール」と
なる。そうでない場合には、ステップ４６９で、両方のストランドの遺伝子型コ
ールが一致した遺伝子型コールとして生成される。

【００６４】本発明の実施形態は、単一の遺伝子型決定チップを利用して同時に５００のＳ
ＮＰの遺伝子型を決定する。参照によって本明細書に組み込まれる「Ｌａｒｇｅ
−ＳｃａｌｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｍａｐｐｉｎｇ，ａｎｄＧｅ
ｎｏｔｙｐｉｎｇｏｆＳｉｎｇｌｅ−ＮｕｃｌｅｏｔｉｄｅＰｏｌｙｍｏ
ｒｐｈｉｓｍｓｉｎｔｈｅＨｕｍａｎＧｅｎｏｍｅ」，ＤａｖｉｄＧ
．Ｗａｎｇｅｔａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２８０，ｐｐ．１０７７
−１０８２，１９９８年５月１５日を参照されたい。その結果は、本発明の実施
形態を利用してＳＮＰの大規模な識別および解析が可能であることを示している
。

【００６５】以上に、本発明の好ましい実施形態を完全に説明したが、さまざまな代替、変
更および等価形態が可能である。以上に記載した実施形態を適当に変更すること
によって、本発明を等しく適用することができることが明らかである。例えば、
本発明を、チップ上に合成した核酸プローブに関して説明してきたが、本発明を
、その他のモノマー（例えばアミノ酸および糖）、ならびにプローブを基板に取
り付けないものを含むその他のハイブリダイゼーション手法に有利に適用するこ
とができる。したがって、以上の説明を、添付の請求項の境界ならびに等価物の
完全な範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものとしてとらえてはな
らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のソフトウェアを実行する目的に利用することができるコン
ピュータ・システムの例を示す図である。

【図２】図１のコンピュータ・システムのシステム・ブロック図である。

【図３】ＤＮＡ、ＲＮＡなどの生物学的材料のアレイを形成し解析する全体システムを
示す図である。

【図４】チップ上でのプローブの結合を概念的に示す図である。

【図５】遺伝子型決定チップの一実施形態の一部分を示す図である。

【図６】ポリマーの比率を推定するプロセスの流れ図である。

【図７】核酸サンプルを分析するプロセスの流れ図である。

【図８】本発明の一実施形態に基づく実験データおよび結果を示す表である。

【図９Ａ】図８の表の比率パターンの１つを示す図である。

【図９Ｂ】図８の表の比率パターンの１つを示す図である。

【図９Ｃ】図８の表の比率パターンの１つを示す図である。

【図１０】単一のストランドから遺伝子型コールを生成するプロセスの流れ図である。

【図１１】ストランド遺伝子型コールを結合して単一の遺伝子型コールとするプロセスの
流れ図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月２日（２０００．８．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０９／１４８，２１０ (32)優先日平成10年９月５日(1998．9．5) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 4B024 AA11 AA20 CA01 CA09 CA11 HA11 HA14 4B063 QA01 QQ42 QQ52 QR42 QR55 QR66 QS34 QS39 QX02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリマーの
比率を推定する方法であって、第１のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サン
プルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション
値を入力するステップ、第２のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サン
プルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション
値を入力するステップ、および第１のハイブリダイゼーション値を第１のハイブリダイゼーション値と第２の
ハイブリダイゼーション値の和で除すことによって、ポリマー・サンプル中の第
１のポリマーと第２のポリマーの比率の推定値を計算するステップを含む方法。
【請求項２】第１のポリマーと第２のポリマーのどちらとも異なる少なく
とも１種のモノマーを含むポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハ
イブリダイゼーション親和性を指示する第３のハイブリダイゼーション値を第１
および第２のハイブリダイゼーション値から減ずるステップをさらに含む請求項
１に記載の方法。
【請求項３】第１のポリマーと第２のポリマーのどちらとも異なる少なく
とも１種のモノマーを含むポリマー・プローブに対するポリマー・サンプルのハ
イブリダイゼーション親和性をそれぞれ指示する複数のハイブリダイゼーション
値の中から第３のハイブリダイゼーション値を選択するステップをさらに含む請
求項２に記載の方法。
【請求項４】第３のハイブリダイゼーション値を選択するステップが、ポ
リマー・サンプルに対して最も低いハイブリダイゼーション親和性を指示するハ
イブリダイゼーション値を選択するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】減算後の第１および第２のハイブリダイゼーション値がゼロ
よりも小さい場合に、これらの値をゼロに等しくなるようにセットする請求項２
に記載の方法。
【請求項６】複数のポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリ
マーの比率の複数の推定値を生成するステップ、および複数の推定値をクラスタ化して、比率パターン形成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】ポリマー・サンプル中の第１のポリマーと第２のポリマーの
比率を推定するコンピュータ・プログラム製品であって、第１のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サン
プルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション
値を受け取るコンピュータ・コード、第２のポリマーと相補関係にあるポリマー・プローブに対するポリマー・サン
プルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション
値を受け取るコンピュータ・コード、第１のハイブリダイゼーション値を第１のハイブリダイゼーション値と第２の
ハイブリダイゼーション値の和で除すことによって、ポリマー・サンプル中の第
１のポリマーと第２のポリマーの比率の推定値を計算するコンピュータ・コード
、および前記コンピュータ・コードを記憶したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項８】コンピュータ可読媒体が、フロッピー・ディスク、テープ、
フラッシュ・メモリ、システム・メモリ、ハード・ドライブ、および搬送波中に
具体化されたデータ信号から成るグループから選択される請求項７に記載のコン
ピュータ・プログラム製品。
【請求項９】核酸サンプル中の対立遺伝子の比率を推定する方法であって
、第１の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション値
を入力するステップ、第２の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション値
を入力するステップ、および第１のハイブリダイゼーション値を第１のハイブリダイゼーション値と第２の
ハイブリダイゼーション値の和で除すことによって、核酸サンプル中の第１の対
立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計算するステップを含む方法。
【請求項１０】第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子のどちらとも異なる
少なくとも１種のヌクレオチドを含む核酸プローブに対する核酸サンプルのハイ
ブリダイゼーション親和性を指示する第３のハイブリダイゼーション値を第１お
よび第２のハイブリダイゼーション値から減ずるステップをさらに含む請求項９
に記載の方法。
【請求項１１】第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子のどちらとも異なる
少なくとも１種のヌクレオチドを含む核酸プローブに対する核酸サンプルのハイ
ブリダイゼーション親和性をそれぞれ指示する複数のハイブリダイゼーション値
の中から第３のハイブリダイゼーション値を選択するステップをさらに含む請求
項１０に記載の方法。
【請求項１２】第３のハイブリダイゼーション値を選択するステップが、
核酸サンプルに対して最も低いハイブリダイゼーション親和性を指示するハイブ
リダイゼーション値を選択するステップを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】第１の対立遺伝子とは異なる少なくとも１種のヌクレオチ
ドを含む核酸プローブに対する核酸サンプルのハイブリダイゼーション親和性を
指示する複数のハイブリダイゼーション値の第１の中央値を計算するステップ、第２の対立遺伝子とは異なる少なくとも１種のヌクレオチドを含む核酸プロー
ブに対する核酸サンプルのハイブリダイゼーション親和性を指示する複数のハイ
ブリダイゼーション値の第２の中央値を計算するステップ、および核酸サンプルに対して最も高いハイブリダイゼーション親和性を指示する第１
または第２の中央値と等しくなるように第３のハイブリダイゼーション値を選択
するステップ、をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】減算後の第１および第２のハイブリダイゼーション値がゼ
ロよりも小さい場合に、これらの値をゼロに等しくなるようにセットする請求項
１０に記載の方法。
【請求項１５】複数の核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺
伝子の比率の複数の推定値を生成するステップ、および複数の推定値をクラスタ化して、比率パターン形成するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１６】核酸サンプル中の対立遺伝子の比率を推定するコンピュー
タ・プログラム製品であって、第１の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション値
を受け取るコンピュータ・コード、第２の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション値
を受け取るコンピュータ・コード、第１のハイブリダイゼーション値を第１のハイブリダイゼーション値と第２の
ハイブリダイゼーション値の和で除すことによって、核酸サンプル中の第１の対
立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計算するコンピュータ・コード、
および前記コンピュータ・コードを記憶したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１７】コンピュータ可読媒体が、フロッピー・ディスク、テープ
、フラッシュ・メモリ、システム・メモリ、ハード・ドライブ、および搬送波中
に具体化されたデータ信号から成るグループから選択される請求項１６に記載の
コンピュータ・プログラム製品。
【請求項１８】核酸サンプルの遺伝子型を決定する方法であって、複数の核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の複数の
推定値を生成するステップ、複数の推定値をクラスタ化して、比率パターン形成するステップ、核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計算
するステップ、および核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を比率
パターンと比較することによって核酸サンプルの遺伝子型を決定するステップを含む方法。
【請求項１９】比率の推定値を計算するステップが、第１の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第１のハイブリダイゼーション値
を入力するステップ、第２の対立遺伝子の一部分と相補関係にある核酸プローブに対する核酸サンプ
ルのハイブリダイゼーション親和性を指示する第２のハイブリダイゼーション値
を入力するステップ、および第１のハイブリダイゼーション値を第１のハイブリダイゼーション値と第２の
ハイブリダイゼーション値の和で除すことによって、核酸サンプル中の第１の対
立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計算するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】核酸サンプルの遺伝子型を決定するステップが、核酸サン
プル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値が比率パターン中
の１つのクラスタの所定の範囲にあるかどうかを判定するステップを含む請求項
１８に記載の方法。
【請求項２１】比率パターンが、第１の対立遺伝子のホモ接合、第１の対
立遺伝子と第２の対立遺伝子のヘテロ接合、および第２の対立遺伝子のホモ接合
のクラスタを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】比率パターン中のクラスタの数に基づいて、問合せ位置で
の単一ヌクレオチド多型を識別するステップをさらに含む請求項１８に記載の方
法。
【請求項２３】比率パターン中のクラスタの数に基づいて、問合せ位置で
の単一ヌクレオチド多型現象の存在を確認するステップをさらに含む請求項１８
に記載の方法。
【請求項２４】核酸サンプルの遺伝子型を決定するコンピュータ・プログ
ラム製品であって、複数の核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の複数の
推定値を生成するコンピュータ・コード、複数の推定値をクラスタ化して、比率パターンを形成するコンピュータ・コー
ド、核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を計算
するコンピュータ・コード、核酸サンプル中の第１の対立遺伝子と第２の対立遺伝子の比率の推定値を比率
パターンと比較することによって核酸サンプルの遺伝子型を決定するコンピュー
タ・コード、および前記コンピュータ・コードを記憶したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２５】コンピュータ可読媒体が、フロッピー・ディスク、テープ
、フラッシュ・メモリ、システム・メモリ、ハード・ドライブ、および搬送波中
に具体化されたデータ信号から成るグループから選択される請求項２４に記載の
コンピュータ・プログラム製品。