JP2004005319A - 遺伝子データベース作成方法、遺伝子データベース作成装置、遺伝子データベース作成プログラム、および遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマの作製するための遺伝子データベースを作成する。
【解決手段】プライマ・プローブ設計部３２が決定した候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であってその決定された候補配列を含んでいたものとは別の塩基配列との相同性を、相同性検索部３４が検索し、相同性検索の結果に基づき、決定された候補配列の相同性の有無を判定して、相同性なしと判定された候補配列を増幅するための増幅用配列を、候補配列が選択された塩基配列と対応づけて、遺伝子データベース１０に保存する。
【選択図】 図１
【解決手段】プライマ・プローブ設計部３２が決定した候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であってその決定された候補配列を含んでいたものとは別の塩基配列との相同性を、相同性検索部３４が検索し、相同性検索の結果に基づき、決定された候補配列の相同性の有無を判定して、相同性なしと判定された候補配列を増幅するための増幅用配列を、候補配列が選択された塩基配列と対応づけて、遺伝子データベース１０に保存する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝子データベース作成方法、特にマイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベース作成方法、遺伝子データベース作成装置、遺伝子データベース作成プログラム、および遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生物の組織および細胞において発現している遺伝子産物の総和を解析することにより、その生物の生理的または病理的状態を推定することが可能である。そのような遺伝子産物の発現量を検定するための探索子として、多くのプローブを固定化したマイクロアレイの需要が高まっている。
【０００３】
マイクロアレイを作製するには、莫大な種類のプローブが必要である。また、マイクロアレイのプローブは、ＤＮＡ（ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ：デオキシリボ核酸）鎖またはペプチド鎖で構成されている。そのため、マイクロアレイを作製するには、プローブとして用いるＤＮＡ鎖またはペプチド鎖の収集が第一の課題となる。
【０００４】
従来のマイクロアレイ用のプローブの作製方法は、下記のような方法である。プローブを作製するには、遺伝子を増幅させる必要がある。その遺伝子の増幅にはＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）が用いられる。また、そのＰＣＲのテンプレートとしては、ベクターに挿入されたｃＤＮＡ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＤＮＡ：相補ＤＮＡ）クローンやＥＳＴ（ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔａｇ：発現配列タグ）クローンの全挿入配列を用いる。また、そのＰＣＲに用いたｃＤＮＡおよびＥＳＴのソースは、例えば、公共の遺伝子バンク、ＵｎｉＧｅｎｅ、ＩＭＡＧＥコンソーシアム、研究者、および企業で保存されている遺伝子資産である。
【０００５】
マイクロアレイの先駆けとも言えるアメリカのスタンフォード大学、およびＮＩＨ（国立衛生研究所）におけるマイクロアレイプロジェクトの中心的研究所であるＮＨＧＲＩにおいても、マイクロアレイの作製には、ベクターに挿入された全長ｃＤＮＡクローンやＥＳＴクローンの全挿入配列を用いている。なお、スタンフォード大学においてマイクロアレイ作製に用いた配列のソースは、ｗｅｂ上（ｈｔｔｐ：／／ｇｅｎｏｍｅ−ｗｗｗ５．ｓｔａｎｆｏｒｄ．ｅｄｕ／ｃｇｉ−ｂｉｎ／ＳＭＤ／ｓｏｕｒｃｅ／ｓｏｕｒｃｅＳｅａｒｃｈ）に公開されている。また、ＮＨＧＲＩにおいてマイクロアレイ作製に用いた配列のソースも、ｗｅｂ上（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｈｇｒｉ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ＤＩＲ／Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ／ａｂｏｕｔ＿ｃｄｎａ＿ｌｉｂｒａｒｙ．ｈｔｍｌ）に公開されている。また、マイクロアレイの作製方法については、文献（ＳＣＩＥＮＣＥ， ＶＯＬ．２７０， ｐ４６７−４７０（１９９５））に記載の方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロアレイ用のプローブを作製する従来の方法では、特異性が低いプローブしか作製できないという問題点がある。そのため、従来のマイクロアレイでは、信頼性の低い解析データしか得られなかった。
【０００７】
上記のようにプローブの特異性が低いことは、変性ゲル、プローブなどを用いてＲＮＡを検出するノーザンハイブリダイゼーションにおいても問題となる。しかし、ノーザンハイブリダイゼーションと違って、マイクロアレイにおいては、分子量による分子種の違いを検出することができない。そのため、マイクロアレイに用いるプローブの特異性が低いことは、より深刻な問題となる。
【０００８】
上記問題点が顕著となった例としては、イネゲノムプロジェクトで行われた研究の結果が挙げられる。この研究においては、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイによる試験と、配列がより特異的である３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイによる試験とでは、それら試験の結果が大きく異なっていた。つまり、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイでは、３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイで得られたシグナルの数倍の強度を持つものが多く見られた。この結果は、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイが実際の遺伝子の発現量を反映していないことを示していると考えられる。また、上記のように２種のマイクロアレイから得られた実験結果が異なるのは、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイのプローブと３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイのプローブとでは、プローブの特異性が大きく異なるからである。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法と、その遺伝子データベースの作成方法を実行する遺伝子データベース作成装置と、遺伝子データベースの作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記課題を解決するために、塩基配列を格納した第１の遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記第１の遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１１】
上記方法によれば、まず、第１の遺伝子データベースに格納されている塩基配列から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、その選択配列の一部を候補配列として決定する。その候補配列は、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列との相同性が判断される。また、この相同性の判断においては、候補配列と、選択配列以外の塩基配列との相同性が検索され、相同性の有無が判定される。なお、ここで言う「選択配列以外の塩基配列」の「選択配列」とは、候補配列を決定するときに用いた（候補配列を含んでいた）塩基配列のことである。
【００１２】
また、上記判定において、相同性がないと判定されたときは、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、第１の遺伝子データベースに保存する。その増幅用配列は、例えば、ＰＣＲなどの遺伝子を増幅させる反応におけるプライマの作製に利用することができる。また、相同性なしと判定を受けた候補配列は、例えば、増幅用配列とともに、プローブ、特にマイクロアレイ用のプローブの作製に利用することができる。
【００１３】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００１４】
なお、第２の遺伝子データベースとしては、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースが挙げられる。また、第２の遺伝子データベースとしては、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。また、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いてもよい。つまり、第２の遺伝子データベースと第１の遺伝子データベースとを、同じ遺伝子データベースとしてもよい。
【００１５】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記課題を解決するために、塩基配列を格納した遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、上記遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１６】
上記方法によれば、まず、遺伝子データベースに格納されている塩基配列から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、その選択配列の一部を候補配列として決定する。その候補配列は、データベース内に格納されている塩基配列との相同性が判断される。また、この相同性の判断においては、候補配列と、選択配列以外の塩基配列との相同性が検索され、相同性の有無が判定される。なお、ここで言う「選択配列以外の塩基配列」の「選択配列」とは、候補配列を決定するときに用いた（候補配列を含んでいた）塩基配列のことである。
【００１７】
また、上記判定において、相同性がないと判定されたときは、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、遺伝子データベースに保存する。その増幅用配列は、例えば、ＰＣＲなどの遺伝子を増幅させる反応におけるプライマの作製に利用することができる。また、相同性なしと判定を受けた候補配列は、例えば、増幅用配列とともに、プローブ、特にマイクロアレイ用のプローブの作製に利用することができる。
【００１８】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記塩基配列には当該塩基配列を説明する注釈情報が対応づけられており、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとを含み、上記候補配列決定ステップでは、グループ代表塩基配列から選択配列を選択し、上記相同性検索ステップでは、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性を検索することを特徴としている。
【００２０】
上記方法によれば、候補配列決定ステップの前に、注釈情報に基づいて、塩基配列をグループ化する。この遺伝子情報のグループ化とは、その遺伝子情報の間で関連づけがなされている場合に、同じ関連づけがなされているものを１つのグループとすることである。このような関連づけは、情報提供サイトからの遺伝子情報において行われており、例えば、ある情報提供サイト遺伝子情報に振られた番号が、違う情報提供サイトの遺伝子情報にもその番号が記録されている場合などが挙げられる。
【００２１】
また、上記方法によれば、グループ化で得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する。
【００２２】
以下に、グループ化の例を示す。例えば、遺伝子情報Ａにはａ００１という番号が、遺伝子情報Ｂにはｂ００１という番号が、遺伝子情報Ｃにはａ００１という番号が振られているとする。この場合、番号に基づくグループ化により、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報Ｃをグループ１に属する情報、遺伝子情報Ｂをグループ２に属する情報とすることができる。そのとき、遺伝子情報Ａ、Ｂ、およびＣのグループ化が分かるように、例えば、グループＩＤを与える。例えば、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報ＣのグループＩＤを１とし、遺伝子情報ＢのグループＩＤを２とすることが挙げられる。
【００２３】
なお、上記のようにグループ化した場合、グループ１を代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列は、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報Ｃの塩基配列に基づいて決定される。また、グループ２のグループ代表塩基配列は、遺伝子情報Ｂの塩基配列に基づいて決定される。
【００２４】
また、上記相同性検索ステップにおいて、グループ化をしなかった場合は、候補配列と、その候補配列が存在していた塩基配列（選択配列）とは別の塩基配列とを用いて、相同性の検索をしていた。しかし、グループ化によりグループを代表する塩基配列を決定した場合は、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性の有無を判定させる。つまり、グループ化をしなかったときよりも、決定された候補配列との相同性が検索される対象となる塩基配列の数を少なくすることができ、迅速な相同性の判定が可能となる。
【００２５】
その結果、特異性が高いプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースを、迅速に作成することができる。
【００２６】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップをさらに含むことを特徴としている。
【００２７】
上記方法によれば、上記グループ化において、グループ代表塩基配列となるための条件を塩基配列が満たしているかを確認する。ここで言うグループ代表塩基配列となるための条件とは、例えば、グループ代表塩基配列の塩基数が一定以上の数であるかなどが挙げられる。一定以上の塩基数がなければ候補配列と増幅用配列との決定が困難となるため、この例の塩基配列の塩基数は重要な条件である。
【００２８】
また、グループ代表塩基配列となるための条件を満たしていないとき、同じグループ内にある塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する。
【００２９】
例えば、グループ代表塩基配列となるための条件を、グループ代表塩基配列の塩基数が一定以上の数であることとする。また、同じグループ内にある塩基配列の塩基数がすべて一定以上の数よりも少なかったとする。このとき、同じグループ内にある塩基配列を加工、例えばアライメント解析、アセンブルなどによって、一定の数より多いまたは一定の数に近い仮想塩基配列を作成することができる。
【００３０】
その結果、プローブ作製、特にマイクロアレイのプローブ作製のための塩基配列の効率よい取得を可能にする遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、選択配列から候補配列を決定する際、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を、選択配列から除くマスクステップをさらに含むことを特徴としている。
【００３２】
上記方法によれば、まず、候補配列の決定に使用する塩基配列、つまり選択配列が、候補配列として不適当な塩基配列を含んでいるかを検索する。ここで言う候補配列として不適当な塩基配列（マスク配列）とは、例えば、解析対象とは異なる塩基配列、プローブとして使用するのに好ましくない配列（繰り返し配列）などが挙げられる。
【００３３】
また、上記方法によれば、選択配列にマスク配列が含まれているとき、そのマスク配列を除く。なお、ここで言う「マスク配列を除く」とは、選択配列にマスク配列が含まれているとき、その候補配列の決定の対象からマスク配列を除くという意味である。つまり、選択配列にマスク配列が含まれているとき、そのマスク配列を含まないように、候補配列を決定する。
【００３４】
その結果、解析対象に合致した、性能のよいプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、プローブおよび／またはプライマの設計を支援することを特徴としている。
【００３６】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマを作製することができる。
【００３７】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、マイクロアレイの設計を支援することを特徴としている。
【００３８】
その結果、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイを作製することができる。
【００３９】
また、本発明の遺伝子データベース作成プログラムは、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴としている。
【００４０】
また、本発明の記録媒体は、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成により、コンピュータで上記遺伝子データベース作成装置の各手段を実現することによって、上記遺伝子データベース作成装置を実現することができる。したがって、上記した遺伝子データベース作成装置の効果である、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマと、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイとを作製することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１から図１８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４３】
現在、遺伝子産物の発現量を検定するための探索子として、多くのプローブを固定化したマイクロアレイの需要が高まっている。しかし、従来のマイクロアレイにおいては、プローブの特異性が低いという問題点と、生物種、組織、細胞、および疾患別に、正確な結果を得ることができるマイクロアレイが存在しないという問題点とがある。
【００４４】
ところで、ゲノムプロジェクトの成果によって蓄積された塩基配列（遺伝子配列）と、その塩基配列を説明する注釈情報との量は、現在、膨大な量となっている。さらに、ヒトに関する塩基配列は、断片の情報も含めれば、既にすべての遺伝子産物種をカバーするものとなっていると推定される。したがって、塩基配列に付随する注釈情報をもとに、解析対象に発現すると推定される遺伝子産物の情報を網羅することが可能であると考えられる。
【００４５】
また、遺伝子産物の多くは、本来、生物の進化の過程において、遺伝子の重複と変異との結果として派生したものである。また、遺伝子の配列には、相同的部分が多く存在している。
【００４６】
上記のように、遺伝子情報は多く蓄積されているけれども、遺伝子の配列には相同的部分が多く存在しているために、従来の方法では、特異性が低いプローブしか得られない。
【００４７】
そこで、発明者らは、蓄積された遺伝子の塩基配列を相互に比較して、遺伝子の塩基配列から相同性の高い部位を排除すれば、冗長性を最小化したユニークな遺伝子セットが得られると考えた。そして、そのユニークな遺伝子セットを用いると、プローブとしての塩基配列の特異性を高めることができると考えた。
【００４８】
また、生物種、組織、細胞、および疾患などの分野別に正確な解析結果が得られるマイクロアレイを作製するには、分野別に情報を収集しなければならない。そこで、発明者らは、蓄積された遺伝子情報を注釈情報に従って集積すれば、分野別の情報収集が可能であると考えた。さらに、発明者らは、蓄積された塩基配列を注釈情報に従って集積すると、解析対象に発現する遺伝子産物の情報を網羅することが可能であると考えた。その結果、下記に示すマイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベースを作成する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００４９】
（遺伝子データベース作成方法の概略）
それでは、マイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベース作成方法の概略を、図２を用いて説明する。図２に示すように、遺伝子データベース作成方法は、大きく分けると、情報収集工程とプライマ設計工程とからなる。
【００５０】
遺伝子データベース１０には、遺伝子情報と、ＰＣＲなどの増幅反応に用いる増幅用配列であるプライマとが保存されている。なお、ここで言う遺伝子データベース１０に保存されているプライマとは、実物のプライマではなく、プライマの塩基配列情報のことである。また、遺伝子データベース１０に保存されているプライマとその物性値を利用して、マイクロアレイのプローブを単離することができる。
【００５１】
遺伝子情報は、情報収集工程によって遺伝子データベース１０に保存される。情報収集工程では、まず、情報提供サイトから情報を得る。次に、その情報提供サイトからの情報は編集・整理されて、遺伝子情報として遺伝子データベース１０に保存される。また、プライマは、プライマ設計工程によって設計処理がされ、遺伝子データベース１０に保存される。
【００５２】
（遺伝子データベース作成装置）
次に、マイクロアレイ作製を支援する遺伝子データベース作成装置について説明する。図３は、本実施の形態に係る遺伝子データベース作成装置を含む遺伝子データベース作成システムを示している。
【００５３】
遺伝子データベース作成システム１は、遺伝子データベース作成装置２と通信ネットワークＮと通信ネットワークＮに接続されている情報提供サイトとによって構成されている。
【００５４】
遺伝子データベース作成装置２は、外部記憶装置７と、入力装置８と、コンピュータ９とで構成されている。コンピュータ９には、データベース作成部３と、遺伝子配列設計部４と、インターフェース５と、インターフェース６とが設けられている。また、コンピュータ９には、外部記憶装置７と入力装置８とが接続されている。また、外部記憶装置７には、マイクロアレイ作製用の遺伝子データベース１０、遺伝子データベース作成プログラム、繰り返し配列データベース、不要配列データベースなどが格納されている。なお、外部記憶装置７は、インターフェース６を介してコンピュータ９に接続されている。
【００５５】
コンピュータ９において、データベース作成部３と遺伝子配列設計部４とは互いに接続されている。また、データベース作成部３および遺伝子配列設計部４は、入力装置８と外部記憶装置７とに接続されている。さらに、データベース作成部３および遺伝子配列設計部４は、マイクロアレイ作製用の遺伝子データベース１０を共用している。
【００５６】
また、コンピュータ９は、インターフェース５を介して、インターネット等の通信ネットワークＮに接続されている。通信ネットワークＮには、ＧｅｎＢａｎｋ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの情報提供サイト（遺伝子情報データベース）が接続されている。つまり、遺伝子データベース作成装置２は、通信ネットワークＮを介して、情報提供サイトからの遺伝子情報を取得することができる。
【００５７】
なお、コンピュータ９としては、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどが挙げられる。また、外部記憶装置７としては、ハードディスク（３６Ｇバイト）を利用できる。また、インターフェース５としてはネットワークインターフェース（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）を、インターフェース６としてはＵｌｔｒａＳＣＳＩインターフェースを利用できる。
【００５８】
遺伝子データベース作成装置２は、上記のように、インターネットなどの通信ネットワークＮを介して、情報提供サイトから遺伝子情報を取得するように構成されている。このように通信ネットワークＮを介して情報提供サイトから遺伝子情報を取得する構成とすることによって、例えば、タイマーなどを設置して、一定の時間が経過したときに、自動で遺伝子情報を取得することができる。
【００５９】
しかし、遺伝子情報の取得を、このような通信ネットワークＮを介したものだけに限定するものではない。例えば、遺伝子情報が記録されたＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体を情報提供サイトが配布している場合は、そのような記録媒体から遺伝子情報を取得してもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態では、コンピュータ９は、データベース作成部３および遺伝子配列設計部の機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ ）、ブートロジックを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムおよび各種データを格納するハードディスク等の記憶装置（記録媒体）、キーボードやマウス等の入力機器、モニタ、プリンタ等の出力機器、他の機器と通信する通信機器などを備えて構成されている。
【００６１】
次に、図４を用いて、データベース作成装置２に含まれているデータベース作成部３について説明する。図４は、データベース作成部３の機能を示している。つまり、データベース作成部３には、生情報取得部２１と、検索抽出部２２と、ＨＴＭＬ取得部２３と、整形部２４と、インデックス作成・グループ化部２５と、アセンブル部２６とが設けられている。
【００６２】
データベース作成部３は、情報提供サイトからの遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報（一次情報）を抽出する。また、データベース作成部３は、遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を抽出して、その抽出した遺伝子情報を編集および保存することによって、遺伝子データベースを作成する。具体的に言うと、遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索するときに、キーワードによる検索を行う。このキーワードによる検索によって、分野別に情報を収集することができ、さらに、分野別の遺伝子データベースの作成が可能となる。さらに、データベース作成部３は、遺伝子情報のグループ化も行っている。
【００６３】
次に、データベース作成部３の各構成について説明する。生情報取得部２１は、情報提供サイトであるｆｔｐサーバにアクセスして、情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報を、一括してダウンロードする。本実施の形態においては、情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報のことを生情報と呼ぶ。
【００６４】
検索抽出部２２は、得られた生情報に含まれている遺伝子情報を、注釈情報に基づいて検索する。また、検索抽出部２２は、遺伝子情報の注釈情報をキーワードにより検索し、検索条件（キーワード）に合致した情報を抽出して一次情報を作成する。
【００６５】
ＨＴＭＬ取得部２３は、生情報を一括してダウンロードできない情報提供サイトから、インターネットなどの通信ネットワーク上の情報を得るシステム、例えばＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）などのシステムを利用して、ＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒ ＴｅｘｔＭａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）文書を取得する。そのＨＴＭＬ文書の取得において、ＨＴＭＬ取得部２３は、まず、キーワードを用いた検索によってそのキーワードをもつエントリの一覧を取得して、次に、そのエントリの一覧を基にして遺伝子情報（塩基配列および注釈情報）をＨＴＭＬ文書として取得する。整形部２４は、上記の取得したＨＴＭＬ文書の書式を変換して、一次情報を作成する。
【００６６】
インデックス作成グループ化部２５は、候補配列を決定する前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化する。また、インデックス作成グループ化部２５は、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する。さらに、インデックス作成グループ化部２５は、その各グループを代表するグループ代表塩基配列を遺伝子データベース１０に保存する。
【００６７】
また、インデックス作成グループ化部２５は、グループ代表塩基配列を決定するとき、グループ内の塩基配列が、グループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認する。その条件の確認後、条件を満たしている塩基配列があれば、それをグループ代表塩基配列として、遺伝子データベース１０に保存する。なお、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、インデックス作成グループ化部２５は、それらグループ内のすべての塩基配列をアセンブル部２６に送る。さらに、インデックス作成グループ化部２５は、各情報源から得た一次情報を相互参照できるように、インデックスを作成する。
【００６８】
アセンブル部２６は、インデックス作成グループ化部２５から送られてきた１グループ内の塩基配列を加工、具体的に言うとアセンブルして、仮想塩基配列を作成する。さらに、アセンブル部２６は、作成した仮想塩基配列をインデックス作成グループ化部２５に送る。なお、このアセンブルには、例えば、ｐｈｒａｐ（Ｐ．Ｇｒｅｅｎ，Ｕｎｉｖ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００６９】
次に、図１を用いて、データベース作成装置２の遺伝子配列設計部４を説明する。図１は、遺伝子配列設計部４の機能を示している。つまり、遺伝子配列設計部４には、マスク部３１と、プライマ・プローブ設計部３２と、相同性検索部３４と、採択保存部３５とが設けられている。また、プライマ・プローブ設計部３２には、プライマ設計用条件入力部３３が接続されている。マスク部３１には、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７が接続されている。なお、プライマ設計用条件入力部３３は、図３の入力装置８に設けられている。
【００７０】
遺伝子配列設計部４は、塩基配列を格納した遺伝子データベース１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を、候補配列であるプローブ候補配列として決定する。また、遺伝子配列設計部４は、プローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを決定する。さらに、遺伝子配列設計部４は、決定されたプローブ候補配列の相同性を検索し、プローブ候補配列の相同性の有無を判定する。さらに、プローブ候補配列が相同性なしと判定されたとき、遺伝子配列設計部４は、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するプライマを、遺伝子データベース１０に保存する。
【００７１】
次に、遺伝子配列設計部４の各構成について説明する。マスク部３１は、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７を用いて、プローブ候補配列の決定に使用する選択配列が、プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含んでいるかを確認する。その確認により、プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含んでいることが分かったとき、マスク部３１は、選択配列に含まれているマスク配列の部分をマスクする。そのマスクされた部分は、プローブ候補配列に含まれないように処理される。なお、本実施の形態において、マスク処理には、例えば、ｃｒｏｓｓ＿ｍａｔｃｈ（Ｐ．Ｇｒｅｅｎ， Ｕｎｉｖ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００７２】
繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７には、「プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列」が保存されている。具体的には、繰り返し配列データベース３６には、繰り返し配列などのプローブとして望ましくない塩基配列が保存されている。また、不要配列データベース３７には、解析対象ではない塩基配列が保存されている。
【００７３】
プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部処理後の選択配列を用いて、候補配列であるプローブ候補配列と、プローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを設計する。さらに、プライマ・プローブ設計部３２は、プローブ候補配列を相同性検索部３４へ送り、プライマを採択保存部３５へ送る。
【００７４】
プライマ設計用条件入力部３３では、プライマ設計者がプライマ設計の条件を入力する。その入力された条件を、プライマ設計用条件入力部３３はプライマ・プローブ設計部３２に伝える。プライマ設計用条件入力部３３は、その条件に合わせてプライマを設計する。なお、上記プローブ候補配列とプライマとの決定には、例えば、ｐｒｉｍｅｒ３（Ｓ．Ｒｏｚｅｎ，ＭＩＴ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００７５】
相同性検索部３４は、プライマ・プローブ設計部３２が決定したプローブ候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であってプローブ候補配列を含んでいたものとは別の塩基配列（選択配列以外の塩基配列）との相同性を検索し、相同性の有無を判定する。なお、上記相同性の検索には、ソフトウェア（ＢＬＡＳＴ（Ｓ．Ａｌｔｓｃｈｌ，ＮＣＢＩ，ＵＳＡ））を用いることができる。
【００７６】
採択保存部３５は、上記相同性検索部３４での相同性の有無の判定により、相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、遺伝子データベース１０に保存する。
【００７７】
（遺伝子データベースの作成方法）
次に、遺伝子データベースの作成方法について説明する。遺伝子データベースの作成方法は、上記のように、情報収集工程とプライマ設計工程との２つの工程からなる。なお、本実施の形態では、この情報収集工程およびプライマ設計工程の２つの工程は、定期的に自動で実行される。したがって、遺伝子データベース１０は自動的に更新される。
【００７８】
（情報収集工程）
まず、情報収集工程について説明する。情報収集工程は、情報提供サイトからの遺伝子情報を、注釈情報に基づいて検索する遺伝子情報検索ステップと、検索条件に合致した遺伝子情報を抽出して一次情報を取得する一次情報取得ステップと、取得した一次情報に含まれている遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存する遺伝子情報保存ステップとを含んでいる。
【００７９】
図３に示したように、遺伝子データベース作成装置２は、インターネットなどの通信ネットワークＮと接続されている。そのため、情報収集工程の遺伝子情報検索ステップにおいては、通信ネットワークＮを介して、全世界の情報提供サイトから遺伝子情報を取得することができる。
【００８０】
遺伝子情報検索ステップにおける遺伝子情報の検索は、遺伝子情報の注釈情報を、１語以上のキーワードで検索する。つまり、注釈情報にキーワードが含まれている遺伝子情報を、情報提供サイトにより蓄積され公開されている遺伝子情報の中から検索する。さらに、一次情報取得ステップでは、キーワードを含む遺伝子情報を抽出して一次情報とした。
【００８１】
上記遺伝子情報の検索により、蓄積され公開されている遺伝子情報の中から、生物種、組織、細胞、および疾患などの分野別の遺伝子情報を取得することができる。このように分野別の遺伝子情報を取得することによって、分野別の遺伝子データベースの作成が可能となる。
【００８２】
次に、情報提供サイトからの遺伝子情報の取得について説明する。情報提供サイトからの遺伝子情報の取得方法は、次の（１）（２）に大別することができる。
【００８３】
（１）情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報を一括してダウンロードできる場合は、図４の生情報取得部２１を用いて、情報提供サイトのｆｔｐサーバから、生情報としてダウンロードする。さらに、生情報の取得後、検索抽出部２２を用いて、キーワードによる生情報の検索と、検索条件に合致した遺伝子情報つまりキーワードを含む遺伝子情報の抽出による一次情報の作成とを行う。
【００８４】
（２）ＷＷＷを経由した検索および情報表示のみ可能な場合は、図４に記載したように、まず、ＨＴＭＬ取得部２３を用いて、ｈｔｍｌサーバの検索機能に直接アクセスして遺伝子情報を取得する。そして、ＨＴＭＬ取得部２３と上記キーワードとを用いて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記キーワードを含むエントリの一覧として取得する。なお、図示していないけれども、ＨＴＭＬ取得部２３と検索抽出部２２とを用いて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記キーワードを含むエントリの一覧として取得してもよい。さらに、その取得したエントリとＨＴＭＬ取得部２３とを用いて、遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得する。次に、ＨＴＭＬ取得部２３から整形部２４に、ＨＴＭＬ文書の遺伝子情報を送信し、さらに、整形部２４を用いて、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を作成する。
【００８５】
図５は、生情報をキーワード検索することによって、一次情報を得る例を示している。図５に示す生情報は、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮ、ＬＯＣＵＳ、ＫＥＹＷＯＲＤなどの項目の注釈情報と、配列情報とからなる。また、配列情報には、配列１の項目の塩基配列、配列２のアミノ酸配列などが格納されている。
【００８６】
ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＡｘｘｘｘｘ１の行においては、ＬＯＣＵＳおよびＫＥＹＷＯＲＤの項目にさまざまなデータが格納されており、配列１の項目に「ａａ・・・・・・」の塩基配列が格納されている。しかし、ＡＡｘｘｘｘｘ１の行における配列２の項目は「−」となっており、アミノ酸配列は格納されていない。ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＡｘｘｘｘｘ２の行においては、ＬＯＣＵＳおよびＫＥＹＷＯＲＤの項目にさまざまなデータが格納されており、配列１の項目に「ｔｔ・・・・・・」の塩基配列が格納されている。しかし、ＡＡｘｘｘｘｘ２の行における配列２の項目は「−」となっており、アミノ酸配列は格納されていない。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行には、ＬＯＣＵＳの項目に「ＡＢ０３５５４１ １５８４・・・・」の情報が、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ・・・・・・」の情報が、配列１の項目に「ａｔｇｇｔ・・・・・・」の塩基配列が、配列２の項目に「ＭＶＧＳ・・・・・・」のアミノ酸配列が格納されている。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行には、ＬＯＣＵＳの項目にさまざまな情報が、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｕｓｃｌｅ・・・・・・」の情報が、配列１の項目に「ａａ・・・・・・」の塩基配列が格納されており、配列２の項目にはアミノ酸配列が格納されていない。また、生情報には、その他多くの行のデータが格納されているとする。
【００８７】
上記の表のような生情報から一次情報を取得するには、キーワードによる検索をする。その検索においては、生情報の注釈情報をキーワードによって検索する。例えば、「ｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、ｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａ」の９つをキーワードとする。
【００８８】
上記９つをキーワードとすると、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行のデータは、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ・・・・・・」の情報があり、キーワードを含んでいる。そのため、作成される一次情報に、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行のデータは含まれることになる。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータには、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｕｓｃｌｅ・・・・・・」の情報があり、キーワードを含んでいる。そのため、作成される一次情報に、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータは含まれることになる。図５は、生情報の注釈情報をキーワードによって検索した結果、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１およびＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータだけがキーワードを含んでいて、それらＡＢ０３５５４１およびＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータを含む一次情報が作成されたことを示している。
【００８９】
図６は、ＧｅｎＢａｎｋより得ることができる遺伝子情報の例を示している。つまり、ＧｅｎＢａｎｋより得られる生情報には、図６のような情報が含まれている。ＧｅｎＢａｎｋより得ることができる遺伝子情報は、ＯＲＩＧＩＮの項目に記載されている塩基配列と、ＬＯＣＵＳ、ＫＥＹＷＯＲＤＳなどの項目に記載されている注釈情報とからなる。図６の例では、ＫＥＹＷＯＲＤＳの項目には、「ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ」の語句がある。そのため、キーワードを上記９つの語とした場合、検索抽出部２２は、「ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ」の語句を検出して、図５に示すような遺伝子情報を、生情報の中から抽出することができる。さらに、検索抽出部２２は、検索条件に合致した図６の情報を抽出して、図６の情報を含む一次情報を作成することができる。
【００９０】
なお、条件に合致したデータを抽出して一次情報を作成するとき、すべての項目の情報を一次情報とするか、ある項目のデータを省略して一次情報とするかを、データベース作成者が決定して、検索抽出部２２にその決定を実行させることも可能である。例えば、図６の情報を生情報の一部と仮定して、図６の情報から一次情報を抽出する場合、図６のデータをすべて一次情報として保存してもよい。また、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥのＡＵＴＨＯＲＳの項目はマイクロアレイ作製に不必要な項目であるとデータベースの作成者が判断した場合、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥのＡＵＴＨＯＲＳの項目にあるデータを、一次情報として保存しないということも可能である。
【００９１】
図７および図８は、ＲｅｆＳｅｑから得られる遺伝子情報の例を示している。ＲｅｆＳｅｑから得られる遺伝子情報は、ＯＲＩＧＩＮの項目の塩基配列と、ＬＯＣＵＳ、ＣＯＭＭＥＮＴなどの項目の注釈情報とからなる。上記９つのキーワードにより検索すると、ＣＯＭＭＥＮＴの項目にある「ｍｕｓｃｌｅ」の語句が検索条件に合致している。そのため、キーワードを上記９つの語とした場合、検索抽出部２２は、「ｍｕｓｃｌｅ」の語句を検出して、図７および図８に示すような遺伝子情報を、生情報の中から抽出することができる。さらに、検索抽出部２２は、図７および図８の情報を含む一次情報を作成することができる。
【００９２】
図９は、ＵｎｉＧｅｎｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）から得られる遺伝子情報を示している。ＥＸＰＲＥＳＳの項目にｍｕｓｃｌｅの語句があるため、上記９つのキーワードにより検索すると、図９に示すような一次情報が得られる。なお、ＵｎｉＧｅｎｅの遺伝子情報の場合、塩基配列は、ＳＥＱＵＥＮＣＥの項目にあるデータから取得可能となっている。
【００９３】
図１０は、ＳＴＡＣＫ−ＤＢから得られる遺伝子情報の一部を示している。図１０に示す情報のうち、Ｚ１９３０８、Ｚ２８７５２などと記載されているデータにより、塩基配列を取得することができる。
【００９４】
図１１〜図１３は、情報提供サイトであるＴＩＧＲ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）のＨＧＩ（Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ）から得ることができるＨＴＭＬ文書の例を示している。図１１〜図１３の例では、「ＥＸＴＲＡＣＥＬＬＵＬＡＲ」の語句が含まれており、上記９つの語のキーワードを含んでいることが分かる。
【００９５】
図１４は、情報提供サイトであるＴＩＧＲのＥＧＡＤ（Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ）から得ることができるＨＴＭＬ文書の例を示している。図１４に示すＨＴＭＬ文書は、次のようにして得ることができる。例えば、上記に記載したようなｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、およびｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａの９つの語をキーワードとして選んだとする。ＨＴＭＬ取得部２３は、それらキーワードを用いて検索し、そのキーワードをもつエントリの一覧を取得する。さらに、ＨＴＭＬ取得部２３は、そのエントリの一覧を基にして、図１４のような遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態の情報収集工程には、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとが含まれている。
【００９７】
また、本実施の形態の情報収集工程には、代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップが含まれている。
【００９８】
上記グループ化は、図４に記載のインデックス作成グループ化部２５が行う。また、上記グループ化をするときには、遺伝子情報がどのグループに属するのかと、グループを代表するグループ代表塩基配列とを決定する。さらに、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定するとき、グループ内の塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認する必要がある。その条件は、インデックス作成グループ化部２５が確認する。塩基配列が上記条件を満たしているとき、その条件を満たしている塩基配列を、グループ代表塩基配列として、遺伝子データベース１０に保存する。
【００９９】
また、上記条件を満たしていない場合は、同じグループ内にある塩基配列を加工（アセンブル）して仮想塩基配列を生成して、グループ代表塩基配列として仮想塩基配列を遺伝子データベース１０に保存する。なお、生成した仮想塩基配列をグループ代表塩基配列として遺伝子データベース１０に保存するとき、別途閾値を設定して特定の長さ（塩基数）以上の仮想塩基配列のみを保存するか、生成した仮想塩基配列の長さによらず仮想塩基配列を保存するかを選択することができる。
【０１００】
図１５、図１６および図１７は、上記グループ化の例を示している。データベース１から得た一次情報１は、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮ（アクセッション番号：図中には「ＡＣＮ」と記す）を主キーとして、データが管理されている。また、一次情報１には、アクセッション番号Ａｘｘｘ１、Ａｘｘｘ２、Ａｘｘｘ５のデータなど、複数のデータが保存されている。また、一次情報１はグループ化の前であるので、グループＩＤの項目にはまだデータが存在しない。
【０１０１】
また、一次情報１において、アクセッション番号Ａｘｘｘ１の行には配列ＩＤの項目に１−１のデータが、アクセッション番号Ａｘｘｘ２の行には配列ＩＤの項目に１−２のデータが、アクセッション番号Ａｘｘｘ５の行には配列ＩＤの項目に１−３のデータが格納されている。なお、配列ＩＤは、図１７に示すようなデータと対応づけられている。例えば、配列ＩＤが１−１の行には、塩基配列が「ａａｔｔｃｃ・・・・・・・・ｇｇ」で、塩基数が１５００という塩基配列の情報が格納されている。
【０１０２】
また、一次情報２は、データベース２から得られたものである。その一次情報２は、アクセッション番号が格納されている。また、一次情報２には、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータ、アクセッション番号が空白（−）を示すデータ、などが保存されている。また、一次情報２において、アクセッション番号がＢｘｘｘ３の行には配列ＩＤの項目に２−１のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ１の行には配列ＩＤの項目に２−２のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ５の行には配列ＩＤの項目に２−３のデータが、アクセッション番号が空白（−）の行には配列ＩＤの項目に２−４のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ２の行には配列ＩＤの項目に２−５のデータが格納されている。また、一次情報２はまだグループ化されていないため、グループＩＤの項目は空白である。
【０１０３】
また、一次情報ｎは、データベースｎから得られたものである。また、この一次情報ｎには、１つの行に複数の塩基配列の情報が格納されている。また、一次情報ｎは、アクセッション番号ごとに塩基配列が格納されている。また、一次情報ｎには、１つの行に、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータとアクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータとが格納されている。また、次の行に、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータが保存されている。さらに、アクセッション番号がＢｘｘｘ３には配列ＩＤがｎ１−５のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ２には配列ＩＤがｎ１−６のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ５には配列ＩＤがｎ１−７のデータが対応している。なお、一次情報ｎはまだグループ化されていないため、グループＩＤの項目は空白である。
【０１０４】
上記一次情報１、２、およびｎをグループ化すると、図１５に示すように、グループ化された一次情報１、２、およびｎが得られる。グループ化は、図１５に示すように、アクセッション番号に基づいて行われる。
【０１０５】
例えば、アクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータが、一次情報１と一次情報２とに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータには、グループＩＤとして０００１が振られている。また、アクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータは、一次情報１、一次情報２および一次情報ｎに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータには、グループＩＤとして０００２が振られている。また、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータが、一次情報１と一次情報２と一次情報ｎとに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータには、グループＩＤとして０００３が振られている。また、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータが、一次情報２と一次情報ｎとに含まれている。それらアクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータには、グループＩＤとして０００４が振られている。また、一次情報２においてアクセッション番号が空白であったデータには、アクセッション番号の項目に識別子００１が振られて、グループＩＤとして０００５が振られている。
【０１０６】
次に、それらグループ化された情報１、２およびｎの塩基配列の確認と、グループを代表する塩基配列の決定とを行い、それらグループの遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存する。なお、この例においては、塩基配列の確認において、塩基配列の塩基数が１０００塩基以上という条件を、グループ代表塩基配列となるための条件とした。
【０１０７】
図１６に、グループ化された情報１、２およびｎの塩基配列の確認後、グループを代表する塩基配列の決定とを行い、それらグループの遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存した例（テーブル１）を示す。図１６のテーブル１によると、遺伝子データベースには、０００１から０００５の５つのグループのデータが保存されている。
【０１０８】
グループＩＤが０００１のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ１であって、グループを代表する配列の候補としては、１−１と２−２とがある。そのうち、グループＩＤが０００１のグループを代表する配列として、１−１が選ばれた。図１７によると、１−１および２−２の塩基配列は、塩基数が１５００であり、両者とも塩基数は１０００以上であって、遺伝子データベースに保存するための条件を満たしている。また、１−１の塩基配列と、２−２の塩基配列とはほぼ同じである。このように、グループを代表する塩基配列となり得るものがグループ内に複数存在する場合、（１）タイムスタンプの最も新しい（最新のエントリ）ものを選ぶ、（２）最長の配列のものを選ぶ、（３）データの由来に優先順位をつけて選ぶの（１）から（３）のいずれかの方法によって、グループを代表する塩基配列を決定する。
【０１０９】
また、グループ化されたデータ０００１には、ＤＢ１、ＤＢ２というインデックスが作成されている。このＤＢ１とは、データベース１からの一次情報を用いたことを示している。また、ＤＢ２とは、データベース２からの一次情報を用いたことを示している。
【０１１０】
グループＩＤが０００２のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ２であって、グループを代表する配列の候補としては、１−２と、２−５と、ｎ１−６とがある。しかし、図１７によると、１−２、２−５、およびｎ１−６の塩基数はそれぞれ６００であり、どれも塩基数が１０００以上ではない。そのため、この例では、１−２、２−５、およびｎ１−６の配列を加工、つまりアセンブルして、Ｘ−１という仮想塩基配列を作成した。そして、このＸ−１という仮想塩基配列を、グループＩＤが０００２のグループを代表する塩基配列とした。また、グループ化されたデータ０００２にはインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１１】
また、グループ化されたデータ０００２には、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されている。このＤＢ１とはデータベース１からの一次情報を、ＤＢ２とはデータベース２からの一次情報を、ＤＢｎとはデータベースｎからの一次情報を用いたことを示している。
【０１１２】
グループＩＤが０００３のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ５であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、１−３と、２−３と、ｎ１−７とがある。これら塩基配列は、図１７によると、１−３の塩基数は９００、２−３の塩基数は１２００である。また、ｎ１−７の塩基数は３００である。塩基数が１０００以上なのは２−３であり、この２−３をグループ代表塩基配列とした。
【０１１３】
また、グループ化されたデータ０００３には、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１４】
グループＩＤが０００４のデータは、アクセッション番号がＢｘｘｘ３であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、２−１と、ｎ１−５とがある。図１７によると、２−１の塩基数は１４００であり、ｎ１−５の塩基数は４００である。塩基数が１０００以上なのは２−１であり、この２−１を、グループＩＤ０００４のグループを代表する配列とする。
【０１１５】
また、グループ化されたデータ０００４には、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１６】
グループＩＤが０００５のデータは、アクセッション番号が識別子００１であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、２−４がある。図１７によると、２−４の塩基数は１６００である。２−４の塩基数は１０００以上であるため、この２−４を、グループＩＤ０００５のグループを代表する配列とした。
【０１１７】
また、グループ化されたデータ０００５には、ＤＢ２というインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１８】
（プライマ設計工程）
次に、プライマ設計工程について説明する。プライマ設計工程は、塩基配列を格納した遺伝子データベース（第１の遺伝子データベース）１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部をプローブ候補配列（候補配列）として決定する候補配列決定ステップと、上記プローブ候補配列と、第２の遺伝子データベースに格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列（プライマ）を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベース１０に保存する増幅用配列保存ステップと、を含んでいる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いる。ただし、上記第２の遺伝子データベースとして、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースを用いることもできる。また、第２の遺伝子データベースとして、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。つまり、第２の遺伝子データベースと第１の遺伝子データベースとを、異なる遺伝子データベースとしてもよい。
【０１２０】
第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いるとき、プライマ設計工程は、塩基配列を格納した遺伝子データベース１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部をプローブ候補配列（候補配列）として決定する候補配列決定ステップと、上記プローブ候補配列と、上記遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列（プライマ）を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベース１０に保存する増幅用配列保存ステップと、を含むものとなる。
【０１２１】
次に、図１を用いて、プライマ設計工程の各ステップについて説明する。候補配列決定ステップでは、情報収集工程で遺伝子データベース１０に格納した塩基配列から選択した選択配列をプライマ・プローブ設計部３２に送って、候補配列であるプローブ候補配列と、そのプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを決定する。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、塩基配列のグループ化を行っているので、グループ代表塩基配列をプライマ・プローブ設計部３２に送って、そのグループ代表塩基配列から、プローブ候補配列とプライマとを決定している。つまり、グループ化を行っている場合、選択配列は、あるグループのグループ代表塩基配列である。
【０１２３】
また、本実施の形態のプライマ設計工程は、選択配列から候補配列を決定する際、選択配列から、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を除くマスクステップをさらに含んでいる。つまり、選択配列をプライマ・プローブ設計部３２に送る前に、選択配列をマスク部３１に送って、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列、つまり、プローブとして望ましくない配列にマスクする処理を行う。
【０１２４】
候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列は、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７に保存されている。繰り返し配列データベース３６には、既知の繰り返し塩基配列が保存されている。また、不要配列データベース３７には、解析の対象ではない遺伝子のデータが保存されている。
【０１２５】
マスク部３１は、送られてきた選択配列と、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７に保存されている塩基配列とを比較して、送られてきた選択配列にマスク配列があれば、その選択配列に含まれるマスク配列の部分にマスク処理をする。さらに、マスク部３１は、マスク処理後の塩基配列をプライマ・プローブ設計部３２に送る。
【０１２６】
また、プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部３１から受け取ったマスク処理後の選択配列を用いて、プローブ候補配列および増幅用配列（プライマ）を決定する。さらに、プライマ設計用条件入力部３３で入力された決定の条件に基づいて、プライマ・プローブ設計部３２は、プローブ候補配列および増幅用配列を決定する。
【０１２７】
このプローブ候補配列を決定するとき、プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部３１から受け取ったマスク処理後の選択配列の中にあるマスクされていない部分から、プローブ候補配列を決定する。また、プライマ・プローブ設計部３２は、そのマスクされていない部分から決定されたプローブ候補配列を増幅するように、プライマを決定する。さらに、プライマ・プローブ設計部３２は、決定されたプローブ候補配列を相同性検索部３４に送る。また、プライマ・プローブ設計部３２は、その決定されたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、選択保存部３５に送る。
【０１２８】
次に、相同性検索ステップについて説明する。相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列との相同性を検索する。この相同性検索ステップで言う「第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列」は、プローブ候補配列が選ばれた選択配列以外の塩基配列を指している。
【０１２９】
本実施の形態においては、相同性検索に要する時間を短縮するために、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いており、相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列との相同性を検索することになる。このとき、「遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列」は、プローブ候補配列が選ばれた選択配列以外の塩基配列を指している。
【０１３０】
なお、上記でも述べたように、第２の遺伝子データベースとして、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースを用いることもできる。また、第２の遺伝子データベースとして、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。
【０１３１】
また、本実施の形態では、塩基配列のグループ化を行っているので、上記相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、そのプローブ候補配列を含むグループ代表塩基配列とは別のグループ代表塩基配列との相同性を検索する。
【０１３２】
次に、相同性判定ステップについて説明する。相同性判定ステップでは、相同性検索ステップでの相同性検索の結果と相同性の判定の基準とに基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する。なお、相同性の検索にＢＬＡＳＴを用いた場合、相同性の判定の基準として、Ｅ値、Ｐ値などを用いることができる。
【０１３３】
次に、増幅用配列保存ステップについて説明する。このステップでは、相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、遺伝子データベース１０に保存する。
【０１３４】
上記プライマの遺伝子データベース１０への保存は、次のように行われる。つまり、プローブ候補配列が相同性なしと判定されたとき、相同性検索部３４は、相同性なしと判定されたプローブ候補配列を増幅させるプライマを、遺伝子データベース１０に保存するよう、選択保存部３５に指示を出す。その指示を受けた選択保存部３５は、相同性なしと判定されたプローブ候補配列を増幅させるプライマを、プローブ候補配列が選択された塩基配列と対応づけて（グループ化を行っている場合は各グループと関連づけて）、その物性値と共に遺伝子データベース１０に保存する。
【０１３５】
また、相同性ありと判定された場合は、その判定を受けたプローブ候補配列およびそのプローブ候補配列を増幅させるプライマを破棄する。そして、異なる領域を対象に、新たなプローブ候補配列とその新たなプローブ候補配列を増幅させるプライマとを設計する。その新たなプローブ候補配列についても、もちろん上記ステップにより相同性の検索および判定を行う。
【０１３６】
なお、本実施の形態では、プローブ候補配列およびプライマのうち、プライマだけを遺伝子データベース１０に保存している。塩基配列とプライマとがあれば、その２つからプローブ候補配列を見つけることができるからである。しかし、もちろん、プライマを保存するときに、あわせて、プローブ候補配列を遺伝子データベース１０に保存してもよい。
【０１３７】
また、上記遺伝子データベース作成方法により作成された遺伝子データベース１０の構造を、図１８に示す。なお、図１８において二重線で囲まれている項目は独自形式のデータを、一本の線で囲まれている項目はオリジナルと同じ形式のデータを示している。
【０１３８】
なお、素材の項目に含まれる利用頻度が少ないデータおよびサイズが大きいデータを用いる場合、遺伝子データベース１０に素材の項目のデータに関するインデックスを作成して、素材の項目のデータが必要なときに、インデックスを用いて一次情報から必要なデータを取り出すようにしてもよい。
【０１３９】
図１８に示す素材の項目のデータは、生情報および一次情報からのデータである。また、図１８に示す代表配列セットの項目にはグループ代表塩基配列が、クロスリファレンス（全体）の項目には遺伝子データベース１０全体のリファレンスが、プライマ設計結果の項目には作成したプライマが、制限酵素解析結果の項目には上記制限酵素解析の結果と制限酵素マップとが、ログの項目には繰り返し配列の出現位置と配列重複の位置（不要配列の位置）とが格納されている。
【０１４０】
なお、遺伝子データベースの作成方法により格納した塩基配列の情報は、例えば、次のような方法により、マイクロアレイの作製に利用することができる。まず、遺伝子データベース１０に保存されたプライマ（プライマの塩基配列情報）を用いて、プライマの実物を合成する。なお、遺伝子データベース１０に保存されたプライマの塩基配列情報からプライマを作製する方法は、周知の方法でよい。次に、ｃＤＮＡライブラリ等のＤＮＡをテンプレートとして、上記合成したプライマを用いてＰＣＲを行い、対応する遺伝子断片を得ることができる。さらに、クローン化によりクローンを集積し、そのクローンをテンプレートにしてｃＤＮＡを増幅してもよい。その増幅したｃＤＮＡを用いれば、マイクロアレイを作製することが容易である。
【０１４１】
（プログラム・記録媒体）
次に、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラム、および上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。
【０１４２】
上記に説明した遺伝子データベース作成方法は、上記の各処理を機能させるためのプログラムで実現される。この上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムは、フロッピィーディスク、ハードディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ／光ディスク／光磁気ディスク／ＭＤなどのメディア、およびＲＯＭ／ＲＡＭメモリなどの記録媒体にコンピュータで読み取り可能に記録されている。
【０１４３】
上記プログラムコードを供給するための記録媒体は、システムあるいは装置と分離可能に構成することができる。また、上記記録媒体は、プログラムコードを供給可能であるように固定的に担持する媒体であってもよい。そして、上記記録媒体は、記録したプログラムコードをコンピュータが直接読み取ることができるようにシステムあるいは装置に装着されるものであっても、外部記憶装置としてシステムあるいは装置に接続されたプログラム読み取り装置を介して読み取ることができるように装着されるものであってもよい。
【０１４４】
例えば、上記記録媒体としては、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１４５】
また、上記プログラムコードは、コンピュータが記録媒体から読み出して直接実行できるように記録されていてもよいし、記録媒体から主記憶のプログラム記憶領域へ転送された後コンピュータが主記憶から読み出して実行できるように記録されていてもよい。
【０１４６】
なお、上記実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１４７】
【実施例】
筋疾患の分子病理学的解析を目的とした、主にヒト筋肉組織で発現する遺伝子を解析するマイクロアレイの作製のための遺伝子データベースを作成した。その遺伝子データベースは、情報収集工程およびプライマ設計工程によって作成された。
【０１４８】
（情報収集工程）
情報収集工程は下記の（ａ）〜（ｇ）の手順で行った。
【０１４９】
（ａ）キーワードとして「ｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、ｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａ」の９つのキーワードを選択した。
【０１５０】
（ｂ）インターネットを経由して、情報提供サイトから遺伝子情報を取得した。なお、本実施例では、情報提供サイトとして、ＧｅｎＢａｎｋ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）、ＲｅｆＳｅｑ（ＬｏｃｕｓＬｉｎｋ／ＲｅｆＳｅｑ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ））、ＵｎｉＧｅｎｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢ（Ｓｏｕｔｈ Ａｆｒｉｃａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｏｕｔｈ Ａｆｒｉｃａ）を用いた。
【０１５１】
（ｃ）上記情報提供サイトのうち、ＧｅｎＢａｎｋ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、ＳＴＡＣＫ−ＤＢの遺伝子情報は、情報提供サイトのｆｔｐサーバから、一括して生情報をダウンロードした。さらに、生情報の取得後、上記９つのキーワードによる生情報の検索と、検索条件に合致した遺伝子情報つまりキーワードを含む遺伝子情報の抽出による一次情報の作成とを行った。
【０１５２】
（ｄ）上記情報提供サイトのうち、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）およびＨｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）の遺伝子情報は、ＷＷＷを経由した検索および情報表示のみ可能である。そのためｈｔｍｌサーバの検索機能に直接アクセスして、上記９つのキーワードとを用いて遺伝子情報を検索した。また、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記９つのキーワードを含むエントリの一覧として取得した。さらに、その取得したエントリを用いて、遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得した。また、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を作成した。場合によっては、取得したＨＴＭＬ文書を精査して、目的の詳細情報へのリンク情報を取得し、さらに、その情報に基づいて上記処理によって一次情報を作成した。
【０１５３】
なお、本実施例では、ＥＧＡＤに対して上記９つのキーワードを用いて検索を行い、得られたデータ（エントリ）のＩＤの一覧を、ＨＧＩのＩＤに変換した。さらに、ＨＧＩの各ＩＤに対して、その塩基配列およびその注釈情報をＨＧＩよりＨＴＭＬ文書として取得した。さらに、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を得た。また、本実施例では、ＥＧＡＤに対して上記９つのキーワードを用いて検索を行い、得られたデータ（エントリ）のＩＤの一覧を、ＨＧＩのＩＤに変換した。さらに、ＨＧＩの各ＩＤに対して、その塩基配列およびその注釈情報をＨＧＩよりＨＴＭＬ文書として取得した。さらに、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を得た。
【０１５４】
（ｅ）一次情報の各データについて、ＤＤＢＪ／ＥＭＢＬ／ＧｅｎＢａｎｋで割り振られたＩＤ（アクセッション番号）を調べ、このアクセッション番号を基に、塩基配列をグループ化する。なお、アクセッション番号が付与されていないデータについては、仮の識別子を付与して、単独のグループとした。
【０１５５】
上記のようにグループ化すると、その各グループは、個別の遺伝子に対応することが推定される。そこで、各グループに独自のＩＤ（グループＩＤ）を付与して、以降は、このグループＩＤですべての処理手順を実行した。
【０１５６】
（ｆ）各グループの塩基配列について、塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認した。なお、「塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件」とは、塩基配列の塩基数が一定の数以上であるか、具体的には、塩基配列の塩基数が１０００塩基以上であるかを条件とした。条件を満たすものが存在する場合は、その塩基配列をそのグループの遺伝子配列として遺伝子データベースに保存した。また、グループ代表塩基配列となり得るものがグループ内に複数存在する場合、本実施例では、データの由来に優先順位をつけて、グループ代表塩基配列を決定した。その優先順位は、ＨＧＩ、ＳＴＡＣＫ−ＤＢ、ＲｅｆＳｅｑ、ＧｅｎＢａｎｋ、ＵｎｉＧｅｎｅの順とした。
【０１５７】
（ｇ）上記（ｆ）において、条件を満たす十分な長さの塩基配列がない場合、そのグループに属する塩基配列断片をまとめ、アセンブルを行った。その結果、入手される仮想遺伝子配列を、そのグループの遺伝子配列として遺伝子データベースに保存した。なお、本実施例では、入手した仮想塩基配列は、その長さ（塩基数）によらず、グループ代表塩基配列として遺伝子データベースに保存した。また、本実施例では、６２１１グループについて、解析対象として十分な遺伝子情報を得ることができた。
【０１５８】
プライマ設計工程は下記の（１）〜（７）の手順で行った。
【０１５９】
（１）情報収集工程で構築した遺伝子データベースより、各グループのグループ代表塩基配列を選択した。
【０１６０】
（２）上記（１）で選択した塩基配列が、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含まないかを確認した。なお、マスク配列である繰り返し配列の情報は、繰り返しデータベースに保存されており、その情報は、ＲｅｐＢａｓｅ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＵＳＡ）から取得した。
【０１６１】
また、マスク配列である不要配列は、不要配列データベースに保存されている。また、その不要配列とは、解析の対象ではない遺伝子の配列であって、ヒトのミトコンドリア塩基配列、ヒトのリボソームＲＮＡをコードする塩基配列などである。なお、ヒトのミトコンドリア塩基配列の情報およびヒトのリボソームＲＮＡをコードする塩基配列の情報は、ＧｅｎＢａｎｋより取得した。
【０１６２】
（３）マスク処理後の塩基配列について、プローブとしての用件を満たし、かつマスクされない領域を増幅するＰＣＲプライマを設計した。
【０１６３】
なお、本実施例では、プライマ設計用条件入力部から、プライマ設計の条件として、各配列について、プローブ領域の長さが塩基数４５０−５５０、プライマの長さが塩基数１５−２７（最適値は塩基数２０）、その位置がグループ代表塩基配列の３’寄りであることを優先的にプローブ領域になるような条件を入力した。
【０１６４】
（４）上記（３）で設計したＰＣＲプライマで増幅される部分配列（候補配列）を問い合わせ配列として、遺伝子データベースに保存されている塩基配列全体を相同性検索した。有意な相同性が存在しない場合は、その候補配列は一意であると考えられるので、その候補配列を増幅するＰＣＲプライマを採択した。なお、本実施例では、上記相同性の検索にＢＬＡＳＴを用いたので、相同性の有無の判定にはＥ値を用いた。具体的には、Ｅ値が１．０×１０−５０以下のものが見つかったとき、相同性ありと判定した。
【０１６５】
（５）上記（４）で有意な相同性が発見された場合は、そのプライマを破棄して、（３）に戻り、異なる領域を対象にＰＣＲプライマを設計した。
【０１６６】
（６）上記（４）で採択したＰＣＲプライマは、その物性値と共に、各グループと関連づけてデータベースに保存した。本実施例では、この時点で、６１２８グループについて、有効なプライマを設計および保存することができた。
【０１６７】
（７）保存したＰＣＲプライマによるＰＣＲプロダクツの妥当性をチェックするために、制限酵素解析を行った。また、制限酵素解析には比較対照が必要であるので、その解析の比較対照として、プライマで増幅される部分の塩基配列（プローブ候補配列）に対して計算機上で制限酵素マップを作成し、その制限酵素マップを遺伝子データベースに保存した。なお、本実施例では、遺伝子データベースに保存されたプライマで増幅されるプローブ候補配列に対して制限酵素解析を行い、さらに、実際の制限酵素解析による制限酵素マップも作成し、そのマップも保存した。
【０１６８】
次に、遺伝子データベースを作成することによって得られた、遺伝子およびそれを特徴づけるプローブを増幅するためのＰＣＲプライマの例を、結果１から３に示す。
【０１６９】
（結果１）
遺伝子：ＡＲＰＰ−１９ Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｏｋａｄａｉｃ ａｃｉｄ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ａｎｄ ｃＡＭＰ−ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｐｒｏｔｅｉｎ １９（ＡＲＰＰ−１９）ｍＲＮＡ， ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｄｓ． ｏｋａｄａｉｃ ａｃｉｄ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ａｎｄ ＡＭＰ−ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｐｒｏｔｅｉｎ １９（アクセッション番号：ＡＦ０８４５５）
プライマ：
ＧＣＣＡＴＴＣＡＡＧＴＴＣＡＡＧＣＡＣＡ
ＣＴＧＧＣＴＧＧＣＴＧＡＴＴＡＡＧＡＧＧ
（結果２）
遺伝子：ＰＴＰＲＵ １ｐ３５．３−ｐ３５．１ ＰＴＰ−Ｊ；ＰＣＰ−２；ＰＴＰ−ＰＩ；ＰＴＰＲＯ；ＧＬＥＰＰ１；ＰＴＰＵ２；ＨＰＴＰ−Ｊ；ＦＭＩ；Ｒ−ＰＴＰ−ＰＳＩ；ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ Ｊ； Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ，ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｐｅ， Ｕ（ＰＴＰＲＵ），ｍＲＮＡ． ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ， ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｐｅ，Ｕ （アクセッション番号：Ｘ９７１９８）
プライマ：
ＡＣＴＡＴＣＣＣＴＣＣＣＣＡＣＴＴＧＣＴ
ＧＧＣＡＴＴＣＡＧＡＧＡＧＣＡＣＧＴＴＴ
（結果３）
遺伝子：Ｃ１１ｏｒｆ２ １１ｑ１３ ＡＮＧ２；ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ ２ ；Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ２（Ｃ１１ｏｒｆ２）， ｍＲＮＡ． ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ２（アクセッション番号：ＡＦ０２４６３１、ＢＣ００７１９８、ＢＣ０１０５４０、ＢＣ０１７４３８）
プライマ：
ＣＡＣＧＧＡＧＡＡＡＧＴＣＣＴＣＴＴＧＣ
ＴＧＡＧＴＴＣＴＧＣＡＧＴＣＡＧＧＧＴＧ
なお、結果３では、アクセッション番号が複数記載されている。これは、プライマ設計に使用した配列がアセンブル配列（ＵｎｉＧｅｎｅアセンブル配列）であるために、アセンブルに利用された複数のアクセッション番号を記載したものである。詳しく説明すると、プライマ設計に使用した配列がＵｎｉＧｅｎｅアセンブル配列で、そのクラスタに該当の４エントリ（ＥＳＴ）が含まれていたということである。つまり、結果３のプライマは、４つのＥＳＴをアセンブルした結果として想定された遺伝子配列（仮想ｃＤＮＡ）を対象として設計されたものである。
【０１７０】
上記結果１ないし３で分かるように、本発明の方法で遺伝子データベースを作成すれば、全長ｃＤＮＡクローンおよびＥＳＴクローンをプローブの作製に用いても、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマの作製を支援することができる。
【０１７１】
なお、上記結果１ないし３を利用したマイクロアレイの作製は、次のように行った。まず、遺伝子データベースに保存したプライマの塩基配列情報を用いて、プライマの実物を作製した。次に、その作製したプライマを用いて、ヒト筋ｃＤＮＡライブラリから得たｃＤＮＡをテンプレートとしてＰＣＲを行い、対応する遺伝子断片を得た。さらに、クローン化とシークエンスとによって、目的とするプローブ候補配列であると確認されたクローンを集積した。さらに、これらクローンをテンプレートにしてｃＤＮＡを増幅し、その増幅したｃＤＮＡを用いてｃＤＮＡマイクロアレイを作製した。
【０１７２】
これまでに、筋ジストロフィーに共通の病態像を特徴づける遺伝子発現プロフィールを明らかにするには、ｃＤＮＡマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析が有効であることが分かっている。しかしながら、これまでにヒト筋に発現する遺伝子を集めたマイクロアレイはなく問題となっていた。また、マイクロアレイには、相同な遺伝子とクロスハイブリダイゼイションが発生するという問題点もあった。
【０１７３】
本発明を利用して作製したｃＤＮＡマイクロアレイは、クロスハイブリダイゼイションが少ないためバックグラウンドが低く、また再現性も高かった。このように、本発明によって、分野別のマイクロアレイ、例えば、本実施例で作製したような筋発現遺伝子の解析に有効なマイクロアレイを作製することが可能となる。さらに、本発明によって信頼度の高い遺伝子産物発現の解析が実現すると、オーダーメイド医療の基盤的技術を提供することができ、新しい治療法の確立も可能となる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明の遺伝子データベース作成方法は、以上のように、塩基配列を格納した第１の遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記第１の遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むという方法である。
【０１７５】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１７６】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、塩基配列を格納した遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、上記遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むという方法である。
【０１７７】
それゆえ、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１７８】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記塩基配列には当該塩基配列を説明する注釈情報が対応づけられており、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとを含み、上記候補配列決定ステップでは、グループ代表塩基配列から選択配列を選択し、上記相同性検索ステップでは、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性を検索するという方法である。
【０１７９】
それゆえ、上記効果に加えて、特異性が高いプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースを、迅速に作成することができるという効果を奏する。
【０１８０】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップをさらに含むという方法である。
【０１８１】
それゆえ、上記効果に加えて、プローブ作製、特にマイクロアレイのプローブ作製のための塩基配列の効率よい取得を可能にする遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１８２】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、選択配列から候補配列を決定する際、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を、選択配列から除くマスクステップをさらに含むという方法である。
【０１８３】
それゆえ、上記効果に加えて、解析対象に合致した、性能のよいプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１８４】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、プローブおよび／またはプライマの設計を支援するという構成である。
【０１８５】
それゆえ、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマを作製することができるという効果を奏する。
【０１８６】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、マイクロアレイの設計を支援するという構成である。
【０１８７】
それゆえ、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイを作製することができるという効果を奏する。
【０１８８】
また、本発明の遺伝子データベース作成プログラムは、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【０１８９】
また、本発明の記録媒体は、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体という構成である。
【０１９０】
それゆえ、上記した遺伝子データベース作成装置の効果である、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマと、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイとを作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３に示した遺伝子データベース作成装置が備える遺伝子配列設計部の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図２】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における情報収集工程およびプライマ設計工程を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る遺伝子データベース作成装置の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図４】図３に示した遺伝子データベース作成装置が備えるデータベース作成部の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図５】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法におけるグループ化を説明する模式図である。
【図６】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＧｅｎＢａｎｋより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図７】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、Ｒｅｆｓｅｑより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図８】図７に示すＲｅｆｓｅｑより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図９】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＵｎｉＧｅｎｅより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１０】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＳＴＡＣＫ−ＤＢより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１１】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＨＧＩより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１２】図１１に示すＨＧＩより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図１３】図１２に示すＨＧＩより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図１４】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＥＧＡＤより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１５】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における、注釈情報に含まれているアクセッション番号に基づくグループ化を説明する模式図である。
【図１６】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法によって、塩基配列の確認後、グループ代表塩基配列を決定して、グループＩＤ、インデックス、代表配列などの情報を遺伝子データベースに保存したことを示す図である。
【図１７】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における、配列ＩＤと塩基配列と塩基数との対応づけを示す図である。
【図１８】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法によって取得可能な遺伝子データベースの構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 遺伝子データベース作成システム
２ 遺伝子データベース作成装置
３ データベース作成部
４ 遺伝子配列設計部
７ 外部記憶装置
８ 入力装置
９ コンピュータ
１０ 遺伝子データベース（第１の遺伝子データベース）
２１ 生情報取得部
２２ 検索抽出部
２３ ＨＴＭＬ取得部
２４ 整形部
２５ インデックス作成グループ化部
２６ アセンブル部
３１ マスク部
３２ プライマ・プローブ設計部
３３ プライマ設計用条件入力部
３４ 相同性検索部
３５ 採択保存部
３６ 繰り返し配列データベース
３７ 不要配列データベース
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝子データベース作成方法、特にマイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベース作成方法、遺伝子データベース作成装置、遺伝子データベース作成プログラム、および遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生物の組織および細胞において発現している遺伝子産物の総和を解析することにより、その生物の生理的または病理的状態を推定することが可能である。そのような遺伝子産物の発現量を検定するための探索子として、多くのプローブを固定化したマイクロアレイの需要が高まっている。
【０００３】
マイクロアレイを作製するには、莫大な種類のプローブが必要である。また、マイクロアレイのプローブは、ＤＮＡ（ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ：デオキシリボ核酸）鎖またはペプチド鎖で構成されている。そのため、マイクロアレイを作製するには、プローブとして用いるＤＮＡ鎖またはペプチド鎖の収集が第一の課題となる。
【０００４】
従来のマイクロアレイ用のプローブの作製方法は、下記のような方法である。プローブを作製するには、遺伝子を増幅させる必要がある。その遺伝子の増幅にはＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）が用いられる。また、そのＰＣＲのテンプレートとしては、ベクターに挿入されたｃＤＮＡ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＤＮＡ：相補ＤＮＡ）クローンやＥＳＴ（ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔａｇ：発現配列タグ）クローンの全挿入配列を用いる。また、そのＰＣＲに用いたｃＤＮＡおよびＥＳＴのソースは、例えば、公共の遺伝子バンク、ＵｎｉＧｅｎｅ、ＩＭＡＧＥコンソーシアム、研究者、および企業で保存されている遺伝子資産である。
【０００５】
マイクロアレイの先駆けとも言えるアメリカのスタンフォード大学、およびＮＩＨ（国立衛生研究所）におけるマイクロアレイプロジェクトの中心的研究所であるＮＨＧＲＩにおいても、マイクロアレイの作製には、ベクターに挿入された全長ｃＤＮＡクローンやＥＳＴクローンの全挿入配列を用いている。なお、スタンフォード大学においてマイクロアレイ作製に用いた配列のソースは、ｗｅｂ上（ｈｔｔｐ：／／ｇｅｎｏｍｅ−ｗｗｗ５．ｓｔａｎｆｏｒｄ．ｅｄｕ／ｃｇｉ−ｂｉｎ／ＳＭＤ／ｓｏｕｒｃｅ／ｓｏｕｒｃｅＳｅａｒｃｈ）に公開されている。また、ＮＨＧＲＩにおいてマイクロアレイ作製に用いた配列のソースも、ｗｅｂ上（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｈｇｒｉ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ＤＩＲ／Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ／ａｂｏｕｔ＿ｃｄｎａ＿ｌｉｂｒａｒｙ．ｈｔｍｌ）に公開されている。また、マイクロアレイの作製方法については、文献（ＳＣＩＥＮＣＥ， ＶＯＬ．２７０， ｐ４６７−４７０（１９９５））に記載の方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロアレイ用のプローブを作製する従来の方法では、特異性が低いプローブしか作製できないという問題点がある。そのため、従来のマイクロアレイでは、信頼性の低い解析データしか得られなかった。
【０００７】
上記のようにプローブの特異性が低いことは、変性ゲル、プローブなどを用いてＲＮＡを検出するノーザンハイブリダイゼーションにおいても問題となる。しかし、ノーザンハイブリダイゼーションと違って、マイクロアレイにおいては、分子量による分子種の違いを検出することができない。そのため、マイクロアレイに用いるプローブの特異性が低いことは、より深刻な問題となる。
【０００８】
上記問題点が顕著となった例としては、イネゲノムプロジェクトで行われた研究の結果が挙げられる。この研究においては、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイによる試験と、配列がより特異的である３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイによる試験とでは、それら試験の結果が大きく異なっていた。つまり、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイでは、３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイで得られたシグナルの数倍の強度を持つものが多く見られた。この結果は、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイが実際の遺伝子の発現量を反映していないことを示していると考えられる。また、上記のように２種のマイクロアレイから得られた実験結果が異なるのは、全長ｃＤＮＡクローンを用いて作製されたマイクロアレイのプローブと３’非翻訳領域部分を用いて作製されたマイクロアレイのプローブとでは、プローブの特異性が大きく異なるからである。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法と、その遺伝子データベースの作成方法を実行する遺伝子データベース作成装置と、遺伝子データベースの作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記課題を解決するために、塩基配列を格納した第１の遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記第１の遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１１】
上記方法によれば、まず、第１の遺伝子データベースに格納されている塩基配列から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、その選択配列の一部を候補配列として決定する。その候補配列は、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列との相同性が判断される。また、この相同性の判断においては、候補配列と、選択配列以外の塩基配列との相同性が検索され、相同性の有無が判定される。なお、ここで言う「選択配列以外の塩基配列」の「選択配列」とは、候補配列を決定するときに用いた（候補配列を含んでいた）塩基配列のことである。
【００１２】
また、上記判定において、相同性がないと判定されたときは、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、第１の遺伝子データベースに保存する。その増幅用配列は、例えば、ＰＣＲなどの遺伝子を増幅させる反応におけるプライマの作製に利用することができる。また、相同性なしと判定を受けた候補配列は、例えば、増幅用配列とともに、プローブ、特にマイクロアレイ用のプローブの作製に利用することができる。
【００１３】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００１４】
なお、第２の遺伝子データベースとしては、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースが挙げられる。また、第２の遺伝子データベースとしては、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。また、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いてもよい。つまり、第２の遺伝子データベースと第１の遺伝子データベースとを、同じ遺伝子データベースとしてもよい。
【００１５】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記課題を解決するために、塩基配列を格納した遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、上記遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１６】
上記方法によれば、まず、遺伝子データベースに格納されている塩基配列から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、その選択配列の一部を候補配列として決定する。その候補配列は、データベース内に格納されている塩基配列との相同性が判断される。また、この相同性の判断においては、候補配列と、選択配列以外の塩基配列との相同性が検索され、相同性の有無が判定される。なお、ここで言う「選択配列以外の塩基配列」の「選択配列」とは、候補配列を決定するときに用いた（候補配列を含んでいた）塩基配列のことである。
【００１７】
また、上記判定において、相同性がないと判定されたときは、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、遺伝子データベースに保存する。その増幅用配列は、例えば、ＰＣＲなどの遺伝子を増幅させる反応におけるプライマの作製に利用することができる。また、相同性なしと判定を受けた候補配列は、例えば、増幅用配列とともに、プローブ、特にマイクロアレイ用のプローブの作製に利用することができる。
【００１８】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記塩基配列には当該塩基配列を説明する注釈情報が対応づけられており、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとを含み、上記候補配列決定ステップでは、グループ代表塩基配列から選択配列を選択し、上記相同性検索ステップでは、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性を検索することを特徴としている。
【００２０】
上記方法によれば、候補配列決定ステップの前に、注釈情報に基づいて、塩基配列をグループ化する。この遺伝子情報のグループ化とは、その遺伝子情報の間で関連づけがなされている場合に、同じ関連づけがなされているものを１つのグループとすることである。このような関連づけは、情報提供サイトからの遺伝子情報において行われており、例えば、ある情報提供サイト遺伝子情報に振られた番号が、違う情報提供サイトの遺伝子情報にもその番号が記録されている場合などが挙げられる。
【００２１】
また、上記方法によれば、グループ化で得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する。
【００２２】
以下に、グループ化の例を示す。例えば、遺伝子情報Ａにはａ００１という番号が、遺伝子情報Ｂにはｂ００１という番号が、遺伝子情報Ｃにはａ００１という番号が振られているとする。この場合、番号に基づくグループ化により、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報Ｃをグループ１に属する情報、遺伝子情報Ｂをグループ２に属する情報とすることができる。そのとき、遺伝子情報Ａ、Ｂ、およびＣのグループ化が分かるように、例えば、グループＩＤを与える。例えば、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報ＣのグループＩＤを１とし、遺伝子情報ＢのグループＩＤを２とすることが挙げられる。
【００２３】
なお、上記のようにグループ化した場合、グループ１を代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列は、遺伝子情報Ａおよび遺伝子情報Ｃの塩基配列に基づいて決定される。また、グループ２のグループ代表塩基配列は、遺伝子情報Ｂの塩基配列に基づいて決定される。
【００２４】
また、上記相同性検索ステップにおいて、グループ化をしなかった場合は、候補配列と、その候補配列が存在していた塩基配列（選択配列）とは別の塩基配列とを用いて、相同性の検索をしていた。しかし、グループ化によりグループを代表する塩基配列を決定した場合は、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性の有無を判定させる。つまり、グループ化をしなかったときよりも、決定された候補配列との相同性が検索される対象となる塩基配列の数を少なくすることができ、迅速な相同性の判定が可能となる。
【００２５】
その結果、特異性が高いプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースを、迅速に作成することができる。
【００２６】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップをさらに含むことを特徴としている。
【００２７】
上記方法によれば、上記グループ化において、グループ代表塩基配列となるための条件を塩基配列が満たしているかを確認する。ここで言うグループ代表塩基配列となるための条件とは、例えば、グループ代表塩基配列の塩基数が一定以上の数であるかなどが挙げられる。一定以上の塩基数がなければ候補配列と増幅用配列との決定が困難となるため、この例の塩基配列の塩基数は重要な条件である。
【００２８】
また、グループ代表塩基配列となるための条件を満たしていないとき、同じグループ内にある塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する。
【００２９】
例えば、グループ代表塩基配列となるための条件を、グループ代表塩基配列の塩基数が一定以上の数であることとする。また、同じグループ内にある塩基配列の塩基数がすべて一定以上の数よりも少なかったとする。このとき、同じグループ内にある塩基配列を加工、例えばアライメント解析、アセンブルなどによって、一定の数より多いまたは一定の数に近い仮想塩基配列を作成することができる。
【００３０】
その結果、プローブ作製、特にマイクロアレイのプローブ作製のための塩基配列の効率よい取得を可能にする遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、選択配列から候補配列を決定する際、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を、選択配列から除くマスクステップをさらに含むことを特徴としている。
【００３２】
上記方法によれば、まず、候補配列の決定に使用する塩基配列、つまり選択配列が、候補配列として不適当な塩基配列を含んでいるかを検索する。ここで言う候補配列として不適当な塩基配列（マスク配列）とは、例えば、解析対象とは異なる塩基配列、プローブとして使用するのに好ましくない配列（繰り返し配列）などが挙げられる。
【００３３】
また、上記方法によれば、選択配列にマスク配列が含まれているとき、そのマスク配列を除く。なお、ここで言う「マスク配列を除く」とは、選択配列にマスク配列が含まれているとき、その候補配列の決定の対象からマスク配列を除くという意味である。つまり、選択配列にマスク配列が含まれているとき、そのマスク配列を含まないように、候補配列を決定する。
【００３４】
その結果、解析対象に合致した、性能のよいプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースの作成方法を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、プローブおよび／またはプライマの設計を支援することを特徴としている。
【００３６】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマを作製することができる。
【００３７】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、マイクロアレイの設計を支援することを特徴としている。
【００３８】
その結果、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイを作製することができる。
【００３９】
また、本発明の遺伝子データベース作成プログラムは、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴としている。
【００４０】
また、本発明の記録媒体は、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成により、コンピュータで上記遺伝子データベース作成装置の各手段を実現することによって、上記遺伝子データベース作成装置を実現することができる。したがって、上記した遺伝子データベース作成装置の効果である、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマと、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイとを作製することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１から図１８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４３】
現在、遺伝子産物の発現量を検定するための探索子として、多くのプローブを固定化したマイクロアレイの需要が高まっている。しかし、従来のマイクロアレイにおいては、プローブの特異性が低いという問題点と、生物種、組織、細胞、および疾患別に、正確な結果を得ることができるマイクロアレイが存在しないという問題点とがある。
【００４４】
ところで、ゲノムプロジェクトの成果によって蓄積された塩基配列（遺伝子配列）と、その塩基配列を説明する注釈情報との量は、現在、膨大な量となっている。さらに、ヒトに関する塩基配列は、断片の情報も含めれば、既にすべての遺伝子産物種をカバーするものとなっていると推定される。したがって、塩基配列に付随する注釈情報をもとに、解析対象に発現すると推定される遺伝子産物の情報を網羅することが可能であると考えられる。
【００４５】
また、遺伝子産物の多くは、本来、生物の進化の過程において、遺伝子の重複と変異との結果として派生したものである。また、遺伝子の配列には、相同的部分が多く存在している。
【００４６】
上記のように、遺伝子情報は多く蓄積されているけれども、遺伝子の配列には相同的部分が多く存在しているために、従来の方法では、特異性が低いプローブしか得られない。
【００４７】
そこで、発明者らは、蓄積された遺伝子の塩基配列を相互に比較して、遺伝子の塩基配列から相同性の高い部位を排除すれば、冗長性を最小化したユニークな遺伝子セットが得られると考えた。そして、そのユニークな遺伝子セットを用いると、プローブとしての塩基配列の特異性を高めることができると考えた。
【００４８】
また、生物種、組織、細胞、および疾患などの分野別に正確な解析結果が得られるマイクロアレイを作製するには、分野別に情報を収集しなければならない。そこで、発明者らは、蓄積された遺伝子情報を注釈情報に従って集積すれば、分野別の情報収集が可能であると考えた。さらに、発明者らは、蓄積された塩基配列を注釈情報に従って集積すると、解析対象に発現する遺伝子産物の情報を網羅することが可能であると考えた。その結果、下記に示すマイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベースを作成する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００４９】
（遺伝子データベース作成方法の概略）
それでは、マイクロアレイ作製に有用な遺伝子データベース作成方法の概略を、図２を用いて説明する。図２に示すように、遺伝子データベース作成方法は、大きく分けると、情報収集工程とプライマ設計工程とからなる。
【００５０】
遺伝子データベース１０には、遺伝子情報と、ＰＣＲなどの増幅反応に用いる増幅用配列であるプライマとが保存されている。なお、ここで言う遺伝子データベース１０に保存されているプライマとは、実物のプライマではなく、プライマの塩基配列情報のことである。また、遺伝子データベース１０に保存されているプライマとその物性値を利用して、マイクロアレイのプローブを単離することができる。
【００５１】
遺伝子情報は、情報収集工程によって遺伝子データベース１０に保存される。情報収集工程では、まず、情報提供サイトから情報を得る。次に、その情報提供サイトからの情報は編集・整理されて、遺伝子情報として遺伝子データベース１０に保存される。また、プライマは、プライマ設計工程によって設計処理がされ、遺伝子データベース１０に保存される。
【００５２】
（遺伝子データベース作成装置）
次に、マイクロアレイ作製を支援する遺伝子データベース作成装置について説明する。図３は、本実施の形態に係る遺伝子データベース作成装置を含む遺伝子データベース作成システムを示している。
【００５３】
遺伝子データベース作成システム１は、遺伝子データベース作成装置２と通信ネットワークＮと通信ネットワークＮに接続されている情報提供サイトとによって構成されている。
【００５４】
遺伝子データベース作成装置２は、外部記憶装置７と、入力装置８と、コンピュータ９とで構成されている。コンピュータ９には、データベース作成部３と、遺伝子配列設計部４と、インターフェース５と、インターフェース６とが設けられている。また、コンピュータ９には、外部記憶装置７と入力装置８とが接続されている。また、外部記憶装置７には、マイクロアレイ作製用の遺伝子データベース１０、遺伝子データベース作成プログラム、繰り返し配列データベース、不要配列データベースなどが格納されている。なお、外部記憶装置７は、インターフェース６を介してコンピュータ９に接続されている。
【００５５】
コンピュータ９において、データベース作成部３と遺伝子配列設計部４とは互いに接続されている。また、データベース作成部３および遺伝子配列設計部４は、入力装置８と外部記憶装置７とに接続されている。さらに、データベース作成部３および遺伝子配列設計部４は、マイクロアレイ作製用の遺伝子データベース１０を共用している。
【００５６】
また、コンピュータ９は、インターフェース５を介して、インターネット等の通信ネットワークＮに接続されている。通信ネットワークＮには、ＧｅｎＢａｎｋ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの情報提供サイト（遺伝子情報データベース）が接続されている。つまり、遺伝子データベース作成装置２は、通信ネットワークＮを介して、情報提供サイトからの遺伝子情報を取得することができる。
【００５７】
なお、コンピュータ９としては、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどが挙げられる。また、外部記憶装置７としては、ハードディスク（３６Ｇバイト）を利用できる。また、インターフェース５としてはネットワークインターフェース（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）を、インターフェース６としてはＵｌｔｒａＳＣＳＩインターフェースを利用できる。
【００５８】
遺伝子データベース作成装置２は、上記のように、インターネットなどの通信ネットワークＮを介して、情報提供サイトから遺伝子情報を取得するように構成されている。このように通信ネットワークＮを介して情報提供サイトから遺伝子情報を取得する構成とすることによって、例えば、タイマーなどを設置して、一定の時間が経過したときに、自動で遺伝子情報を取得することができる。
【００５９】
しかし、遺伝子情報の取得を、このような通信ネットワークＮを介したものだけに限定するものではない。例えば、遺伝子情報が記録されたＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体を情報提供サイトが配布している場合は、そのような記録媒体から遺伝子情報を取得してもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態では、コンピュータ９は、データベース作成部３および遺伝子配列設計部の機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ ）、ブートロジックを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムおよび各種データを格納するハードディスク等の記憶装置（記録媒体）、キーボードやマウス等の入力機器、モニタ、プリンタ等の出力機器、他の機器と通信する通信機器などを備えて構成されている。
【００６１】
次に、図４を用いて、データベース作成装置２に含まれているデータベース作成部３について説明する。図４は、データベース作成部３の機能を示している。つまり、データベース作成部３には、生情報取得部２１と、検索抽出部２２と、ＨＴＭＬ取得部２３と、整形部２４と、インデックス作成・グループ化部２５と、アセンブル部２６とが設けられている。
【００６２】
データベース作成部３は、情報提供サイトからの遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報（一次情報）を抽出する。また、データベース作成部３は、遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を抽出して、その抽出した遺伝子情報を編集および保存することによって、遺伝子データベースを作成する。具体的に言うと、遺伝子情報を注釈情報に基づいて検索するときに、キーワードによる検索を行う。このキーワードによる検索によって、分野別に情報を収集することができ、さらに、分野別の遺伝子データベースの作成が可能となる。さらに、データベース作成部３は、遺伝子情報のグループ化も行っている。
【００６３】
次に、データベース作成部３の各構成について説明する。生情報取得部２１は、情報提供サイトであるｆｔｐサーバにアクセスして、情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報を、一括してダウンロードする。本実施の形態においては、情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報のことを生情報と呼ぶ。
【００６４】
検索抽出部２２は、得られた生情報に含まれている遺伝子情報を、注釈情報に基づいて検索する。また、検索抽出部２２は、遺伝子情報の注釈情報をキーワードにより検索し、検索条件（キーワード）に合致した情報を抽出して一次情報を作成する。
【００６５】
ＨＴＭＬ取得部２３は、生情報を一括してダウンロードできない情報提供サイトから、インターネットなどの通信ネットワーク上の情報を得るシステム、例えばＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）などのシステムを利用して、ＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒ ＴｅｘｔＭａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）文書を取得する。そのＨＴＭＬ文書の取得において、ＨＴＭＬ取得部２３は、まず、キーワードを用いた検索によってそのキーワードをもつエントリの一覧を取得して、次に、そのエントリの一覧を基にして遺伝子情報（塩基配列および注釈情報）をＨＴＭＬ文書として取得する。整形部２４は、上記の取得したＨＴＭＬ文書の書式を変換して、一次情報を作成する。
【００６６】
インデックス作成グループ化部２５は、候補配列を決定する前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化する。また、インデックス作成グループ化部２５は、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する。さらに、インデックス作成グループ化部２５は、その各グループを代表するグループ代表塩基配列を遺伝子データベース１０に保存する。
【００６７】
また、インデックス作成グループ化部２５は、グループ代表塩基配列を決定するとき、グループ内の塩基配列が、グループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認する。その条件の確認後、条件を満たしている塩基配列があれば、それをグループ代表塩基配列として、遺伝子データベース１０に保存する。なお、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、インデックス作成グループ化部２５は、それらグループ内のすべての塩基配列をアセンブル部２６に送る。さらに、インデックス作成グループ化部２５は、各情報源から得た一次情報を相互参照できるように、インデックスを作成する。
【００６８】
アセンブル部２６は、インデックス作成グループ化部２５から送られてきた１グループ内の塩基配列を加工、具体的に言うとアセンブルして、仮想塩基配列を作成する。さらに、アセンブル部２６は、作成した仮想塩基配列をインデックス作成グループ化部２５に送る。なお、このアセンブルには、例えば、ｐｈｒａｐ（Ｐ．Ｇｒｅｅｎ，Ｕｎｉｖ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００６９】
次に、図１を用いて、データベース作成装置２の遺伝子配列設計部４を説明する。図１は、遺伝子配列設計部４の機能を示している。つまり、遺伝子配列設計部４には、マスク部３１と、プライマ・プローブ設計部３２と、相同性検索部３４と、採択保存部３５とが設けられている。また、プライマ・プローブ設計部３２には、プライマ設計用条件入力部３３が接続されている。マスク部３１には、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７が接続されている。なお、プライマ設計用条件入力部３３は、図３の入力装置８に設けられている。
【００７０】
遺伝子配列設計部４は、塩基配列を格納した遺伝子データベース１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を、候補配列であるプローブ候補配列として決定する。また、遺伝子配列設計部４は、プローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを決定する。さらに、遺伝子配列設計部４は、決定されたプローブ候補配列の相同性を検索し、プローブ候補配列の相同性の有無を判定する。さらに、プローブ候補配列が相同性なしと判定されたとき、遺伝子配列設計部４は、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するプライマを、遺伝子データベース１０に保存する。
【００７１】
次に、遺伝子配列設計部４の各構成について説明する。マスク部３１は、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７を用いて、プローブ候補配列の決定に使用する選択配列が、プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含んでいるかを確認する。その確認により、プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含んでいることが分かったとき、マスク部３１は、選択配列に含まれているマスク配列の部分をマスクする。そのマスクされた部分は、プローブ候補配列に含まれないように処理される。なお、本実施の形態において、マスク処理には、例えば、ｃｒｏｓｓ＿ｍａｔｃｈ（Ｐ．Ｇｒｅｅｎ， Ｕｎｉｖ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００７２】
繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７には、「プローブ候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列」が保存されている。具体的には、繰り返し配列データベース３６には、繰り返し配列などのプローブとして望ましくない塩基配列が保存されている。また、不要配列データベース３７には、解析対象ではない塩基配列が保存されている。
【００７３】
プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部処理後の選択配列を用いて、候補配列であるプローブ候補配列と、プローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを設計する。さらに、プライマ・プローブ設計部３２は、プローブ候補配列を相同性検索部３４へ送り、プライマを採択保存部３５へ送る。
【００７４】
プライマ設計用条件入力部３３では、プライマ設計者がプライマ設計の条件を入力する。その入力された条件を、プライマ設計用条件入力部３３はプライマ・プローブ設計部３２に伝える。プライマ設計用条件入力部３３は、その条件に合わせてプライマを設計する。なお、上記プローブ候補配列とプライマとの決定には、例えば、ｐｒｉｍｅｒ３（Ｓ．Ｒｏｚｅｎ，ＭＩＴ，ＵＳＡ）を用いることができる。
【００７５】
相同性検索部３４は、プライマ・プローブ設計部３２が決定したプローブ候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であってプローブ候補配列を含んでいたものとは別の塩基配列（選択配列以外の塩基配列）との相同性を検索し、相同性の有無を判定する。なお、上記相同性の検索には、ソフトウェア（ＢＬＡＳＴ（Ｓ．Ａｌｔｓｃｈｌ，ＮＣＢＩ，ＵＳＡ））を用いることができる。
【００７６】
採択保存部３５は、上記相同性検索部３４での相同性の有無の判定により、相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、遺伝子データベース１０に保存する。
【００７７】
（遺伝子データベースの作成方法）
次に、遺伝子データベースの作成方法について説明する。遺伝子データベースの作成方法は、上記のように、情報収集工程とプライマ設計工程との２つの工程からなる。なお、本実施の形態では、この情報収集工程およびプライマ設計工程の２つの工程は、定期的に自動で実行される。したがって、遺伝子データベース１０は自動的に更新される。
【００７８】
（情報収集工程）
まず、情報収集工程について説明する。情報収集工程は、情報提供サイトからの遺伝子情報を、注釈情報に基づいて検索する遺伝子情報検索ステップと、検索条件に合致した遺伝子情報を抽出して一次情報を取得する一次情報取得ステップと、取得した一次情報に含まれている遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存する遺伝子情報保存ステップとを含んでいる。
【００７９】
図３に示したように、遺伝子データベース作成装置２は、インターネットなどの通信ネットワークＮと接続されている。そのため、情報収集工程の遺伝子情報検索ステップにおいては、通信ネットワークＮを介して、全世界の情報提供サイトから遺伝子情報を取得することができる。
【００８０】
遺伝子情報検索ステップにおける遺伝子情報の検索は、遺伝子情報の注釈情報を、１語以上のキーワードで検索する。つまり、注釈情報にキーワードが含まれている遺伝子情報を、情報提供サイトにより蓄積され公開されている遺伝子情報の中から検索する。さらに、一次情報取得ステップでは、キーワードを含む遺伝子情報を抽出して一次情報とした。
【００８１】
上記遺伝子情報の検索により、蓄積され公開されている遺伝子情報の中から、生物種、組織、細胞、および疾患などの分野別の遺伝子情報を取得することができる。このように分野別の遺伝子情報を取得することによって、分野別の遺伝子データベースの作成が可能となる。
【００８２】
次に、情報提供サイトからの遺伝子情報の取得について説明する。情報提供サイトからの遺伝子情報の取得方法は、次の（１）（２）に大別することができる。
【００８３】
（１）情報提供サイトに保存されているすべての遺伝子情報を一括してダウンロードできる場合は、図４の生情報取得部２１を用いて、情報提供サイトのｆｔｐサーバから、生情報としてダウンロードする。さらに、生情報の取得後、検索抽出部２２を用いて、キーワードによる生情報の検索と、検索条件に合致した遺伝子情報つまりキーワードを含む遺伝子情報の抽出による一次情報の作成とを行う。
【００８４】
（２）ＷＷＷを経由した検索および情報表示のみ可能な場合は、図４に記載したように、まず、ＨＴＭＬ取得部２３を用いて、ｈｔｍｌサーバの検索機能に直接アクセスして遺伝子情報を取得する。そして、ＨＴＭＬ取得部２３と上記キーワードとを用いて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記キーワードを含むエントリの一覧として取得する。なお、図示していないけれども、ＨＴＭＬ取得部２３と検索抽出部２２とを用いて検索し、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記キーワードを含むエントリの一覧として取得してもよい。さらに、その取得したエントリとＨＴＭＬ取得部２３とを用いて、遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得する。次に、ＨＴＭＬ取得部２３から整形部２４に、ＨＴＭＬ文書の遺伝子情報を送信し、さらに、整形部２４を用いて、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を作成する。
【００８５】
図５は、生情報をキーワード検索することによって、一次情報を得る例を示している。図５に示す生情報は、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮ、ＬＯＣＵＳ、ＫＥＹＷＯＲＤなどの項目の注釈情報と、配列情報とからなる。また、配列情報には、配列１の項目の塩基配列、配列２のアミノ酸配列などが格納されている。
【００８６】
ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＡｘｘｘｘｘ１の行においては、ＬＯＣＵＳおよびＫＥＹＷＯＲＤの項目にさまざまなデータが格納されており、配列１の項目に「ａａ・・・・・・」の塩基配列が格納されている。しかし、ＡＡｘｘｘｘｘ１の行における配列２の項目は「−」となっており、アミノ酸配列は格納されていない。ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＡｘｘｘｘｘ２の行においては、ＬＯＣＵＳおよびＫＥＹＷＯＲＤの項目にさまざまなデータが格納されており、配列１の項目に「ｔｔ・・・・・・」の塩基配列が格納されている。しかし、ＡＡｘｘｘｘｘ２の行における配列２の項目は「−」となっており、アミノ酸配列は格納されていない。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行には、ＬＯＣＵＳの項目に「ＡＢ０３５５４１ １５８４・・・・」の情報が、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ・・・・・・」の情報が、配列１の項目に「ａｔｇｇｔ・・・・・・」の塩基配列が、配列２の項目に「ＭＶＧＳ・・・・・・」のアミノ酸配列が格納されている。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行には、ＬＯＣＵＳの項目にさまざまな情報が、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｕｓｃｌｅ・・・・・・」の情報が、配列１の項目に「ａａ・・・・・・」の塩基配列が格納されており、配列２の項目にはアミノ酸配列が格納されていない。また、生情報には、その他多くの行のデータが格納されているとする。
【００８７】
上記の表のような生情報から一次情報を取得するには、キーワードによる検索をする。その検索においては、生情報の注釈情報をキーワードによって検索する。例えば、「ｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、ｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａ」の９つをキーワードとする。
【００８８】
上記９つをキーワードとすると、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行のデータは、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ・・・・・・」の情報があり、キーワードを含んでいる。そのため、作成される一次情報に、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１の行のデータは含まれることになる。また、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータには、ＫＥＹＷＯＲＤの項目に「・・・・・・ｍｕｓｃｌｅ・・・・・・」の情報があり、キーワードを含んでいる。そのため、作成される一次情報に、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータは含まれることになる。図５は、生情報の注釈情報をキーワードによって検索した結果、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮがＡＢ０３５５４１およびＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータだけがキーワードを含んでいて、それらＡＢ０３５５４１およびＡＸｘｘｘｘｘ１の行のデータを含む一次情報が作成されたことを示している。
【００８９】
図６は、ＧｅｎＢａｎｋより得ることができる遺伝子情報の例を示している。つまり、ＧｅｎＢａｎｋより得られる生情報には、図６のような情報が含まれている。ＧｅｎＢａｎｋより得ることができる遺伝子情報は、ＯＲＩＧＩＮの項目に記載されている塩基配列と、ＬＯＣＵＳ、ＫＥＹＷＯＲＤＳなどの項目に記載されている注釈情報とからなる。図６の例では、ＫＥＹＷＯＲＤＳの項目には、「ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ」の語句がある。そのため、キーワードを上記９つの語とした場合、検索抽出部２２は、「ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ」の語句を検出して、図５に示すような遺伝子情報を、生情報の中から抽出することができる。さらに、検索抽出部２２は、検索条件に合致した図６の情報を抽出して、図６の情報を含む一次情報を作成することができる。
【００９０】
なお、条件に合致したデータを抽出して一次情報を作成するとき、すべての項目の情報を一次情報とするか、ある項目のデータを省略して一次情報とするかを、データベース作成者が決定して、検索抽出部２２にその決定を実行させることも可能である。例えば、図６の情報を生情報の一部と仮定して、図６の情報から一次情報を抽出する場合、図６のデータをすべて一次情報として保存してもよい。また、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥのＡＵＴＨＯＲＳの項目はマイクロアレイ作製に不必要な項目であるとデータベースの作成者が判断した場合、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥのＡＵＴＨＯＲＳの項目にあるデータを、一次情報として保存しないということも可能である。
【００９１】
図７および図８は、ＲｅｆＳｅｑから得られる遺伝子情報の例を示している。ＲｅｆＳｅｑから得られる遺伝子情報は、ＯＲＩＧＩＮの項目の塩基配列と、ＬＯＣＵＳ、ＣＯＭＭＥＮＴなどの項目の注釈情報とからなる。上記９つのキーワードにより検索すると、ＣＯＭＭＥＮＴの項目にある「ｍｕｓｃｌｅ」の語句が検索条件に合致している。そのため、キーワードを上記９つの語とした場合、検索抽出部２２は、「ｍｕｓｃｌｅ」の語句を検出して、図７および図８に示すような遺伝子情報を、生情報の中から抽出することができる。さらに、検索抽出部２２は、図７および図８の情報を含む一次情報を作成することができる。
【００９２】
図９は、ＵｎｉＧｅｎｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）から得られる遺伝子情報を示している。ＥＸＰＲＥＳＳの項目にｍｕｓｃｌｅの語句があるため、上記９つのキーワードにより検索すると、図９に示すような一次情報が得られる。なお、ＵｎｉＧｅｎｅの遺伝子情報の場合、塩基配列は、ＳＥＱＵＥＮＣＥの項目にあるデータから取得可能となっている。
【００９３】
図１０は、ＳＴＡＣＫ−ＤＢから得られる遺伝子情報の一部を示している。図１０に示す情報のうち、Ｚ１９３０８、Ｚ２８７５２などと記載されているデータにより、塩基配列を取得することができる。
【００９４】
図１１〜図１３は、情報提供サイトであるＴＩＧＲ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）のＨＧＩ（Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ）から得ることができるＨＴＭＬ文書の例を示している。図１１〜図１３の例では、「ＥＸＴＲＡＣＥＬＬＵＬＡＲ」の語句が含まれており、上記９つの語のキーワードを含んでいることが分かる。
【００９５】
図１４は、情報提供サイトであるＴＩＧＲのＥＧＡＤ（Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ）から得ることができるＨＴＭＬ文書の例を示している。図１４に示すＨＴＭＬ文書は、次のようにして得ることができる。例えば、上記に記載したようなｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、およびｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａの９つの語をキーワードとして選んだとする。ＨＴＭＬ取得部２３は、それらキーワードを用いて検索し、そのキーワードをもつエントリの一覧を取得する。さらに、ＨＴＭＬ取得部２３は、そのエントリの一覧を基にして、図１４のような遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態の情報収集工程には、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとが含まれている。
【００９７】
また、本実施の形態の情報収集工程には、代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップが含まれている。
【００９８】
上記グループ化は、図４に記載のインデックス作成グループ化部２５が行う。また、上記グループ化をするときには、遺伝子情報がどのグループに属するのかと、グループを代表するグループ代表塩基配列とを決定する。さらに、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定するとき、グループ内の塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認する必要がある。その条件は、インデックス作成グループ化部２５が確認する。塩基配列が上記条件を満たしているとき、その条件を満たしている塩基配列を、グループ代表塩基配列として、遺伝子データベース１０に保存する。
【００９９】
また、上記条件を満たしていない場合は、同じグループ内にある塩基配列を加工（アセンブル）して仮想塩基配列を生成して、グループ代表塩基配列として仮想塩基配列を遺伝子データベース１０に保存する。なお、生成した仮想塩基配列をグループ代表塩基配列として遺伝子データベース１０に保存するとき、別途閾値を設定して特定の長さ（塩基数）以上の仮想塩基配列のみを保存するか、生成した仮想塩基配列の長さによらず仮想塩基配列を保存するかを選択することができる。
【０１００】
図１５、図１６および図１７は、上記グループ化の例を示している。データベース１から得た一次情報１は、ＡＣＣＥＳＳＩＯＮ（アクセッション番号：図中には「ＡＣＮ」と記す）を主キーとして、データが管理されている。また、一次情報１には、アクセッション番号Ａｘｘｘ１、Ａｘｘｘ２、Ａｘｘｘ５のデータなど、複数のデータが保存されている。また、一次情報１はグループ化の前であるので、グループＩＤの項目にはまだデータが存在しない。
【０１０１】
また、一次情報１において、アクセッション番号Ａｘｘｘ１の行には配列ＩＤの項目に１−１のデータが、アクセッション番号Ａｘｘｘ２の行には配列ＩＤの項目に１−２のデータが、アクセッション番号Ａｘｘｘ５の行には配列ＩＤの項目に１−３のデータが格納されている。なお、配列ＩＤは、図１７に示すようなデータと対応づけられている。例えば、配列ＩＤが１−１の行には、塩基配列が「ａａｔｔｃｃ・・・・・・・・ｇｇ」で、塩基数が１５００という塩基配列の情報が格納されている。
【０１０２】
また、一次情報２は、データベース２から得られたものである。その一次情報２は、アクセッション番号が格納されている。また、一次情報２には、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータ、アクセッション番号が空白（−）を示すデータ、などが保存されている。また、一次情報２において、アクセッション番号がＢｘｘｘ３の行には配列ＩＤの項目に２−１のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ１の行には配列ＩＤの項目に２−２のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ５の行には配列ＩＤの項目に２−３のデータが、アクセッション番号が空白（−）の行には配列ＩＤの項目に２−４のデータが、アクセッション番号がＡｘｘｘ２の行には配列ＩＤの項目に２−５のデータが格納されている。また、一次情報２はまだグループ化されていないため、グループＩＤの項目は空白である。
【０１０３】
また、一次情報ｎは、データベースｎから得られたものである。また、この一次情報ｎには、１つの行に複数の塩基配列の情報が格納されている。また、一次情報ｎは、アクセッション番号ごとに塩基配列が格納されている。また、一次情報ｎには、１つの行に、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータとアクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータとが格納されている。また、次の行に、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータが保存されている。さらに、アクセッション番号がＢｘｘｘ３には配列ＩＤがｎ１−５のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ２には配列ＩＤがｎ１−６のデータ、アクセッション番号がＡｘｘｘ５には配列ＩＤがｎ１−７のデータが対応している。なお、一次情報ｎはまだグループ化されていないため、グループＩＤの項目は空白である。
【０１０４】
上記一次情報１、２、およびｎをグループ化すると、図１５に示すように、グループ化された一次情報１、２、およびｎが得られる。グループ化は、図１５に示すように、アクセッション番号に基づいて行われる。
【０１０５】
例えば、アクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータが、一次情報１と一次情報２とに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ１のデータには、グループＩＤとして０００１が振られている。また、アクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータは、一次情報１、一次情報２および一次情報ｎに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ２のデータには、グループＩＤとして０００２が振られている。また、アクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータが、一次情報１と一次情報２と一次情報ｎとに含まれている。それらアクセッション番号がＡｘｘｘ５のデータには、グループＩＤとして０００３が振られている。また、アクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータが、一次情報２と一次情報ｎとに含まれている。それらアクセッション番号がＢｘｘｘ３のデータには、グループＩＤとして０００４が振られている。また、一次情報２においてアクセッション番号が空白であったデータには、アクセッション番号の項目に識別子００１が振られて、グループＩＤとして０００５が振られている。
【０１０６】
次に、それらグループ化された情報１、２およびｎの塩基配列の確認と、グループを代表する塩基配列の決定とを行い、それらグループの遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存する。なお、この例においては、塩基配列の確認において、塩基配列の塩基数が１０００塩基以上という条件を、グループ代表塩基配列となるための条件とした。
【０１０７】
図１６に、グループ化された情報１、２およびｎの塩基配列の確認後、グループを代表する塩基配列の決定とを行い、それらグループの遺伝子情報を遺伝子データベース１０に保存した例（テーブル１）を示す。図１６のテーブル１によると、遺伝子データベースには、０００１から０００５の５つのグループのデータが保存されている。
【０１０８】
グループＩＤが０００１のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ１であって、グループを代表する配列の候補としては、１−１と２−２とがある。そのうち、グループＩＤが０００１のグループを代表する配列として、１−１が選ばれた。図１７によると、１−１および２−２の塩基配列は、塩基数が１５００であり、両者とも塩基数は１０００以上であって、遺伝子データベースに保存するための条件を満たしている。また、１−１の塩基配列と、２−２の塩基配列とはほぼ同じである。このように、グループを代表する塩基配列となり得るものがグループ内に複数存在する場合、（１）タイムスタンプの最も新しい（最新のエントリ）ものを選ぶ、（２）最長の配列のものを選ぶ、（３）データの由来に優先順位をつけて選ぶの（１）から（３）のいずれかの方法によって、グループを代表する塩基配列を決定する。
【０１０９】
また、グループ化されたデータ０００１には、ＤＢ１、ＤＢ２というインデックスが作成されている。このＤＢ１とは、データベース１からの一次情報を用いたことを示している。また、ＤＢ２とは、データベース２からの一次情報を用いたことを示している。
【０１１０】
グループＩＤが０００２のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ２であって、グループを代表する配列の候補としては、１−２と、２−５と、ｎ１−６とがある。しかし、図１７によると、１−２、２−５、およびｎ１−６の塩基数はそれぞれ６００であり、どれも塩基数が１０００以上ではない。そのため、この例では、１−２、２−５、およびｎ１−６の配列を加工、つまりアセンブルして、Ｘ−１という仮想塩基配列を作成した。そして、このＸ−１という仮想塩基配列を、グループＩＤが０００２のグループを代表する塩基配列とした。また、グループ化されたデータ０００２にはインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１１】
また、グループ化されたデータ０００２には、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されている。このＤＢ１とはデータベース１からの一次情報を、ＤＢ２とはデータベース２からの一次情報を、ＤＢｎとはデータベースｎからの一次情報を用いたことを示している。
【０１１２】
グループＩＤが０００３のデータは、アクセッション番号がＡｘｘｘ５であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、１−３と、２−３と、ｎ１−７とがある。これら塩基配列は、図１７によると、１−３の塩基数は９００、２−３の塩基数は１２００である。また、ｎ１−７の塩基数は３００である。塩基数が１０００以上なのは２−３であり、この２−３をグループ代表塩基配列とした。
【０１１３】
また、グループ化されたデータ０００３には、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１４】
グループＩＤが０００４のデータは、アクセッション番号がＢｘｘｘ３であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、２−１と、ｎ１−５とがある。図１７によると、２−１の塩基数は１４００であり、ｎ１−５の塩基数は４００である。塩基数が１０００以上なのは２−１であり、この２−１を、グループＩＤ０００４のグループを代表する配列とする。
【０１１５】
また、グループ化されたデータ０００４には、ＤＢ２、ＤＢｎというインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１６】
グループＩＤが０００５のデータは、アクセッション番号が識別子００１であって、グループを代表する塩基配列の候補としては、２−４がある。図１７によると、２−４の塩基数は１６００である。２−４の塩基数は１０００以上であるため、この２−４を、グループＩＤ０００５のグループを代表する配列とした。
【０１１７】
また、グループ化されたデータ０００５には、ＤＢ２というインデックスが作成されており、そのインデックスを利用して、一次情報間で相互参照が可能となっている。
【０１１８】
（プライマ設計工程）
次に、プライマ設計工程について説明する。プライマ設計工程は、塩基配列を格納した遺伝子データベース（第１の遺伝子データベース）１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部をプローブ候補配列（候補配列）として決定する候補配列決定ステップと、上記プローブ候補配列と、第２の遺伝子データベースに格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列（プライマ）を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベース１０に保存する増幅用配列保存ステップと、を含んでいる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いる。ただし、上記第２の遺伝子データベースとして、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースを用いることもできる。また、第２の遺伝子データベースとして、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。つまり、第２の遺伝子データベースと第１の遺伝子データベースとを、異なる遺伝子データベースとしてもよい。
【０１２０】
第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いるとき、プライマ設計工程は、塩基配列を格納した遺伝子データベース１０から、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部をプローブ候補配列（候補配列）として決定する候補配列決定ステップと、上記プローブ候補配列と、上記遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列（プライマ）を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベース１０に保存する増幅用配列保存ステップと、を含むものとなる。
【０１２１】
次に、図１を用いて、プライマ設計工程の各ステップについて説明する。候補配列決定ステップでは、情報収集工程で遺伝子データベース１０に格納した塩基配列から選択した選択配列をプライマ・プローブ設計部３２に送って、候補配列であるプローブ候補配列と、そのプローブ候補配列を増幅するための増幅用配列であるプライマとを決定する。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、塩基配列のグループ化を行っているので、グループ代表塩基配列をプライマ・プローブ設計部３２に送って、そのグループ代表塩基配列から、プローブ候補配列とプライマとを決定している。つまり、グループ化を行っている場合、選択配列は、あるグループのグループ代表塩基配列である。
【０１２３】
また、本実施の形態のプライマ設計工程は、選択配列から候補配列を決定する際、選択配列から、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を除くマスクステップをさらに含んでいる。つまり、選択配列をプライマ・プローブ設計部３２に送る前に、選択配列をマスク部３１に送って、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列、つまり、プローブとして望ましくない配列にマスクする処理を行う。
【０１２４】
候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列は、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７に保存されている。繰り返し配列データベース３６には、既知の繰り返し塩基配列が保存されている。また、不要配列データベース３７には、解析の対象ではない遺伝子のデータが保存されている。
【０１２５】
マスク部３１は、送られてきた選択配列と、繰り返し配列データベース３６および不要配列データベース３７に保存されている塩基配列とを比較して、送られてきた選択配列にマスク配列があれば、その選択配列に含まれるマスク配列の部分にマスク処理をする。さらに、マスク部３１は、マスク処理後の塩基配列をプライマ・プローブ設計部３２に送る。
【０１２６】
また、プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部３１から受け取ったマスク処理後の選択配列を用いて、プローブ候補配列および増幅用配列（プライマ）を決定する。さらに、プライマ設計用条件入力部３３で入力された決定の条件に基づいて、プライマ・プローブ設計部３２は、プローブ候補配列および増幅用配列を決定する。
【０１２７】
このプローブ候補配列を決定するとき、プライマ・プローブ設計部３２は、マスク部３１から受け取ったマスク処理後の選択配列の中にあるマスクされていない部分から、プローブ候補配列を決定する。また、プライマ・プローブ設計部３２は、そのマスクされていない部分から決定されたプローブ候補配列を増幅するように、プライマを決定する。さらに、プライマ・プローブ設計部３２は、決定されたプローブ候補配列を相同性検索部３４に送る。また、プライマ・プローブ設計部３２は、その決定されたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、選択保存部３５に送る。
【０１２８】
次に、相同性検索ステップについて説明する。相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列との相同性を検索する。この相同性検索ステップで言う「第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列」は、プローブ候補配列が選ばれた選択配列以外の塩基配列を指している。
【０１２９】
本実施の形態においては、相同性検索に要する時間を短縮するために、第２の遺伝子データベースとして、第１の遺伝子データベースを用いており、相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列との相同性を検索することになる。このとき、「遺伝子データベース１０内に格納されている塩基配列」は、プローブ候補配列が選ばれた選択配列以外の塩基配列を指している。
【０１３０】
なお、上記でも述べたように、第２の遺伝子データベースとして、例えば、ＧｅｎＢａｎｋ、ＥＭＢＬ、ＤＤＢＪ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢなどの公知の遺伝子データベースを用いることもできる。また、第２の遺伝子データベースとして、例えば、研究機関などで独自に作成した遺伝子データベースも用いることができる。
【０１３１】
また、本実施の形態では、塩基配列のグループ化を行っているので、上記相同性検索ステップでは、プライマ・プローブ設計部３２から送られてきたプローブ候補配列と、そのプローブ候補配列を含むグループ代表塩基配列とは別のグループ代表塩基配列との相同性を検索する。
【０１３２】
次に、相同性判定ステップについて説明する。相同性判定ステップでは、相同性検索ステップでの相同性検索の結果と相同性の判定の基準とに基づき、上記プローブ候補配列の相同性の有無を判定する。なお、相同性の検索にＢＬＡＳＴを用いた場合、相同性の判定の基準として、Ｅ値、Ｐ値などを用いることができる。
【０１３３】
次に、増幅用配列保存ステップについて説明する。このステップでは、相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けたプローブ候補配列を増幅するためのプライマを、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、遺伝子データベース１０に保存する。
【０１３４】
上記プライマの遺伝子データベース１０への保存は、次のように行われる。つまり、プローブ候補配列が相同性なしと判定されたとき、相同性検索部３４は、相同性なしと判定されたプローブ候補配列を増幅させるプライマを、遺伝子データベース１０に保存するよう、選択保存部３５に指示を出す。その指示を受けた選択保存部３５は、相同性なしと判定されたプローブ候補配列を増幅させるプライマを、プローブ候補配列が選択された塩基配列と対応づけて（グループ化を行っている場合は各グループと関連づけて）、その物性値と共に遺伝子データベース１０に保存する。
【０１３５】
また、相同性ありと判定された場合は、その判定を受けたプローブ候補配列およびそのプローブ候補配列を増幅させるプライマを破棄する。そして、異なる領域を対象に、新たなプローブ候補配列とその新たなプローブ候補配列を増幅させるプライマとを設計する。その新たなプローブ候補配列についても、もちろん上記ステップにより相同性の検索および判定を行う。
【０１３６】
なお、本実施の形態では、プローブ候補配列およびプライマのうち、プライマだけを遺伝子データベース１０に保存している。塩基配列とプライマとがあれば、その２つからプローブ候補配列を見つけることができるからである。しかし、もちろん、プライマを保存するときに、あわせて、プローブ候補配列を遺伝子データベース１０に保存してもよい。
【０１３７】
また、上記遺伝子データベース作成方法により作成された遺伝子データベース１０の構造を、図１８に示す。なお、図１８において二重線で囲まれている項目は独自形式のデータを、一本の線で囲まれている項目はオリジナルと同じ形式のデータを示している。
【０１３８】
なお、素材の項目に含まれる利用頻度が少ないデータおよびサイズが大きいデータを用いる場合、遺伝子データベース１０に素材の項目のデータに関するインデックスを作成して、素材の項目のデータが必要なときに、インデックスを用いて一次情報から必要なデータを取り出すようにしてもよい。
【０１３９】
図１８に示す素材の項目のデータは、生情報および一次情報からのデータである。また、図１８に示す代表配列セットの項目にはグループ代表塩基配列が、クロスリファレンス（全体）の項目には遺伝子データベース１０全体のリファレンスが、プライマ設計結果の項目には作成したプライマが、制限酵素解析結果の項目には上記制限酵素解析の結果と制限酵素マップとが、ログの項目には繰り返し配列の出現位置と配列重複の位置（不要配列の位置）とが格納されている。
【０１４０】
なお、遺伝子データベースの作成方法により格納した塩基配列の情報は、例えば、次のような方法により、マイクロアレイの作製に利用することができる。まず、遺伝子データベース１０に保存されたプライマ（プライマの塩基配列情報）を用いて、プライマの実物を合成する。なお、遺伝子データベース１０に保存されたプライマの塩基配列情報からプライマを作製する方法は、周知の方法でよい。次に、ｃＤＮＡライブラリ等のＤＮＡをテンプレートとして、上記合成したプライマを用いてＰＣＲを行い、対応する遺伝子断片を得ることができる。さらに、クローン化によりクローンを集積し、そのクローンをテンプレートにしてｃＤＮＡを増幅してもよい。その増幅したｃＤＮＡを用いれば、マイクロアレイを作製することが容易である。
【０１４１】
（プログラム・記録媒体）
次に、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラム、および上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。
【０１４２】
上記に説明した遺伝子データベース作成方法は、上記の各処理を機能させるためのプログラムで実現される。この上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムは、フロッピィーディスク、ハードディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ／光ディスク／光磁気ディスク／ＭＤなどのメディア、およびＲＯＭ／ＲＡＭメモリなどの記録媒体にコンピュータで読み取り可能に記録されている。
【０１４３】
上記プログラムコードを供給するための記録媒体は、システムあるいは装置と分離可能に構成することができる。また、上記記録媒体は、プログラムコードを供給可能であるように固定的に担持する媒体であってもよい。そして、上記記録媒体は、記録したプログラムコードをコンピュータが直接読み取ることができるようにシステムあるいは装置に装着されるものであっても、外部記憶装置としてシステムあるいは装置に接続されたプログラム読み取り装置を介して読み取ることができるように装着されるものであってもよい。
【０１４４】
例えば、上記記録媒体としては、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１４５】
また、上記プログラムコードは、コンピュータが記録媒体から読み出して直接実行できるように記録されていてもよいし、記録媒体から主記憶のプログラム記憶領域へ転送された後コンピュータが主記憶から読み出して実行できるように記録されていてもよい。
【０１４６】
なお、上記実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１４７】
【実施例】
筋疾患の分子病理学的解析を目的とした、主にヒト筋肉組織で発現する遺伝子を解析するマイクロアレイの作製のための遺伝子データベースを作成した。その遺伝子データベースは、情報収集工程およびプライマ設計工程によって作成された。
【０１４８】
（情報収集工程）
情報収集工程は下記の（ａ）〜（ｇ）の手順で行った。
【０１４９】
（ａ）キーワードとして「ｍｕｓｃｌｅ、ｓａｒｃｏｍｅｒｅ、ｍｙｏｂｌａｓｔ、ｍｙｏｔｕｂｅ、ｃａｒｄｉａｃ、ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ、ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ、ＥＣＭ、ｎｕｃｌｅａｒ−ｌａｍｉｎａ」の９つのキーワードを選択した。
【０１５０】
（ｂ）インターネットを経由して、情報提供サイトから遺伝子情報を取得した。なお、本実施例では、情報提供サイトとして、ＧｅｎＢａｎｋ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）、ＲｅｆＳｅｑ（ＬｏｃｕｓＬｉｎｋ／ＲｅｆＳｅｑ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ））、ＵｎｉＧｅｎｅ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）、Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＵＳＡ）、およびＳＴＡＣＫ−ＤＢ（Ｓｏｕｔｈ Ａｆｒｉｃａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｏｕｔｈ Ａｆｒｉｃａ）を用いた。
【０１５１】
（ｃ）上記情報提供サイトのうち、ＧｅｎＢａｎｋ、ＲｅｆＳｅｑ、ＵｎｉＧｅｎｅ、ＳＴＡＣＫ−ＤＢの遺伝子情報は、情報提供サイトのｆｔｐサーバから、一括して生情報をダウンロードした。さらに、生情報の取得後、上記９つのキーワードによる生情報の検索と、検索条件に合致した遺伝子情報つまりキーワードを含む遺伝子情報の抽出による一次情報の作成とを行った。
【０１５２】
（ｄ）上記情報提供サイトのうち、Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ Ｇｅｎｅ Ａｎａｔｏｍｙ Ｄａｔａｂａｓｅ（ＥＧＡＤ）およびＨｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｉｎｄｅｘ（ＨＧＩ）の遺伝子情報は、ＷＷＷを経由した検索および情報表示のみ可能である。そのためｈｔｍｌサーバの検索機能に直接アクセスして、上記９つのキーワードとを用いて遺伝子情報を検索した。また、検索条件に合致した遺伝子情報を、上記９つのキーワードを含むエントリの一覧として取得した。さらに、その取得したエントリを用いて、遺伝子情報をＨＴＭＬ文書として取得した。また、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を作成した。場合によっては、取得したＨＴＭＬ文書を精査して、目的の詳細情報へのリンク情報を取得し、さらに、その情報に基づいて上記処理によって一次情報を作成した。
【０１５３】
なお、本実施例では、ＥＧＡＤに対して上記９つのキーワードを用いて検索を行い、得られたデータ（エントリ）のＩＤの一覧を、ＨＧＩのＩＤに変換した。さらに、ＨＧＩの各ＩＤに対して、その塩基配列およびその注釈情報をＨＧＩよりＨＴＭＬ文書として取得した。さらに、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を得た。また、本実施例では、ＥＧＡＤに対して上記９つのキーワードを用いて検索を行い、得られたデータ（エントリ）のＩＤの一覧を、ＨＧＩのＩＤに変換した。さらに、ＨＧＩの各ＩＤに対して、その塩基配列およびその注釈情報をＨＧＩよりＨＴＭＬ文書として取得した。さらに、そのＨＴＭＬ文書を書式変換して、一次情報を得た。
【０１５４】
（ｅ）一次情報の各データについて、ＤＤＢＪ／ＥＭＢＬ／ＧｅｎＢａｎｋで割り振られたＩＤ（アクセッション番号）を調べ、このアクセッション番号を基に、塩基配列をグループ化する。なお、アクセッション番号が付与されていないデータについては、仮の識別子を付与して、単独のグループとした。
【０１５５】
上記のようにグループ化すると、その各グループは、個別の遺伝子に対応することが推定される。そこで、各グループに独自のＩＤ（グループＩＤ）を付与して、以降は、このグループＩＤですべての処理手順を実行した。
【０１５６】
（ｆ）各グループの塩基配列について、塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件を満たしているかを確認した。なお、「塩基配列がグループ代表塩基配列となるための条件」とは、塩基配列の塩基数が一定の数以上であるか、具体的には、塩基配列の塩基数が１０００塩基以上であるかを条件とした。条件を満たすものが存在する場合は、その塩基配列をそのグループの遺伝子配列として遺伝子データベースに保存した。また、グループ代表塩基配列となり得るものがグループ内に複数存在する場合、本実施例では、データの由来に優先順位をつけて、グループ代表塩基配列を決定した。その優先順位は、ＨＧＩ、ＳＴＡＣＫ−ＤＢ、ＲｅｆＳｅｑ、ＧｅｎＢａｎｋ、ＵｎｉＧｅｎｅの順とした。
【０１５７】
（ｇ）上記（ｆ）において、条件を満たす十分な長さの塩基配列がない場合、そのグループに属する塩基配列断片をまとめ、アセンブルを行った。その結果、入手される仮想遺伝子配列を、そのグループの遺伝子配列として遺伝子データベースに保存した。なお、本実施例では、入手した仮想塩基配列は、その長さ（塩基数）によらず、グループ代表塩基配列として遺伝子データベースに保存した。また、本実施例では、６２１１グループについて、解析対象として十分な遺伝子情報を得ることができた。
【０１５８】
プライマ設計工程は下記の（１）〜（７）の手順で行った。
【０１５９】
（１）情報収集工程で構築した遺伝子データベースより、各グループのグループ代表塩基配列を選択した。
【０１６０】
（２）上記（１）で選択した塩基配列が、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を含まないかを確認した。なお、マスク配列である繰り返し配列の情報は、繰り返しデータベースに保存されており、その情報は、ＲｅｐＢａｓｅ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＵＳＡ）から取得した。
【０１６１】
また、マスク配列である不要配列は、不要配列データベースに保存されている。また、その不要配列とは、解析の対象ではない遺伝子の配列であって、ヒトのミトコンドリア塩基配列、ヒトのリボソームＲＮＡをコードする塩基配列などである。なお、ヒトのミトコンドリア塩基配列の情報およびヒトのリボソームＲＮＡをコードする塩基配列の情報は、ＧｅｎＢａｎｋより取得した。
【０１６２】
（３）マスク処理後の塩基配列について、プローブとしての用件を満たし、かつマスクされない領域を増幅するＰＣＲプライマを設計した。
【０１６３】
なお、本実施例では、プライマ設計用条件入力部から、プライマ設計の条件として、各配列について、プローブ領域の長さが塩基数４５０−５５０、プライマの長さが塩基数１５−２７（最適値は塩基数２０）、その位置がグループ代表塩基配列の３’寄りであることを優先的にプローブ領域になるような条件を入力した。
【０１６４】
（４）上記（３）で設計したＰＣＲプライマで増幅される部分配列（候補配列）を問い合わせ配列として、遺伝子データベースに保存されている塩基配列全体を相同性検索した。有意な相同性が存在しない場合は、その候補配列は一意であると考えられるので、その候補配列を増幅するＰＣＲプライマを採択した。なお、本実施例では、上記相同性の検索にＢＬＡＳＴを用いたので、相同性の有無の判定にはＥ値を用いた。具体的には、Ｅ値が１．０×１０−５０以下のものが見つかったとき、相同性ありと判定した。
【０１６５】
（５）上記（４）で有意な相同性が発見された場合は、そのプライマを破棄して、（３）に戻り、異なる領域を対象にＰＣＲプライマを設計した。
【０１６６】
（６）上記（４）で採択したＰＣＲプライマは、その物性値と共に、各グループと関連づけてデータベースに保存した。本実施例では、この時点で、６１２８グループについて、有効なプライマを設計および保存することができた。
【０１６７】
（７）保存したＰＣＲプライマによるＰＣＲプロダクツの妥当性をチェックするために、制限酵素解析を行った。また、制限酵素解析には比較対照が必要であるので、その解析の比較対照として、プライマで増幅される部分の塩基配列（プローブ候補配列）に対して計算機上で制限酵素マップを作成し、その制限酵素マップを遺伝子データベースに保存した。なお、本実施例では、遺伝子データベースに保存されたプライマで増幅されるプローブ候補配列に対して制限酵素解析を行い、さらに、実際の制限酵素解析による制限酵素マップも作成し、そのマップも保存した。
【０１６８】
次に、遺伝子データベースを作成することによって得られた、遺伝子およびそれを特徴づけるプローブを増幅するためのＰＣＲプライマの例を、結果１から３に示す。
【０１６９】
（結果１）
遺伝子：ＡＲＰＰ−１９ Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｏｋａｄａｉｃ ａｃｉｄ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ａｎｄ ｃＡＭＰ−ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｐｒｏｔｅｉｎ １９（ＡＲＰＰ−１９）ｍＲＮＡ， ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｄｓ． ｏｋａｄａｉｃ ａｃｉｄ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ａｎｄ ＡＭＰ−ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｐｒｏｔｅｉｎ １９（アクセッション番号：ＡＦ０８４５５）
プライマ：
ＧＣＣＡＴＴＣＡＡＧＴＴＣＡＡＧＣＡＣＡ
ＣＴＧＧＣＴＧＧＣＴＧＡＴＴＡＡＧＡＧＧ
（結果２）
遺伝子：ＰＴＰＲＵ １ｐ３５．３−ｐ３５．１ ＰＴＰ−Ｊ；ＰＣＰ−２；ＰＴＰ−ＰＩ；ＰＴＰＲＯ；ＧＬＥＰＰ１；ＰＴＰＵ２；ＨＰＴＰ−Ｊ；ＦＭＩ；Ｒ−ＰＴＰ−ＰＳＩ；ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ Ｊ； Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ，ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｐｅ， Ｕ（ＰＴＰＲＵ），ｍＲＮＡ． ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ， ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｐｅ，Ｕ （アクセッション番号：Ｘ９７１９８）
プライマ：
ＡＣＴＡＴＣＣＣＴＣＣＣＣＡＣＴＴＧＣＴ
ＧＧＣＡＴＴＣＡＧＡＧＡＧＣＡＣＧＴＴＴ
（結果３）
遺伝子：Ｃ１１ｏｒｆ２ １１ｑ１３ ＡＮＧ２；ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ ２ ；Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ２（Ｃ１１ｏｒｆ２）， ｍＲＮＡ． ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ １１ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ２（アクセッション番号：ＡＦ０２４６３１、ＢＣ００７１９８、ＢＣ０１０５４０、ＢＣ０１７４３８）
プライマ：
ＣＡＣＧＧＡＧＡＡＡＧＴＣＣＴＣＴＴＧＣ
ＴＧＡＧＴＴＣＴＧＣＡＧＴＣＡＧＧＧＴＧ
なお、結果３では、アクセッション番号が複数記載されている。これは、プライマ設計に使用した配列がアセンブル配列（ＵｎｉＧｅｎｅアセンブル配列）であるために、アセンブルに利用された複数のアクセッション番号を記載したものである。詳しく説明すると、プライマ設計に使用した配列がＵｎｉＧｅｎｅアセンブル配列で、そのクラスタに該当の４エントリ（ＥＳＴ）が含まれていたということである。つまり、結果３のプライマは、４つのＥＳＴをアセンブルした結果として想定された遺伝子配列（仮想ｃＤＮＡ）を対象として設計されたものである。
【０１７０】
上記結果１ないし３で分かるように、本発明の方法で遺伝子データベースを作成すれば、全長ｃＤＮＡクローンおよびＥＳＴクローンをプローブの作製に用いても、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマの作製を支援することができる。
【０１７１】
なお、上記結果１ないし３を利用したマイクロアレイの作製は、次のように行った。まず、遺伝子データベースに保存したプライマの塩基配列情報を用いて、プライマの実物を作製した。次に、その作製したプライマを用いて、ヒト筋ｃＤＮＡライブラリから得たｃＤＮＡをテンプレートとしてＰＣＲを行い、対応する遺伝子断片を得た。さらに、クローン化とシークエンスとによって、目的とするプローブ候補配列であると確認されたクローンを集積した。さらに、これらクローンをテンプレートにしてｃＤＮＡを増幅し、その増幅したｃＤＮＡを用いてｃＤＮＡマイクロアレイを作製した。
【０１７２】
これまでに、筋ジストロフィーに共通の病態像を特徴づける遺伝子発現プロフィールを明らかにするには、ｃＤＮＡマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析が有効であることが分かっている。しかしながら、これまでにヒト筋に発現する遺伝子を集めたマイクロアレイはなく問題となっていた。また、マイクロアレイには、相同な遺伝子とクロスハイブリダイゼイションが発生するという問題点もあった。
【０１７３】
本発明を利用して作製したｃＤＮＡマイクロアレイは、クロスハイブリダイゼイションが少ないためバックグラウンドが低く、また再現性も高かった。このように、本発明によって、分野別のマイクロアレイ、例えば、本実施例で作製したような筋発現遺伝子の解析に有効なマイクロアレイを作製することが可能となる。さらに、本発明によって信頼度の高い遺伝子産物発現の解析が実現すると、オーダーメイド医療の基盤的技術を提供することができ、新しい治療法の確立も可能となる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明の遺伝子データベース作成方法は、以上のように、塩基配列を格納した第１の遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記第１の遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むという方法である。
【０１７５】
その結果、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１７６】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、塩基配列を格納した遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、上記候補配列と、上記遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むという方法である。
【０１７７】
それゆえ、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびそのようなプローブを得るためのプライマを作製するための遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１７８】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記塩基配列には当該塩基配列を説明する注釈情報が対応づけられており、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとを含み、上記候補配列決定ステップでは、グループ代表塩基配列から選択配列を選択し、上記相同性検索ステップでは、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性を検索するという方法である。
【０１７９】
それゆえ、上記効果に加えて、特異性が高いプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースを、迅速に作成することができるという効果を奏する。
【０１８０】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップをさらに含むという方法である。
【０１８１】
それゆえ、上記効果に加えて、プローブ作製、特にマイクロアレイのプローブ作製のための塩基配列の効率よい取得を可能にする遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１８２】
また、本発明の遺伝子データベース作成方法は、上記方法に加えて、選択配列から候補配列を決定する際、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を、選択配列から除くマスクステップをさらに含むという方法である。
【０１８３】
それゆえ、上記効果に加えて、解析対象に合致した、性能のよいプローブを備えたマイクロアレイの作製を可能とする遺伝子データベースの作成方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１８４】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、プローブおよび／またはプライマの設計を支援するという構成である。
【０１８５】
それゆえ、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマを作製することができるという効果を奏する。
【０１８６】
また、本発明の遺伝子データベース作成装置は、上記遺伝子データベース作成方法を実行することによって、マイクロアレイの設計を支援するという構成である。
【０１８７】
それゆえ、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイを作製することができるという効果を奏する。
【０１８８】
また、本発明の遺伝子データベース作成プログラムは、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【０１８９】
また、本発明の記録媒体は、上記遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体という構成である。
【０１９０】
それゆえ、上記した遺伝子データベース作成装置の効果である、特異性が高いプローブ、特にマイクロアレイ用として好適なプローブ、およびプローブを得るためのプライマと、信頼性が高い解析データを得ることが可能なマイクロアレイとを作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３に示した遺伝子データベース作成装置が備える遺伝子配列設計部の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図２】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における情報収集工程およびプライマ設計工程を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る遺伝子データベース作成装置の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図４】図３に示した遺伝子データベース作成装置が備えるデータベース作成部の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【図５】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法におけるグループ化を説明する模式図である。
【図６】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＧｅｎＢａｎｋより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図７】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、Ｒｅｆｓｅｑより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図８】図７に示すＲｅｆｓｅｑより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図９】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＵｎｉＧｅｎｅより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１０】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＳＴＡＣＫ−ＤＢより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１１】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＨＧＩより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１２】図１１に示すＨＧＩより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図１３】図１２に示すＨＧＩより取得した遺伝子情報の例の続きを示す図である。
【図１４】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法で利用する遺伝子情報であって、ＥＧＡＤより取得した遺伝子情報の例を示す図である。
【図１５】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における、注釈情報に含まれているアクセッション番号に基づくグループ化を説明する模式図である。
【図１６】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法によって、塩基配列の確認後、グループ代表塩基配列を決定して、グループＩＤ、インデックス、代表配列などの情報を遺伝子データベースに保存したことを示す図である。
【図１７】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法における、配列ＩＤと塩基配列と塩基数との対応づけを示す図である。
【図１８】図３に示した遺伝子データベース作成装置による遺伝子データベース作成方法によって取得可能な遺伝子データベースの構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 遺伝子データベース作成システム
２ 遺伝子データベース作成装置
３ データベース作成部
４ 遺伝子配列設計部
７ 外部記憶装置
８ 入力装置
９ コンピュータ
１０ 遺伝子データベース（第１の遺伝子データベース）
２１ 生情報取得部
２２ 検索抽出部
２３ ＨＴＭＬ取得部
２４ 整形部
２５ インデックス作成グループ化部
２６ アセンブル部
３１ マスク部
３２ プライマ・プローブ設計部
３３ プライマ設計用条件入力部
３４ 相同性検索部
３５ 採択保存部
３６ 繰り返し配列データベース
３７ 不要配列データベース
Claims (9)
- 塩基配列を格納した第１の遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、
上記候補配列と、第２の遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、
上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記第１の遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴とする遺伝子データベース作成方法。 - 塩基配列を格納した遺伝子データベースから、１つの塩基配列を選択配列として選択し、当該選択配列の一部を候補配列として決定する候補配列決定ステップと、
上記候補配列と、上記遺伝子データベース内に格納されている塩基配列であって当該選択配列以外の塩基配列との相同性を検索する相同性検索ステップと、
上記相同性検索ステップでの相同性検索の結果に基づき、上記候補配列の相同性の有無を判定する相同性判定ステップと、
上記相同性判定ステップによって相同性なしと判定されたとき、その判定を受けた候補配列を増幅するための増幅用配列を、当該候補配列を含む選択配列と対応づけて、上記遺伝子データベースに保存する増幅用配列保存ステップと、を含むことを特徴とする遺伝子データベース作成方法。 - 上記塩基配列には当該塩基配列を説明する注釈情報が対応づけられており、候補配列決定ステップの前に、上記注釈情報に基づいて、上記塩基配列をグループ化するグループ化ステップと、
上記グループ化ステップで得られたグループごとに、グループを代表する塩基配列であるグループ代表塩基配列を決定する代表配列決定ステップとを含み、
上記候補配列決定ステップでは、グループ代表塩基配列から選択配列を選択し、
上記相同性検索ステップでは、候補配列と、当該候補配列の決定に用いた選択配列が属するグループとは別のグループのグループ代表塩基配列との相同性を検索することを特徴とする請求項１または２に記載の遺伝子データベース作成方法。 - 上記代表配列決定ステップにおいてグループ代表塩基配列を決定する際に、グループ内のいずれの塩基配列もグループ代表塩基配列となるための条件を満たしていない場合、グループ内の塩基配列を加工して、仮想塩基配列を作成する仮想配列作成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の遺伝子データベース作成方法。
- 選択配列から候補配列を決定する際、候補配列として不適当な塩基配列であるマスク配列を、選択配列から除くマスクステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の遺伝子データベース作成方法。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の遺伝子データベース作成方法を実行することによって、プローブおよび／またはプライマの設計を支援することを特徴とする遺伝子データベース作成装置。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の遺伝子データベース作成方法を実行することによって、マイクロアレイの設計を支援することを特徴とする遺伝子データベース作成装置。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラム。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の遺伝子データベース作成方法をコンピュータに実行させるための遺伝子データベース作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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