(57)【要約】改善されたライフサイエンスビジネスのシステムおよび方法を開示する。1つまたは複数のゲノムをスキャンして1ヌクレオチド多型を見つける。多型をハプロタイプブロックに割り当て、ハプロタイプブロックに由来する代表的なSNPを、薬剤および診断法の開発を目的とした関連研究に用いる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の段階を含むビジネス方法：
a．1ヌクレオチド多型を求めて、遺伝子領域および非遺伝子領域の両方を含む、10,000,000を上回る塩基を対象にヒトゲノムをスキャンする段階；
b．1ヌクレオチド多型をハプロタイプブロックにグループ分けする段階；
c．ハプロタイプブロックを表現型状態との関連研究に用いる段階；
d．段階cに由来する関連を発見プロセスに用いる段階；ならびに
e．共同で、または独立に、発見プロセスに由来する製品の商品化を行う段階。
【請求項２】
以下の段階を含むビジネス方法：
a．共通の1ヌクレオチド多型を求めて、10,000,000を上回る塩基を対象にヒトゲノムをスキャンする段階；
b．共通の1ヌクレオチド多型をハプロタイプブロックにグループ分けする段階；ならびに
c．パートナーと共同で、ハプロタイプブロックを表現型状態との関連研究に用いる段階。
【請求項３】
スキャンする段階で、反復遺伝子領域をスキャンしない、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項４】
スキャンする段階で、データベース中の配列の遺伝子領域および非遺伝子領域をスキャンする、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
スキャンする段階で、50,000,000を上回る塩基をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
スキャンする段階で、100,000,000を上回る塩基をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
スキャンする段階で、500,000,000を上回る塩基をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
スキャンする段階で、1,000,000,000を上回る塩基をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
研究対象の試料集団の2%を超えて存在する1ヌクレオチド多型のみを、グループ分けする段階で用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
研究対象の試料集団の4%を超えて存在する1ヌクレオチド多型のみを、グループ分けする段階で用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
研究対象の試料集団の6%を超えて存在する1ヌクレオチド多型のみを、グループ分けする段階で用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
研究対象の試料集団の8%を超えて存在する1ヌクレオチド多型のみを、グループ分けする段階で用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
研究対象の試料集団の10%を超えて存在する1ヌクレオチド多型のみを、グループ分けする段階で用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
表現型状態が疾患状態である、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
ハプロタイプブロックを関連研究に用いる段階が、核酸アレイ上のハプロタイプブロック中の少なくとも複数の1ヌクレオチド多型をスキャンする段階を含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
ハプロタイプブロックを関連研究に用いる段階が、1ヌクレオチド多型を同定するアッセイ法で、ハプロタイプブロック中の少なくとも複数の1ヌクレオチド多型をスキャンする段階を含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
表現型状態が薬剤応答状態である、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
薬剤応答状態が応答者状態である、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
薬剤応答状態が毒性状態である、請求項17記載の方法。
【請求項２０】
薬剤使用患者を層別化する診断試験と併せて薬剤を市販する段階をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項２１】
スキャンする段階で、1ヌクレオチド多型を求めて、10を上回る供給源からゲノムDNAまたはこの誘導体をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２２】
スキャンする段階で、1ヌクレオチド多型を求めて、20を上回る供給源からゲノムDNAまたはこの誘導体をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２３】
スキャンする段階で、1ヌクレオチド多型を求めて、30を上回る供給源からゲノムDNAまたはこの誘導体をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
スキャンする段階で、1ヌクレオチド多型を求めて、50を上回る供給源からゲノムDNAまたはこの誘導体をスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２５】
第2の生物で遺伝子領域および非遺伝子領域をスキャンし、また第2の生物とヒト間における比較研究に使用する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２６】
共通多型のみを、グループ分けする段階に用いる、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２７】
関連研究をパートナーとともに実施する、請求項1に記載の方法。
【請求項２８】
スキャンする段階で、2本を越える染色体を解析する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項２９】
スキャンする段階で、5本を越える染色体を解析する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３０】
パートナーが、スキャンする段階およびグループ分け段階のための資金を提供する、請求項2または27のいずれか一項記載の方法。
【請求項３１】
パートナーが、関連研究のための資金を提供する、請求項2または27のいずれか一項記載の方法。
【請求項３２】
関連研究で、500を超える疾患試料および対照試料を評価する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３３】
関連研究で、1000を超える疾患試料および対照試料を評価する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３４】
パートナーが、関連研究で使用される試料を提供する、請求項2または27のいずれか一項記載の方法。
【請求項３５】
表現型状態を明らかにするための薬学的化合物を同定する段階をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３６】
薬学的化合物の販売に基づいてロイヤリティを回収する段階をさらに含む、請求項35記載の方法。
【請求項３７】
薬剤患者集団を関連研究で得られた結果で分ける段階をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３８】
スキャンする段階もしくは関連研究の少なくとも1つのために、技術提供者が、値引きされた技術を提供し、値引きされた技術の見返りに株式を受領する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項３９】
技術提供者が、技術を使用するために、スキャンする段階もしくは関連研究の1つから内容を受け取る、請求項38記載の方法。
【請求項４０】
薬学的化合物がアンチセンス分子である、請求項35記載の方法。
【請求項４１】
薬学的化合物が低分子量有機分子である、請求項35記載の方法。
【請求項４２】
薬学的化合物がタンパク質化合物である、請求項35記載の方法。
【請求項４３】
薬学的化合物が抗体である、請求項35記載の方法。
【請求項４４】
関連研究を、表現型状態の遺伝的関連に関する事前の仮説を立てることなく実施する、請求項1または34のいずれか一項記載の方法。
【請求項４５】
関連研究を、ハプロタイプ中の代表的な1ヌクレオチド多型のみを対象に実施する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項４６】
関連研究が300,000未満のヌクレオチド多型を用いるが、生物の全染色体に及ぶ潜在的な関連を提供する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項４７】
標的ゲノム領域をハプロタイプブロックを用いて評価する、商取引に進む段階をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項４８】
関連研究が、表現型状態との複数の潜在的な遺伝的関連を提供する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項４９】
潜在的な遺伝的関連の少なくとも一部に関する薬剤開発プロセスを実施する段階、およびさらに進んだ発見プロセスから遺伝的関連の一部を除去する段階をさらに含む、請求項48記載の方法。
【請求項５０】
ハプロタイプデータベースのライセンスを供与する段階をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５１】
ハプロタイプを関連付けに関与する契約に用いる段階を含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５２】
内部の薬学的開発の取り組みにおける関連付けに関与する契約に由来する収入を用いる段階を含む、請求項51記載の方法。
【請求項５３】
関連研究に基づいて開発された薬剤に関する目標達成報奨金を得る段階をさらに含む、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５４】
スキャンする段階で、技術提供者から提供された技術プラットフォームを用い、技術提供者が、株式と引換に技術プラットフォームを値引き後の価格で提供する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５５】
スキャンする段階で、技術提供者から提供された技術プラットフォームを用い、技術提供者が、スキャンする段階またはグループ分けする段階の少なくとも1つに由来するデータと引換に技術プラットフォームを値引き後の価格で提供する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５６】
スキャンする段階で、技術提供者から提供された技術プラットフォームを用い、技術提供者が、技術プラットフォームを改善する権利と引換に技術プラットフォームを値引き後の価格で提供する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５７】
パートナーが、化合物に関するロイヤリティを支払う、請求項35記載の方法。
【請求項５８】
スキャンする段階で、民族的に多様な個人のゲノムをスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項５９】
スキャンする段階で、ハプロイドゲノムをスキャンする、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項６０】
スキャンする段階を、関連研究の結果を用いて繰返して、関心対象の領域中に1ヌクレオチド多型をさらに同定する、請求項1または2のいずれか一項記載の方法。
【請求項６１】
以下の段階を含むビジネス方法：
a．多数の個体の遺伝的変異を同定する段階；
b．少なくとも複数の他の遺伝的変異とともに存在する少なくとも複数の遺伝的変異を同定する段階；ならびに
c．表現型状態と相関する少なくとも他の何らかの遺伝的変異とともに存在する変異の全てではなく一部を共同合意で使用する段階。
【請求項６２】
以下段階を含むビジネス方法：
a．複数のゲノムを個別にスキャンして共通異型を同定する段階；
b．症例DNAおよび対照DNAの試料をプールし、プールされたDNAを形成する段階；
c．プールされたDNA上の共通異型の相対的な対立遺伝子頻度を明らかにして、プールされた該症例DNAまたはプールされた該対照DNAの1つにおいて、共通度のより高い異型を同定する段階；
d．共通度のより高い異型として同定された該異型を、発見プロセスで用いる段階；ならびに
e．該発見プロセスに由来する製品を共同で、または独立に市販する段階。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、この応用の譲受人に譲渡され、また参照として本明細書に組み入れられる、2002年3月26日に出願された「Pharmaceutical and Diagnostic Business Systems and Methods」と題する米国特許出願第10/107,508号の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
背景
バイオテクノロジー企業/バイオ医薬品企業は、バイオテクノロジー企業が、特定の科学的発見を目的として大規模製薬企業と提携するビジネス方法に大きな商機を見出しつつある。例えばバイオテクノロジー企業が、さまざまな発見プロセス（例えば薬剤「標的」の発見プロセス）に関与し、これによって下流の知的財産権および/または特許使用料を保有することは一般的である。またバイオ医薬品企業が、複数の方法の1つで、特定の疾患に役割を果たすゲノムの領域を同定する薬剤開発を目的として製薬企業と協力することも一般的である。
【０００３】
ヒトの染色体を構成するDNAは、体内の全タンパク質の生産を導く指令を出し、こうして作られたタンパク質は生命に不可欠な機能を果たす。DNA上の変異は、感染症、癌、遺伝病、および自己免疫疾患といった、ほぼ全てのヒト疾患と直接関連付けられる。疾患や障害などの表現型の変化に帰せられるDNA上の変異は、複数の遺伝子の複雑な相互作用を破壊する1つの変化に起因したり、または1つの遺伝子中の任意の数の変異に起因したりする場合がある。例えばI型およびII型の糖尿病は、個々の遺伝子が固有の変異のパターンを有する多数の遺伝子に関連付けられている。これとは対照的に嚢胞性線維症は、1つの遺伝子中における300種類を超える異なる変異の任意の1つに起因する場合がある。表現型の変化は、ゲノムの非コード領域の変化によって生じる場合もある。例えば、調節領域中における1ヌクレオチド変異は、遺伝子発現を促進したり抑制したりするほか、遺伝子の活性を変化させることがある。
【０００４】
ヒトゲノムの分野における近年の技術進歩のおかげで、薬理ゲノム学の進展、薬剤の開発および処方におけるヒトDNA配列の可変性の利用が可能となりつつある。薬理ゲノム学の基礎は、任意の遺伝子型と、結果として生じる表現型の間における相関または関連にある。有害な薬剤応答を、2種類の薬剤代謝酵素（血漿コリンエステラーゼおよびグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ）のアミノ酸変化に関連付ける最初の相関研究が半世紀以上前に行われて以降、他の相関研究で、薬剤代謝酵素、薬剤標的、および薬剤輸送因子にかかわる配列の多型と、薬剤の有効性または安全性の低下が関連付けられている。
【０００５】
薬理ゲノム学的情報は、相関情報が薬剤毒性の予防に用いられる臨床状況で特に有用である。例えば患者は、6-メルカプトプリンまたはアザチオプリンの代謝の低下を引き起こすチオプリンメチルトランスフェラーゼ遺伝子の差のスクリーニング対象となることがある。しかし、今日利用可能な薬理ゲノム学的マーカー群によって適切に説明されるのは、観察される薬剤毒性のほんの数パーセントに過ぎない。また「外れ値」を示す者、すなわち（過去に安全かつ有効であることが示された薬剤の投与時に）臨床試験で予想外の作用が見られた者の存在は、FDAによる薬剤の承認を実質的に遅らせ、また対象薬剤が使用者の大半に有効な可能性があるにもかかわらず、薬剤を市場から回収しなければならない状況につながる場合もある。
【０００６】
標的ゲノム領域を同定する、今日までに用いられている、さまざまな生物工学的方法には例えば、差次的遺伝子発現(differential gene expression)（基本的には対照試料と対象試料間の遺伝子発現の差を見る）；タンパク質-タンパク質相互作用マップ（薬剤受容体、およびこの直接の作用因子を同定する）；ならびにヒト配列データベースのマイニング（既知の疾患関連調節因子、薬物動態学的調節因子、または薬力学的調節因子に類似の配列を探す）がある。これと比較して、ゲノム領域を特定の表現型形質に相関させて検証する関連研究は、集団遺伝学および確実な統計的検定法に依拠する。関連研究は短期間に大量の情報を得ることで、研究開発にかかる費用を減らすための強力なツールとなる。
【０００７】
全てのヒトは遺伝子構成の99.9%が同一なので、任意の2人のDNA配列は、ほぼ同一である。個人間に見られる変化には例えば、DNA配列の欠失または挿入、非コード領域中のいくつかの反復DNAエレメントにおける変化、および1個の窒素塩基の位置における変化、すなわち「1ヌクレオチド多型」（SNP）などがある。300万〜400万個の共通SNPが、少なくとも10%の人に存在すると推定されている。共通SNPは独立には存在せず、世代から世代へ他のSNPとともにタンデムに受け継がれ、ゲノム上におけるパターンを生じる。このようなひとまとまりのSNPを本明細書では「SNPハプロタイプブロック」、または単に「ハプロタイプ」と記載する。
【０００８】
共通SNPは全ゲノム関連研究を実施する際に有用である。表現型形質（例えば疾患耐性や薬剤毒性）を示す、または示さない者の全ゲノムをスキャンし、対象群のSNPと特定の表現型状態を関連付ける。このような全ゲノム解析によって詳細な遺伝的マップが得られ、特定の連鎖領域を見つけることができる。全ゲノム解析の方法は、いずれもあらゆる目的で参照として本明細書に組み入れられる、本発明の譲受人に譲渡された、2001年10月5日に出願された米国特許第60/327,006号、「Identifying Human SNP Haplotypes, Informative SNPs and Uses Thereof」（代理人整理番号054801-5001-P2；1005-P3）、ならびに米国特許第10/106,097号、「Methods For Genomic Analysis」（代理人整理番号1005-U1）に記載されている。また1つの代表的な染色体（例えば第21染色体）におけるSNPおよびSNPハプロタイプブロックの性質は、あらゆる目的で参照として本明細書に組み入れられる、本発明の譲受人に譲渡された、2001年9月18日に出願された米国特許第60/323,059号（代理人整理番号1013P-1）、「Human Genomic Polymorphisms」、および「Human Genomic Polymorphisms」と題する米国特許第10/284,444号（代理人整理番号1013U-2）に記載されている。第21染色体のSNPおよびハプロタイプ構造について説明したPatil, N.らの「Blocks of Limited Haplotype Diversity Revealed by High-Resolution Scanning of Human Chromosome 21」、Science 294、1719-1723（2001）も参照されたい。
【０００９】
遺伝学における、このような科学技術開発に資本を投下する、新しく有用なビジネス方法を確立することが望ましい。
【発明の開示】
【００１０】
要約
遺伝情報を利用する改善されたビジネスの方法、装置、およびシステムの改善を提供する。
【００１１】
本発明の1つの態様によれば、1ヌクレオチド多型を求めて遺伝子領域および非遺伝子領域の両方を含む10,000,000を超える塩基を対象にヒトゲノムをスキャンする段階；1ヌクレオチド多型をハプロタイプブロックにグループ分けする段階；ハプロタイプブロックを表現型状態との関連研究に使用する段階；関連を発見プロセスに用いる段階；ならびに発見プロセスに由来する製品を市販する(market)段階を含むビジネス方法を開示する。
【００１２】
詳細な記述
本明細書で用いられる「1つの（aまたはan）」という表現は1つまたは複数を意味する。請求項で用いられるように、「〜を含む」という表現と併用される場合は、この「1つの」という表現は1つまたは複数を意味する。本明細書で用いる「別の（another）」という表現は、少なくとも2番目の、もしくはこれ以降の対象を意味する。
【００１３】
本発明のさまざまな態様および特定の応用を詳細に参照する。本発明を、さまざまな態様および応用とともに記載する場合は、このような態様および応用が本発明を制限する意図はないと理解される。むしろ本発明は、本発明の趣旨および範囲に含まれうる変形例、変更形態、および等価物を対象とすることを意図する。また本開示を通じて、さまざまな特許、特許出願、ウェブサイト、および出版物を参照する。特に明記しない限り、個々の対象は、あらゆる目的のために全体が参照として組み入れられる。本明細書に記載された方法の特定の態様で使用可能なプロセスは、全てが特に参照として本明細書に組み入れられる以下の特許出願で詳細に記述されている：いずれも特に参照として本明細書に組み入れられる、2001年3月30日に出願された米国仮特許出願第60/280,530号；2001年8月17日に出願された米国仮特許出願第60/313,264号；2001年10月5日に出願された米国仮特許出願第60/327,006号（いずれも発明の名称は「Identifying Human SNP Haplotypes, Informative SNPs and Uses Thereof」）；2002年11月26日に出願された「ゲノム解析の方法（Methods for Genomic Analysis）と題する米国仮特許出願第06/332,550号（代理人整理番号1005P-4）；2002年3月26日に出願された「Methods for Genomic Analysis」と題する米国特許第10/106,097号（代理人整理番号1005N-1）；2002年1月7日に出願された「Genetic Analysis Systems and Methods」と題する米国特許第10/042,819号；ならびに2001年9月18日に出願された「Human Genomic Polymorphisms」と題する米国特許第10/284,444号。
【００１４】
本明細書で言及した全ての出版物は、本発明に関連する試薬、方法、および概念を説明および開示することを目的で引用される。本発明に記載した事項は、本発明が先行発明により、本明細書に記載された発明に関連することを了承したものとして制限されない。
【００１５】
I．一般的事項
ヒトの遺伝子配列の最初の概要配列は読了している。これは生物学研究の新時代の幕開けを意味する。このこと自体が重要な成果であるが、ビジネス上の価値の多くは、個人間の差違のパターンを見つけ出すこと、また特定のゲノム領域を表現型形質と相関させることにある。
【００１６】
ヒトゲノムの配列決定から、個人間の遺伝情報に高度の相同性が存在することがわかってきた。例えば任意の2人のDNA配列は約99.9%が同じであり、また最大100,000個程度の遺伝子が23本の染色体の1本に同様に配置されている。しかし、それでも差は存在する。約0.1%、すなわち1,000文字のDNAにつき1個は任意の2人で異なる。これは推定300万〜400万個の共通の差（すなわちSNP）が個人間に存在すること、またこれより多くの「まれな」SNPが存在することを意味する。
【００１７】
多くの疾患には、ただ1つの遺伝子というよりも、多数の遺伝因子の結果であることの多いという遺伝的基礎がある。したがって研究者が、アルツハイマー病、癌、または喘息などの疾患にかかわる遺伝的要因、および結果として生じる生物学的経路を解明したいと考える際は、多くの患者のゲノム全体のDNAの変化を、疾患状態にない多くの人のゲノムと比較する必要がある。
【００１８】
さらに薬剤の商品化プロセスに至って、製薬会社は新製品開発に数億ドルを投資し、予想外の作用（例えば毒性の上昇、または試験薬に対する不適切な応答もしくは不応答）を示す臨床試験参加者の出現のために大きな損害を被ってしまう場合がある。製薬会社はネガティブな結果を乗り切るために、規制当局による承認を迅速に得るために、また損失を穴埋めするために、作用を臨床試験参加者の遺伝子プロファイルと関連付ける必要がある。集団内のどの個人が試験薬に寛容性を示し、どの個人に陽性反応が見られたか、および/またはどの個人に、薬剤に起因する負の副作用が見られたか、もしくは有意な改善が見られなかったかということを推定可能であれば、製薬会社にとって極めて有益であろう。
【００１９】
ゲノムの初期セットをスキャンすることで、本明細書に記載されたビジネス方法は、共通SNP、および「SNP」を含む共通「ハプロタイプ」のパターンを同定する。このようなハプロタイプの存在が明らかになれば、アッセイ法を行って数個のSNPのみを既知の各ハプロタイプブロックから読むことで、または全てのSNPを既知の各ハプロタイプから読み、ハプロタイプブロックを用いてデータの完全性を保証することで、多くの人の遺伝子プロファイルを決定することができる。このようなアッセイ法の結果は、薬剤開発、臨床試験、およびパートナーとの他の開発上の取り組みに直接的または間接的に使用できる。得られた結果は、不成功に終わった臨床試験や、無駄骨に終わった研究開発による数100万ドルの損失からパートナーを救う場合がある。パートナーには例えば、バイオテクノロジー領域のパートナー、薬学分野のパートナー、消費財関連のパートナー（例えばシャンプーやスキンケア製品などの開発に関与するパートナー）、農業分野のパートナー、および/または他のパートナー（例えば科学上のパートナー、または政府関連のパートナー）を含めることができる。
【００２０】
関連研究の結果として製薬会社（または他の企業）が得る、こうした販売上の極めて大きな利点は、本明細書に記載されたビジネスの方法およびシステムの基礎の1つである。場合によっては、各ゲノムの全30億塩基、または300万〜400万個の共通SNPを評価する代わりに、わずか300,000〜500,000個のSNP、またはこれより少ないSNPを評価することで、生物体の全ゲノムとの相関を見出すことができる。こうした特定のSNPを読むことで検出されるハプロタイプのパターンは、統計学的に正確な関連付けデータを特定集団から引き出すのに十分な情報をもたらす。あるいは仮に、関連研究で遺伝子領域に共通SNPの多くが同定されれば、ハプロタイプブロックを利用して遺伝子型決定の結果を検証することができる。例えば薬学分野のパートナーは次に、ヒト遺伝子プロファイルと疾患の症状、薬剤応答、または他の表現型状態との関連に対価を払う場合がある。例えば農業分野のパートナーは、さまざまな作物の遺伝子プロファイルと病害耐性、優れた品質、高い収量、または他の表現型状態との関連に対価を払う場合がある。獣医学分野のパートナーは、さまざまな動物の遺伝子プロファイルと薬剤耐性、行動改善、オス化（virility）の促進、または他の表現型形質との関連に対価を払う。
【００２１】
また、他者（規制当局による認可を得られなかった者、後期臨床試験で主要評価項目に適合させられなかった者、重篤な有害作用に遭遇した者、または第一療法ではない者など）が値引きした価格の薬剤の権利を得て、本明細書に記載された手法を応用して、どの患者が対象薬剤に最適であるかを判定することで薬剤の価値を大きく高めることができる。
【００２２】
パートナーなどから初期資金が提供されることで、本発明の方法は、ヒトのDNAと、さまざまな動物および/または他の生物のDNAの比較により、進化の過程で種間で保存されたDNAの非遺伝子領域の同定を可能とする。次に、この資金を元に、内部における診断法および薬剤開発を目的として、パートナーの参加なしに発見プロセスを実施することができる。
【００２３】
II.科学的基礎
人体は約100兆個の細胞から構成される。個々の細胞の中には、核と呼ばれる中心構造がある。核の中には、遺伝物質を含む23本のヒト染色体が2組ある。1組の染色体は母親から受け継ぎ、もう1組は父親から受け継ぐ。各組は、染色体上の同等の位置に類似の遺伝情報を含む。
【００２４】
しかし実際には父方と母方の各ゲノム間には、わずかな差がある。一卵性双生児を除いて、あらゆる個人のゲノムには他人のゲノムと比較して数100万個のわずかな差がある。このようなわずかな差は、例えば目や皮膚の色といった、個人間の差の大半を説明する。また、これらに注目して、個人の対疾患素因、対薬剤反応、対環境反応、また場合によっては行動を見極めることができる。
【００２５】
ヒトのゲノムは巨大である。ヒトゲノムは、4文字のアルファベットで書かれた総文字数30億、または約10億単語を詰め込んだ1冊の本に例えられることがある。この計算でゆくと、1人のゲノムは聖書800冊に相当する。このゲノムを1秒間に1文字の速さで声を出して1日24時間読むと仮定すると、読み終えるまでに1世紀を要する計算になる。このようにヒトゲノムは巨大な文書と言えるが、ピンの先端に据えられるような、ちっぽけな細胞の微小な核の中に収められている。
【００２６】
まさに1冊の本と同じく、ヒトのゲノムは直線状にかつ1次元で書かれており、4文字のアルファベットを、数段階のグループ分けを経て、意味の巨大用語集へと訳すコードで定義されている。しかし、英語の本が26文字を用いたさまざまな長さの単語で書かれるのに対し、ゲノムはアデニン、シトシン、グアニン、およびチミン（短縮形では、それぞれA、C、G、およびT）の4つの文字のみを用いた3文字の単語で主に書かれる。また平面状のページに書かれるのではなく、文字すなわち「塩基」が側方の環に結合したリン酸とデオキシリボース糖が交互に現れる長い鎖であるポリマーの中に書き込まれる。個々のヒト染色体は、相補的なDNAポリマー鎖を有する、密に折りたたまれた2本鎖のDNAポリマーからなる。
【００２７】
個人のゲノムDNAは例えば、体内の全タンパク質の生産を導く指令を提供することで生命現象の多くの面に影響する。DNA上の綴り違いすなわち「変異」は、細胞が作るタンパク質に誤りを生じるので、細胞の正常な機能に、または細胞の調節エレメントに影響を及ぼす。環境は大きな役割を果たすことがあるが、DNA上の変化または変異は、感染症、癌、遺伝病、および自己免疫疾患を含む、ほぼ全てのヒト疾患と直接関連付けられる。DNA上の変化は、より強い免疫系、毒性物質の生体からの速やかな排出、または寿命の延長といった、ある種の「保護的」形質にも関与する。多くの個人のDNAを比較すること、またDNA上の変化を臨床症状に関連付けることは、疾患の診断および治療、または健康状態の促進を理解するための強力なツールとなる。
【００２８】
ヒト遺伝学の知見を元に、多くの疾患が、複数の遺伝子の複雑な相互作用、および/またはこれらの遺伝子産物に起因し、1つの遺伝子内における任意の数の変異に起因し、またこの結果生じる遺伝子産物に起因し、または遺伝子の非コード調節領域内における任意の数の変異に起因することがわかってきた。例えばI型およびII型の糖尿病は、個々の遺伝子が固有の変化のパターンを示す多数の遺伝子に関連付けられている。
【００２９】
疾患の遺伝的基礎が複雑であることから、ゲノム全体を見渡して多数の変異を解析することを可能とする新技術が必要とされている。ゲノム全体、またはゲノムDNAもしくはこの誘導体をスキャンすることは、本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法の1つの局面である。
【００３０】
本明細書に記載されたシステムおよび方法の実装の1つの態様では、複数の固有のゲノムである個人の完全なセットの染色体（10人を超える者のゲノム、好ましくは20人を超える者のゲノム、より好ましくは25人を超える者のゲノム、またより好ましくは50人を超える者のゲノム）の分離を行う。好ましくは、ハプロイドゲノム（1組の染色体に由来するゲノム）を使用する。ハプロイドゲノムを用いる技術は、米国特許第10/106,097号に記載されている。次に、このようなゲノムの全体、またはかなりの部分の塩基を、例えば従来のDNAシーケンサー、またはチップベースの手法でスキャンまたは配列決定する。好ましい態様では、Affymetrix社（Santa Clara、California）のホール・ウエハー（whole-wafer）技術で各ゲノムを1塩基の解像度で読む。各ゲノムから得られたDNA配列データを、次に他のゲノムと比較して、ゲノム中の変化の全てまたは一部を明らかにする。例えば、表1の個人2は、個人1および個人3と比べて2つの変異を有する：
【表１】
2005521930.tif 000002
【００３１】
全てのヒトは遺伝的構成の99.9%が類似しているので、ゲノムの文字すなわち塩基の大半は同一となる。スキャンされた50のゲノム間には、最大約300万〜400万個の共通変異が見つかると考えられる（「共通」変異とは、このような変異が少なくとも10%の人に存在するものとして定義される）。
【００３２】
1ヌクレオチド多型、すなわち「SNP」の多くは独立に存在せず、多数のSNPのさまざまな長さのブロック中に世代から世代へ受け継がれて、個人の遺伝子プロファイルを形成するゲノム全体におけるパターンを生じる。このようなパターンは「ハプロタイプ」と呼ばれる。第1の、例えば20〜50のゲノムをスキャンする際は、SNPが存在する共通ハプロタイプを同定することが可能となる。このようなハプロタイプを同定後、既知の各ブロックのSNPから数個のSNPだけを読むことで個人の配列を判定することが可能となる。このアプローチには、薬学分野のパートナーを対象とした遺伝的関連研究を実施する上で極めて大きな利点がある。なぜならこれは、ゲノム全体の状態の指標である、少ないセットの特定のSNPを利用するからである。各ゲノムから30億塩基全てを、または見つかるであろう300万〜400万個の共通SNPを読むのではなく、例えば300,000〜500,000個の情報価値の高いSNPだけを（見出された場合に）読むことができる。このような特定のSNPを読むことで明らかになるハプロタイプのパターンは、統計学的に正確な関連付けデータを、特定の臨床集団から抽出することを可能とする。関連研究データを得るために使用しない場合であっても、ハプロタイプは関連付けの結果を検証するために有用である。例えば、プールされた試料をスキャンして表現型形質と相関させた後に、統合解析で潜在的な有意性をもつことがわかっているハプロタイプのSNPの有無に関して個人の遺伝子型を決定することができる。対立遺伝子のSNPを用いることで、同じハプロタイプブロックの他のSNPの遺伝子型を「チェック」することができる。
【００３３】
本発明の1つの局面では、核酸プローブの高密度アレイが配置されたガラスウエハーを使用する。このような個々のウエハーは例えば、試料中の、より長い核酸配列の認識に使用可能な約6000万個の核酸プローブを収容する。ガラスウエハー上における核酸プローブのセットによる試料核酸の認識は、ハイブリダイゼーションの機構で起こる。試料核酸が核酸プローブのアレイとハイブリダイズする際は、試料は、試料核酸配列に相補的なプローブと結合する。試料核酸に対するさまざまなプローブのハイブリダイゼーションの程度を評価することによって、試料中の核酸の既知配列の有無を判定することができる。
【００３４】
遺伝情報を解読するためのプローブアレイまたはウエハーの使用は、以下の工程を含む：プローブアレイまたはウエハーの設計および製造、試料の調製、標的核酸とアレイのハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーション現象の検出、ならびに配列決定を目的としたデータ解析。好ましいウエハーまたはプローブアレイは、費用対効果および高品質を達成するために、例えばAffymetrix社によって製造された、半導体製造工程を応用したプロセスで作られる。
【００３５】
ウエハーまたは核酸プローブアレイの設計はプローブの選択で始まる。プローブ選択のアルゴリズムは、スキャン対象の特定の核酸配列にハイブリダイズする能力に基づく。この情報を元に、コンピュータアルゴリズムを用いて、プローブアレイの製造に使用する光リソグラフィーマスクを設計する。
【００３６】
プローブアレイは好ましくは、固相化学合成を、半導体産業で用いられている光によるリソグラフィー製造技術と組み合わせた光による化学合成プロセスで作られる。このプロセスでは、一連の光リソグラフィーマスクを使用して、チップの曝露部位を決めた後に、特異的な化学合成段階を行うことで、各プローブがアレイ上の所定の位置に対応する高密度のオリゴヌクレオチドアレイが構築される。複数のプローブアレイを、大きなガラスウエハー上に同時に合成する。このような並行プロセスにより再現性が高まり、また「規模による経済（economics of sclae）」の達成に寄与する。
【００３７】
ウエハーまたは核酸プローブアレイが作製されたら、ハイブリダイゼーションの準備が整う。解析対象の核酸（標的）を単離し、増幅し、蛍光レポーター基で標識する。次に、標識された標的を、フルーイディックスステーションおよびハイブリダイゼーションオーブンを用いてアレイとインキュベートする。ハイブリダイゼーション反応の完了後、アレイをスキャナーに装填し、ハイブリダイゼーションのパターンを検出する。ハイブリダイゼーションデータは、標的中に組み入れられた（そしてプローブアレイと結合した状態の）蛍光レポーター基から放出された光として得る。標的と最も明瞭にマッチするプローブは、ミスマッチの場合と比べて強いシグナルを生じる。アレイ上における各プローブの配列および位置は相補性からわかっているので、プローブアレイにアプライされた標的核酸を同定することができる。
【００３８】
開示された科学的アッセイ法で得られたデータおよび情報は、数多くの産業で有用である。例えば、潜在的な薬剤標的に関する情報はバイオテクノロジー産業に極めて有用であり、薬剤開発プロセスの大きなスピードアップが図られ、ひいては上市までの時間が短縮可能である。同様に、任意の薬剤の有効性および効力に関する情報は製薬産業に極めて有用であり、臨床試験の失敗によって失われた収入のかなりの金額に関して企業を救う場合がある。本発明で得られた情報は例えば、（植物、樹木、実験動物、および家畜動物の有用形質の遺伝的基礎を提供することで）農業分野、獣医学分野、消費財分野、保険およびヘルスケア提供者の分野、ならびに森林管理に有用な場合もある。
【００３９】
III．ビジネスの応用
薬剤の研究開発プロセスは、標的ゲノム領域の発見から、薬剤開発および最終製品の出荷に至るあらゆる段階を含む。このプロセスは現在、非常に長期間を要し、高額の費用がかかり、またリスクを伴う。平均すると、初期の研究実験期間からFDAの承認が得られるまでの製品開発には14年を要する。潜在的薬剤の商品化または開発のプロセスを遅らせる何らかの事故は、影響を被る企業に対し、最高年間10億ドルの収入減をもたらす場合がある。これとは逆に、潜在的薬剤の商品化または開発のサイクルを加速しうる何らかの変化は、このような変化を実施する、影響を受ける企業に大きな経済的利益をもたらす可能性がある。
【００４０】
上市までの時間を短くすることは、当初の販売収入による利益をもたらすだけでなく、競合者に先駆けて当該分野に参入する企業による市場占有率の拡大をもたらす。これが重要な理由は、新たな市場の治療クラスにおいて、最初の薬剤が占有的状況を維持する期間は通常、望ましいとされる期間よりかなり短いことにある。したがって、マーケティング支出は、市場占有率の維持または拡大を企業が試みるにつれて速やかに増大してゆく。
【００４１】
上市までの時間的因子に加えて、任意の化合物が14年の年月を全ての過程をつつがなく経て上市にたどり着ける確率は非常に小さい。統計的には、前臨床開発段階の5,000種類の化合物のうち、5種類のみが臨床試験の対象となり、上市に至る可能性があるのは1種類のみである。長い開発サイクルと高い失敗率が共存するために、FDAによる承認を得るために平均約5億ドルの費用が必要となる。したがって、規制当局による承認を受ける際の効率および適時性を改善するビジネスのシステムおよび方法は非常に有用である。
【００４２】
製薬会社は、自社の薬剤開発プログラムにゲノム科学を利用することで研究開発の効率を高める必要性を認識している。こうした取り組みは企業にとって、これまでの収入成長レベルにマッチさせるために、また株主の期待に応えるために必要である。製薬会社が効率を求めることは、研究および臨床の開発のサイクルの両方におけるゲノム規模のスキャン技術の応用の機会をもたらす。
【００４３】
本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法の応用の1例は、集団のグループ分けにある。多くの薬剤が、一部の患者では他の患者より有効に作用することは一般に知られている。患者の応答におけるこのような可変性は十分理解されていないことが多いので、製薬会社は薬剤開発の続行を不必要に中断してしまい、有望な薬剤候補に関する規制当局による承認を得ることに失敗してしまい、または仮に承認が得られたとしても、承認薬を効率的に商品化できないか、または第三者支払機関による診療報酬受給の承認が得られない。
【００４４】
ゲノム上の差は、患者が薬剤にどのように反応するかということに影響すると長く認識されてきた。しかし、製薬会社は通常、臨床試験の計画および実施時において、または承認薬のマーケティング時において、患者間のゲノム上の差を考慮してこなかった。臨床試験でゲノム上の変化を薬剤応答と関連付けることにより、薬剤の開発およびマーケティングプロセスを改善することが可能となる。例えば製薬会社は、臨床試験の初期段階で得られる相関データを元に、臨床試験を続行するか否か、後期臨床試験に進むか否か、またはどのような患者に後期段階（例えば第III相または第IV相）に参加してもらうかという点に関して、十分な情報を考慮した上での決断を下すことができると考えられる。例えば、陽性薬剤反応を示す遺伝的素因をもつ患者に参加してもらうことは、対象患者の治療指数を高め、また規制当局による承認が得られる可能性を高める場合がある。また製薬会社は、ゲノム上の差と薬剤応答間の相関を知ることで、特定の薬剤が他の薬剤より有効である可能性の高い集団を特定することで、また対象薬剤を優先的に患者に処方するように医師を促すことで薬剤のマーケティングを改善することができる。医師を対象としたマーケティングは、医学教育の継続、査読精度のある学術雑誌の利用、インターネットの利用、印刷物による広告戦略、または購入を訴える直接の電話によって達成することができる。また企業は、本明細書に記載された情報を用いることで、反応集団と非反応集団を分けることで、または負の副作用（毒性の場合もある）を呈する集団と、負の作用を呈さない集団を分けることで薬剤の売り込みに成功する。これによって企業はさらに、有害作用のために本来であれば回収するような薬剤を市場に留まらせることができるか、回収済みの薬剤を再投入することができるようになる。得られた情報は診断キットの作製にも用いられる。
【００４５】
薬剤は通常、1つのバージョンの遺伝子産物（人体の場合であれば例えばタンパク質や受容体）と相互作用するように開発される。したがって薬剤は例えば、薬剤が標的とする特定のタンパク質または受容体をコードする特定の変異を有する者でのみ有効な場合がある。遺伝的に生じた変化をこのような領域にもたない者、または薬剤の代謝に関連する領域にもたない者は、対象薬剤に反応しないか、または例えば毒性の上昇などの有害な副作用を呈する恐れがある。
【００４６】
新薬を開発するために、また既存の薬剤を改善するために製薬業界で用いられている方法を、遺伝的変異(genetic variation)を考慮して変えることができる。遺伝的変異は、研究開発および薬剤開発のあらゆる段階で重要な役割を果たしている可能性がある。遺伝的変異に関する情報を用いて、特定の患者が、より有効な薬剤の選択を可能とするための情報を提供することで、上市済みの薬剤を改善することもできる。
【００４７】
本発明で解決された問題をさらに説明するために、薬剤を、異なるゲノム領域にコードされ、また調節される多種多様なタンパク質と直接的および/または間接的に相互作用させることができる。したがって、複数のゲノム領域を対象に、対象者が任意の薬剤にどのように反応するかを見極めることができる。本発明を用いることで、このような複数の領域を同定することが可能となる。遺伝的変異が詳細に解明されれば、任意の薬剤に対する個人の応答が、個人に固有のゲノム、または具体的にはゲノム中の変異に依存することは明らかである。
【００４８】
異なる個人が同じ薬剤に異なって反応する理由を理解するための実際的なアプローチは、特定のゲノムの類似性、または類似のハプロタイプパターンを元に個人をグループ分けすることで明らかになる。ゲノムの類似性は、さまざまな民族集団の、および/またはさまざまな地域に住む無関係の個人間に見られる場合がある。遺伝子変異を同定し、また表現型状態（例えば疾患および薬剤応答）と、ゲノム全体を対象にして関連付けることができれば、薬剤開発プロセスが速まる場合があり、また治療薬の上市までの時間が短くなる場合がある。例えば、患者集団の精選されたサブセットの遺伝子プロファイルを用いることで製薬会社は、薬剤標的を同定し、潜在的に優れたリード化合物に注目し、またスクリーニングアッセイ法を実施する段階に速やかに移行することができる。また優れた薬剤標的が、より安全で、より有効な治療介入点を提供する場合もある。
【００４９】
本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法が対象とする市場は、遺伝的変異および薬剤応答の評価、標的領域を同定および検証するための遺伝的変異の評価、変異および対疾患感受性の評価、遺伝子調節配列を含む可能性がある保存された非コード領域の同定、遺伝的変異および開発に影響する調節領域の評価、ならびに他の遺伝子型-表現型と、消費財や農業などにおける商品化の可能性との関連の評価を含むがこれらに限定されない。ゲノム規模のパターン情報、保存領域に関する情報、患者プロファイリングサービス、ならびに他の科学上の提携を求める潜在的な顧客またはパートナーには例えば、製薬業、バイオテクノロジー産業、および農業における数多くの企業、ならびに学術機関および政府の研究機関が含まれる。
【００５０】
関連研究の他の潜在的な顧客またはパートナーには例えば、ヘルスケア提供者、保険会社、政府の事業体（例えばメディケイドやメディケア）、および雇用者、または医療保険や生命保険を提供したり支払ったりする、より経済的、もしくはより効率的なシステムの確立に関心を寄せる他の任意の事業体が含まれる。このような団体は、関連研究を利用して例えば、ジェネリック薬剤に由来する有害反応に対する感受性に関連付けられる患者に対して高価な薬剤を選択的に承認し、個人の健康保険料および生命保険料に同意する、またはより効率的に選択するのに先だって、疾患に罹患する（または死亡する）可能性を適切に評価することができる。このような団体は、本明細書に記載された関連研究のための資金および/または試料の供給源となる場合がある。
【００５１】
本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法は例えば、DNAをスキャン技術およびウエハー技術の開発、ならびに商業的に有用な遺伝子領域を共同研究で同定し、また得られた結果を関連研究で検証するための同技術のゲノムスキャン能力の使用をさらに含む。前払い金、研究者への報酬、目標達成報奨金(milestone payment)、データベース購読料、製品の売上、およびロイヤリティはいずれも、ビジネスモデルに対する収入に寄与する場合がある。
【００５２】
短期的には、本明細書に記載されたビジネスの戦略および方法は複数の手段で収入を生む場合がある。第1に、ゲノムの大規模スキャニングで得た、または解析したゲノムデータを提供することで収入が生じる場合がある。このようなデータはさらに、例えば遺伝子型の決定、および関連研究に使用することが可能であり、またさらにバイオテクノロジー関連団体、薬学関連団体、または他の関連団体に非独占的にライセンスを供与することができる。付加的に、もしくは別法として、収入は、発見に関する契約を、ゲノムの特定領域またはゲノムの一部もしくは全体に及ぶ特定の疾患領域に関心を寄せるバイオテクノロジー産業、製薬業、または他の企業と独占的または非独占的に締結する段階に、最初のゲノムをスキャンする段階より前であっても進むことで生じる場合がある。本明細書に記載された任意の方法で、既存の薬剤標的候補を検証する（または除く）ことができる。また本明細書に記載されたビジネス方法で、他の種との間で保存された領域のSNPおよびこのハプロタイプを同定することができる。これは異種間研究に使用することができる。
【００５３】
中期的には、本明細書に記載されたビジネス戦略は、少なくとも5つの手段で収入を生む段階を含む。これは他の収入源に付加的であるか、または置き換わる場合がある。最初に共同合意を結び、バイオテクノロジー産業のパートナー、薬学分野のパートナー、および/または他のパートナーによる特定の集団の解析を可能とする、ゲノム規模の配列決定および遺伝的プロファイリング（関連研究）サービスの提供を開始する。こうした集団は例えば、特定の疾患に罹患した個人、臨床試験の参加者、または薬剤もしくは環境刺激に特定の応答を示す集団を含む場合がある。このような取り組みに由来する知的財産の一部は、こうした解析を実施する企業によって保持される場合がある。このような解析を実施する企業は次に、薬剤標的および/または診断用製品を、保持された知的財産を元に、さらに開発する場合がある。第2に、連邦政府などの非営利の資金提供組織に由来する契約および/または助成金を、ハプロタイプの発見または関連研究のいずれかに使用することができる。第3に、薬剤のライセンスを、ゲノム規模の関連研究が大きな価値を加えることが期待される段階で供与し、次に額面以上で他の企業にライセンスを提供するか、または実質的な目標達成報奨金およびロイヤリティと、例えば薬剤代謝応答の遺伝的基礎が明らかにされた後に交換することができる。第4に、薬学分野のパートナーは、薬学分野のパートナーから資金提供を受けた研究に関する契約を結ぶことができる。また、企業間のクロスライセンス契約の一部として、チップまたは他のプラットフォームの提供者は、ビジネスで生じた内容を含むチップまたは他の技術の顧客に対して、販売に関する使用料を支払う場合がある。
【００５４】
長期的には、開発および市販された製品（例えば薬剤および診断法）に由来するロイヤリティが収入を生む場合がある。このような製品には例えば、過去にライセンス供与を受けた製品、内部の薬学的開発の取り組みで独立に開発および/または市販化された製品、および1つのパートナーもしくは複数のパートナーと共同で開発された製品が含まれる。特定の遺伝的変異を臨床症状に結びつける関連研究は、薬剤標的を同定する際に、ならびに既存の治療法を最適化する際に極めて有用である。製薬企業とバイオテクノロジー企業との合意は、このデータに由来する製品に関する特許権使用権を含む。
【００５５】
重要な点は、発生した収入を用いて、市販品の開発に至る可能性がある、類似の、または異なる、内部における薬学的開発の取り組みが可能なことである。
【００５６】
IV．ビジネスフロー
図1は、本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法における工程の全体を示す。図からわかるように、工程101で最初のゲノム試料を得る。臨床集団の試料を、例えば病院や大学から入手する。他のパートナーまたは事業体が試料源を提供することもある。多くの態様では、試料源は、ヒト供給源に由来するゲノムDNAまたはこの誘導体を含むが、他の生物が利用される場合もある。この段階では試料は試料群または対照群に由来する必要はない。試料は好ましくは、さまざまな民俗的背景、または多様な地域などの、さまざまな集団から回収される。さまざまな民俗的背景の例には、アジア、中東、アフリカ、北欧、南太平洋などが含まれる。別の亜集団を比較することもできる。
【００５７】
工程110では、染色体群を好ましくは分離して1本ずつの染色体とする。このような分離には、好ましい態様では、あらゆる目的で参照として本明細書に組み入れられる、2001年11月26日に出願された「Methods of Genomic Analysis」と題する米国特許第60/332,550号（代理人整理番号1005P-4）に対する優先権を主張する米国特許第10/106,097号に記載された体細胞ハイブリッド技術を利用する。
【００５８】
工程120では、ゲノムを、参照データベース130のベースライン配列に由来する異型(variant)に関してスキャンする。異型は例えば、SNPまたは1個もしくは複数のSNPを含むゲノムDNAの隣接する連続（異型DNA鎖）を含む場合がある。ゲノムDNA鎖は、少なくとも1000個の連続塩基、少なくとも5,000個の連続塩基、少なくとも10,000個の連続塩基、少なくとも50,000個の連続塩基、少なくとも100,000個の連続塩基、または少なくとも500,000個の連続塩基からなる場合がある。また異型DNA鎖は、少なくとも1個のSNP、少なくとも5個のSNP、少なくとも10個のSNP、少なくとも25個のSNP、少なくとも50個のSNP、または少なくとも100個のSNPを含む場合がある。参照データベースは、商用データベースの場合もあれば、ゲンバンクなどの公的データベースの場合もある。好ましくは10を超える異なる供給源をスキャンする（1種類の生物は2つの異なる供給源に由来する遺伝子コードを含むと理解する）。より好ましい態様では、20を超える異なる供給源、好ましくは25を超える異なる供給源、より好ましくは30を超える異なる供給源、好ましくは50を超える異なる供給源、またより好ましくは100を超える供給源をスキャンする。譲受人に譲渡された、2002年1月7日に出願された「Genetic Analysis Systems and Methods」と題する米国特許第10/042,819号に記載されているように、スキャン工程は1段階または2段階のプロセスの場合がある。2段階のプロセスの場合は、遺伝子配列中の各連続塩基をまず解析し、最初の段階で同定される異型のみを、後のグループ分けするプロセスにおけるスキャンする段階に用いる。スキャン工程は、チップ、キャピラリ、またはゲルベースのDNAシーケンサー、マイクロタイターハイブリダイゼーションウェルなどの、いくつかの技術プラットフォームを使用することができる。スキャン対象のゲノムは好ましくは、例えば、さまざまな人種集団、民族集団、または地理的な位置などの、遺伝的に多様な集団に由来する。これは、応用性のより広い進化的に古いSNPは共通SNPであるという仮定に基づく。しかし、特定のグループまたはサブグループをスキャンして、このような亜集団に、より有用な異型を同定することもできる。
【００５９】
好ましくは、参照データベース130中の全ての遺伝子コードを解析するか異型をスキャンする。好ましくは参照データベースの少なくとも非反復領域を解析して、SNPおよび好ましくは共通SNPを同定する。好ましくは、データベース中の配列の遺伝子領域および非遺伝子領域を解析する。好ましくは1,000,000を上回る塩基、好ましくは10,000,000を上回る塩基、より好ましくは100,000,000を上回る塩基、より好ましくは500,000,000を上回る塩基、またより好ましくは1,000,000,000を上回る塩基を解析する。好ましくは、検討中の特定の生物を対象に、複数の試料中の少なくとも1本の染色体の50%を上回る対象をスキャンし、好ましくは2本を上回る染色体、好ましくは5本を上回る染色体、また最も好ましくは全染色体をスキャンする。「共通」SNPという表現は、検討集団の2%を超えて存在する、好ましくは検討集団の4%を超えて存在する、好ましくは検討集団の6%を超えて存在する、好ましくは検討集団の8%を超えて存在する、またより好ましくは検討集団の10%を超えて存在するSNPを意味する。言うまでもなく、まれなSNPを、診断法および治療薬の市販を目的として工程125における、また他の本明細書に記載された方法の補足として工程135における特定の関連研究に利用することもできる。「まれな」SNPは非共通SNPである。また本明細書で使用されるウエハーまたはアレイを、例えばヒトのゲノムと、マウス、ラット、またはイヌなどの他の生物のゲノムを比較して、例えば、保存された領域を工程123で同定するために使用することもできる。
【００６０】
SNP、ハプロタイプブロック、および異型DNA鎖などの他の異型に関する情報をデータベース121に蓄積し、その全体または一部を直接ライセンス供与して収入を得ることができる。また1つの態様では、工程120で同定された共通異型はハプロタイプブロック中に存在する。これは例えば、既に参照として本明細書に組み入れられている、2001年3月30日に出願された米国特許第60/280,530号；2001年8月17日に出願された米国特許第60/313,264号；2001年10月5日に出願された米国特許第60/327,006号；2001年11月26日に出願された米国特許第60/332,550号；ならびに2002年3月26日に出願された米国特許第10/106,097号に記載された方法で達成することができる。ヒト染色体（第21染色体）の全体に由来する代表的な異型およびハプロタイプブロックは例えば、参照として本明細書に組み入れられる、Patil, N.ら、「Blocks of Limited Haplotype Diversity Revealed by High-Resolution Scanning of Human Chromosome 21」、Science 294、1719-1723（2001）、および関連する補足資料に記載されている。工程142では、代表的なSNPまたは異型DNA鎖をハプロタイプブロック中から選択して関連研究に使用する。
【００６１】
工程142で選択されたSNPまたは異型DNA鎖は、さまざまな応用に使用できる。例えば、他の企業と共同で、疾患状態などの特定の表現型に役割を果たすと考えられている生物のゲノムの一部を工程144で選択することができる。パートナーは、工程146で資金を、および/または試料セット（例えば疾患の試料セット）および対照試料を工程148で提供する場合もあれば提供しない場合もある。
【００６２】
工程150で、各試料に由来するSNP、代表的なSNP、または異型DNA鎖を1回または複数のアッセイ法に使用して、暫定的に選択された機能領域のどの部分が実際に対象表現型と相関するかということを判定する。このようなアッセイ法には例えば、チップベースのアッセイ法、Invader（商標）アッセイ法、Taqman（商標）アッセイ法、GeneEngine（商標）シーケンサー、Pyrosequencing（商標）アッセイ法、MassARRAY（商標）アッセイ法、BeadArray（商標）アッセイ法、またはゲルもしくはキャピラリ配列決定アッセイ法などがある。Invader（商標）アッセイ法は、2本の短いDNAプローブと標的を結合させ、標的を酵素で切断し、蛍光標識プローブを切断部位に結合させ、次にプローブと結合した状態のDNAを切断することで蛍光シグナルを検出することでDNAおよびRNAを定量する酵素-基質反応に基づく。GeneEngine（商標）アッセイ法は、小さなチャンネルを通してDNAをフィードし、次にDNAを高速光学系でスキャンする。MassArray（商標）アッセイ法は、酵素反応を利用して塩基特異的な鎖終結情報を得ることで、質量分析を用いて配列情報を統合する。BeadArray（商標）アッセイ法では、3ミクロンのビーズを含む光ファイバー束基質を利用する。ゲルおよびキャピラリによる配列決定の操作、ならびに他のアッセイ法は当業者に周知である。
【００６３】
本明細書に記載されたビジネス方法で使用するための資金は通常、複数の形態をとる。例えば資金は、特定の研究を実施するための費用の資金の形をとる（場合によっては利益幅を含む）。また資金は、例えばSNP/ハプロタイプが領域中に同定される時点で、関連研究を終える時点で、研究結果を確認する時点で、さまざまな段階の臨床試験を始める時点および/または終了する時点で、薬剤もしくは診断法の販売を開始する時点および/または販売目標に到達する時点で目標達成報奨金の形で、および/または関連する薬剤、診断法、または集団分離目的の診断法とともに販売される薬剤の販売に関するロイヤリティの形で、または農業製品や消費財などの、他の製品に関する類似の手数料の形で提供される場合がある。また特定のパートナーが、株式投資の形で資金を提供する場合があるほか、および/または株式を投資家に売却する場合がある。
【００６４】
別法として、もしくは付加的に、工程152で、全ゲノム解析を行うことで、ゲノムの全体または実質的な部分に由来するSNPまたは異型DNA鎖を、例えば疾患状態などの表現型状態と関連付ける。この関連付けは、全体の費用を切り詰めるために試料をプールすることで、または個々の試料の遺伝子型を決定することで実施することもできる。この工程は、工程154で試料を、および/または工程156で資金を提供する可能性のある他者と共同で実施することもできる。言うまでもなく、試料源および資金源は、本明細書に記載された個々の解析で、同じである場合もあれば異なる場合もある。1つの例では資金源は製薬企業の場合があり、また試料源は病院、学術研究センター、または他の企業の場合がある。別の例では、資金源および/または試料源は保険会社、政府事業体、または雇用者から得られる場合がある。
【００６５】
1つの態様では、工程197で薬剤または製品に関する権利が、関連研究の開始に先行して取得される。このような薬剤または製品は例えば、少人数の集団における予想外の有害作用のために市場から引き上げられたものである場合があるほか、臨床試験で予想外の作用を示す個人の多さのために規制当局による承認が得られなかったものである場合がある。このような企業は次に、関連研究でゲノム上の差と薬剤応答を相関させ、また対象薬剤から利益を得る可能性がある患者を同定するための診断キットを製作することもできる。したがって企業は、患者を層別化し、また外れ値を示す個人を同定することで、規制当局による承認を得ることもできるし、また得られた薬剤の価値を大きく高めることもできる。
【００６６】
いくつかの活動は、工程150および工程152の結果に基づく場合がある。例えば工程158で診断マーカーを、疾患に対する患者の傾向（例えば疾患の異型の保因者であるか否か）を明らかにする診断検査の開発に使用することができる。このようなマーカーを元に、診断法を開発し、また工程160で市販することができる。このような診断法は、イムノアッセイ法、チップベースのDNAアッセイ法、PCRアッセイ法、Taqman（商標）アッセイ法、配列決定ベースのアッセイ法といった、いくつかの形状をとりうる。
【００６７】
付加的に、もしくは別法として、工程162で、相関解析により薬剤開発の疾患標的を選択する。ゲノム中の遺伝子座位または複数の座位が、特定の表現型形質（例えば疾患感受性座位）と相関したら、対象形質を担う1つもしくは複数の遺伝子、または1つもしくは複数の調節エレメントを同定することができる。このような1つのもしくは複数の遺伝子、または1つもしくは複数の調節エレメントは次に、工程164に示すように疾患の治療用の標的として使用することができるほか、工程166に示すように商品化目的で独立に、またはパートナーと共同で使用することができる。
【００６８】
付加的に、もしくは別法として、工程168で、薬剤応答の表現型形質を用いて、患者をさまざまなグループに層別化する。このようなグループは例えば、薬剤に反応するグループと反応しないグループ、毒性作用を示さずに薬剤に反応するグループと毒性作用を示すグループの場合がある。工程170で、治療薬を、許容される様式で薬剤に反応するグループと、反応を示さないグループを分けることを可能とする、関連する診断法とともに市販することができる。
【００６９】
図2は、本明細書に記載された方法およびシステムの別の態様を示す。工程201で複数の全ゲノムをスキャンして、全ての異型を同定する。表2の1列目は、同定された全ての異型を含む、ゲノムDNAの隣接する連続を示す。この段階で異型は、共通SNP、まれなSNP、および異型DNA鎖を含む場合がある。各SNPをフレームベースで示す。第1および第2の対立遺伝子についてさらに説明する。
【００７０】
次に工程203で共通の異型および異型DNA鎖を同定し、工程205で共通異型を、本明細書に記載された1つまたは複数の方法でハプロタイプブロックにグループ分けする。表2の2列目は、共通SNPが2つのハプロタイプブロックにグループ分けされることを示す。ゲノム配列の左から始めて、対立遺伝子1中の異型C、T、A、および対立遺伝子2の個々の対立遺伝子異型T、C、およびGは、塩基を太字で示した第1のハプロタイプブロックを形成し；次に異型C、C、A、およびこれらの個々の対立遺伝子異型A、T、およびGは、塩基に下線を付した第2のハプロタイプブロックを形成し；また対立遺伝子1の共通異型TおよびC、および対立遺伝子2のGは、太字および斜体で示した第3のハプロタイプブロックを形成する。これらの共通SNPおよびハプロタイプブロックを、後述する統合連鎖解析に使用することができる。
【００７１】
対象試料および対照試料の供給源を工程251で得て、それらのゲノムを工程253で（本明細書に記載された任意の方法で）分離した後に、全ての対照ゲノムおよび全ての対象ゲノムを工程255でひとまとめに「プールする」。プールされたゲノムを工程257でスキャンし、工程205で同定された、全ての共通異型または異型DNA鎖を、本明細書に記載された任意の方法で同定する。表2の3列目は、プールされた対象ゲノムおよび対照ゲノムをスキャンする段階で得られる結果の例を示す。
【００７２】
共通異型または異型DNA鎖に関して、プールされた対象および対照の両方をスキャンした後に、共通異型の相対的な対立遺伝子頻度を工程259で解析する。各対立遺伝子が全試料の約50%に現れる場合のように、2本の対立遺伝子異型の頻度が実質的に同じであれば、対立遺伝子異型は相関目的に使用できないので、以降の解析対象から除外する。一方、仮に2本の対立遺伝子異型の頻度が実質的に類似していないのであれば、共通異型が、特定の遺伝子型を対象表現型状態と相関させるために使用可能なことがわかる。表2の4列目は、3つの異なる相対的な対立遺伝子頻度を示す。ゲノム配列の左端の異型（対立遺伝子1のC、T、A、C、C、およびA、ならびに対立遺伝子2中のT、C、G、A、T、およびG）が、極めて高頻度か低頻度（例えば1%、2%、98%、または99%）のいずれかで発現されるので、相関に使用可能な異型となる（または異型DNA鎖に含まれる）。一方、ゲノム配列の右端の異型（対立遺伝子1のTおよびC；ならびに対立遺伝子2のGおよびG）は、ゲノムのおよそ半分（例えば55%および45%）で発現されるので相関に使用できない。したがって、これらの異型は、表2の例では後の解析対象から除かれる。
【００７３】
共通異型および異型DNA鎖（対立遺伝子1のC、T、A、C、C、およびA、ならびに対立遺伝子2のT、C、G、A、T、およびG）を次に関連研究に用いて、ゲノム領域を、工程260における対象表現型状態に関連付ける。これは、第1ラウンドの関連付けと呼ばれることがある。多くの場合、共通異型の一部のみが表現型状態と相関することがわかる。しかし、この段階で比較的低い程度の相関を示す異型であっても、後の解析用に保持される。表2の5列目は、6つの残りの異型の3つのみが、対象表現型状態と関連付けられる例を示す。表現型状態と相関しない共通異型または異型DNA鎖を、後の解析対象から除外する。
【００７４】
第1ラウンドの関連付けで相関が認められた異型（異型DNA鎖を含む）を次に、工程263における第1ラウンドの関連付け（対立遺伝子1のT、C、G、ならびに対立遺伝子2のC、T、およびA）で同定された高度に相関する領域に関して、プールされた試料のサブセットをスキャンすることで検証することができる。仮に、プールされた試料のサブセットが、第2ラウンドの関連付け後に同一の結果を示せば、この試料を後の解析用に保持する。より好ましい態様では、相関する異型（または異型DNA鎖）を、工程265で個々の試料の遺伝子型を決定することで検証する。遺伝子型の決定は、第2ラウンドの関連付けであるとみなすこともできる。表2の6列目は、高度に相関した異型または異型DNA鎖を、個々の対象試料および対照試料の遺伝子型の決定によって検証する例を示す。この例では、試料1と試料2が対象試料であり、試料3と試料4が対照試料である。試料1では、全ての異型は、プールされたゲノム中の異型と同一なので、試料1は、異型T、C、およびG（またはこれらの異型を含むゲノム鎖）が表現型状態と相関することを実証し、また対象試料を後の解析用に保持する。これとは逆に、試料2中の異型（C、T、およびA）は、プールされた対象ゲノム中の異型と同一ではないので、試料2は、遺伝子型の再決定の対象となるか（結果を検証するため）、または後の解析対象から除外される。類推によって、試料3は、異型C、T、およびAが、対照の表現型状態と相関することを実証するので、この試料は後の調査用に保持する。一方で試料4は、対照表現型状態と相関するために必要な異型を全てもつわけではないので、後の解析対象から除外される。
【００７５】
個々の試料の遺伝子型を決定することに加えて、工程205で同定されたハプロタイプブロックを用いて、第1ラウンドの関連付けに由来する、高度に相関した異型または異型DNA鎖を検証することもできる。特に、高度に相関した異型の試料の遺伝子型の決定後に、ハプロタイプブロックを用いて、表2の7列目にさらに示すように、遺伝子型決定の結果を検証することができる。この例でハプロタイプブロック1はC-T-Aであり、ハプロタイプブロック2はT-C-Gである。試料1および3を、ハプロタイプブロック1および2とそれぞれ並置する。ハプロタイプブロックと並置させることで、第1および/または第2ラウンドの関連付けに由来する異型が確認される。これに反して、試料2および4は、ハプロタイプブロックと完全に並置されないないので、プールされた相関解析を実証することはできない。したがって、これらの試料は、後の解析対象から除外される。
【００７６】
【表２】
2005521930.tif 000003
2005521930.tif 000004
【００７７】
工程260、263、265、および269で得られた結果は、本明細書に既に記載された1つまたは複数の応用、例えば対象表現型形質を同定用の診断マーカー、キットおよび試薬の開発、または薬剤開発を目的とした標的ゲノム領域の同定に使用することができる。これらの応用はいずれも独立に、またはパートナーと共同で達成することができる。
【００７８】
本発明の方法で同定されたゲノム配列は、遺伝子配列の場合もあれば非遺伝子配列の場合もある。同定された「遺伝子」という表現は、特定のポリペプチドをコードする読み枠、イントロン領域、そして通常は、コード領域からいずれかの方向に最長約10 kb離れて遺伝子発現の調節に関与する、隣接する5'および3'の非コードヌクレオチド配列を意味する。同定された遺伝子のコード配列（ORF）は、タンパク質の構造に影響することで表現型状態に影響を及ぼす場合がある。あるいは、同定された遺伝子の非コード配列、または非遺伝子配列は、タンパク質の発現レベル、または発現の特異性に影響することで表現型状態に影響を及ぼす可能性がある。
【００７９】
ゲノム配列は通常、同定されたゲノム配列を、対象配列を含まない他の核酸配列を実質的に含まないように単離することで調べる。このような配列を、さまざまな方法で使用する。例えば、このような核酸配列を用いて、生物学的標本の遺伝子の発現を検出または定量することができる。特定のヌクレオチド配列の存在を求めて細胞を選び出す方法は文献に詳述されており、本明細書で詳述する必要はない。これについては例えば、Sambrookら、Molecular Cloning：A Laboratory Manual（Cold Spring Harbor Laboratory、New York）（1989）を参照されたい。
【００８０】
あるいは、HIVなどの特定の疾患に対する耐性を示す個人を調べることができる。疾患耐性の遺伝的基礎を理解することにより、治療および/または診断の標的の同定が可能となる場合がある。また個人を、例えば健康状態、行動状態の昂進、保護的状態、寿命の延長、および耐性状態などの望ましい形質に関して選択することができる。
【００８１】
本明細書に記載されたビジネスのシステムおよび方法の1つの局面では、あるゲノム領域を表現型状態に役割を果たすものとして同定する際に、第1ラウンド、第2ラウンド、または任意の後続のラウンドの関連研究後に、ゲノムを工程120、260、263、または265における、さらなるSNPスキャニングの対象として、例えば疾患と関連する可能性のあるまれなSNPを同定することができる。このようなSNPは例えば、まれな状態の疾患に役割を果たす可能性がある。
【００８２】
また、遺伝子の配列（隣接するプロモーター領域およびコード領域を含む）に、当技術分野で周知のさまざまな方法で変異を導入して、プロモーターの強度の変化や、コードされるタンパク質の配列の変化などを意図的に導入することができる。配列の変化には、置換、転座、挿入、または欠失がある。欠失はさらに、ドメインまたはエキソンの欠失などの、より大きな変化を含む場合がある。クローン化された遺伝子のインビトロにおける変異導入法は既知である。部位特異的変異導入の手順の例は、Gustinら、BioTechniques 14：22（1993）；Barany、Gene 37：111-23（1985）；Colicelliら、Mol. Gen. Genet. 199：537-9（1985）；Prentkiら、Gene 29：303-13（1984）；Sambrookら、Molecular Cloning：A Laboratory Manual（Cold Spring Harbor Press）pp. 15.3-15.108（1989）；Weinerら、Gene 126：35-41（1993）；Sayersら、BioTechniques 13：592-6（1992）；JonesおよびWinistorfer、Biotechniques 12：528-30（1992）；ならびにBartonら、Nucleic Acids Res. 18：7349-55（1990）に記載されている。変異を導入した遺伝子を用いて、タンパク質産物の構造および機能の関連を調べたり、その機能または調節に影響を及ぼすタンパク質の特徴を変化させたりすることができる。
【００８３】
同定された遺伝子を、結果として生じるポリペプチドまたはタンパク質の全体または一部の作製に使用することができる。タンパク質産物を発現させるために、同定された遺伝子を組み入れた発現カセットを使用することができる。発現用のカセットまたはベクターは一般に、誘導的または構成的の場合があり、コード領域が転写開始領域の転写制御ならびに転写および翻訳の終結領域の下流に使用可能に連結された、転写および翻訳の開始領域を提供する。これらの制御領域は、同定された遺伝子に対して天然のものである場合もあれば、外因の供給源に由来する場合もある。
【００８４】
ポリペプチドは、従来の方法にしたがって、発現の目的に応じて原核生物または真核生物で発現させることができる。タンパク質の大規模生産に関しては、大腸菌、枯草菌、分裂酵母などの単細胞生物、バキュロウイルスベクターと組み合わせた昆虫細胞、または脊椎動物、特に哺乳類（例えばCOS 7細胞）などの高等生物の細胞を発現用の宿主細胞として使用することができる。多くの場合、遺伝子が天然の折りたたみおよび翻訳後修飾から利益を得る、真核細胞で遺伝子を発現させることが望ましい場合がある。小型のペプチドであれば、実験室で合成することもできる。タンパク質またはこの断片を大量に利用できるのであれば、タンパク質を従来の方法で単離して精製することができる。溶解物を発現宿主から調製することが可能であり、タンパク質をHPLC、排除クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、アフィニティクロマトグラフィー、または他の精製法で精製することができる。
【００８５】
発現されたタンパク質を抗体の生産に使用することができる。この場合、短い断片は、特定のポリペプチドに特異的な抗体の発現を誘導し、また長い断片またはタンパク質全体は、ポリペプチドの表面に対応する抗体の産生を可能とする（ポリクローナル抗体）。抗体は、発現されたポリペプチドまたはタンパク質を、そのまま、または既知の免疫原性担体（例えばKLH、pre-S HBsAg、他のウイルスもしくは真核生物のタンパク質など）と結合させて免疫原として使用する従来の方法で調製する。さまざまなアジュバントを、適切であれば一連の注射で使用することができる。モノクローナル抗体の場合は、1回または複数回のブースター注射の後に脾臓を摘出し、リンパ球を細胞融合で不死化し、高親和性の抗体結合を求めてスクリーニングを行う。次に、所望の抗体を産生する不死化細胞（例えばハイブリドーマ）を増やすことができる。詳細については、Monoclonal Antibodies：A Laboratory Manual、HarlowおよびLane編（Cold Spring Harbor Laboratories、Cold Spring Harbor、N.Y.）（1988）を参照されたい。望ましいならば、重鎖および軽鎖をコードするmRNAを単離し、大腸菌にクローニングして単離して導入し、また重鎖および軽鎖を混合することで抗体の親和性をさらに高めることができる。インビボ免疫化に代わる抗体作製法には、インビトロにおける親和性成熟を伴うファージ「ディスプレイ」ライブラリーに対する結合などがある。
【００８６】
同定された遺伝子、遺伝子断片、またはコードタンパク質、もしくはタンパク質断片は、変性疾患や他の疾患を治療する遺伝子治療に有用な場合がある。例えば発現ベクターを用いることで、同定遺伝子（またはこの異型）を細胞に導入することができる。このようなベクターは通常、プロモーター配列の近傍に位置して核酸配列の挿入を可能とする便利な制限酵素切断部位を有する。転写開始領域、標的遺伝子もしくはこの断片、および転写終結領域を含む転写カセットを調製することができる。転写カセットは、ベクターを一過的または安定に細胞に維持可能なさまざまなベクター、例えばプラスミドやレトロウイルス（例えばレンチウイルスやアデノウイルスなど）に導入することができる。遺伝子またはタンパク質産物は、ウイルス感染、マイクロインジェクション、または小胞の融合を含む、任意の数の経路で組織または宿主細胞に導入することができる。Furthら、Anal. Biochem、205：365-68（1992）に記載されているように、ジェット注入を筋肉内投与に使用することもできる。あるいはDNAを金微粒子表面にコーティングして、文献（例えばTangら、Nature、356：152-54（1992）を参照）に記載された粒子発射装置、すなわち「遺伝子銃」で皮内に送り込むことができる。
【００８７】
アンチセンス分子を用いて、同定された遺伝子の発現を細胞内で抑制することができる。アンチセンス試薬は、アンチセンスオリゴヌクレオチドの場合があり、特に化学的修飾を有する合成アンチセンスオリゴヌクレオチド、またはこのようなアンチセンス分子をRNAとして発現する核酸コンストラクトの場合がある。アンチセンス配列は、標的遺伝子のmRNAに相補的な場合があり、標的遺伝子産物の発現を抑制する。アンチセンス分子は、さまざまな機構で、例えば翻訳で利用されるmRNAの量を減らすことで、RNAse Hを活性化させることで、または立体障害によって遺伝子発現を阻害する。1つのまたは組み合わせのアンチセンス分子を投与することができる（組み合わせは、複数の異なる配列を含む場合がある）。
【００８８】
アンチセンス阻害剤に代わる方法として、触媒性核酸化合物（例えばリボザイムやアンチセンスコンジュゲートなど）を用いて遺伝子発現を抑制することができる。リボザイムはインビトロで合成して患者に投与することができるほか、リボザイムが標的細胞内で合成されるような発現ベクターにコードさせることができる（例えば国際公開公報第9523225号、およびBeigelmanら、Nucl. Acids Res. 23：4434-42（1995）を参照）。触媒活性を有するオリゴヌクレオチドの例は、国際公開公報第9506764号に記載されている。mRNAの加水分解に関与しうる、アンチセンスオリゴヌクレオチドと金属複合体（例えばテルピリジル（terpyridyl）銅（II））とのコンジュゲートについては、Bashkinら、Appl. Biochem. Biotechnol. 54：43-56（1995）に記載されている。
【００８９】
同定された配列を遺伝子治療に使用することに加えて、同定された核酸を使用して、遺伝的に修飾された非ヒト動物を作製して、タンパク質の機能または調節の調査用の疾患の動物モデルを作ったり、細胞系列における部位特異的遺伝子修飾を導入したりすることができる。「トランスジェニック」という表現は、宿主細胞で安定に伝達される外因性遺伝子を有する（遺伝子の配列が変化することで修飾タンパク質を産生する可能性がある）、またはレポーター遺伝子に使用可能に連結された外因性プロモーターを有する、遺伝的に修飾された動物を意味する。トランスジェニック動物は、遺伝子座位を変化させる相同組換えで作製できる。あるいは、核酸コンストラクトをゲノム中にランダムに組み入れる。安定な組込み用のベクターには、プラスミド、レトロウイルス、および他の動物ウイルス、YACなどがある。トランスジェニック哺乳類、例えばウシ、ブタ、ヤギ、ウマなど、特に齧歯類、例えばラットやマウスなどが重要である。
【００９０】
遺伝子の機能の調査には、特に非哺乳類モデルを用いることもできる。特に線虫（C. elegans）、ショウジョウバエ（D. melanogaster）、および分裂酵母などの、生物学的および遺伝的に詳細に調べられた生物を用いることができる。タンパク質の機能に関与する生理学的経路および生化学的経路を決定するために、対象となる遺伝子配列を用いて、対応する遺伝子機能をノックアウトしたり、特定の遺伝的異常を相補することができる。薬剤のスクリーニングを、相補性試験またはノックアウト試験と組み合わせて行うことで、例えば変性疾患の進行を調べたり、治療法を検討したり、薬剤開発につなげることができる。
【００９１】
また、修飾された細胞または動物は、タンパク質の機能および調節の調査に有用である。例えば、一連の小さな欠失および/または置換を、同定された遺伝子中に導入することで、酵素活性、細胞輸送、または局在などにおける、さまざまなドメインの役割を明らかにすることができる。特異的な対象コンストラクトは、遺伝子発現、ドミナントネガティブの遺伝子変異の発現、および同定された遺伝子の過剰発現をブロックするためのアンチセンスコンストラクトを含むがこれらに限定されない。通常は発現されないか、発生の異常な時期に発現される、細胞または組織における、同定された遺伝子またはこの異型の発現を提供することもできる。また、通常は産生されないタンパク質の、細胞における発現を提供することで、細胞の挙動に変化を誘導することができる。
【００９２】
タンパク質分子を対象としたアッセイ法で、構造/機能パラメータを調べることができる。例えば、同定された遺伝子のタンパク質産物を大量に生産させることで、タンパク質産物に結合したり、タンパク質産物を調節したり、またはタンパク質産物の作用を模倣したりするリガンドもしくは基質を同定することができる。薬剤スクリーニングで、影響を被る細胞において、例えばタンパク質の機能の置換したり促進したりする薬剤、またはタンパク質の機能を調節したり打ち消したりする薬剤を同定する。本明細書で用いる「薬剤」という表現は、同定された遺伝子、遺伝子調節領域、または遺伝子産物の生理機能を変化または模倣する能力を有する任意の分子、例えば核酸、タンパク質、または小型分子を意味する。一般に、複数のアッセイ法を、さまざまな薬剤濃度で並行して行うことで、さまざまな濃度に対するさまざまな応答を得る。典型的には、このような濃度の1つが負の対照（例えばゼロ濃度または検出レベル以下）となる。
【００９３】
標識されたインビトロタンパク質-タンパク質結合アッセイ法、タンパク質-DNA結合アッセイ法、電気泳動移動度シフトアッセイ法、タンパク質の結合を調べるイムノアッセイ法などを含む、さまざまなアッセイ法を、この目的に使用することができる。また、精製されたタンパク質の全体または一部を、分子間相互作用や膜融合などのモデル化に使用可能な3次元結晶構造の決定に使用することもできる。
【００９４】
候補薬剤は数多くの化学的クラスを含むが、典型的には、分子量が50ダルトンを上回り、約2,500ダルトン未満の有機分子、好ましくは低分子量の有機分子である。候補薬剤は、タンパク質との構造的相互作用（特に水素結合）に必要な官能基を含み、また典型的には少なくとも1つのアミン基、カルボニル基、ヒドロキシル基、またはカルボキシル基、また高頻度で少なくとも2つの官能基を含む。候補薬剤は、環状炭素、または複素環構造、および/または1個または複数の上記官能基が置換された芳香族または多芳香族の構造を含む場合がある。候補薬剤は、以下を含むがこれらに限定されない生体分子中にも見出される：ペプチド、糖、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、ベンゾジアゼピン、誘導体、構造類似体、またはこれらの組み合わせ。
【００９５】
候補薬剤は、合成化合物または天然化合物のライブラリーを含む、さまざまな供給源から入手される。例えば、さまざまな有機化合物および生体分子のランダム合成および標的合成には数多くの手段（ランダムなオリゴヌクレオチドおよびオリゴペプチドの発現を含む）を利用することができる。または、細菌、真菌、植物、および動物の抽出物の状態の天然化合物ライブラリーを利用したり、容易に作製したりすることができる。これに加えて、天然ライブラリーまたは合成して作製したライブラリーおよび化合物を、従来の化学的、物理的、および生化学的な手法で容易に修飾して、コンビナトリアルライブラリーの作製に用いることができる。既知の薬剤を対象に、アシル化、アルキル化、エステル化、アミド化などの標的化学修飾またはランダム化学修飾を行って構造類似体を作る場合がある。
【００９６】
スクリーニングアッセイ法が結合アッセイ法の場合、1つまたは複数の分子に標識を連結させることができる。この場合、標識は、直接的または間接的な検出用シグナルとなる。さまざまな標識には、放射性同位元素、蛍光剤、化学発光剤、酵素、特異的結合分子、微粒子（磁気粒子など）などがある。特異的結合分子には、ビオチンとストレプトアビジン、ジゴキシンと抗ジゴキシンなどのような対を形成するものがある。特定の結合分子成分について、相補的な成分は通常、既知の手法で検出可能な分子で標識される。
【００９７】
他のさまざまな試薬をスクリーニングアッセイ法に含めることができる。これには、塩、中性タンパク質（例えばアルブミンや界面活性剤など）のような、最適なタンパク質-タンパク質結合を促進したり、および/または非特異的相互作用すなわちバックグラウンドの相互作用を低下させたりするために使用される試薬が含まれる。プロテアーゼ阻害剤、ヌクレアーゼ阻害剤、抗菌剤などの、アッセイ法の効率を高める試薬を使用することができる。
【００９８】
開示された他の任意の化合物または分子を含む薬剤を、薬学的に許容される担体と混合することができる。薬学的担体には、例えば、任意の溶媒およびあらゆる溶媒、分散媒、被覆剤、抗酸化剤、等張剤、および吸収遅延剤などが含まれる。薬学的化合物中における、このような担体および薬剤の使用は当技術分野で周知である。任意の従来の担体もしくは薬剤が活性成分と適合しないという場合を除いて、本明細書に記載された治療組成物および方法における使用が考慮される。補助的な活性成分を、開示された薬学的化合物に組み入れることもできる。
【００９９】
薬学的化合物の製剤を、さまざまな投与法における用途で調製することができる。このような製剤は、経口投与や吸入投与が可能なほか、例えば血管内、腫瘍内、皮下、腹腔内、筋肉内などに注射することができる。治療用製剤の用量は、疾患の性質、投与頻度、投与様式、薬剤の使用者からのクリアランスなどに応じて大きく変動する。初期用量を、より多くし、次いで少量の維持用量を続けることができる。用量は、週毎や2週間に1回のように低頻度で投与することができるほか、少量に分割して、毎日、週2回などの頻度で投与することで有効投与量レベルを維持することができる。場合によっては、経口投与には、静脈内投与と比較して高用量が必要となる。本発明で同定された薬剤を、治療目的の投与用に、さまざまな剤型で組み入れることができる。具体的には、複合体を、適切で薬学的に許容される担体または希釈物と組み合わせることで、薬学的組成物中に剤型化することが可能であり、また錠剤、カプセル剤、粉末剤、顆粒剤、軟膏、溶液、座剤、注射剤、吸入剤、ゲル、微粒子、およびエアロゾルなどの固体状、半固体状、液体状、または気体状の調製物に剤型化することができる。したがって薬剤の投与は、さまざまな手段で達成することができる。薬剤は、投与後に全身に及ぶ場合があるほか、活性用量をインプラント設置部位で維持するように作用するインプラントを使用することで局在する場合がある。
【０１００】
経口調製物の場合、薬剤を単独で使用できるほか、錠剤、粉末剤、顆粒剤、またはカプセル剤を作るための適切な添加剤、従来の添加剤（例えばラクトース、マンニトール、コーンスターチ、またはカタクリ粉など）；結合剤（結晶セルロース、セルロース誘導体、アカシア、コーンスターチ、またはゼラチンなど）；崩壊剤（コーンスターチ、カタクリ粉、またはカルボキシメチルセルロースナトリウムなど）；潤滑剤（タルクやステアリン酸マグネシウムなど）；また望ましいならば希釈剤、緩衝剤、湿潤剤、保存剤、および香味剤と組み合わせて使用することができる。
【０１０１】
また薬剤を水性溶媒または非水性溶媒中に溶解、懸濁、または乳化することで、注射用の調製物中に製剤化することができる。溶媒の例には、植物油、または他の類似の油、合成脂肪族系酸グリセリド、高級脂肪族系酸のエステル、またはプロピレングリコールなどがある。また望ましいならば、可溶化剤、等張剤、懸濁剤、乳化剤、安定剤、および保存剤などの従来の添加剤などがある。また薬剤は、吸入投与するエアロゾル剤中で使用することができる。本発明の化合物は、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素などの許容される加圧噴霧剤中に製剤化することができる。また薬剤は、乳化基材、または水溶性基材などのさまざまな基材を混合することで座剤にすることができる。あるいは、本発明で同定された薬剤を坐薬で直腸経由で投与することができる。坐薬は、体温で溶解するが室温では固体を保つカカオバター、カルボワックス（carbowax）、およびポリエチレングリコールなどの溶媒を含む場合がある。
【０１０２】
徐放剤としてのインプラントは当技術分野で周知である。インプラントは、生分解性または非生分解性のポリマーを用いて微粒子やスラブなどとして製剤化される。例えば、乳酸および/またはグリコール酸のポリマーは、使用者における耐容性に優れた崩壊性のポリマーとなる。本発明で同定された薬剤を含むインプラントを作用部位の近傍に配置することで、身体の他の部分に対する活性薬剤の局所濃度を高めることができる。シロップ、エリキシル、および懸濁剤などの経口投与用または経腸投与用の単位投与剤型を提供することができる（各投与単位、例えば小さじ一杯、大さじ一杯、ゲル状カプセル、錠剤、または坐薬は、本発明の所定量の組成物を含む）。同様に、注射用または静脈内投与用の単位投与剤型は、滅菌水、生理食塩水、または他の薬学的に許容される担体中の溶液として、組成中に本発明の化合物を含む場合がある。本発明の新しい単位投与剤型の仕様は、使用される特定の化合物、および達成されるべき作用、ならびに使用者における各活性薬剤と関連する薬動力学的性質に依存する。
【０１０３】
溶媒、アジュバント、担体、または希釈物などの、薬学的に許容される添加剤は入手が容易である。また、pH調整剤や緩衝剤、等張剤、安定剤、湿潤剤などの薬学的に許容される補助剤は入手が容易である。
【０１０４】
同定された薬剤の治療量を、疾患または障害のある対象に投与する。投与は、疾患の種類に応じて、局所的（topical、localized）、または全身的とすることができる。有効量の化合物を、疾患の進行を実質的に止める適切な期間投与する。組成物をインビボで使用する際には、医師の指示の下に入手および使用されることになる。
【０１０５】
用量は、使用薬剤の種類および剤型、障害の種類、患者の状態などに応じて変動し、副作用を最小に抑えながら、疾患またはその症状を解決するのに十分な用量とする。治療は、例えば外傷後には短期間とすることが可能であるほか、例えば統合失調症の予防または治療の場合には長期間とすることができる。
【０１０６】
付加的に、または別法として、工程168および工程268において、薬剤応答の表現型形質を用いて、患者をさまざまなグループに層別化するか区別する。グループは例えば、薬剤に反応するグループと反応しないグループ、毒性作用を示さずに薬剤に反応するグループと毒性作用が見られるグループの場合がある。工程170および工程270で治療薬は、許容される様式で薬剤に反応する者と、そうでない者の区別を可能とする関連する診断法とともに市販される場合がある。好ましい態様では、このような薬剤または他の製品の権利は工程197または工程297で、好ましくは、患者を遺伝的に層別化することが可能なことがわかる前に得られる。このような権利、ならびに、患者層別化法に関する付加価値のある遺伝情報を後に、目標達成報奨金および/またはロイヤリティを得る目的で第三者にライセンス供与することができる。薬剤または他の製品（関連する診断キットを含む場合も含まない場合もある）を独立に、または製品の商品化を目的として1つもしくは複数のパートナーと共同で市販することもできる。
【０１０７】
本明細書に記載された本発明の1つの局面では、120、201、257、263、265の1つまたは複数のスキャン工程、および/または150、152、260、263、265、および269の関連付けの工程に使用される技術プラットフォームは、安価もしくは値引き価格で、本明細書に記載された研究を行う機構に、好ましくは特定の領域で少なくとも一定の期間、独占的に利用される。見返りに技術提供者は、1つまたは複数の株式、発見に関するロイヤリティ、特定の分野における120、150、152、260、263、265、および269の1つまたは複数の工程で発生した内容に関するライセンス、および/またはチップ技術に施された改善といった技術プラットフォームの改善を、本発明に記載されたビジネス機構から受け取る。別の態様では、本明細書に記載された研究を行う組織が、技術提供者の「連動株（tracking stock）」となる。好ましい態様では、技術提供者は、本明細書に記載されたビジネス方法を行う機構の、（関連する会計基準で定義される）支配力を維持しない。本発明のこの局面では、研究組織が被る初期の財政的損失は、技術提供者と連結される必要はない。
【０１０８】
上記の記述は説明目的であって、制限する意図はないと理解されるべきである。したがって本発明の範囲は、上記事項を参照することで決定されるのではなく、添付の請求項を参照して、この同等物の完全な範囲に沿って決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本明細書に記載されたビジネス方法の局面を示すフローチャート。
【図２】本明細書に記載されたビジネス方法の自動化の局面を示すフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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