JP4452947B2 - 核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化及び解読する方法 - Google Patents
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Description
本発明は核酸分子を利用して特定のメッセージを暗号化及び解読する方法に関し、特に特定メッセージに対応する核酸配列を複数個の断片核酸配列に分けてから暗号化処理を行う多重暗号化の方法及びそれに対応する解読方法に関する。
ある特定のメッセージには、他の人に知られずに特定の人だけに知らせるため、特殊な暗号化方法を行ったり、暗号鍵を隠したりして伝達する。その後、特定の方法により解読して正確なメッセージを取得する。
核酸配列自身が有する塩基配列の形式は暗号に似て、ある設計および処理を施すことにより、核酸配列それ自体を一種独特な表記にすることができる。もし、さらに特殊な暗号化工程を施した場合、その応用性は更に広がる。これら特殊な核酸標記は、毒性を有しておらず、食品材料中へ置くことができ、健康食品や製薬産業で使用する錠剤（例えばカプセル、タブレット、糖衣錠）またはピル表面に印刷することができる。また、それは食品包装物上に表示したり隠したりすることもできる（例えば、アルミ箔カバーの内部包装、包装ケース或いは包装瓶の外部包装）。
核酸標記のその他の応用方式は広く、例えば特定メッセージを有する核酸分子を顔料、糊、樹脂或いは印刷用インクなどの材料に混合して、核酸分子を含む模造品防止の印刷用インクを製造することもできる。他の産品の要求としては、紙幣の背景図、蛍光印刷或いは微細文字を印刷し、これら印刷後の完成品に特定のメッセージを隠すこともできる。
核酸を利用して特定メッセージを暗号化する方式は、用量が節約でき、コストが低廉で多くの印刷技術と整合することができるといった長所を有する。例えば、大量に使用される一般企業の重要書類や秘密文書に使用したり、金融業の通帳、或いは株、小切手、紙幣などの有価証券に使用したり、デパートやクラブの会員カードや割引券、更には絵画や彫刻などといった手作りの芸術品、或いは宝くじ、切手、税関テープ、ＶＩＰカード、紡織品、繊維および染料などへ応用することができる。
また、核酸分子を利用した特定メッセージを暗号化する方式は生体や有機体へ直接に応用することができ、ある重要な株苗、ワクチン、動物などといった高い経済価値を備えたバイオテクノロジーの生成物を保護することもできる。
特定の製造者や企業はこの技術により、検査した標的物がそこで製造されたものか、盗難にあった贓品かを判断することができる。従って、この技術は模造防止や偽造に用いられたか否かを鑑定することができ、特定メッセージを隠したり伝達することに応用することもできる。
ＤＮＡを利用してあるメッセージを暗号化する技術は現在既にあり、例えば特許文献１ではＤＮＡ分子を利用してメッセージを隠す方法が開示されている。それは予め選定された暗号表を利用し、この暗号表を基に秘密に属するメッセージをＤＮＡ配列にエンコードしてから、このＤＮＡ配列を基に本当のＤＮＡ配列を合成し、このＤＮＡ配列を選定されたゲノムＤＮＡ（genomic DNA）中へ隠す。また、この特許文献１では解読方法も開示されており、それは配列の側端に位置する関連ＰＣＲプライマーを復号鍵にし、ＰＣＲの増幅過程により、秘密メッセージが隠されたＤＮＡの断片を増幅してから、増幅されたＤＮＡの断片をシーケンシングし、対応する暗号表により解読して隠されたメッセージを復号する。
但し、悪意ある商品模造者や機密を盗取る意図のある者は、現在すでに非常に成熟したＰＣＲ技術を利用して間接的或いは直接的な方法によりＤＮＡ増幅時に必要なプライマーを推測することにより、隠されたメッセージを容易に解読することができる。例えば、従来の技術では、分子生物学に習熟した者であればランダムプライマー（random primer）を利用してノイズを除去した後、更に減数ポリメレーズチェーンリアクション（subtracting PCR）の技術を使用して、隠された特定メッセージを見つけ出す確率を高める。また、２００２年から多種類の遺伝子配列が一つ一つシーケンシングされており、現代コンピュータはデータ分析能力が強力なため、遺伝子ライブラリの核酸配列を比較して、人類のゲノムＤＮＡ配列へ混ぜて隠されたメッセージを解読することができる。
従来技術の欠点を解決するために、出願人は本発明において多重暗号化技術を使用して、特定のメッセージを異なるレベルにおいて技術的に多重保障し、商業スパイや模倣者に解読されないようにした。
米国特許第６３１２９１１号明細書
特開２００３−１０１４８５号公報
本発明の主な目的は、先ず予め設定された暗号表を基に、特定メッセージをエンコードして一つの核酸配列に合成してから、この列の核酸配列を複数個の核酸断片にカットして隠すことにより、特定メッセージが解読される率を大幅に下げることができる核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法を提供することにある。
本発明が提供する方法は次のステップを含む。
（ａ）予め決定された暗号表を利用して、特定メッセージに対応する原始核酸配列をエンコードするステップ。
（ｂ）原始核酸配列を複数個の断片の核酸配列に分けて、複数個で断片核酸配列を有する核酸分子を得るステップ。
（ｃ）複数個で断片核酸配列を有する核酸分子の５’端または３’端に、予め決定したシーケンシング識別配列を結合して第１接合生成物にし、シーケンシング識別配列が解読される時のシーケンシングステップにおいてシーケンシングプライマーの識別配列にするステップ。
（ｄ）ステップ（ｃ）で得た第１接合生成物の５’端および３’端所へ、各々少なくとも一組のプライマー識別配列を結合して第２接合生成物にし、プライマー識別配列を解読するときのＰＣＲ反応ステップにおいて、ＰＣＲプライマーの識別配列にするステップ。
（ｅ）ステップ（ｄ）で得た第２接合生成物を媒質中へ置いて、媒質中へ隠すステップ。
（ａ）予め決定された暗号表を利用して、特定メッセージに対応する原始核酸配列をエンコードするステップ。
（ｂ）原始核酸配列を複数個の断片の核酸配列に分けて、複数個で断片核酸配列を有する核酸分子を得るステップ。
（ｃ）複数個で断片核酸配列を有する核酸分子の５’端または３’端に、予め決定したシーケンシング識別配列を結合して第１接合生成物にし、シーケンシング識別配列が解読される時のシーケンシングステップにおいてシーケンシングプライマーの識別配列にするステップ。
（ｄ）ステップ（ｃ）で得た第１接合生成物の５’端および３’端所へ、各々少なくとも一組のプライマー識別配列を結合して第２接合生成物にし、プライマー識別配列を解読するときのＰＣＲ反応ステップにおいて、ＰＣＲプライマーの識別配列にするステップ。
（ｅ）ステップ（ｄ）で得た第２接合生成物を媒質中へ置いて、媒質中へ隠すステップ。
本発明の他の目的は、メッセージが暗号化された核酸分子の解読方法を提供し、それが次のステップを含む。
（i）解読したい目標物中の核酸分子および媒質を分離するステップ。
（ii）暗号化したときのプライマー識別配列のＰＣＲプライマーに対してポリメレーズ
チェーンリアクション（polymerase chain reaction：ＰＣＲ）を行って、増幅したＰＣＲ生成物を得て、ＰＣＲ生成物は断片核酸配列の核酸分子を備えるステップ。
（iii）暗号化したときのシーケンシング識別配列に対応するシーケンシングプライマー
を利用して、ステップ（ii）のＰＣＲ生成物にシーケンシングを行い、各断片核酸配列の
塩基配列メッセージを得るステップ。
（iv）各断片核酸配列の配列順序のメッセージを取得するステップ。
（v）ステップ（iii）および（iv）のメッセージを基にして、対応する特定メッセージ
を有する原始核酸配列を推測するステップ。
（vi）予め決定したことを基に、特定メッセージの暗号表に対応して、前記原始核酸配
列が対応する特定メッセージを解読するステップ。
（i）解読したい目標物中の核酸分子および媒質を分離するステップ。
（ii）暗号化したときのプライマー識別配列のＰＣＲプライマーに対してポリメレーズ
チェーンリアクション（polymerase chain reaction：ＰＣＲ）を行って、増幅したＰＣＲ生成物を得て、ＰＣＲ生成物は断片核酸配列の核酸分子を備えるステップ。
（iii）暗号化したときのシーケンシング識別配列に対応するシーケンシングプライマー
を利用して、ステップ（ii）のＰＣＲ生成物にシーケンシングを行い、各断片核酸配列の
塩基配列メッセージを得るステップ。
（iv）各断片核酸配列の配列順序のメッセージを取得するステップ。
（v）ステップ（iii）および（iv）のメッセージを基にして、対応する特定メッセージ
を有する原始核酸配列を推測するステップ。
（vi）予め決定したことを基に、特定メッセージの暗号表に対応して、前記原始核酸配
列が対応する特定メッセージを解読するステップ。
ＤＮＡ分子を例に挙げると、組成ＤＮＡ分子のヌクレオチド塩基はアデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、グアニン（Ｇ）の四種類を含み、当該技術に習熟した者であるなら、これら四種類の塩基の異なる配列順序を利用して予め各塩基配列順序が代表する意義を定義し、意義を有する一列の文字やメッセージを核酸配列にエンコードすることができる。
本発明において、予め選定された暗号表を基に、ある特定メッセージを原始核酸配列にエンコードして、原子核酸配列中にこの特定メッセージを隠す。この暗号表はユーザ自らが設計してもよいし、従来のモールス暗号表を採用したり、特許文献１で開示した暗号表を採用してもよい。
本発明は、特定メッセージを暗号化するときに、複数個の断片核酸配列を基に、人工合成方式を利用して複数個の断片核酸配列を有する核酸分子を得ることができる。もう一つの方式は、全ての内容を含む長さの原始核酸配列を基に、原始核酸配列全長を有する核酸分子を直接に合成してから、複数個の断片核酸配列を有する核酸分子へ分けて、その他の暗号化ステップを行う。
また、特定情報を暗号化するときに使用するシーケンシング識別配列は特別に制限されないが、各断片核酸配列に使用するシーケンシング識別配列は互いに同じか異なってもよく、それは各断片核酸配列の５’端か３’端へ連結してもよい。
他人に解読される可能性を下げるため、各断片核酸配列にシーケンシング識別配列を結合した後、更に少なくとも一つの意義を持たない偽装配列を結合することもできる。偽装配列が多いほど、識別する特定メッセージに必要な資料も多くなって工程は複雑となる。このように多重暗号化の効果を達成し、特定メッセージが解読される確率を大幅に下げることができる。
また、前述した各第２接合生成物を所定のキャリア中に挿入し、これらの第２接合生成物を携帯するキャリアは同じか異なってもよい。また、キャリアが十分に大きい場合も異なる第２接合生成物を同一のキャリアの異なる挿入位置へ設置してから、これらの特定メッセージを有するキャリアを所定の媒質中へ置く。或いは、各第２接合生成物をゲノムＤＮＡ（genomic DNA）に混合して媒質中へ隠すことにより、特定メッセージが解読される可能性を下げる。
本発明中の媒質は特別に制限され、それは紙、ガラス、プラスチック、ニトロセルロース膜、ポリカーボネート膜、ナイロン膜および織物等を使用することができる。また、前述の各第２接合生成物はユーザのニーズにより、それぞれ同じ或いは異なる媒質中に隠される。
解読の過程において、ユーザのニーズにより、多重で異なる復号鍵を設計することにより他人に解読される可能性を下げる。
更に詳細な説明のため、本明細書で述べる言葉を次に定義する。
本発明で言う「原始核酸配列」とは、予め決定した暗号表を指し、特定メッセージに対応する核酸配列をエンコードする。
本発明で言う「原始核酸配列」とは、予め決定した暗号表を指し、特定メッセージに対応する核酸配列をエンコードする。
本発明で言う「断片核酸配列」とは、原始核酸配列から分かれて出た部分配列を指す。
本発明で言う「シーケンシング識別配列」とは、一個の核酸断片を指し、それは解読したときのシーケンシングステップにおいて、シーケンシングプライマーの識別配列にする。
本発明で言う「第１接合生成物」とは、シーケンシング識別配列を断片核酸配列の５’端或いは３’端に結合して形成する生成物を指す。
本発明で言う「プライマー識別配列」とは核酸断片を指し、それは解読時のＰＣＲステップにおいて、ＰＣＲプライマーの識別配列にする。
本発明で言う「第２接合生成物」とは５’端および３’端のプライマー識別配列を各々第１接合生成物の５’端および３’端に結合して生成した生成物を指し、第１接合生成物上には少なくとも一列の偽装配列を連結することが可能である。
本発明で言う「偽装配列」とは何の意義も有さない核酸配列を指し、それは断片核酸配列または原始核酸配列の解読を混乱させて配列の解読複雑度を高める。
本発明で言う「順序識別配列」とは、解読過程において、各断片核酸配列の正確な配列順序を識別するのに使用する核酸配列である。
本発明で言う「復号鍵」とは、原始核酸配列を解読するときに必要な情報を指す。
核酸分子を利用した特定メッセージに対して行う暗号化方法は、先ず予め設定された暗号表を基に特定メッセージをエンコードして一つの核酸配列を合成してから、この核酸配列を複数の核酸部分断片にカットして隠すことにより、特定メッセージが解読される確率を大幅に下げることができる。
次に具体的な実施例により、本発明を更に詳しく説明する。
（実施例１：本発明の方法を利用して特定メッセージを暗号化する）
製造者が“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”という特定メッセージを自らが生産したある産品中に隠すと、模造を防止することができる。製造者は、選定した暗号表を利用して“ＭＡＤＡ ＩＮ ＢＷＬ”という特定メッセージを原始核酸配列へエンコードする。説明の利便性のため、暗号表を基に変換した“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”は、核酸配列“agcttgcgctccgatgca”（SEQ ID NO:1）にエンコードされたものとする。
製造者が“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”という特定メッセージを自らが生産したある産品中に隠すと、模造を防止することができる。製造者は、選定した暗号表を利用して“ＭＡＤＡ ＩＮ ＢＷＬ”という特定メッセージを原始核酸配列へエンコードする。説明の利便性のため、暗号表を基に変換した“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”は、核酸配列“agcttgcgctccgatgca”（SEQ ID NO:1）にエンコードされたものとする。
続いて、図１に示すように、“agcttgcgctccgatgca”は“agct”（SEQ ID NO:2）、“tgcgct”（SEQ ID NO:3）および“ccgatgca”（SEQ ID NO:4）の三列の断片核酸配列に分けられる。これら断片核酸配列を有する核酸分子を得る方法は、これら断片の核酸配列を基に、ＤＮＡ合成法によりこれらの配列を有する核酸分子へ合成される。又は、先ず原始核酸配列を合成してから従来技術の方式により必要な断片に分割する。
取得した断片核酸分子に対して後続の暗号化工程を実施する。図２或いは図３に示すように、断片核酸配列（SEQ ID NO:2）の５’端または３’端に、シーケンシング識別配列“atcaatactt ataatttggt t”（SEQ ID NO:5）を結合（連接）して第１接合生成物を形成する。特定メッセージが解読される困難度を高めたいときは、第１接合生成物の５’端（図２）または３’端（図３）に偽装配列（…）を結合することもできる。続いて、５’端および３’端の各所に一組のプライマー識別配列を接続する。これは、例えば“gcgcgctaat aactacacat tta”（SEQ ID NO:6）を５’端のプライマー識別配列および“cccgggctct tatatatttc aattt”（SEQ ID NO:7）を３’端のプライマー識別配列にして、第２接合生成物にする。続いて、この第２接合生成物を選定されたキャリア中に置く。その他の断片核酸分子にも同様の処理を行う。その後、原始核酸配列（SEQ ID NO:1）の断片核酸分子の第２接合生成物と混合して、選定された媒質中へ置くと、特定メッセージを有する核酸分子を媒質中へ隠すことができる。
前述した暗号化工程において、５’端及び３’端のプライマー識別配列の結合を完了した後に形成される各生成物は従来のＰＣＲ技術により必要な数まで増幅され、続いて得た生成物を携帯できる核酸断片のキャリア内へ挿入する（図２または図３に示す）。これら従来の遺伝子工学技術には、制限酵素の選択、制限酵素により切断するＤＮＡ形態キャリア、粘着端の処理などが含まれ、これらの技術は当該技術に習熟した者であるなら分かるように、日常的な操作技術中に運用されている。
ここで理解しておかなければならないことは、上で述べた１８個の塩基を含む原始核酸配列は、説明の利便性のために示しただけであり、本発明を実際に使用する際に制限を加えるものではない。
特定メッセージを有する原始核酸配列が断片核酸配列に分けられた後、各断片核酸配列の塩基数は４〜１０００個、好適には２０〜５００個であり、更に好適には５０〜１５０個である。
上述したシーケンシング識別配列は互いに同じか異なってもよく、シーケンシング識別配列は４〜１００個の塩基を含んでもよく、好適には１０〜５０個、更に好適には１０〜３０個の塩基を含んでもよい。
偽装配列は４〜１００個の塩基を含んでもよく、好適には１０〜５０個の塩基、更に好適には１０〜３０個の塩基を含んでもよい。
５’端または３’端のプライマー識別配列は、互いに同じか異なってもよく、それは各々４〜１００個の塩基を含んでもよく、好適には１０〜５０個の塩基であり、更に好適には１０〜３０個の塩基である。
上で述べたのと同様に、全部のシーケンシング識別配列、５’端或いは３’端のプライマー識別配列が分からない状況下で、本発明に秘密工程を加えることにより特定メッセージの解読を更に難しくすることができる。
特定メッセージが解読される困難度を高めたい場合、各個別の第２接合生成物或いは個別の第２接合生成物を備えるキャリアを、解読工程に干渉が発生しないことが確認されたゲノムＤＮＡやランダム合成の大量ＤＮＡを混合してから、この混合物を媒質中へ置く。この方式は混乱作用を提供して、特定メッセージが容易に解読されることを更に難しくする。
特許文献１（当該特許は秘密メッセージが解読される確率を下げるため、３×１０9の塩基を人類のゲノムＤＮＡに使用して秘密メッセージを隠す）と較べて、本発明が提供する方法は秘密のメッセージを分散させることができるため、使用する核酸配列を短くし、比較的短い偽装配列を利用して混乱させることができるため、実用性と隠密性を更に備えている。
（実施例２：本発明の方法を利用して特定メッセージを解読する）
次に実施例１により暗号化された特定メッセージを解読する方法を述べる。
次に実施例１により暗号化された特定メッセージを解読する方法を述べる。
図４に示すように、先ず媒質中から核酸分子を分離してから、実施例１中の５’端および３’端のプライマー識別配列に対応する核酸配列をプライマーにしてＰＣＲ反応を行い、このＰＣＲ反応中で使用されるプライマーを第１復号鍵にして、ＰＣＲ反応を通して増幅された後の核酸分子をＰＣＲ生成物１、ＰＣＲ生成物２およびＰＣＲ生成物３にする。
続いて、ＰＣＲ生成物１、２、３に対してシーケンシング反応を行い、このシーケンシング反応は、シーケンシング認識配列に対応するシーケンシングプライマーを第２復号鍵にして、シーケンシング生成物１、２、３を得る。このシーケンシング反応の実施には、従来技術のＤＮＡシーケンサ（DNA sequencer）または合成シーケンサ分析法（Pyrosequence analysis）を利用してシーケンシングを行う。
ここで理解できることは、ＰＣＲ生成物１、２、３に対して核酸シーケンシング反応を実施して得られるシーケンシング生成物には、３’端のプライマー識別配列、原始核酸配列の一部の断片核酸配列、シーケンシング識別配列、偽装配列および５’端のプライマー識別配列の相補塩基配列が含まれ、５’端および３’端のプライマー識別配列、シーケンシング識別配列および偽装配列を引く（除外する）ことにより断片核酸分子の配列を得ることができる。この他、核酸シーケンシング反応により「断片核酸配列」を読込んだ後か「シーケンシング識別配列」ときに停止することにより、関連性のないその他の塩基配列を読込まず、この時にはシーケンシング識別配列を引くだけで断片核酸分子の配列を知ることができる。
各断片核酸分子の塩基配列が分かった後でも、各断片核酸配列のそれぞれ相互の正確な配列順序を知る必要があり、これにより特定メッセージの原始核酸分子の完全な配列を得ることができる。この目的のため、先ず原始核酸分子の配列により、ある所定の規則を導き出し、作られた所定規則は解読過程においてその他の復号鍵にし、断片核酸分子の配列順序を正確に計算する。
図６に示すように、断片核酸配列の総数が一つ少ないシーケンシング識別配列を第３復号鍵にして、各断片核酸配列の配列順序を確定する。例えば、SEQ ID NO:2中の３’端の２個の塩基とSEQ ID NO:3中の５’端の３個の塩基とを組合せて第３復号鍵１“cttgc”（SEQ ID NO:8）を形成してから、SEQ ID NO:3中の３’端の３個の塩基とSEQ ID NO:4中の５’端の３個の塩基とを組合せて第３復号鍵２“gctccg”（SEQ ID NO:9）を形成して、断片核酸分子の順序が推測できる第３復号鍵を得ることができる。解読されると、第３復号鍵の情報提供者が分かり、各断片核酸配列の配列順序が正確に推測でき、原始で特定メッセージを有する完全配列の情報を解読することができる。
もう一つのシーケンシング識別配列の設計方式は、図７に示すように、原始の核酸分子中に重複して出現する塩基配列が一度だけ出現し、第３復号鍵３“agctgcgctc gatgca”（SEQ ID NO:10）となると同時にもう一つの塩基の出現頻度を示す数字コード“1112111112111111”を第４復号鍵にし、この数字コードは特定位置上に塩基が出現する回数に対応する。図７を例にすると、この数字コードから第４個および第１０個の塩基は２回出現し、残りは１回ずつ出現することが分かり、これから各断片核酸分子の配列順序を計算して、原始の核酸分子配列を解読することができる。
原始の核酸分子配列が分かった後、所定の暗号表を基に隠された特定メッセージを解読することができる。
上述の説明および実施例のように、本発明で使用するシーケンシング識別配列およびプライマー識別配列は、予め設計されるために、これらの配列情報が未知のときは、ＰＣＲ反応およびシーケンシング反応を実行することができない。従って、悪意ある者が周到にランダムプライマーを利用するか、ゲノムＤＮＡおよびランダム合成のＤＮＡから得た多くの核酸断片を利用しても、シーケンシングプライマー配列が分からない状況では隠されたメッセージを解読することはできない。
また、特定メッセージが隠された核酸分子が多くの断片核酸分子に分けられているため、解読者は全てのシーケンシング識別配列およびプライマー識別配列を知って初めて各断片核酸分子の各々の配列を知ることができる。しかし各断片核酸分子の各々の配列が分かっても、正確な配列順序が分からなければ、原始の核酸分子配列は依然として知ることはできない。従って、従来技術と較べて本発明が提供する方法は、特定メッセージを更に周到に保護することができる。
また、本発明が提供する暗号化および解読方法は、企業体の供給チェーン管理へ応用することができ、商品の製造、物流および検査に対して異なったレベルで管理を行うことができる。例えば、本社が特定メッセージが隠された核酸分子をつくり、複数個の断片核酸分子に分け、異なる工程段階において異なる断片核酸分子を半成品または完成品中へ入れ、問題がある製品が発見されると、第１復号鍵を検査部門へ渡して執行して、特定のＰＣＲ生成物が出現していないかを最初に検査して、問題のある工程を判断する。
また、ある商品が模造品であるかどうかを鑑定するときは、先ず第１復号鍵を利用して、先ずその商品に特定のＰＣＲ生成物が出現していないかを確認し、模造品かどうかを素早く知ることができる。さらに第２復号鍵を利用して、特定メッセージを有する多くの断片核酸分子を知ることができる。続いて、第３復号鍵（或いは更に第４復号鍵がある）を利用して断片核酸分子の順番を比較して、模造品でないかどうかを確認する。
以下に本発明の「原始核酸配列」に基づく暗号化及びその解読に使用したワークシートの例を示す。
序列表
〈１１０〉 博微生物科技股▲ふん▼有限公司
梁明華
〈１２０〉 核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化及び解読する方法
〈１３０〉 ＮＰ−１７２３１−ＴＷＮ
〈１５０〉 ＴＷ０９２１２１４９０
〈１５１〉 ２００３−０８−０６
〈１６０〉 １０
〈１７０〉 ＷｉｎＷｏｒｄ２０００
〈２１０〉 １
〈２１１〉 １８
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた原始核酸 配列
〈４００〉 １
agcttgcgct ccgatgca 18
〈２１０〉 ２
〈２１１〉 ４
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 ２
agct 4
〈２１０〉 ３
〈２１１〉 ６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 ３
tgcgct 6
〈２１０〉 ４
〈２１１〉 ８
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 １
ccgatgca 8
〈２１０〉 ５
〈２１１〉 ２１
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示シーケンシング識別配列
〈４００〉 ５
atcaatactt ataatttggt t 21
〈２１０〉 ６
〈２１１〉 ２３
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示５’端のプライマー識別配列
〈４００〉 ６
gcgcgctaat aactacacat tta 23
〈２１０〉 ７
〈２１１〉 ２５
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示３’端のプライマー識別配列
〈４００〉 ７
cccgggctct tatatatttc aattt 25
〈２１０〉 ８
〈２１１〉 ５
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵１）
〈４００〉 ８
ccctgc 5
〈２１０〉 ９
〈２１１〉 ６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵３）
〈４００〉 ９
gctccg 6
〈２１０〉 １０
〈２１１〉 １６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵）
〈４００〉 １０
agctgcgctc gatgca 16
以下に本発明の「原始核酸配列」に基づく暗号化及びその解読に使用したワークシートの例を示す。
序列表
〈１１０〉 博微生物科技股▲ふん▼有限公司
梁明華
〈１２０〉 核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化及び解読する方法
〈１３０〉 ＮＰ−１７２３１−ＴＷＮ
〈１５０〉 ＴＷ０９２１２１４９０
〈１５１〉 ２００３−０８−０６
〈１６０〉 １０
〈１７０〉 ＷｉｎＷｏｒｄ２０００
〈２１０〉 １
〈２１１〉 １８
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた原始核酸 配列
〈４００〉 １
agcttgcgct ccgatgca 18
〈２１０〉 ２
〈２１１〉 ４
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 ２
agct 4
〈２１０〉 ３
〈２１１〉 ６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 ３
tgcgct 6
〈２１０〉 ４
〈２１１〉 ８
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示メッセージ“ＭＡＤＥ ＩＮ ＢＷＬ”がエンコードされた断片核酸 配列
〈４００〉 １
ccgatgca 8
〈２１０〉 ５
〈２１１〉 ２１
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示シーケンシング識別配列
〈４００〉 ５
atcaatactt ataatttggt t 21
〈２１０〉 ６
〈２１１〉 ２３
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示５’端のプライマー識別配列
〈４００〉 ６
gcgcgctaat aactacacat tta 23
〈２１０〉 ７
〈２１１〉 ２５
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 断片核酸配列に連接された例示３’端のプライマー識別配列
〈４００〉 ７
cccgggctct tatatatttc aattt 25
〈２１０〉 ８
〈２１１〉 ５
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵１）
〈４００〉 ８
ccctgc 5
〈２１０〉 ９
〈２１１〉 ６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵３）
〈４００〉 ９
gctccg 6
〈２１０〉 １０
〈２１１〉 １６
〈２１２〉 ＤＮＡ
〈２１３〉 人工配列
〈２２０〉
〈２２３〉 例示の順序識別配列（第３復号鍵）
〈４００〉 １０
agctgcgctc gatgca 16
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本考案の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
Claims (16)
- （ａ）予め決定した暗号表を利用して、特定メッセージに対応する原始核酸配列をエンコードするステップと、
（ｂ） 前記原始核酸配列を複数個の断片の核酸配列に分けて、複数個で前記特定メッセージに対応する核酸分子を得るステップと、
（ｃ） 前記各核酸分子の断片核酸配列の５’端または３’端に、予め決定したシーケンシング識別配列を結合して第１接合生成物として、前記シーケンシング識別配列が復号される時のシーケンシングステップにおけるシーケンシングプライマーの識別配列にすると共に、
さらに該第１接合生成物の少なくとも一つの端側に、少なくとも一つの偽装配列を結合するステップと
（ｄ） ステップ（ｃ）で得た第１接合生成物の５’端および３’端へ、各々少なくとも一組のプライマー識別配列を結合して第２接合生成物とし、前記プライマー識別配列を復号するときのＰＣＲ反応ステップにおけるＰＣＲプライマーの識別配列にするステップと、
（ｅ） ステップ（ｄ）で得た第２接合生成物を媒質中へ置いて、前記媒質中へ隠すステップと、
を含むことを特徴とする核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。 - 前記ステップ（ｂ）は、前記複数個の断片の核酸配列を基に、断片核酸配列を備える核酸分子を合成することを特徴とする請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 前記ステップ（ｂ）は、先ず原始核酸配列を備える核酸分子を合成してから、断片核酸配列を備える核酸分子に切断することを特徴とする請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 前記ステップ（ｃ）の断片核酸配列を備える核酸分子が結合される各シーケンシング識別配列が同じであることを特徴とする請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 前記ステップ（ｄ）の第２接合生成物を核酸キャリア中へ置くことを特徴とする請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 各第２接合生成物を置く核酸キャリアは同じであることを特徴とする請求項５記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 各第２接合生成物を置く核酸キャリアは異なることを特徴とする請求項６記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 前記ステップ（ｄ）の第２接合生成物とゲノムＤＮＡとを混合することを特徴とする請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- 前記媒質は紙、ガラス、プラスチック、ニトロセルロース膜、ポリカーボネート膜、ナイロン膜および織物で構成するグループ中から選択されるものである請求項１記載の核酸分子を利用して特定メッセージを暗号化する方法。
- （i）解読したい目標物中の核酸分子および媒質を分離するステップと、
（ii）暗号化したときのプライマー識別配列に対応するＰＣＲプライマーに
対してポリメレーズチェーンリアクションを行い、増幅したＰＣＲ生成物を得て、前記ＰＣＲ生成物は断片核酸配列の核酸分子を備えるステップと、
（iii）暗号化したときのシーケンシング識別配列に対応するシーケンシング
プライマーを利用して、ステップ（ii）のＰＣＲ生成物にシーケンシングを行
い、プライマー識別配列、シーケンンング識別配列、及び偽装配列を除外することによって各断片核酸配列の塩基配列メッセージを得るステップと、
（iv）各断片核酸配列の配列順序のメッセージを取得するステップと、
（v）ステップ（iii）および（iv）で得られたメッセージの配列順序に基づ
いて、対応する特定メッセージを有する原始核酸配列を推測するステップと、
（vi）予め定められた特定メッセージの暗号表に対応して、前記原始核酸配
列が対応する特定メッセージを解読するステップと、
を含むことを特徴とするメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。 - ステップ（iv）は、少なくとも予め設計された順序識別配列を各断片核酸配
列の配列順序にする情報を取得することを含むことを特徴とする請求項１０記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。 - 前記順序識別配列は、原始の核酸配列から導き出された所定規則により決められることを特徴とする請求項１１記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。
- 前記順序識別配列は、
（Ａ）隣合う二つの断片核酸配列において、配列順序前の断片核酸配列の３’端にある複数個の塩基配列を取得するステップと、
（Ｂ）隣合う二つの断片核酸配列において、配列順序後の断片核酸配列の５’端にある複数個の塩基配列を取得するステップと、
（Ｃ）ステップ（Ａ）および（Ｂ）で取得した塩基配列を組合せて、順序識別配列にするステップと、
（Ｄ）全ての順序識別配列が完成するまで、ステップ（Ａ）から（Ｃ）を繰返すステップと、
前記順序識別配列の数は前記断片核酸配列の総数よりも一つ少なく、前記配列順序の前後方向が５’端から３’端であることを特徴とする請求項１２記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。 - シーケンンング識別配列として少なくとも一つの所定の塩基出現頻度を得る数字コードを更に含み、該塩基出現頻度の数字コードは、特定の塩基出現の頻度を示すことを特徴とする請求項１３記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。
- 前記順序識別配列は一列の塩基配列であり、それは前記原始核酸配列中で重複して出現する塩基を省略して生成されることを特徴とする請求項１４記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。
- 前記媒質は紙、ガラス、プラスチック、ニトロセルロース膜、ポリカーボネート膜、ナイロン膜および織物で構成するグループ中から選択されるものである請求項１０記載のメッセージが暗号化された核酸分子の解読方法。
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