JP2007034343A - 遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】遺伝子発現情報を見易くすることにより、遺伝子発現情報を直感的かつ明確に理解する。
【解決手段】遺伝子情報表示装置５００によるネットワーク図Ｎ上には、遺伝子Ｇ１〜Ｇ５を示すイメージデータ４０１〜４０５の各左上頂点の座標位置に、それぞれパイチャートＣ１〜Ｃ５が表示される。このパイチャートＣ１〜Ｃ５は半透明で表示してもよい。また、イメージデータ４０１〜４０５を、ポインティングデバイスを用いてポイントすることにより、スケール変換前の遺伝子発現情報（第１の発現量Ｓ１ｉ、発現量比Ｒ１ｉ、第２の発現量Ｓ２ｉ、発現量比Ｒ２ｉ）の数値を表示することができる。
【選択図】 図９

Description

この発明は、生物組織の遺伝子情報を表示する遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体に関する。

遺伝子がどのような組織でどの時期に発現しているかといった特徴を明らかにすることは、生命現象への遺伝子の関わりを明らかにする上で重要である。特に『病態組織と正常組織』、『病態組織と薬剤投与組織』といった２つの遺伝子の転写レベルの比較をおこなうことが一般的であり、臨床や創薬の現場で多く用いられている。

しかし、基準となる遺伝子発現量はその組織や時期によって大きく異なるため厳密に確定することができない。そのため、２つの遺伝子発現量比を用いて特徴となる遺伝子を特定しているのが現状である。たとえば、遺伝子の転写レベルの比較によく用いられるマイクロアレイ法では、生体内のｍＲＮＡ（ＤＮＡの転写産物）に蛍光色素による標識をして発光させ、検出器で蛍光強度（任意単位）を検出することにより、数値化している。

遺伝子情報をあつかうシステムとして、２つの組織サンプルから収集された所定の遺伝子の発現レベルをそれぞれ水平軸又は、垂直軸として定義し、前記所定の遺伝子の発現レベルを前記２つの組織サンプルにおける発現状態に基づいて前記の水平軸と垂直軸で選択される位置に配置する発現比較のコンピュータ支援による視覚化のシステムが開示されている（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

また、遺伝子やタンパクの相互作用研究が盛んになるにつれ、Ｗｅｂサイトで遺伝子のネットワーク図が公開され、多くの研究者が利用するようになっている。これら既存のネットワーク図における遺伝子の相互作用の検証や、ネットワーク図の拡張を試みる場合、マイクロアレイやジーンチップでの発現解析が大きな鍵となる（たとえば、下記非特許文献１および非特許文献２を参照。）。

ケグ（KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）、［online］、［平成１７年７月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.genome.jp/kegg/pathway.html＞ バイオカータ（BioCarta）、［online］、［平成１７年７月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.biocarta.com/＞ 特開平１１−３４２０００号公報

しかしながら、上述した特許文献１の従来技術のように、正常組織と病態組織のそれぞれに対して薬を投与した場合としない場合の遺伝子の発現量（強さ）と発現比率を組み合わせてスコア化する手法は考案されているが、多くの研究者にとって、そのスコアが直感的でないため、理解しづらいという問題があった。

また、上述した非特許文献１および非特許文献２で公開されているネットワーク図を用いる場合、ネットワーク図内の多数の遺伝子ごとのスコアを、限られた画面の中で表示しなければならない。したがって、ネットワーク図の余白にスコアを網羅的に表示すると、当該スコアが直感的に理解しづらくなるとともに、ネットワーク図全体も見づらくなり、研究者によって不便であるという問題があった。

さらに、たとえば、２つの遺伝子発現量を比較した場合、同じ１．２倍の発現増加であっても、遺伝子Ａの遺伝子発現量（ｍＲＮＡ量）が２０００から２４００になった場合と、遺伝子Ｂの遺伝子発現量（ｍＲＮＡ量）が５から６になった場合では、遺伝子Ａと遺伝子Ｂで増加した遺伝子発現量は４００倍異なる。この場合、遺伝子Ａの発現増加の現象の方が生物学的に重みを持つが、遺伝子Ｂの遺伝子発現の増加量を基準にして表示すると、生物学的に重みを持つ遺伝子Ａの遺伝子発現の増加量が見づらくなり、研究者によって不便であるという問題があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、遺伝子発現情報を見易くすることにより、遺伝子発現情報を直感的かつ明確に理解することができる遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体は、生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得し、グラフを表示する表示画面を制御して、所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、前記グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、前記グラフを構成する第２の図形によって表示することを特徴とする。

また、上記発明において、前記グラフはパイチャートであり、前記第１および第２の図形は前記パイチャートを構成する扇形であることとしてもよい。

また、上記発明において、前記第１の図形は、前記所定条件下の発現量比を前記扇形の中心角とし、前記第１の発現量を前記扇形の半径の長さとして表示される図形であり、前記第２の図形は、前記他の条件下の発現量比を前記扇形の中心角とし、前記第２の発現量を前記扇形の半径の長さとして表示される図形であることとしてもよい。

また、上記発明において、前記第１の図形は、前記所定条件下の発現量比の絶対値を前記扇形の中心角とし、前記所定条件下の発現量比が正の値である場合には前記扇形を所定の色によって、前記所定条件下の発現量比が負の値である場合には前記扇形を前記所定の色とは異なる他の色によって表示される図形であり、前記第２の図形は、前記他の条件下の発現量比の絶対値を前記扇形の中心角とし、前記他の条件下の発現量比が正の値である場合には前記扇形を前記所定の色によって、前記他の条件下の発現量比が負の値である場合には前記扇形を前記他の色によって表示される図形であることとしてもよい。

また、上記発明において、前記第１の図形は、前記第１の発現量を前記扇形の中心角とし、前記所定条件下の発現量比を前記扇形の半径の長さとして表現されており、前記第２の図形は、前記第２の発現量を前記扇形の中心角とし、前記他の条件下の発現量比を前記扇形の半径の長さとして表現されていることとしてもよい。

また、上記発明において、前記基準発現量は、前記生物の正常組織の遺伝子発現量であり、前記第１の発現量は、前記生物の病態組織に前記薬物を投与した場合における遺伝子発現量であり、前記第２の発現量は、前記生物の病態組織に前記薬物を投与しない場合における遺伝子発現量であることとしてもよい。

また、上記発明において、遺伝子発現制御に関するネットワーク図上における前記遺伝子の位置を示す座標データを取得し、前記ネットワーク図を前記表示画面に表示するとともに、座標データにより特定される前記ネットワーク図上の位置に前記グラフを表示することとしてもよい。

また、これらの発明によれば、所定条件下の発現量比および第１の発現量を表現する図形と、他の条件下の発現量比および第２の発現量を表現する図形を、グラフ内に同時に表示することができ、所定条件下の発現量比と他の条件下の発現量比とを簡単に比較することができるとともに、第１の発現量と第２の発現量との差の大きさを簡単に比較することができる。

本発明にかかる遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体によれば、遺伝子発現情報を見易くすることにより、遺伝子発現情報を直感的かつ明確に理解することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
（遺伝子情報表示装置のハードウェア構成）
まず、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置のハードウェア構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１において、遺伝子情報表示装置は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０４と、ＨＤ（ハードディスク）１０５と、ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）１０６と、着脱可能な記録媒体の一例としてのＦＤ（フレキシブルディスク）１０７と、ディスプレイ１０８と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１０９と、キーボード１１０と、マウス１１１と、スキャナ１１２と、プリンタ１１３と、を備えている。また、各構成部はバス１００によってそれぞれ接続されている。

ここで、ＣＰＵ１０１は、遺伝子情報表示装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ１０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＨＤ１０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ１０５は、ＨＤＤ１０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。

ＦＤＤ１０６は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＦＤ１０７に対するデータのリード／ライトを制御する。ＦＤ１０７は、ＦＤＤ１０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、ＦＤ１０７に記憶されたデータを遺伝子情報表示装置に読み取らせたりする。

また、着脱可能な記録媒体として、ＦＤ１０７のほか、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、メモリーカードなどであってもよい。ディスプレイ１０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ１０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。

Ｉ／Ｆ１０９は、通信回線を通じてインターネットなどのネットワーク１１４に接続され、このネットワーク１１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ１０９は、ネットワーク１１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ１０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。

キーボード１１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス１１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。

スキャナ１１２は、画像を光学的に読み取り、遺伝子情報表示装置内に画像データを取り込む。なお、スキャナ１１２は、ＯＣＲ機能を持たせてもよい。また、プリンタ１１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ１１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。

（遺伝子情報データベース（ＤＢ））
つぎに、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報ＤＢについて説明する。図２は、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報ＤＢを示す説明図である。図２において、遺伝子情報ＤＢ２００は、遺伝子Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ）ごとに、コントロール群に対するＩ群の発現量比Ｒ１ｉ（０≦Ｒ１ｉ）と、コントロール群に対するII群の発現量比Ｒ２ｉ（０≦Ｒ
２ｉ）と、コントロール群の発現量Ｓｃｉとが記憶されており、具体的には、たとえば、図１に示したＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤ１０５などの記録媒体によってその機能を実現する。

ここで、コントロール群とは、対象サンプル群であるＩ群およびII群に共通な基準グループであり、本明細書では、その遺伝子発現量を基準発現量Ｓｃｉと称す。基準発現量Ｓｃｉは、生物のある組織の遺伝子Ｇｉについての所定状態における遺伝子発現量である。

また、Ｉ群は、コントロール群に対する一方の対象サンプル群であり、本明細書では、その遺伝子発現量を第１の発現量Ｓ１ｉと称す。第１の発現量Ｓ１ｉは、生物のある組織の遺伝子Ｇｉについての、所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における遺伝子発現量である。

また、II群は、コントロール群に対する他方の対象サンプル群であり、本明細書では、その遺伝子発現量を第２の発現量Ｓ２ｉと称す。第２の発現量Ｓ２ｉは、生物のある組織の遺伝子Ｇｉについての、所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件とは異なる他の条件下における遺伝子発現量である。

ここで、上述した所定状態を正常状態、特定状態を発病状態、所定条件を薬物投与、他の条件を薬物非投与とし、生物としてマウスを例に挙げると、発現量Ｓｃｉは、たとえば、マウスの正常組織における遺伝子Ｇｉの発現量を示すこととなる。また、第１の発現量Ｓ１ｉは、マウスに薬物を投与した場合の病態組織における遺伝子Ｇｉの発現量を示すこととなる。さらに、第２の発現量Ｓ２ｉは、マウスに薬物を投与しなかった場合の病態組織における遺伝子Ｇｉの発現量を示すこととなる。上述したコントロール群、Ｉ群およびII群の関係を下記の表１に示す。

つぎに、この発明の実施の形態にかかるネットワーク図における遺伝子の座標データについて説明する。図３は、この発明の実施の形態にかかるネットワーク図における遺伝子の座標データを示す説明図である。図３において、遺伝子Ｇｉごとに、表示画面上の座標データ（Ｘ座標値、Ｙ座標値）が設定されている。

（ネットワーク図）
つぎに、この発明の実施の形態にかかるネットワーク図について説明する。図４は、この発明の実施の形態にかかるネットワーク図の表示例を示す説明図である。図４において、図１に示したディスプレイ１０８の表示画面４００には、遺伝子発現制御に関するネットワーク図Ｎが表示されている。

ネットワーク図Ｎは、各遺伝子Ｇ１〜Ｇ５に関するイメージデータ４０１〜４０５とイメージデータ４０１〜４０５間の矢印で表現されており、ビットマップ、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＰＤＦなどのイメージデータ形式で表示される。ネットワーク図Ｎは、遺伝子Ｇ１〜Ｇ５の発現制御を示しており、イメージデータ４０１〜４０５間の矢印は、発現制御に関する相互作用の方向を示している。たとえば、イメージデータ４０１，４０２間の矢印は、遺伝子Ｇ１が遺伝子Ｇ２の発現を制御（たとえば、阻害）していることを表わしている。

また、ネットワーク図Ｎにおいて、遺伝子Ｇ１〜Ｇ５を示す矩形のイメージデータ４０１〜４０５の左上頂点Ｐ１〜Ｐ５は、後述するパイチャートの表示位置を特定する点であり、図３に示した遺伝子ＧｉのＸ座標値およびＹ座標値（（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ５，ｙ５））に対応している。たとえば、図３において、遺伝子Ｇ１の座標値は（ｘ１，ｙ１）であるため、遺伝子Ｇ１のパイチャートは、イメージデータ４０１の頂点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）に表示される。なお、ネットワーク図Ｎは、たとえば、上述した非特許文献１のＷｅｂサイトで公開されているパスウェイを用いることができる。

（遺伝子情報表示装置の機能的構成）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置の機能的構成について説明する。図５は、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。図５において、遺伝子情報表示装置５００は、遺伝子情報ＤＢ２００と、ネットワーク図Ｎと、取得部５０１と、変換部５０２と、表示制御部５０３と、表示部５０４と、から構成されている。

図５において、取得部５０１は、生物の組織の遺伝子Ｇｉについて、組織の所定状態における基準発現量Ｓｃｉと組織の所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量Ｓ１ｉとの発現量比Ｒ１ｉと、基準発現量Ｓｃｉと組織の特定状態かつ所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量Ｓ２ｉとの発現量比Ｒ２ｉと、を取得する。

生物としてマウスを例に挙げると、取得部５０１は、生物の組織の遺伝子Ｇｉについて、正常組織の基準発現量Ｓｃｉと薬物を投与した場合における病態組織の第１の発現量Ｓ１ｉとの発現量比Ｒ１ｉを取得する。また、基準発現量Ｓｃｉと薬物を投与しない病態組織の第２の発現量Ｓ２ｉとの発現量比Ｒ２ｉを取得する。

また、取得部５０１は、図２に示した遺伝子情報ＤＢ２００から、遺伝子Ｇｉについて第１の発現量比Ｒ１ｉと第２の発現量比Ｒ２ｉとを抽出する。また、取得部５０１は、基準発現量Ｓｃｉと第１の発現量比Ｒ１ｉとを乗算することにより、その算出結果として第１の発現量Ｓ１ｉを取得する。同様に、取得部５０１は、基準発現量Ｓｃｉと第２の発現量比Ｒ２ｉとを乗算することにより、その算出結果として第２の発現量Ｓ２ｉを取得する。第１の発現量Ｓ１ｉおよび第２の発現量Ｓ２ｉは、あらかじめ遺伝子情報ＤＢ２００に記憶されている場合には、遺伝子情報ＤＢ２００から抽出することによって取得する。

また、変換部５０２は、取得部５０１によって取得された発現量比Ｒ１ｉ、発現量比Ｒ２ｉ、第１の発現量Ｓ１ｉ、および第２の発現量Ｓ２ｉをスケール変換する。たとえば、発現量比Ｒ１ｉ、Ｒ２ｉについては、まず、全発現量比Ｒ１１〜Ｒ１ｎ、Ｒ２１〜Ｒ２ｎの最大値をＲmaxとすると、任意の定数Ｃ（Ｒmax≦Ｃ）を与え、下記式（１）〜（４）に示すように、スケール変換後の発現量比Ｔ１ｉおよび発現量比Ｔ２ｉを算出する。なお、スケール変換後の発現量比Ｔ１ｉは、Ｉ群におけるパイチャートの中心角θ１ｉ（０≦θ１ｉ≦π）に対応し、スケール変換後の発現量比Ｔ１ｉは、II群におけるパイチャートの中心角θ２ｉ（０≦θ２ｉ≦π）をあらわす。

０≦Ｒ１ｉ≦１．０のとき Ｔ１ｉ＝−Ｒ１ｉ・・・・・・・・・・・・・・（１）
１．０＜Ｒ１ｉのとき Ｔ１ｉ＝（Ｒ１ｉ−１．０）／（Ｃ−１．０）・・・（２）
０≦Ｒ２ｉ≦１．０のとき Ｔ２ｉ＝−Ｒ２ｉ・・・・・・・・・・・・・・（３）
１．０＜Ｒ２ｉのとき Ｔ２ｉ＝（Ｒ２ｉ−１．０）／（Ｃ−１．０）・・・（４）

なお、スケール変換後の発現量比Ｔ１ｉおよび発現量比Ｔ２ｉは、正の場合、所定の色（たとえば、赤）で表示され、負の場合、所定の色とは異なる色（たとえば、緑）で表示される。

また、変換部５０２は、発現量の差が大きいため、第１の発現量Ｓ１ｉおよび第２の発現量Ｓ２ｉについては、下記式（５）および（６）に示すように、ログスケール変換を施すことにより、スケール変換後の第１の発現量Ｄ１ｉおよび第２の発現量Ｄ２ｉを算出する。スケール変換後の第１の発現量Ｄ１ｉは、そのままＩ群のパイチャートの半径となり（以下、当該半径をＤ１ｉと表記する場合もある。）、スケール変換後の第２の発現量Ｄ２ｉは、そのままII群のパイチャートの半径となる（以下、当該半径をＤ２ｉと表記する場合もある。）。

なお、Ｋは、ピクセルの増減単位を示す定数である。なお、図６に、式（１）〜（６）の変換結果を示す。図６は、この発明の実施の形態にかかる変換部５０２による変換結果を示す説明図である。

Ｄ１ｉ＝Ｋ・ｌｏｇ（Ｓ１ｉ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｄ２ｉ＝Ｋ・ｌｏｇ（Ｓ２ｉ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）

また、表示部５０４は、グラフを表示する表示画面を有する。表示部５０４はグラフィックスメモリを有しており、後述する表示制御部５０３により表示画面が表示制御される。図１に示したディスプレイ１０８によってその機能を実現する。

また、表示制御部５０３は、表示画面を制御して、取得部５０１によって取得された所定条件下の発現量比Ｒ１ｉ（Ｔ１ｉ）および第１の発現量Ｓ１ｉ（Ｄ１ｉ）を、グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、取得部５０１によって取得された他の条件下の発現量比Ｒ２ｉ（Ｔ２ｉ）および第２の発現量Ｓ２ｉ（Ｄ２ｉ）を、グラフを構成する第２の図形によって表示する。

ここで、グラフとしてパイチャートを例に挙げて説明する。図７は、この発明の実施の形態にかかるパイチャートの一例を示す説明図である。図７において、パイチャート７００は、遺伝子Ｇｉの遺伝子情報を示す円グラフである。たとえば、パイチャート７００の左半分はＩ群の遺伝子発現情報の表示領域であり、右半分はII群の遺伝子発現情報の表示
領域である。

また、Ｉ群の遺伝子発現情報は、発現量比Ｔ１ｉ、第１の発現量Ｄ１ｉを用いて表示される。具体的には、表示制御部５０３は、発現量比Ｔ１ｉを下記式（７）によりθ１ｉに角度換算し、換算されたθ１ｉを中心角、第１の発現量Ｄ１ｉを半径とする扇形図形７０１によって表示する。

θ１ｉ＝π・Ｔ１ｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）

同様に、II群の遺伝子発現情報は、発現量比Ｔ２ｉ、第２の発現量Ｄ２ｉを用いて表示される。具体的には、表示制御部５０３は、発現量比Ｔ２ｉを下記式（８）によりθ２ｉに角度換算し、換算されたθ２ｉを中心角、第２の発現量Ｄ２ｉを半径とする扇形図形７０１によって表示する。

θ２ｉ＝π・Ｔ２ｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）

また、パイチャート７００の円周上の２点Ａ、Ｂは、パイチャート７００の中心Ｏを通る直径の円周上における両端点となるが、点Ａは、中心角θ１ｉおよびθ２ｉが０［ｒａｄ］であることを示しており、点Ｂは、中心角θ１ｉおよび中心角θ２ｉがπ［ｒａｄ］であることを示している。したがって、中心角θ１ｉおよび中心角θ２ｉがともに、図７中、矢印ａ方向に広がると、中心角θ１ｉおよび中心角θ２ｉが大きくなるため、対応する発現量比Ｔ１ｉおよび発現量比Ｔ２ｉが増加していることを示している。

また、扇形図形７０１および扇形図形７０２内の色は、発現量比Ｔ１ｉおよび発現量比Ｔ２ｉの正負を表現している。たとえば、発現量比が正である場合、扇形形状内の色は、所定の色（たとえば、赤。図７中、ドット表示）で描画され、発現量比が負である場合、扇形形状内の色は、所定の色とは異なる色（たとえば、緑。図７中、ハッチング表示）で描画される。したがって、図７に示した扇形図形７０１は正の発現量比Ｔ１ｉを表現していることとなり、また、図７に示した扇形図形７０２は負の発現量比Ｔ２ｉを表現していることとなる。

また、表示制御部５０３は、Ｉ群の遺伝子発現情報を示す扇形図形７０１の半径となる第１の発現量Ｄ１ｉと、II群の遺伝子発現情報を示す扇形図形７０２の半径となる第２の発現量Ｄ２ｉとのうち、いずれか大きい発現量がパイチャート７００の最大半径となるように描画する。すなわち、パイチャート７００の大きさは、発現量の大きさに比例する。

このように、Ｉ群の遺伝子発現情報をあらわす扇形図形７０１とII群の遺伝子発現情報をあらわす扇形図形７０２とを、パイチャート７００において左右対称に表示することにより、Ｉ群とII群の遺伝子発現情報を直感的に比較することができる。特に、Ｉ群の扇形図形７０１の中心角θ１ｉとII群の扇形図形７０２の中心角θ２ｉが、それぞれ発現量比Ｔ１ｉと発現量比Ｔ２ｉとに対応しており、Ｉ群の扇形図形７０１の半径とII群の扇形図形７０２の半径が、それぞれ第１の発現量Ｄ１ｉおよび第２の発現量Ｄ２ｉをあらわしているため、複数の遺伝子発現情報（Ｉ群およびII群における発現量比および発現量の変動）を同時かつ直感的に理解することができる。

なお、上述した取得部５０１、変換部５０２および表示制御部５０３は、具体的には、たとえば、図１に示したＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤ１０５などの記録媒体に記録されたプログラムを、ＣＰＵ１０１が実行することによって、またはＩ／Ｆ１０９によって、その機能を実現する。

（遺伝子情報表示処理手順）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示処理手順について説明する。図８は、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示処理手順を示すフローチャートである。図８において、まず、遺伝子情報ＤＢ２００から遺伝子情報として、表示対象となる遺伝子Ｇｉ（Ｇ１〜Ｇｎ）についての基準発現量Ｓｃｉ、第１の発現量比Ｒ１ｉおよび第
２の発現量比Ｒ２ｉを抽出する（ステップＳ８０１）。そして、抽出された遺伝子情報を
表示画面に表示する（ステップＳ８０２）。これにより、ユーザは、表示画面に表示された第１の発現量比Ｒ１ｉおよび第２の発現量比Ｒ２ｉを参照することができる。

つぎに、ユーザからの操作入力を待ち受け（ステップＳ８０３：Ｎｏ）、全発現量比の上限値である最大発現量比Ｒmax以上の設定値（定数Ｃ）が入力された場合（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）、ｉ＝１に設定して（ステップＳ８０４）、遺伝子Ｇｉの第１の発現量Ｓ１ｉおよび第２の発現量Ｓ２ｉを算出する（ステップＳ８０５）。また、ネットワーク図Ｎから遺伝子Ｇｉの座標データ（ｘｉ，ｙｉ）を取得する（ステップＳ８０６）。

このあと、変換部５０２によるスケール変換処理をおこなう（ステップＳ８０７）。すなわち、上述した式（１）〜（６）の演算処理を実行して、Ｔ１ｉ、Ｔ２ｉ、Ｄ１ｉおよびＤ２ｉを算出する。

そして、ｉ＞ｎでない場合（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、ｉをインクリメントして（ステップＳ８０９）、ステップＳ８０５に戻る。一方、ｉ＞ｎの場合（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、ネットワーク図Ｎ上の座標データ（ｘｉ，ｙｉ）で特定される位置に、中心角Ｔ１ｉおよび半径Ｄ１ｉと、中心角Ｔ２ｉおよび半径Ｄ２ｉとを用いて、パイチャート７００を表示する（ステップＳ８１０）。

ここで、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置５００によるネットワーク図Ｎ上におけるパイチャートの表示例について説明する。図９は、この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置５００によるネットワーク図Ｎ上におけるパイチャートの表示例を示す説明図である。図９において、遺伝子Ｇ１〜Ｇ５を示すイメージデータ４０１〜４０５の各左上頂点の座標位置には、それぞれ、パイチャートＣ１〜Ｃ５が表示される。このパイチャートＣ１〜Ｃ５は半透明で表示してもよい。

また、イメージデータ４０１〜４０５を、ポインティングデバイスを用いてポイントすることにより、スケール変換前の遺伝子発現情報（第１の発現量Ｓ１ｉ、発現量比Ｒ１ｉ、第２の発現量Ｓ２ｉ、発現量比Ｒ２ｉ）の数値を表示することとしてもよい。これにより、実際の数値を確認することができる。

このように、この発明の実施の形態によれば、ネットワーク図Ｎ上において、遺伝子Ｇｉごとに遺伝子発現情報を示すパイチャートを表示しているため、遺伝子発現量の変動（増加、減少）を俯瞰することができる。特に発現量比を扇形の中心角度によって視覚的に明瞭になり、発現量比の変動を直感的かつわかりやすく認識することができる。

さらに、所定条件下（薬物を投与した場合）における特定状態の組織（病態組織）と、他の条件下（薬物を投与しない場合）における特定状態の組織（病態組織）とを、扇形図形の半径によって視覚的に明瞭になり、条件が異なる遺伝子発現量（強度）の違いを、発現量比の変動を直感的かつわかりやすく認識することができる。

また、上述した実施の形態では、発現量比Ｔ１ｉに対応する角度θ１Ｉおよび発現量比Ｔ２ｉに対応する角度θ２ｉを扇形図形７０１，７０２の中心角とし、第１の発現量Ｄ１ｉおよび第２の発現量Ｄ２ｉを扇形図形７０１，７０２の半径として、パイチャート７００を描画したが、発現量比Ｔ１ｉおよび発現量比Ｔ２ｉを扇形図形７０１，７０２の半径とし、第１の発現量Ｄ１ｉおよび第２の発現量Ｄ２ｉを上記式（７），（８）のように角度換算して扇形図形７０１，７０２の中心角θ１ｉおよび中心角θ２ｉとしてもよい。

以上説明したように、遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体によれば、遺伝子発現情報を見易くすることにより、遺伝子発現情報を直感的かつ明確に理解することができる。

なお、本実施の形態で説明した遺伝子情報表示方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

（付記１）生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得する取得手段と、
グラフを表示する表示画面を有する表示手段と、
前記表示画面を制御して、前記取得手段によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、前記グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得手段によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、前記グラフを構成する第２の図形によって表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする遺伝子情報表示装置。

（付記２）前記グラフはパイチャートであり、前記第１および第２の図形は前記パイチャートを構成する扇形であることを特徴とする付記１に記載の遺伝子情報表示装置。

（付記３）前記第１の図形は、前記所定条件下の発現量比を前記扇形の中心角とし、前記第１の発現量を前記扇形の半径の長さとして表示される図形であり、
前記第２の図形は、前記他の条件下の発現量比を前記扇形の中心角とし、前記第２の発現量を前記扇形の半径の長さとして表示される図形であることを特徴とする付記２に記載の遺伝子情報表示装置。

（付記４）前記第１の図形は、前記所定条件下の発現量比の絶対値を前記扇形の中心角とし、前記所定条件下の発現量比が正の値である場合には前記扇形を所定の色によって、前記所定条件下の発現量比が負の値である場合には前記扇形を前記所定の色とは異なる他の色によって表示される図形であり、
前記第２の図形は、前記他の条件下の発現量比の絶対値を前記扇形の中心角とし、前記他の条件下の発現量比が正の値である場合には前記扇形を前記所定の色によって、前記他の条件下の発現量比が負の値である場合には前記扇形を前記他の色によって表示される図形であることを特徴とする付記３に記載の遺伝子情報表示装置。

（付記５）前記第１の図形は、前記第１の発現量を前記扇形の中心角とし、前記所定条件下の発現量比を前記扇形の半径の長さとして表現されており、
前記第２の図形は、前記第２の発現量を前記扇形の中心角とし、前記他の条件下の発現量比を前記扇形の半径の長さとして表現されていることを特徴とする付記２に記載の遺伝子情報表示装置。

（付記６）前記基準発現量は、前記生物の正常組織の遺伝子発現量であり、
前記第１の発現量は、前記生物の病態組織に前記薬物を投与した場合における遺伝子発現量であり、
前記第２の発現量は、前記生物の病態組織に前記薬物を投与しない場合における遺伝子発現量であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子情報表示装置。

（付記７）前記取得手段は、
遺伝子発現制御に関するネットワーク図上における前記遺伝子の位置を示す座標データを取得し、
前記表示制御手段は、
前記ネットワーク図を前記表示画面に表示するとともに、前記取得手段によって取得された座標データにより特定される前記ネットワーク図上の位置に前記グラフを表示することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の遺伝子情報表示装置。

（付記８）生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得する取得工程と、
表示画面を制御して、前記取得工程によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得工程によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、グラフを構成する第２の図形によって表示する表示工程と、
を含んだことを特徴とする遺伝子情報表示方法。

（付記９）生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得させる取得工程と、
表示画面を制御して、前記取得工程によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得工程によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、グラフを構成する第２の図形によって表示させる表示工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする遺伝子情報表示プログラム。

（付記１０）付記９に記載の遺伝子情報表示プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

以上のように、本発明にかかる遺伝子情報表示装置、遺伝子情報表示方法、遺伝子情報表示プログラム、および記録媒体は、遺伝子情報の実験結果の分析に有用であり、特に、遺伝子の発現情報の分析に適している。

この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報ＤＢを示す説明図である。 この発明の実施の形態にかかるネットワーク図における遺伝子の座標データを示す説明図である。 この発明の実施の形態にかかるネットワーク図の表示例を示す説明図である。 この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置の機能的構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態にかかる変換部による変換結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態にかかるパイチャートの一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかる遺伝子情報表示装置によるネットワーク図上におけるパイチャートの表示例を示す説明図である。

符号の説明

２００ 遺伝子情報ＤＢ
４００ 表示画面
４０１〜４０５ イメージデータ
５００ 遺伝子情報表示装置
５０１ 取得部
５０２ 変換部
５０３ 表示制御部
５０４ 表示部
７００，Ｃ１〜Ｃ５ パイチャート
７０１，７０２ 扇形図形
Ｄ１ｉ 第１の発現量（半径）
Ｄ２ｉ 第２の発現量（半径）
Ｇｉ（Ｇ１〜Ｇｎ） 遺伝子
Ｎ ネットワーク図
Ｒ１ｉ，Ｒ２ｉ 発現量比
Ｓｃｉ 基準発現量
Ｓ１ｉ 第１の発現量
Ｓ２ｉ 第２の発現量
Ｔ１ｉ，Ｔ２ｉ 発現量比
θ１ｉ，θ２ｉ 中心角

Claims (5)

1. 生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得する取得手段と、
   グラフを表示する表示画面を有する表示手段と、
   前記表示画面を制御して、前記取得手段によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、前記グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得手段によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、前記グラフを構成する第２の図形によって表示する表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする遺伝子情報表示装置。
2. 前記グラフはパイチャートであり、前記第１および第２の図形は前記パイチャートを構成する扇形であることを特徴とする請求項１に記載の遺伝子情報表示装置。
3. 生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得する取得工程と、
   表示画面を制御して、前記取得工程によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得工程によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、グラフを構成する第２の図形によって表示する表示工程と、
   を含んだことを特徴とする遺伝子情報表示方法。
4. 生物の組織の遺伝子について、前記組織の所定状態における基準発現量と前記組織の前記所定状態とは異なる特定状態かつ所定条件下における第１の発現量との比（以下、「所定条件下の発現量比」という）と、前記基準発現量と前記組織の前記特定状態かつ前記所定条件とは異なる他の条件下における第２の発現量との比（以下、「他の条件下の発現量比」という）と、を取得させる取得工程と、
   表示画面を制御して、前記取得工程によって取得された所定条件下の発現量比および前記第１の発現量を、グラフを構成する第１の図形によって表示するとともに、前記取得工程によって取得された他の条件下の発現量比および前記第２の発現量を、グラフを構成する第２の図形によって表示させる表示工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする遺伝子情報表示プログラム。
5. 請求項４に記載の遺伝子情報表示プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
   
   

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