JP2004185583A

JP2004185583A - 核酸同定用波形解析データの提供システム

Info

Publication number: JP2004185583A
Application number: JP2002382955A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nemoto; 健根本; Joji Oshima; 譲二大島
Original assignee: Adgene Co Ltd
Current assignee: G&G Science Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する創薬、遺伝子解析およびプロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスや日常診療の中でのテーラメイド医療において、核酸同定に有用な核酸増幅産物の解離曲線に基づく波形パターンからなる波形解析データを提供する。
【解決手段】核酸増幅方法に核酸上の任意の特定あるいは不特定領域に相補的なヌクレチオド鎖に、該領域に相補性を有する可能性のあるヌクレオチド鎖が結合し、該領域と相似性のある複数の領域でアニールする波形生成プライマーを用いて得た核酸増幅産物の解離曲線の波形パターンを蓄積した情報提供サイトの波形解析データを、インターネットを介して接続したユーザーに、ユーザー属性に応じ、細菌、体質、ウイルス、植物などを解析、診断することを目的とした波形パターンをデータベース化して提供することによって核酸同定作業を迅速化した。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットを介して細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野などの研究開発者が解析、診断を行う場合に有用なデータベース化された核酸同定用波形解析データを入手して利用に供するための提供システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットを交信手段として情報を提供、検索、受理するシステムが一般化している。例えば、インターネットに開設された商品情報提供サイトにユーザーが端末装置からアクセスし、商品の閲覧、検索を行って商品情報を得る場合にはユーザーに割り当てられたキーワードを入力した後、目的とする商品を入手する方法が一般的であるが、インターネットを介してユーザーに対してユーザー属性情報に基づいて当該ユーザーに適した商品情報を提供するに際し、検索毎にキーワードを入力する手間を省いて行う商品情報の提供システムも既に開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２８０６６２号明細書
【０００４】
情報検索システムとしてはインターネット上で普及しているＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ（ＷＷＷ）を利用し、ＷＷＷの情報検索装置（情報検索ブラウザ）としてＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒやＮｅｔｓｃａｐｅＮａｇｉｖａｔｏｒなどを使用してインターネット上で発信される情報を入手する方法が一般的で、この場合には情報提供者は広告主から対価を受け取りユーザーは情報を無料で利用できるシステムとなっている。
【０００５】
ＷＷＷに広告の仕組みをとり入れる場合、情報サーバの各々はユーザーが必要とする情報と共に広告についての情報を併せ持つことになるが、一回のアクセスで送られた広告がそのユーザーに取って興味のある広告であるとは限らない。その欠点を解決する方法として検索情報を取得する場合に自動的に提供情報を取得し、検索情報に組み込む情報検索装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献２】
特許第３２２４５０７号明細書
【０００７】
また、化学物質の赤外線吸収スペクトル（ＩＲ）、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）や質量スペクトル（Ｍａｓｓ）などのスペクトルは物質に固有のものであり、それらのスペクトル図表はデータ集として集められて各社から発売され、物質の構造決定を行う際のデータベースとして広く利用されている。また、ＩＲ、ＮＭＲやＭａｓｓのデータ集は各測定装置に組み込まれ、当該装置のユーザーは物質のスペクトル測定と同時にデータベースを利用して物質同定が可能となっている。更に、遺伝子関連では診断と関係なく特定された遺伝子を単純に登録してデータベース化する方法行われている。
【０００８】
遺伝性疾患、癌性疾患あるいは伝染性疾患等の遺伝子診断の用途で核酸中の特定塩基配列を検出するために標的核酸の塩基配列に相補的プライマーを用いて僅かしか含まれていない核酸配列をポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ法）で増幅して検出する核酸配列の増幅法及び検出方法がある（例えば、特許文献３参照。）が、ＰＣＲ法は標的塩基配列に複数の相補的なプライマーを用いて増幅部分の両端を規定して増幅反応を行い、得られた増幅産物を同定するものであるが増幅産物の鎖長が長くなると制限酵素を用いて生成物を開裂させ、開裂した生成物を分離して同定する工程が必要であった。これに対して核酸上の任意の特定あるいは不特定領域に相補性を有するヌクレチオド鎖及び相補可能性を有するヌクレオチド鎖とからなる波形生成用プライマーを用いて塩基配列の異なる複数の核酸を増幅させ、各核酸産物の解離曲線（波形）を既知核酸の波形と比較する（波形解析と言う）ことから核酸を同定する方法（例えば、特許文献４参照）がある。
【０００９】
【特許文献３】
特公平４−６７９６０号明細書
【特許文献４】
特許願２００２−１４３７０８号明細書
【００１０】
しかしながら、上述のスペクトル図形、更に言及すれば核酸の一部塩基配列を増幅して菌種や核酸変異などを同定する核酸同定法で得られた解離曲線の波形パターンからなる波形解析データが細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する研究開発者たるユーザーにインターネットを介して情報として提供され、必要とするユーザーが職種、用途、活性などユーザー属性に応じ、細菌、体質、ウイルス、植物などを解析、診断することを目的とした波形解析データをデータベースから随時入手して当該研究開発に利用できる情報提供システムは未だない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び特許文献２に開示された方法は商品情報を確実に、迅速に入手する方法に関するものであり、細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム分野及び植物分野に属する研究開発に従事する研究者が得た情報をテータベースとして蓄積し、該情報を必要とする研究者が随時使用できるシステムに関するものではない。また、特許文献４に開示された方法は核酸同定を核酸増幅産物の解離曲線から得られる波形データから解析する優れた方法であるが、解析に利用する波形解析データを当該研究者やビジネスとして利用する人とが容易に利用できる状態にはない。本発明は創薬、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスに関係する研究者に極めて有効な核酸変異検出用波形解析データを、インターネットを介して細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム分野及び植物分野に属するユーザー提供するための提供システムに関するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム分野及び植物分野の研究開発に従事する研究者は波形解析データがデータベースとして蓄積されたデータ解析センターにインターネットを介してアクセスして波形解析データを入手し、また各研究者が設計したプライマーで得た波形パターンを登録し、自由に利用できるが、波形解析データを創薬、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスに利用する人は対価を支払った後、パスワードを入手して前記研究者と同様の条件で波形解析データを使用できる核酸同定用波形解析データの提供システムを構築するに至った。
【００１３】
本発明で言う波形生成用プライマーとは、核酸上の任意の特定あるいは不特定領域に相補的な、各塩基鎖に１塩基を配置したヌクレオチド鎖を３’末端に有し、該領域に相補性を有す可能性のある、各塩基鎖に複数塩基を配置したヌクレオチド鎖を５’末端に有して、該ヌクレオチド鎖は５’末端側から３’側にかけて段階的に相補性が高まると共に、段階的に安定性が低くなるような配列で、ヌクレオチド鎖は、５’末端側から順に、アデニン，シトシン，グアニン，チミンを含む塩基の何れか４つを示すコードで構成される第１の領域、上記塩基の何れか３つを示すコードで構成される第２の領域、及び上記塩基の何れか２つを示すコードで構成される第３の領域を有し、それぞれ第１、第２及び第３領域の塩基の長さは１０〜３０塩基から、また、相補可能性を有するヌクレオチド鎖の割合は０．１２〜０．８８のものである。
【００１４】
また、波形解析データとは、任意に設定される波形生成用プライマーを使用してポリメラーゼの存在下、標的核酸の複数の領域を鋳型としてヌクレオチド鎖合成反応で核酸増幅を行い、得られた相互干渉形成性核酸増幅産物を加熱して温度と蛍光強度との関係のグラフから該核酸増幅産物が１本鎖核酸に解離する時に観察される溶解曲線を微分して得られる解離曲線を、波形生成プライマーとの組み合わせで整理された核酸固有の波形パターンを集成したデータを言う。更に、本発明ではデータベースとは上記波形解析データを蓄積したものを言う。
【００１５】
波形解析データを蓄積してデータベースとして管理する情報提供サイトを中心にユーザー活性に応じてアクティブユーザー（登録ユーザー）と通常のユーザーとが存在し、アクティブユーザーはインターネットを介して情報提供サイトとの間で随時、自由に波形解析データのやり取りと解析を行い、アクティブユーザーのデータはデータベースに蓄積され、そのデータは会員相互に利用される。また、細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属するアクティブユーザーは情報提供サイトの許可を受けることとなく、自ら波形生成プライマーを設計して標的核酸の波形解析データを得ることが出来るが、その範囲は研究に限られ創薬、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスに利用する場合には情報提供サイトに許諾を得て対価を支払って利用する。
【００１６】
細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する通常のユーザーはインターネットを介して情報提供サイトに蓄積されている各自に有用な波形解析データを、対価を支払ってパスワードを入手してダウンロードするか、又は情報提供サイトから有償で提供される波形解析データが記録された磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された形式で購入して核酸同定用の波形解析データを創薬、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスや日常診療の中でのテーラメイド医療に利用する。
【００１７】
インターネット上で核酸同定に有用な波形解析データを提供する情報提供サイトを運営するサーバに波形解析データの提供を希望するユーザーは、用途、職種などユーザー属性を明らかにした上、対価を支払って登録してアクティブユーザーとなる。又は、通常のユーザーは随時、情報提供サイトにアクセスして波形解析データを有償でダウンロードして利用する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の源となる、特定塩基配列に対する特異性を低め、該特定塩基配列と相似性のある複数箇所に同時にアニールする波形生成プライマーを使用して標的核酸を増幅する方法を模式的に説明する図であり、同図（Ａ）は複数の配列が増幅される様子を示し、（Ｂ）は複数の増幅産物が種々の相互干渉構造を形成する様子を示すものである。この方法で増幅された副産物は複数種類の１本鎖からなり、この副産物が互いに干渉して図１（Ｂ）に模式的に示すような高次構造や夾雑物を形成する。この際に例えばサイバーグリーン等の２本鎖特異のインターカレーターを共存させておくと１本鎖核酸の各塩基が水素結合により引き合って２本鎖構造を形成する部分にインターカレーターが挿入され、励起光に応じて蛍光を発する。この相互干渉構造は、加熱により解離、変性し、再度１本鎖核酸に戻るが、この際にインターカレーターが放出され、蛍光を発しなくなる。この解離状況は鋳型核酸の種類によって多様な変化を示すので、解離状況を加熱に対する蛍光強度の減弱をプロットした解離曲線のパターンの観察から核酸の同定が可能となる。
【００１９】
図２は上記の核酸増幅に使用される波形生成プライマーの概念構成を説明するもので、骨格として３’末端側に１塩基配列の塩基配列を有し、５’末端側に複数塩基配列の塩基配列を有している。このように５’末端側に非特異的塩基配列を有することにより、特定塩基配列のみならず、これに類似するような相似性のある配列にアニールすることができる。
【００２０】
図３は解離曲の波形パターンを説明する図であり、同図（Ａ）は図２で説明した波形生成プライマーを使用して図１で説明した核酸増幅を行った場合の核酸増幅産物の波形パターンを示し、同図（Ｂ）はＰＣＲ法によって増幅した場合の波形パターンを示す。図３において、（１）はカンピロバクタ、（２）はインフルエンザ菌、（３）はネズミチフス菌の波形パターンであるが図３（Ａ）に示すように、図２で説明した波形生成プライマーを使用して図１で説明した核酸増幅を行った場合の核酸増幅産物の波形パターンは菌種毎に多様な波形パターンが観察され、これをテータベースとして蓄積した波形解析データは菌種の核酸同定に有用なものとなる。
【００２１】
図４はインターネットを介して細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する研究開発者が登録ユーザーとして、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスや日常診療の中でのテーラメイド医療に利用する目的で波形解析データを利用する場合の概念図である。活性の高いアクティブユーザー（登録ユーザー）は情報提供サイトのサーバにアクセスしてデータベースから必要とする波形解析デーを入手する。また、登録ユーザーは各自が設計した波形生成プライマーを使用して得た標的核酸の波形パターンを情報提供サイトのデータベースに登録してユーザー間で自由に使用できる様にする。
【００２２】
図５はインターネットを介して細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する通常のユーザーが遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスや日常診療の中でのテーラメイド医療に利用する目的で波形解析データを利用する場合の概念図である。ユーザーは対価を支払ってパスワードを入手し、情報提供サイトにアクセスして該サイトから必要とする波形解析データを得る。または情報提供サイトから磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された波形解析データを購入して使用する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、遺伝子解析、プロテオーム解析などのバイオ関連ビジネスや日常診療の中でのテーラメイド医療において核酸同定に標的核酸の解離曲線からなる波形解析データが利用できることになり、従来の種々の方法に比較して迅速、かつ低価格で核酸同定が可能となる。また、インターネットを介して各地に存在する細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する共同研究者に即座にデータベースから波形解析データを送付することが可能となり、研究の速度が速まる効果が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】波形生成プライマーを使用した核酸増幅方法を模式的に説明する図であり、同図（Ａ）は複数の配列が増幅される様子を示し、同図（Ｂ）は複数の増幅産物が種々の干渉構造を形成する様子を示す。
【図２】波形生成プライマーの概念構造図である。
【図３】解離曲線の波形パターンの一例を示す。
【図４】登録ユーザーに対する情報提供システムの説明図である。
【図５】通常ユーザーに対する情報提供システムの説明図である。

Claims

インターネットを介してユーザーに対して核酸同定用の波形解析データを提供するシステムであって、インターネット上で細菌、体質、ウイルス、植物などを解析、診断する目的の核酸同定に有用な波形解析データを提供する情報提供サイトを運営するサーバにユーザーは職種、用途、活性など、ユーザー属性に応じてアクセスして必要とする波形解析データを随時入手すると同時に該ユーザーが波形生成プライマーを使用して得た特定核酸の波形解析データを情報提供サイトのサーバにデータベースとして蓄積し、ユーザー間でデータベースの相互利用が可能とすることを特徴とする核酸同定用波形解析データの提供システム。
インターネットを介してユーザーに対して核酸同定用の波形解析データを提供するシステムであって、インターネット上で細菌、体質、ウイルス、植物などを解析、診断する目的の核酸同定に有用な波形解析データを提供する情報提供サイトを運営するサーバに波形解析データを必要とするユーザーはアクセスして対価を支払って入手することが可能とすることを特徴とする核酸同定用波形解析データの提供システム。
核酸の一部塩基配列を増幅して得られた核酸増幅産物が一本鎖核酸への解離や変性に由来する解離曲線の波形パターンからなる核酸同定用の波形解析データを細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する研究開発者にインターネットを介して提供することを特徴とする請求項１〜２の何れか１項に記載の核酸同定用波形解析データの提供システム。
インターネット上で細菌、体質、ウイルス、植物などを解析、診断する目的の核酸同定に有用な波形解析データを提供する情報提供サイトを運営するサーバにユーザー登録するためのユーザー登録手段を設け、登録されたユーザーにより入力された前記波形解析データが情報提供サイトのサーバにデータベースとして蓄積され、登録ユーザー間でデータベースの相互利用が可能とする請求項１に記載の核酸同定用波形解析データの提供システム。
細菌分野、ウイルス分野、ヒトゲノム解析分野及び植物分野に属する研究開発者など、核酸同定に波形解析データを必要とするユーザーはインターネット上で情報提供サイトが提供する磁気ディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなど記録媒体形式の波形解析データを入手して利用できることを可能とする核酸同定用波形解析データの提供システム。