JP2016518822A - アセンブルされていない配列情報、確率論的方法、及び形質固有(trait−specific)のデータベースカタログを用いた生物材料の特性解析 - Google Patents
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- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
本出願は、2013年3月15日に出願された米国出願第13/836,139号に基づき、その優先権を主張するものであり、この出願の全内容は参照により本明細書に組み入れられる。
Claims (75)
- 生物の遺伝物質を含むサンプルから抽出した配列情報に基づいて当該生物の特性を決定する方法であって、
(a)プロセッサ及びメモリを含む処理装置によって、前記サンプルから抽出された前記配列情報を受信する工程であって、前記配列情報はアセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを含む工程と、
(b)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較し、確率論的な形質の結果を生成する確率論的な方法を実行する工程と、
(c)前記処理装置によって、前記確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の形質を決定する工程と、
を含む方法。 - (d)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行する工程と、
(e)前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記サンプル内に含まれる前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する工程と、
をさらに備える請求項1記載の方法。 - 前記参照データベース内に含まれる前記参照配列情報が、アセンブルされた又は部分的にアセンブルされた配列情報である、請求項2に記載の方法。
- 前記生物は微生物であり、前記参照データベースは細菌の全ゲノムデータベースを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記サンプル内に含まれる前記生物の同一性を亜種レベルで決定する工程をさらに含む、請求項2の方法。
- 前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記サンプル内に含まれる前記生物の同一性を菌株レベルで決定する工程をさらに含む、請求項2の方法。
- 工程(b)及び(c)が実行される間に工程(d)及び(e)が実行される、請求項2に記載の方法。
- 工程(d)及び(e)が実行された後に工程(b)及び(c)が実行される、請求項2に記載の方法。
- 前記同定された生物の種、及び/又は亜種、及び/又は菌株の相対個体数又は存在量の特性を決定する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 工程(b)及び(d)の前記確率論的な方法が確率論的なマッチングを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、前記参照データベースに含まれる前記参照配列情報のサブセットである、請求項2に記載の方法。
- 前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成する工程と、
前記参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて参照配列ライブラリを作成する工程と、
をさらに含み、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記参照配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記参照配列情報と比較する、請求項2に記載の方法。 - 前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成する工程と、
前記形質固有の参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて形質固有の配列ライブラリを作成する工程と、
をさらに含み、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記形質固有の配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較する、請求項1記載の方法。 - 形質固有の配列ライブラリは前記形質固有の参照配列情報から取得したワードのディクショナリのライブラリであり、各ディクショナリは特定の形質に対してワードを含んでいる、請求項13に記載の方法。
- 前記サンプル配列ライブラリはサンプル配列ハッシュテーブルであり、前記形質固有の配列ライブラリは形質固有のハッシュテーブルである、請求項13に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、特定の生物形質に関連付けられた閉じたゲノム、ドラフトゲノム、コンティグ、及び/又はショートリードである、請求項1に記載の方法。
- 前記特定の生物形質は耐抗生物質の形質、病原性の形質、バイオテロ・エージェント・マーカー、又は生化学的形質である、請求項16に記載の方法。
- 工程(c)が前記サンプル内で見られる可能性が高い生物形質の評価値を決定し格付けする工程を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、一又は複数の可動遺伝因子の配列情報からなる、請求項1に記載の方法。
- 前記一又は複数の可動遺伝因子が、特定の微生物の属又は種に関連付けられたファージ又は病原性島からなる、請求項19に記載の方法。
- 工程(c)では前記一又は複数の可動遺伝因子の確率及び相対存在量を決定する、請求項19に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、特定の表現型特性に関連付けられる配列情報からなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(e)が前記サンプル内で見られる可能性が高い特定の表現型特性の評価値を決定し及び格付けする工程を含む請求項22に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、対象の特定の形質又は表現型の存在を確認するシグネチャ配列又はゲノム配列からなる、請求項1に記載の方法。
- (f)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを第2の形質固有のデータベースカタログ内に含まれる第2の形質固有の参照配列情報と比較し、第2の確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行する工程と、
(g)前記処理装置によって、前記第2の確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の第2の形質を決定する工程と、
をさらに含み、
前記一又は複数の形質は前記一又は複数の第2の形質と異なる、請求項1に記載の方法。 - 工程(b)及び(c)が実行される間に工程(f)及び(g)が実行される、請求項25に記載の方法。
- 工程(b)の前記確率論的な方法が確率論的なマッチングを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サンプルがメタゲノムサンプルである、請求項1に記載の方法。
- (d)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行する工程と、
(e1)前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれる生物について、前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれる前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する工程と、
(e2)前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれない生物について、前記処理装置によって、前記サンプル内に含まれる生物に最も近似する前記参照データベース内に含まれる生物の同一性を決定する工程と、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 生物の遺伝物質を含むサンプルから抽出した配列情報に基づいて当該生物の特性を決定する装置であって、当該装置はプロセッサ及びメモリを含む処理装置を備え、当該処理装置は、
(a)前記サンプルから抽出された前記配列情報を受信し、前記配列情報はアセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを含み、(b)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較し、確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行し、
(c)前記確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の形質を決定する、
ように構成された、装置。 - 前記処理装置はさらに、
(d)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行し、
(e)前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する、
ように構成された、請求項26に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成し、
前記参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて参照配列ライブラリを作成する、
ように構成され、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記参照配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記参照配列情報と比較する、請求項31に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成し、
前記形質固有の参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて形質固有の配列ライブラリを作成する
ように構成され、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記形質固有の配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較する、請求項31に記載の装置。 - 形質固有の配列ライブラリは前記形質固有の参照配列情報から取得したワードのディクショナリのライブラリであり、各ディクショナリは特定の形質に対してワードを含んでいる、請求項33に記載の装置。
- 前記サンプル配列ライブラリはサンプル配列ハッシュテーブルであり、前記形質固有配列ライブラリは形質固有ハッシュテーブルである、請求項33に記載の装置。
- 前記処理装置はさらに、
(f)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを第2の形質固有のデータベースカタログ内に含まれる第2の形質固有の参照配列情報と比較し、第2の確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行し、
(g)前記処理装置によって、前記第2の確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の第2の形質を決定する
ように構成され、
前記一又は複数の形質は前記一又は複数の第2の形質と異なる、請求項30に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
(d)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行し、
(e1)前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれる生物について、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれる前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定し、
(e2)前記サンプル内に含まれかつ前記参照データベース内に含まれない生物について、前記サンプル内に含まれる生物に最も近似する前記参照データベース内に含まれる生物の同一性を決定する
ように構成された、請求項30に記載の装置。 - 生物の遺伝物質を含む分離株から抽出した配列情報に基づいて当該生物の特性を決定する方法であって、
(a)プロセッサ及びメモリを含む処理装置によって、前記分離株から抽出された前記配列情報を受信する工程であって、前記配列情報はアセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを含む工程と、
(b)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較し、確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行する工程と、
(c)前記処理装置によって、前記確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の形質を決定する工程と、
を含む方法。 - (b)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行する工程と、
(e)前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記分離株内に含まれる前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する工程と、
をさらに含む請求項38に記載の方法。 - 前記参照データベース内に含まれる前記参照配列情報が、アセンブルされた又は部分的にアセンブルされた配列情報である、請求項39に記載の方法。
- 前記生物は微生物であり、前記参照データベースは細菌の全ゲノムデータベースを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を亜種レベルで決定する工程をさらに含む、請求項39の方法。
- 前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を菌株レベルで決定する工程をさらに含む、請求項39の方法。
- 工程(b)及び(c)が実行される間に工程(d)及び(e)が実行される、請求項39に記載の方法。
- 工程(d)及び(e)が実行された後に工程(b)及び(c)が実行される、請求項39に記載の方法。
- 工程(b)及び(d)の前記確率論的な方法が確率論的なマッチングを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、前記参照データベースに含まれる参照配列情報のサブセットである、請求項39に記載の方法。
- 前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成する工程と、
前記参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて参照配列ライブラリを作成する工程と、
をさらに含み
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記参照配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記参照配列情報と比較する、請求項39に記載の方法。 - 前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成する工程と、
前記形質固有の参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて形質固有の配列ライブラリを作成する工程と、
をさらに含み、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記形質固有の配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較する、請求項38に記載の方法。 - 形質固有の配列ライブラリは前記形質固有の参照配列情報から取得したワードのディクショナリのライブラリであり、各ディクショナリは特定の形質に対してワードを含んでいる、請求項49に記載の方法。
- 前記サンプル配列ライブラリはサンプル配列ハッシュテーブルであり、前記形質固有配列ライブラリは形質固有ハッシュテーブルである、請求項49に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、特定の生物形質及び/又は一又は複数のメタゲノムサンプルに関連付けられた閉じたゲノム、ドラフトゲノム、コンティグ、及び/又はショートリードである、請求項38に記載の方法。
- 前記特定の生物形質は耐抗生物質の形質、病原性の形質、バイオテロ・エージェント・マーカー、又は生化学的形質である、請求項48に記載の方法。
- 前記特定の生物形質はヒトの同一性形質、癌罹患性形質、又は疾病形質である、請求項48に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、一又は複数の可動遺伝因子の配列情報からなる、請求項38に記載の方法。
- 前記一又は複数の可動遺伝因子が、特定の微生物の属又は種に関連付けられたファージ又は病原性島からなる、請求項51に記載の方法。
- 工程(c)では前記一又は複数の可動遺伝因子の確率及び相対存在量を決定する、請求項38に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、特定の表現型特性に関連付けられる配列情報からなる、請求項38に記載の方法。
- 工程(e)が前記生物内で見られる可能性が高い特定の表現型特性の評価値を決定し及び格付けする工程を含む請求項54に記載の方法。
- 前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる前記形質固有の参照配列情報が、対象の特定の形質又は表現型の存在を確認するシグネチャ配列又はゲノム配列からなる、請求項38に記載の方法。
- (f)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを第2の形質固有のデータベースカタログ内に含まれる第2の形質固有の参照配列情報と比較し、第2の確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行する工程と、
(g)前記処理装置によって、前記第2の確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の第2の形質を決定する工程と、
をさらに含み、
前記一又は複数の形質は前記一又は複数の第2の形質と異なる、請求項38に記載の方法。 - 工程(b)及び(c)が実行される間に工程(f)及び(g)が実行される、請求項61に記載の方法。
- 工程(b)の確率論的な方法が確率論的なマッチングを含む、請求項38に記載の方法。
- 前記サンプルがメタゲノムサンプルである、請求項38に記載の方法。
- (d)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行する工程と、
(e1)前記生物が前記参照データベース内に含まれる場合、前記処理装置によって、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する工程と、
(e2)前記生物が前記参照データベース内に含まれない場合、前記処理装置によって、遺伝物質が前記分離株内に含まれる前記生物に最も近似する前記参照データベース内に含まれる生物の同一性を決定する工程と、
をさらに含む請求項38に記載の方法。 - 生物の遺伝物質を含む分離株から抽出した配列情報に基づいて当該生物の特性を決定する装置であって、当該装置はプロセッサ及びメモリを含む処理装置を備え、当該処理装置は、
(a)前記分離株から抽出された前記配列情報を受信し、前記配列情報はアセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを含み、
(b)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較し、確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行し、
(c)前記確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の形質を決定する
ように構成された、装置。 - 前記処理装置はさらに、
(d)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行し、
(e)前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定する
ように構成された、請求項66に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
(f)前記処理装置によって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを第2の形質固有のデータベースカタログ内に含まれる第2の形質固有の参照配列情報と比較し、第2の確率論的な形質の結果を生成する確率論的なマッチングを実行し、
(g)前記処理装置によって、前記第2の確率論的な形質の結果を用いて前記生物と関連付けられる一又は複数の第2の形質を決定する
ように構成され、
前記一又は複数の形質は前記一又は複数の第2の形質と異なる、請求項66に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
(d)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを、生物のゲノムの同一性を含む参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、確率論的な同一性の結果を生成する確率論的な方法を実行し、
(e1)前記生物が前記参照データベース内に含まれる場合、前記確率論的な同一性の結果を用いて前記生物の同一性を少なくとも種レベルで決定し、
(e2)前記生物が前記参照データベース内に含まれない場合、遺伝物質が前記分離株内に含まれる前記生物に最も近似する前記参照データベース内に含まれる生物の同一性を決定する
ように構成された、請求項66に記載の装置。 - 前記処理装置はさらに、
前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードから抽出したワード又はn量体を用いてサンプル配列ライブラリを作成し、
前記形質固有の参照配列情報から抽出したワード又はn量体を用いて形質固有の配列ライブラリを作成する
ように構成され、
前記確率論的な方法は、前記サンプル配列ライブラリのワード又はn量体を前記形質固有の配列ライブラリのワード又はn量体と比較することによって、前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを前記形質固有のデータベースカタログ内に含まれる形質固有の参照配列情報と比較する、請求項66に記載の装置。 - 形質固有の配列ライブラリは前記形質固有の参照配列情報から取得したワードのディクショナリのライブラリであり、各ディクショナリは特定の形質に対してワードを含んでいる、請求項70に記載の装置。
- 前記サンプル配列ライブラリはサンプル配列ハッシュテーブルであり、前記形質固有配列ライブラリは形質固有ハッシュテーブルである、請求項70に記載の装置。
- 前記処理装置はさらに、
(d)前記アセンブルされていないヌクレオチドフラグメントリードを参照データベース内に含まれる参照配列情報と比較し、異なる分類学上のレベルで他の細菌に混じって保存される近傍の配列から生成される非一意の配列の発生及び分布とともに、一意の配列を同定する確率論的な方法を実行する
ように構成された、請求項1に記載の方法。 - 確率論的な方法によって同定される前記一意の配列に隣接して、他の細菌内で見られる保存された配列があり、これによってさらに細菌同士を少なくとも種のレベルで区別する、請求項73に記載の方法。
- 確率論的な方法によって同定される前記一意の配列は、細菌を少なくとも種のレベルで同定するためのマクロアレイ又はマイクロアレイを設計するために用いることが可能である、請求項74に記載の方法。
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ADV. BIOINFORMATICS, 2008, ARTICLE ID 205969, JPN6018002576 * |
BMC BIOINFORMATICS, 2011, 12:328, JPN6018002578 * |
NUCLEIC ACIDS RES., 2011, 39(14): E91, JPN6018042614 * |
PLOS COMP. BIOL., 2012, 8(2), E1002373, JPN6018002574 * |
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