JP2008118923A - 核酸高次構造予測方法、核酸高次構造予測装置及び核酸高次構造予測プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】核酸配列の高次構造を予測する核酸高次構造予測方法であって、前記核酸配列において、高次構造を形成し得る塩基を高次構造候補として抽出する工程と、前記核酸配列において、ステム構造を形成し得る塩基をステム構造候補として抽出する工程と、前記高次構造候補と前記ステム構造候補とに基づいて、最適な組合せ構造を探索する工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
STEFAN WEISSら著、"RNA Aptamers Specifically Interact with the Prion Protein PrP"、JOURNAL OF VIROLOGY、1997年、11月号、p.8790〜8797 J.Kondoら著、"Crystal structures of a DNA octaplex with I−motif of G−quartets and its splitting into two quadruplexes suggest a folding mechanism of eight tandem repeats"、Nucleic Acids Research、2004年、32巻、8号、p.2541〜2549
図1は、本発明による核酸高次構造予測装置の構成を示す概念図である。本発明による核酸高次構造予測装置は、キーボードなどの入力装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、ディスプレイ装置や印刷装置などの出力装置4とを有する。
次に、図1、及び図3及び図4のフローチャートを参照して、本発明による核酸高次構造予測方法の各工程、並びに本発明による核酸高次構造予測装置及び核酸高次構造予測プログラムの動作等について詳細に説明する。
本発明において、複数の核酸配列を構造予測の対象としてもよい。この際、この複数の核酸配列間の一定の関係を、上述の自由エネルギーなどのパラメータとともに、組合せ構造探索の指標として用いてもよい。この複数の核酸配列としては、例えば、進化的に保存された複数の配列や、種間で保存された複数の配列や、類似の機能を持つ複数の配列などが挙げられる。また、複数の核酸配列を用いる際の指標としては、各配列間の保存度や、相同性、カウントベクトルなどにより抽出される塩基の出現傾向の類似度などが挙げられる。
入力核酸配列として、入力配列1(GGGCCCGGGAAAGGGAAAGGG;配列番号1)を入力装置1より与え、この配列がGカルテット構造を含む配列であるかどうかを予測するとする(A1)。
同様にして、今度は入力核酸配列として、入力配列1の一部を変更した入力配列2(GGGCCCGGGAAAGGGCCCGGG;配列番号2)を入力装置1より与え、この配列がGカルテット構造を含む配列であるかどうかを予測するとする(A1)。
2 データ処理装置
3 記憶装置
4 出力装置
21 高次構造候補抽出手段
22 ステム構造候補抽出手段
23 最適構造探索手段
24 入力配列比較手段
31 構造候補記憶部
Claims (18)
- 核酸配列の高次構造を予測する核酸高次構造予測方法であって、
前記核酸配列において、高次構造を形成し得る塩基を高次構造候補として抽出する工程と、
前記核酸配列において、ステム構造を形成し得る塩基をステム構造候補として抽出する工程と、
前記高次構造候補と前記ステム構造候補とに基づいて、最適な組合せ構造を探索する工程と、
を有することを特徴とする核酸高次構造予測方法。 - 前記の最適な組合せ構造を探索する工程は、前記高次構造候補及び前記ステム構造候補を構成する塩基に矛盾がないように、該高次構造候補又は該ステム構造候補を単独、又は任意に組み合わせて得た組合せ構造のうち、最も小さい自由エネルギーを与える組合せ構造を最適構造と判定する工程であることを特徴とする請求項1に記載の核酸高次構造予測方法。
- 複数の前記核酸配列において、該複数の核酸配列の間の関係を数値化する工程をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載の核酸高次構造予測方法。
- 前記の複数の核酸配列の間の関係を数値化する工程は、該複数の核酸配列の間の保存度を算出する工程であることを特徴とする請求項3に記載の核酸高次構造予測方法。
- 前記の複数の核酸配列は、進化的に保存されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の核酸高次構造予測方法。
- 前記高次構造は、Gカルテットであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の核酸高次構造予測方法。
- 核酸配列の高次構造を予測する核酸高次構造予測装置であって、
前記核酸配列において、高次構造を形成し得る塩基を高次構造候補として抽出する高次構造候補抽出手段と、
前記核酸配列において、ステム構造を形成し得る塩基をステム構造候補として抽出するステム構造候補抽出手段と、
前記高次構造候補と前記ステム構造候補とに基づいて、最適な組合せ構造を探索する最適構造探索手段と
を有することを特徴とする核酸高次構造予測装置。 - 前記最適構造探索手段は、前記高次構造候補及び前記ステム構造候補を構成する塩基に矛盾がないように、該高次構造候補又は該ステム構造候補を単独、又は任意に組み合わせて得た組合せ構造のうち、最も小さい自由エネルギーを与える組合せ構造を最適構造と判定することを特徴とする請求項7に記載の核酸高次構造予測装置。
- 複数の前記核酸配列において、該複数の核酸配列の間の関係を数値化する入力配列比較手段をさらに有することを特徴とする請求項7又は8に記載の核酸高次構造予測装置。
- 前記入力配列比較手段は、前記の複数の核酸配列の間の保存度を算出することを特徴とする請求項9に記載の核酸高次構造予測装置。
- 前記の複数の核酸配列は、進化的に保存されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の核酸高次構造予測装置。
- 前記高次構造は、Gカルテットであることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか一項に記載の核酸高次構造予測装置。
- 核酸配列の高次構造を予測する核酸高次構造予測プログラムであって、
前記核酸配列において、高次構造を形成し得る塩基を高次構造候補として抽出する工程と、
前記核酸配列において、ステム構造を形成し得る塩基をステム構造候補として抽出する工程と、
前記高次構造候補と前記ステム構造候補とに基づいて、最適な組合せ構造を探索する工程と、
を実行することを特徴とする核酸高次構造予測プログラム。 - 前記の最適な組合せ構造を探索する工程は、前記高次構造候補及び前記ステム構造候補を構成する塩基に矛盾がないように、該高次構造候補又は該ステム構造候補を単独、又は任意に組み合わせて得た組合せ構造のうち、最も小さい自由エネルギーを与える組合せ構造を最適構造と判定する工程であることを特徴とする請求項13に記載の核酸高次構造予測プログラム。
- 複数の前記核酸配列において、該複数の核酸配列の間の関係を数値化する工程をさらに実行することを特徴とする請求項13又は14に記載の核酸高次構造予測プログラム。
- 前記の複数の核酸配列の間の関係を数値化する工程は、該複数の核酸配列の間の保存度を算出する工程であることを特徴とする請求項15に記載の核酸高次構造予測プログラム。
- 前記の複数の核酸配列は、進化的に保存されていることを特徴とする請求項15又は16に記載の核酸高次構造予測プログラム。
- 前記高次構造は、Gカルテットであることを特徴とする請求項13乃至17のいずれか一項に記載の核酸高次構造予測プログラム。
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