(57)【要約】  ゲノムに対してダイタグヌクレオチド配列を処理および／またはマッピングするための方法およびシステムが提供され、このダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメントまたはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む。処理の方法は、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程を含む。このマッピング方法は、ダイタグのデータベースまたはファイルを作成する工程と、ゲノムにダイタグ配列をマッピングさせる工程とを含み、これは、このダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをそのゲノムの少なくとも一部にマッチングさせる工程を含む。
2008547080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイタグヌクレオチド配列を処理する方法であって、前記ダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメント、またはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含み、前記方法は、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程を含む方法。
【請求項２】
前記ダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルが、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列からダイタグ配列を抽出することによって作成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ダイタグを含むライブラリー中の各々のダイタグ配列に、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、前記スペーサーヌクレオチド配列を入力することにより、前記ダイタグ配列が前記ライブラリーから抽出される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ダイタグを含むライブラリーが、２つまたはそれ以上のダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含み、前記コンカテマーが、５’−３’方向で、第一のダイタグの上流に隣接するスペーサーおよび最後のダイタグの下流に隣接するスペーサーを含み、前記コンカテマー中の各々の２つの近接するダイタグが、それらの間に位置するスペーサーによって隔てられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ダイタグのライブラリーが、１つまたは複数のスペーサー配列を含み、各々のスペーサー配列が、他とは異なるヌクレオチド配列を有する、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
ダイタグのライブラリー由来のヌクレオチド配列を提供する工程であり、前記ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接する工程と、
前記スペーサーヌクレオチド配列を入力することにより前記ダイタグ配列を抽出することによりダイタグのデータベースまたはファイルを作成する工程と
を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ダイタグ配列が、以下のパラメーター、
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と、
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と、
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
を入力することによって抽出される請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記最小ダイタグ塩基対数字が３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字が４０である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ダイタグ配列が、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ダイタグ配列が、全長ｃＤＮＡの５’末端タグおよび３’末端タグを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ダイタグ配列が、少なくとも１６塩基対の５’末端タグ、および少なくとも１４塩基対の３’末端タグを含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記データベースまたはファイルの前記ダイタグ配列についてクオリティーコントロールチェックを実行する工程をさらに含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ゲノムに対してダイタグヌクレオチド配列をマッピングするための方法であり、前記方法は、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程と、
前記ゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、前記ゲノムの少なくとも一部に対して前記ダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む工程と、
を含む請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接しており、かつ前記ダイタグ配列が、前記スペーサーヌクレオチド配列を入力することにより前記ライブラリーから抽出される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ダイタグ配列が、以下のパラメーター、
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と、
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と、
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
を入力することによって抽出される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記マッピング工程が、さらに前記マッチングされた少なくとも１つの５’末端と少なくとも１つの３’末端との間の前記ゲノムの配列に沿って少なくとも１つのセグメントを特定する工程と、少なくとも１つの染色体位置、遺伝子、エキソン位置またはそのフラグメントを特定する工程とを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記特定された遺伝子位置が新規に発見された遺伝子位置である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ダイタグ配列の抽出および／またはゲノムマッピングが、インターネットを通じて、コンピューター上でおよび／または媒体サポートで行われる請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
ダイタグヌクレオチド配列を処理するシステムであって、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成するための少なくとも１つのモジュールを含み、前記ダイタグ配列が、核酸分子またはそのフラグメントまたはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含むシステム。
【請求項２０】
前記ダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルが、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列から前記ダイタグ配列を抽出することにより作成される請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列に、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、かつ前記ダイタグ配列が、前記スペーサーヌクレオチド配列を入力することにより前記ライブラリーから抽出される請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
オペレーターが、少なくとも１つのリンクを選択し、前記リンクが前記モジュールを起動し、前記モジュールが少なくとも１つのユーザーインターフェースを開始し、前記オペレーターが、以下のパラメーター、
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と、
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と、
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
を前記ユーザーインターフェースにインプットすることにより、抽出されたダイタグのデータベースまたはファイルを作成する請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記最小ダイタグ塩基対数が３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字が４０である請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ダイタグ配列が、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む請求項１９〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
ダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルについてクオリティーコントロールのモジュールをさらに含む請求項１９〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
ゲノムに対して前記少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングするモジュールをさらに含み、前記ゲノムの少なくとも一部に対して前記ダイタグの５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む請求項１９〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
第一ユーザーインターフェースであって、ダイタグ配列を抽出するための少なくとも１つのリンク（エクストラクター）とゲノムにダイタグをマッピングさせるためのリンクとを含む第一ユーザーインターフェースと、
第二ユーザーインターフェースであって、前記エクストラクターでの選択またはクリックによってオペレーターによって起動され、前記第二のユーザーインターフェースが、最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数、最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数および少なくとも１つのスペーサー配列のヌクレオチド配列を入力するための欄を含む第二ユーザーインターフェースと、
ゲノムに前記ダイタグ配列をマッピングするための第三ユーザーインターフェースと、
前記ダイタグがゲノムに対して整列された状態のマッピング結果を示す第四ユーザーインターフェースと
を少なくとも含む請求項１９〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムが、コンピューター上でオペレーターによって操作可能であり、前記操作がインターネットを通じて、コンピューター上で、および／または媒体サポートにおいて行われる請求項１９〜２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
コンピュータープログラムを含むコンピューター読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータープログラムが、コンピューターと関連付けられた場合に操作可能であり、前記コンピュータープログラムが、請求項１９に記載のシステムを含むコンピューター読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイタグ配列を処理する方法およびシステムに関する。詳細には、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルを作成する方法およびシステム。本発明はさらに、ダイタグ配列のゲノムマッピング方法およびシステムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトおよびいくつかの他の生物体についてのゲノム配列の解読完了以来、遺伝子コード転写単位を含む機能的エレメントおよび遺伝子発現レベルを調節する調節性のシス作用性エレメントについて、ゲノムに情報を割り当てること（アノテーション）に注意が向けられてきた。
【０００３】
ヒトおよびモデル生物における全ての遺伝子およびその遺伝子から発現される全ての転写物の特定が、主な課題の１つとして挙げられる。そして遺伝子のアノテーションにおいては、全長ｃＤＮＡクローニングおよび配列決定が、転写物の分析において最も確実であり、最高基準と見られている。しかしながら、このアプローチは、多数の種および生物学的な状態にまたがり多数の転写物に適用しようとする場合、高価となり、かつ時間がかかってしまう。現在、ＳＡＧＥ法（ｓｅｒｉａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｇｅｎｅ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）およびＭＰＳＳ法（ｍａｓｓｉｖｅｌｙ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）のような短いタグベースのアプローチ方法が知られている。これらの短いタグベースに基づく方法は、各々の転写物を提示するために１４〜２０ｂｐのシグネチャー（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を抽出する。しかし、従来のＳＡＧＥ法は、ＮｌａＩＩＩのような制限酵素（ＲＥ）の認識部位の存在に依拠しており、ゲノムの遺伝子境界を決定する能力を欠いている。さらに、このタグの特異性はしばしば劣っており、転写構造に関して生じる情報は、高頻度に不完全であってかつ不明瞭であった。
【０００４】
ＧＩＳ（Ｇｅｎｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）法、またはペアエンドダイタグ（Ｐａｉｒｅｄ−Ｅｎｄ  ｄｉＴａｇ）（ＰＥＴ）法は、新規な方法論であって、これは、ゲノムワイド・トランスクリプトーム・プロファイリング（米国特許第２００５／００５９０２２号明細書）を容易にするためにゲノムにおいて発現される遺伝子の転写開始領域（ＴＳＳ）（ＴＩＳ（ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  ｓｉｔｅ）としても示される）およびポリアデニル化部位（ＰＡＳ）を正確に特定し得る。ＧＩＳ（またはＰＥＴ）法は、５’ＬｏｎｇＳＡＧＥ（５’ＬＳ）および３’ＬｏｎｇＳＡＧＥ（３’ＬＳ）分析方法の改良として開発された（Ｗｅｉ，Ｃ−Ｌ．，Ｎｇ，Ｐ．，Ｃｈｉｕ，Ｋ．Ｐ．，Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｈ．，Ａｎｇ，Ｃ．Ｃ，Ｌｉｐｏｖｉｃｈ，Ｌ．，Ｌｉｕ，Ｅ．，およびＲｕａｎ  Ｙ．，２００４，５’ＬｏｎｇＳＡＧＥ  ａｎｄ  ３’ＬｏｎｇＳＡＧＥ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｇｅｎｏｍｅ  ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  １０１，１１７０１〜１１７０６）。全長ｃＤＮＡクローンで開始して、ＧＩＳは、鎖、順序（５’に続いて３’）および方向が維持されるような方法で、同じ順序および方向にある各々の全長ｃＤＮＡ分子の最初の約１８ｂｐ（５’ｔａｇ）と最後の約１８ｂｐ（３’タグ）とをリンクさせる―このとき、ＩＩ型制限酵素消化の自然な不正確性により、サイズバリエーションが生じる―。このような方法で、ＧＩＳダイタグ（ＰＥＴ、ＧＩＳダイタグまたはダイタグとも呼ばれる）を含むライブラリーが作成され、配列決定される。しかしながら、現在のところ、これらのライブラリーからのＧＩＳダイタグ配列の同定のための有効な方法も、そしてＧＩＳダイタグデータベースの構築も開示されていない。
【０００５】
ＧＩＳダイタグは、ゲノム上でそれらの対応する遺伝子を見出すためにマッピングする必要がある。しかし、ＧＩＳダイタグについて特に開示されているマッピング方法はない。さらに、ゲノムへＧＩＳダイタグ配列をマッピングするために容易に適用可能である既存のコンピューターアルゴリズムはない。過去には、ＳＡＧＥおよびＭＰＳＳタグは、公知の配列から生成された仮想的なデータベースにおいて、タグ−遺伝子対としてマッチングされていた。しかしこのアプローチでは、仮想上のデータベースに存在しなかった新規な転写物はマッピングされない。２つの最も頻繁に用いられる配列アラインメントツールは、ＢＬＡＳＴ（ｂａｓｉｃ  ｌｏｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｓｅａｒｃｈ  ｔｏｏｌ）およびＢＬＡＴ（ＢＬＡＳＴ−ｌｉｋｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｔｏｏｌ）である。しかしながら、これらのツールは短いタグ配列に対して設計されていない。さらに、ＢＬＡＴではしばしば、劣った結果または不正確な結果がもたらされ、一方で、ＢＬＡＳＴには長時間を要し、従って大規模マッピングには適していなかった。
【０００６】
従って、ＧＩＳダイタグデータの組織化および分析のための新規な方法およびシステム、ならびにゲノムへのダイタグマッピングのための有効な方法およびシステムが、当分野で必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題に取り組み、そしてダイタグヌクレオチド配列を処理する新規な方法および／またはシステムを提供する。さらに、本発明は、ゲノムに対してダイタグヌクレオチド配列をマッピングする方法および／またはシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の態様によれば、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列を処理する方法を提供し、このダイタグ配列は、核酸分子もしくはそのフラグメント、またはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含み、この方法は、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程を含む。
【０００９】
特定の態様によれば、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルは、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列からこのダイタグ配列を抽出することによって作成される。
【００１０】
このライブラリーは、少なくとも１つのダイタグ配列を含む核酸配列のライブラリーであってもよい。このライブラリーは、ダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含んでもよい。詳細には、このコンカテマーは、１つ以上のダイタグを含む。さらに詳細には、ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列には、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、そしてこのダイタグ配列は、スペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによってライブラリーから抽出される。ダイタグのライブラリーが２つ以上のダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含む場合、このコンカテマーは、５’−３’方向で、この第一のダイタグの上流に隣接するスペーサー、この最後のダイタグの下流に隣接するスペーサーを含み、各々の２つの近接するダイタグは、それらの間に位置するスペーサーによって隔てられる。スペーサー配列が隣接しスペーサー配列によって隔てられるダイタグのコンカテマーの例は、図１９に示される。ダイタグのライブラリーは１つ以上のスペーサー配列を含んでもよく、各々のスペーサー配列は、他とは異なるヌクレオチド配列を有する。スペーサーおよびそれらのヌクレオチド配列の配列サイズ（塩基対で）は、ライブラリーの作成において用いられる制限酵素に依存し得る。これは、用いられる実験条件に依存し得る。さらに、異なるスペーサー配列は、異なるライブラリー、異なる組織、異なる種、異なるコンカテマーなどの構築において用いられ得る。
【００１１】
このライブラリーは、任意の種類の核酸、例えば一本鎖および／または二本鎖のＤＮＡおよび／またはＲＮＡのダイタグ配列を含んでもよい。ダイタグは、遺伝子のもしくはエキソンの転写物から作成されてもよく、またはそれらは、ゲノムの部分（または位置）から作成されていてもよい。好ましくは、ダイタグは、全長ｃＤＮＡの５’タグおよび３’タグから作成される。ダイタグを含むライブラリーの核酸配列が配列決定される。ダイタグの１つ以上のライブラリーのこれらの配列は、ダイタグ配列の抽出のためおよびダイタグのデータベースもしくはファイルの作成のために用いられる配列の供給源として用いられ得る。
【００１２】
より詳細には、本発明による方法は以下：
ダイタグのライブラリー由来のヌクレオチド配列を提供する工程であり、ダイタグのこのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接する工程と、
このスペーサーヌクレオチド配列を入力し、ダイタグ配列を抽出することによってダイタグのデータベースまたはファイルを作成する工程と、
を含む。
【００１３】
さらに詳細には、このダイタグ配列は、以下のパラメーター
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
を入力することによって抽出される。
【００１４】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数字は３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字は４０である。
【００１５】
詳細には、本発明によるダイタグ配列は、少なくとも１６塩基対の５’末端タグおよび少なくとも１４塩基対の３’末端タグを含んでもよい。さらに、このダイタグ配列は、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含んでもよい。さらに詳細には、このダイタグ配列は、全長ｃＤＮＡの５’末端タグおよび３’末端タグを含んでもよい。
【００１６】
別の態様によれば、本発明による方法は、データベースまたはファイルのダイタグ配列のクオリティーコントロールチェックを行う工程をさらに含む。このクオリティーコントロールチェックは、ライブラリー、プレート、ウェル、配列および／またはダイタグのレベルで行われ得る。このクオリティーコントロールチェックは、ダイタグ配列をゲノムへマッピングする前に行われ得る。コントロールチェックの観点では、オペレーターは、誤差を生じ、かつダイタグ配列に相当しない配列を、検討から排除することを決定し得る。
【００１７】
ゲノムへダイタグをマッピングさせる工程を含む工程は、任意の公知のマッピング方法に従って行われてもよい。詳細には、本発明による方法は、マッチした少なくとも１つの５’末端と少なくとも１つの３’末端との間のゲノム配列に沿って少なくとも１つのセグメントを特定する工程と、少なくとも１つの染色体位置、１つの遺伝子、そのフラグメントまたはエキソン位置を特定する工程とをさらに含む。
【００１８】
別の態様によれば、本発明による方法は、ゲノムに対してダイタグをマッピングさせる工程をさらに含む。詳細には、このマッピング工程は、少なくとも１つのダイタグ配列をゲノムにマッピングさせる工程を含み、このゲノムの少なくとも一部にこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む。
【００１９】
さらに詳細には、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列をゲノムへマッピングさせるための方法を提供し、この方法は、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程であって、このダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む工程と、
このデータベースまたはファイルのダイタグ配列のクオリティーコントロールチェックを必要に応じて行う工程と、
このゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む工程と
を含む。
【００２０】
詳細には、ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接しており、かつこのダイタグ配列は、このスペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによりライブラリーから抽出される。
【００２１】
従って、本発明は、ゲノムに対してダイタグをマッピングする方法を提供し、ここで、データベースおよび／またはファイルの作成の工程の間、上記ダイタグ配列は、以下のパラメーター：
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と、
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
をインプットすることによって抽出される。
【００２２】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数字は、３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字が４０である。
【００２３】
上記マッピング工程はさらに、上記マッチングされた少なくとも１つの５’末端と少なくとも１つの３’末端との間のゲノム配列に沿って少なくとも１つのセグメントを特定する工程と、少なくとも１つの染色体位置、遺伝子、エキソン位置またはそのフラグメントを特定する工程とを含み得る。この特定された遺伝子位置は、新規の遺伝子位置の発見を生じ得る。
【００２４】
従って、本発明はまた、新規な遺伝子を発見するための方法を提供し、この方法は、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースを作成する工程と、
このゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む工程と、
この見出された位置または配列を、既存のデータベースまたはデータと比較して、それが新規な位置および／または新規な遺伝子を意味するか否かを決定する工程と
を含む。
【００２５】
詳細には、本発明の任意の態様による方法では、このダイタグ配列は、少なくとも１６塩基対（ｂｐ）の５’末端タグおよび少なくとも１４塩基対（ｂｐ）の３’末端タグを含む。詳細には、１６〜１８ｂｐ。好ましくは、１８ｂｐの５’末端タグおよび１６ｂｐの３’末端タグ。
【００２６】
本発明の任意の態様による方法では、上記ダイタグ配列の抽出および／またはゲノムマッピングは、インターネットを通じて、コンピューター上で、例えば、スタンドアロンのコンピューターおよび／または媒体サポートで行われてもよい。
【００２７】
別の態様によれば、本発明は、ダイタグ配列を処理するためのシステムを提供する。別の態様によれば、本発明はまた、ダイタグ配列のゲノムマッピングのシステム（ダイタグ対ゲノムマッピングシステム（ｄｉｔａｇ−ｔｏ−ｇｅｎｏｍｅ  ｍａｐｐｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ））を提供する。特定の態様によれば、本発明の任意の態様によるシステムはまた、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ（ＧＩＳダイタグツール）とも呼ばれる。
【００２８】
従って、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列を処理するためのシステムを提供し、このシステムは、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成するための少なくとも１つのモジュールを含み、このダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメントまたはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む。
【００２９】
詳細には、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルは、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列からこのダイタグ配列を抽出することによって作成される。
【００３０】
詳細には、上記ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列に、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、かつこのダイタグ配列は、このスペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによってこのライブラリーから抽出される。ダイタグのライブラリーが２つ以上のダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含む場合、このコンカテマーは、上記に記載されるように、そして詳細には図１９に示されるように、５’−３’方向で、この第一のダイタグの上流に隣接するスペーサー、この最後のダイタグの下流に隣接するスペーサーを含み、そして各々の２つの近接するダイタグは、それらの間に位置するスペーサーによって隔てられる。
【００３１】
詳細には、本発明によるシステムでは、オペレーターが、少なくとも１つのリンクを選択し、このリンクがモジュールを起動し、このモジュールが少なくとも１つのユーザーインターフェースを開始し、そしてこのオペレーターは、以下のパラメーター：
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と、
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と、
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
をこのユーザーインターフェースにインプットして、
これによって抽出されたダイタグのデータベースまたはファイルが作成される。
【００３２】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数は３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字は４０である。このユーザーインターフェースは、グラフィカルなユーザーインターフェースであり得る。
【００３３】
詳細には、本発明のシステムでは、このダイタグ配列は、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む。
【００３４】
別の態様によれば、本発明によるシステムは、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルのクオリティーコントロールのモジュールをさらに含む。このクオリティーコントロールのためのモジュールは、ライブラリー、プレート、ウェル、配列および／またはダイタグのレベルで用いられ得る。このクオリティーコントロールチェックは、ダイタグ配列をゲノムへマッピングする前に行われ得る。コントロールチェックの観点では、オペレーターは、誤差を生じ、かつダイタグ配列に相当しない配列を、検討から排除することを決定し得る。
【００３５】
別の態様によれば、本発明によるシステムは、ゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせるためのモジュールをさらに含み、このゲノムの少なくとも一部にこのダイタグの５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む。
【００３６】
従って、本発明はまた、ダイタグ配列のゲノムマッピングのためのシステム（ダイタグ対ゲノムマッピングシステム）を提供し、これは、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースおよび／またはファイルを作成するためのモジュールであって、このダイタグ配列が、核酸分子またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む、モジュールと、
必要に応じて、このダイタグ配列のデータベースまたはファイルのクオリティーコントロールのためのモジュールと、
このゲノムに対して、少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグの５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む工程のためのさらなるモジュールと
を含む。
【００３７】
別の態様によれば、本発明によるシステムは少なくとも以下：
第一ユーザーインターフェースであって、ダイタグ配列を抽出するための少なくとも１つのリンク（エクストラクター）とゲノムにダイタグをマッピングさせるためのリンクとを含む、第一ユーザーインターフェースと、
第二ユーザーインターフェースであって、このエクストラクターでの選択またはクリックによってオペレーターによって起動され、この第二のユーザーインターフェースが、最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数、最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数および少なくとも１つのスペーサー配列のヌクレオチド配列をインプットするためのフィールドを含む、第二ユーザーインターフェースと、
ゲノムまたは染色体位置にダイタグ配列をマッピングするための第三ユーザーインターフェースと、
上記ダイタグがゲノムに整列される、マッピングの結果を示す第四ユーザーインターフェースと、
を含む。
【００３８】
本発明の任意の態様によるシステムは、コンピューター上でオペレーターによって操作可能であり、そしてこの操作はインターネットを通じて、コンピューターおよび／または媒体サポートで行われる。
【００３９】
別の態様によれば、本発明は、コンピュータープログラムを含むコンピューター読み取り可能な媒体を提供し、このコンピュータープログラムは、コンピューターと会合された場合に操作可能であり、そしてこのコンピュータープログラムは、本発明の任意の態様に従うシステムを含む。
【００４０】
上記されるような、マッピング工程を参照して、任意の公知のマッピング方法を用いてもよい。しかし、特定の実施形態によれば、ダイタグデータを適応させるために、Ｓｕｆｆｉｘ  ＡｒｒａｙベースのＴａｇ対Ｇｅｎｏｍｅ（Ｓｕｆｆｉｘ  Ａｒｒａｙ  ｂａｓｅｄ  Ｔａｇ  ｔｏ  Ｇｅｎｏｍｅ）（ＳＡＴ２Ｇ）アルゴリズムを、アドバンスドデータ構造圧縮サフィクス・アレイ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｓｕｆｆｉｘ  Ａｒｒａｙ）（ＣＳＡ）上で構築され、インデックスを付けられたゲノム配列に対して、ダイタグ配列をマッピングするために用いてもよい。
【００４１】
従って、本発明の１態様によれば、本発明による方法またはシステムはまた、以下の工程：
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースを作成する工程であって、このダイタグ配列が、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えば、遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、工程と、
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定する工程であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、工程と、
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定する工程であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する工程と、
少なくとも１つの出現するセグメントを特定する工程であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する工程と、
少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程であって、この実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えない配列長を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つである工程と
を含むマッピングの方法および／またはシステムを提供する。
【００４２】
本発明の別の態様によれば、マッピングシステムであって、以下：
少なくとも１つのダイタグを抽出することによってデータベースを作成するための手段であって、このダイタグが、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えば、遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、手段と、
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定するための手段であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、手段と、
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定するための手段であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する手段と、
少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための手段であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する手段と、
少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段であって、この実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えない配列長を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つである手段と
を含むマッピングシステムが提供される。
【００４３】
本発明の別の態様によれば、以下の工程：
少なくとも１つのダイタグを、例えば、ダイタグのライブラリーからまたはダイタグの既存のデータベースから抽出する工程を含む、ダイタグのデータベースを作成する工程であって、このダイタグが、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えば、遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、工程と、
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定するための工程であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、工程と、
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定するための工程であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する工程と、
少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための工程であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する工程と、
少なくとも１つの出現するセグメントから少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための工程であって、この少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えないその少なくとも１つの配列長を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つであり、それのならびにこの少なくとも１つの５’部位のおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの配列順序が、（５’−出現するセグメント−３’）の構造に一致して、ゲノム配列の対応する位置の配列順序にマッチし、この５’部位およびそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つが、５’−３’方向を有し、そして出現するセグメントの各々に相当するその少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つが、同じ染色体内に位置する工程と
を含むマッピング方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
（定義）
ダイタグ（ｄｉｔａｇ）：ＧＩＳダイタグ（ＧＩＳｄｉｔａｇ（ｓ））はまた、ダイタグとも呼ばれ、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第２００５／００５９０２２号明細書に従って規定されかつ作成される。
【００４５】
データ：任意の形態の情報であって、そこでコンピュータープログラムが作動する、情報。データとは、本明細書において用いる場合、ダイタグ、詳細には、ダイタグの塩基対およびダイタグのヌクレオチド配列に関する任意の情報を含む。
【００４６】
データ管理システム：ＤＢＭＳまたはｄｂｍｓとも呼ばれ、特定のアプリケーションまたは関連のアプリケーションの群に必要なデータの本体の組織化および管理のための総合的な設備を与えるソフトウェアシステムである。
【００４７】
データベース：本発明の目的のためには、ダイタグのデータのコレクション（または一般には情報）であって、ＤＢＭＳにダイタグの少なくともヌクレオチド配列を含む。これはまた、さらなる情報、例えば、用いられる１つ以上のスペーサーの塩基対（ｂｐ）としてのサイズおよびヌクレオチド配列、ダイタグの方向、ライブラリーまたは配列識別（ＩＤ）番号などを含んでもよい。このデータまたは情報を収集して、アクセスして、そして／またはコンピューターシステムおよび／もしくはコンピューター読み取り可能な媒体内に記憶する。このデータベースはまた、インターネット上でも利用可能であり得る。データベースの定義はまた、データベース管理システムの設備を用いるコンピューターシステムおよび／またはコンピューター読み取り可能な媒体内に保持された、情報またはデータの本体を含む。
【００４８】
ファイル（コンピューターファイルとも呼ばれる）：ファイル名で呼ばれる、情報のコレクション；例えば、ユーザーの作成した文書、プログラムデータ、またはプログラム自体。本発明の目的に関して、これは、ダイタグの少なくともヌクレオチド配列を含むダイタグのデータ（または一般的な情報）のコレクションとして規定される。これはまた、さらなる情報、例えば、塩基対（ｂｐ）としてのサイズ、および用いられる１つ以上のスペーサーのヌクレオチド配列、ダイタグの方向、ライブラリーまたは配列の識別（ＩＤ）番号、カウント（コピー数）などを含んでもよい。このデータまたは情報は、収集されて、アクセスされて、そして／またはコンピューターシステムおよび／もしくはコンピューター読み取り可能な媒体内に記憶される。このファイルはまた、インターネット上でも利用可能であり得る。ダイタグの１つ以上のファイルが、ファイルのディレクトリに収集されてもよい。
【００４９】
完全なゲノムアノテーションは、転写開始領域（ＴＩＳ）およびポリアデニル化部位（ＰＡＳ）によって囲まれた転写単位の正確な特定に依存する。これを容易にするために、一対の相補的な方法、すなわち、５’ＬｏｎｇＳＡＧＥ（遺伝子発現の長期連続分析）および３’ＬｏｎｇＳＡＧＥを開発した（Ｗｅｉら、２００４、上記参照のこと）。これらの方法は、各々の転写物の最初のおよび最後の２０塩基対（ｂｐ）のハイスループットな抽出を可能にする典型的な全長ｃＤＮＡクローニング技術を利用する従来のＳＡＧＥ法およびＬｏｎｇＳＡＧＥ法に基づく。ゲノムへの５’および３’のＬｏｎｇＳＡＧＥタグのマッピングによって、ＴＩＳおよびＰＡＳの位置決めが可能になる。
【００５０】
しかし、ゲノム配列中の同じ転写物に由来する５’および３’タグのマッチングは、常に直線的というわけではなく、そして時には極めて不明瞭であり得る。１つの解法は、５’および３’タグを内部連結することによって同じ転写物の５’および３’タグをクローニングすることである。これを達成するために、クローニングアダプターおよびベクターを含む特別なデバイスが設計され、同じ転写物由来の５’タグおよび３’タグをダイタグに連結する。
【００５１】
複数のダイタグであって、各々のダイタグが個々の転写物を提示するダイタグを、クローニングおよび配列決定のために連結してもよい。単一のタグ配列とは異なり、対になったダイタグ配列は、ゲノム配列にマッピングされた場合に正確に規定可能である転写物のフレームと特に掛け合わされ得る。このアプローチは、ＧＩＳ法と命名され、これは、遺伝子によってコードされる転写単位の、または核酸分子もしくはそのフラグメントの５’および３’末端を正確にマッピングし得、ＵＳ２００５／００５９０２２（その全体が参照によって本明細書に組み込まれる）という番号で公開された米国特許出願に記載される。
【００５２】
ＧＩＳ分析（ＧＩＳ技術または方法論とも示される）の例は、図１および２に示される。ＧＩＳ分析の特定の態様によれば、従来のキャップ・トラッパー（ｃａｐ−ｔｒａｐｐｅｒ）方法を適用して、全長ｃＤＮＡを富化して、ｃＤＮＡフラグメントの各々の末端にＭｍｅｌ制限部位を保有するアダプター配列を組み込む。次いで、ｃＤＮＡフラグメントを、クローニングベクターにクローニングして、ＧＩＳ  ｆｌｃＤＮＡ（全長ｃＤＮＡ）ライブラリーを構築する。しかし、ＧＩＳ方法は、ｆｌｃＤＮＡに限定されないが、任意の核酸分子またはそのフラグメントに、例えば、ゲノムの一部に適用され得る。ライブラリーから調製されたプラスミドは、Ｍｍｅｌ（ＩＩ型制限酵素）によって消化されて、その結合部位の２０ｂｐ下流で切断される。しかし、非対称性の制限部位を認識する任意の制限酵素が、ＧＩＳ方法論で用いられてもよい。詳細には、ＧＩＳ方法論の目的に適切な任意のＩＩ型制限酵素が用いられ得る。消化後、ライブラリーのｆｌｃＤＮＡインサートは、クローニングベクターに５’および３’末端の１８ｂｐのシグネチャーを残すようにプラスミドから切り離される。このベクターの再サークリング（ｒｅ−ｃｉｒｃｌｉｎｇ）は、ＧＩＳシングル・ダイタグ・ライブラリーを作成する。次いで、ライブラリーのダイタグを切り出して、連結およびクローニングのために精製して、配列分析のための最終ＧＩＳダイタグライブラリーを生成した。代表的には、ＧＩＳダイタグクローンの各々の配列読み取りによって１５ダイタグが明らかになる。ダイタグ配列の各々の単位は、少なくとも１６塩基対（ｂｐ）の５’タグのシグネチャーおよび少なくとも１４ｂｐの３’タグのシグネチャーを含み、ここで１つのスペーサーが別のダイタグ配列から１つのダイタグ配列を隔てる。詳細には、ダイタグは、１８ｂｐの５’シグネチャーおよび１８ｂｐの３’シグネチャーを含む。さらに詳細には、ダイタグは、１８ｂｐの５’シグネチャーおよび１６ｂｐの３’シグネチャーを含む。スペーサー配列の長さは、用いられる酵素に、または用いられる実験条件に依存し、例えば、スペーサーは１２ｂｐであってもよい。
【００５３】
従って、ＧＩＳダイタグ（単にダイタグとも呼ばれる）を含むライブラリーを、上述のように作成してもよい。次いで、ダイタグを含むライブラリーの核酸分子の配列を配列決定する。配列情報は、１つまたは２つ以上のデータベース中で収集されてもよい。しかし、現時点で、これらのライブラリーからのダイタグ配列の選択のための有効な方法も、そしてダイタグデータベースの構築も開示されていない。
【００５４】
さらに、ゲノムに対してそれらの対応する遺伝子を見出すためには、ダイタグをマッピングする必要がある。しかし、ダイタグについては、マッピング方法は特に開示されていない。さらに、ゲノムに対してダイタグ配列をマッピングするために容易に適用可能である既存のコンピューターアルゴリズムはない。
【００５５】
従って、本発明は、ダイタグ配列を処理する新規な方法および／またはシステムを提供する。さらに、本発明は、ゲノムに対してダイタグヌクレオチド配列をマッピングするための方法および／またはシステムを提供する。特定の態様によれば、本発明による方法およびシステムは特定の参照を用いて、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌとして示される方法およびシステムとして説明されるが、これに限定される。詳細には、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ（ＧＩＳダイタグツール）は、図１０〜２０を参照してさらに詳細に説明される。
【００５６】
第一の態様によれば、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列であって、核酸分子またはそのフラグメントまたはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含むダイタグ配列を処理する方法を提供し、この方法は、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程を含む。
【００５７】
特定の態様によれば、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルは、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列からダイタグ配列を抽出することによって作成される。
【００５８】
ライブラリーは、少なくとも１つのダイタグ配列を含む、核酸配列のライブラリーであってもよい。ライブラリーは、ダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含んでもよい。詳細には、このコンカテマーは、１つ以上のダイタグを含む。さらに詳細には、ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列には、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、そしてこのダイタグ配列は、スペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによってライブラリーから抽出される。ダイタグのライブラリーが、２つ以上のダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含む場合、このコンカテマーは、５’−３’方向で、第一のダイタグの上流に隣接するスペーサー、最後のダイタグの下流に隣接するスペーサーを含み、そして各々の２つの近接するダイタグは、それらの間に位置するスペーサーによって隔てられる。スペーサー配列に隣接し、スペーサー配列によって隔てられるダイタグのコンカテマーの例は、図１９に示される。５’隣接スペーサーおよび／または３’隣接スペーサーは、長さが変化してもよい。詳細には、それらの長さは、１つ以上のライブラリーのダイタグのコンカテマーの間でまたはダイタグのコンカテマーの中で変化してもよい。ダイタグのライブラリーは、１つ以上のスペーサー配列を含んでもよく、各々のスペーサー配列は、他とは異なるヌクレオチド配列を有する。このスペーサー配列のサイズ（塩基対で）およびそれぞれのヌクレオチド配列は、ライブラリーの作製に用いられる制限酵素に依存し得る。これはまた、用いられる実験条件に依存し得る。さらに、異なるスペーサー配列が、種々のライブラリー、種々の組織、種々の種、種々のコンカテマーなどの構築に用いられてもよい。
【００５９】
図１９では、ダイタグのコンカテマー中のダイタグおよびスペーサーの配列の例が提供される。詳細には、図１９は、スペーサーが隣接し、スペーサーによって隔てられるダイタグを示す。詳細には、図１９に示される用いられるスペーサーは全てが、同じヌクレオチド配列および１２ｂｐというサイズを有する。しかし、お互いとは異なるヌクレオチド配列を有するスペーサーも用いられ得る。５’−３’方向で、図１９は、第一のスペーサーが隣接するベクターの一部を示す（５８ｂｐ）。第一のスペーサーは、第一のダイタグ（３８ｂｐ）の上流に隣接する。第一のダイタグ（３８ｂｐ）および第二のダイタグ（３７ｂｐ）は、スペーサーによって隔てられる。同じ状況が右のダイタグに一致する。次いで、８番目のダイタグ（３６ｂｐ）には最後のスペーサーが下流に続き（隣接し）、これには、ベクターの一部（５２ｂｐ）が下流に隣接する。コンカテマーは、可変数のダイタグを含んでもよいこと、そしてそれは、図１９の実施例として示されるように８つのダイタグに限定されないことが当業者には明白である。さらに、他とは異なるヌクレオチド配列を有する１つ以上のスペーサーも用いてもよい。スペーサーのサイズは、上記で例示されるように、可変であり得る。
【００６０】
ライブラリーは、任意の種類の核酸、例えば一本鎖および／または二本鎖のＤＮＡおよび／またはＲＮＡのダイタグ配列を含んでもよい。ダイタグは、遺伝子のもしくはエキソンの転写物から調製されてもよく、またはそれらは、ゲノムの部分（または位置）から調製されてもよい。好ましくは、ダイタグは、全長ｃＤＮＡの５’タグおよび３’タグから調製される。ダイタグを含むライブラリーの核酸配列が配列決定される。ダイタグの１つ以上のライブラリーのこれらの配列は、ダイタグ配列の抽出のため、およびダイタグのデータベースもしくはファイルの作成のための供給源として用いられ得る。
【００６１】
より詳細には、本発明による方法は以下：
ダイタグのライブラリーのヌクレオチド配列を提供する工程であって、このダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接する工程と、
このスペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによりダイタグ配列を抽出することによって、ダイタグのデータベースまたはファイルを作成する工程と、
を含む。
【００６２】
さらに詳細には、このダイタグ配列は、以下のパラメーター：
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と；
最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数であって、３２〜３８の範囲から選択される数字と；
最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数であって、３６〜４２の範囲から選択される数字と；
をインプットすることによって抽出される。
【００６３】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数字は３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字は４０である。
【００６４】
詳細には、本発明によるダイタグ配列は、少なくとも１６塩基対の５’末端タグおよび少なくとも１４塩基対の３’末端タグを含んでもよい。さらに、このダイタグ配列は、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含んでもよい。さらに詳細には、このダイタグ配列は、全長ｃＤＮＡの５’末端タグおよび３’末端タグを含んでもよい。
【００６５】
別の態様によれば、本発明による方法は、データベースまたはファイルのダイタグ配列のクオリティーコントロールチェックを行う工程をさらに含む。このクオリティーコントロールチェックは、ライブラリー、プレート、ウェル、配列および／またはダイタグのレベルで行われ得る。このクオリティーコントロールチェックは、ダイタグ配列をゲノムへマッピングする前に行われ得る。コントロールチェックの観点では、オペレーターは、誤差を生じ、かつダイタグ配列に相当しない配列を、検討から排除することを決定し得る。
【００６６】
ゲノムへダイタグをマッピングさせることを含む工程は、任意の公知のマッピング方法に従って行われてもよい。詳細には、本発明による方法は、マッチした少なくとも１つの５’末端と少なくとも１つの３’末端との間のゲノム配列に沿って少なくとも１つのセグメントを特定する工程と；少なくとも１つの染色体位置、１つの遺伝子、そのあるフラグメントまたはあるエキソン位置を特定する工程とをさらに含む。
【００６７】
特定の態様によれば、本発明は、下にさらに詳細に記載される、ＳＡＴ２Ｇ（サフィクス・アレイベースのタグ対ゲノム）と呼ばれる、マッピング工程を提供する。
【００６８】
別の態様によれば、本発明の方法は、ゲノムに対してダイタグをマッピングさせる工程をさらに含む。詳細には、このマッピング工程は、少なくとも１つのダイタグ配列をゲノムにマッピングさせる工程を含み、このゲノムの少なくとも一部にこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む。
【００６９】
さらに詳細には、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列をゲノムへマッピングさせるための方法を提供し、この方法は、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成する工程であって、このダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む、工程と；
このデータベースまたはファイルのダイタグ配列のクオリティーコントロールチェックを必要に応じて行う工程と；
このゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む工程と、
を含む。
【００７０】
詳細には、ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列にスペーサーヌクレオチド配列が隣接しており、かつこのダイタグ配列は、このスペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによりライブラリーから抽出される。
【００７１】
従って、本発明は、ゲノムに対してダイタグをマッピングする方法を提供し、ここで、データベースおよび／またはファイルの作成の工程の間、上記ダイタグ配列は、以下のパラメーター：
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と；
最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数であって、３２〜３８の範囲から選択される数字と；
最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数であって、３６〜４２の範囲から選択される数字と；
をインプットすることによって抽出される。
【００７２】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数字は、３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字は４０である。
【００７３】
上記マッピング工程はさらに、上記マッチングされた少なくとも１つの５’末端と少なくとも１つの３’末端との間のゲノム配列に沿って少なくとも１つのセグメントを特定する工程と；少なくとも１つの染色体位置、遺伝子、エキソン位置またはそのフラグメントを特定する工程とを含む。この特定された遺伝子位置は、新規の遺伝子位置の発見を生じ得る。
【００７４】
従って、本発明はまた、新規な遺伝子を発見するための方法を提供し、この方法は、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースを作成する工程と；
このゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む工程と；
この見出された位置または配列を、既存のデータベースまたはデータと比較して、それが新規な位置および／または新規な遺伝子を意味するか否かを決定する工程と；
を含む。
【００７５】
詳細には、本発明の任意の態様による方法では、このダイタグ配列は、少なくとも１６塩基対（ｂｐ）の５’末端タグおよび少なくとも１４塩基対（ｂｐ）の３’末端タグを含む。詳細には、１６〜１８ｂｐである。好ましくは、１８ｂｐの５’末端タグおよび１６ｂｐの３’末端タグである。
【００７６】
本発明の任意の態様による方法では、上記ダイタグ配列の抽出および／またはゲノムマッピングは、インターネットを通じて、コンピューター、例えば、スタンドアロンのコンピューターおよび／または媒体サポートで行われてもよい。
【００７７】
別の態様によれば、本発明は、ダイタグ配列を処理するシステムを提供する。別の態様によれば、本発明はまた、ダイタグ配列のゲノムマッピングのシステム（ダイタグ対ゲノムシステム）を提供する。特定の態様によれば、本発明の任意の態様によるシステムはまた、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ（ＧＩＳダイタグツール）とも呼ばれる。より詳細には、このＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、ソフトウェアプログラムシステムである。このＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、媒体サポートで得られてもよく、ハードドライブディスク上にインストールされてもよく、またはインターネットを通じて利用可能にされてもよい。従って、本発明はまた、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ・ソフトウェアプログラム・パッケージ（キット）を提供する。
【００７８】
従って、本発明は、ダイタグヌクレオチド配列を処理するシステムを提供し、このシステムは、少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースまたはファイルを作成するための少なくとも１つのモジュールを含み、このダイタグ配列は、核酸分子またはそのフラグメントまたはゲノムフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む。
【００７９】
詳細には、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルは、ダイタグを含む少なくとも１つのライブラリーの配列からこのダイタグ配列を抽出することによって作成される。
【００８０】
詳細には、上記ダイタグのライブラリーの各々のダイタグ配列に、スペーサーヌクレオチド配列が隣接し、かつこのダイタグ配列は、このスペーサーヌクレオチド配列をインプットすることによってこのライブラリーから抽出される。ダイタグのライブラリーが２つ以上のダイタグの少なくとも１つのコンカテマーを含む場合、このコンカテマーは、上記に記載されるように、そして詳細には図１９に示されるように、５’−３’方向で、この第一のダイタグの上流に隣接するスペーサー、この最後のダイタグの下流に隣接するスペーサーを含み、そして各々の２つの近接するダイタグは、それらの間に位置するスペーサーによって隔てられる。
【００８１】
詳細には、本発明によるシステムでは、オペレーターが、少なくとも１つのリンクを選択し、このリンクがモジュールを起動し、このモジュールが少なくとも１つのユーザーインターフェースを開始し、このオペレーターが、以下のパラメーター：
少なくとも１つのスペーサーヌクレオチド配列と；
３２〜３８の範囲から選択される最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と、
３６〜４２の範囲から選択される最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数と
をこのユーザーインターフェースにインプットして、
これによって抽出されたダイタグのデータベースまたはファイルが作成される。
【００８２】
好ましくは、この最小ダイタグ塩基対数は３４であり、そして／または最大ダイタグ塩基対数字は４０である。このユーザーインターフェースは、グラフィカルなユーザーインターフェースであり得る。
【００８３】
詳細には、本発明のシステムでは、このダイタグ配列は、遺伝子の転写物、エキソン、ゲノムの一部、またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む。
【００８４】
別の態様によれば、本発明によるシステムは、ダイタグ配列のデータベースまたはファイルのクオリティーコントロールのモジュールをさらに含む。このクオリティーコントロールのためのモジュールは、ライブラリー、プレート、ウェル、配列および／またはダイタグのレベルで用いられ得る。このクオリティーコントロールチェックは、ダイタグ配列をゲノムへマッピングする前に行われ得る。コントロールチェックの観点では、オペレーターは、誤差を生じ、かつダイタグ配列に相当しない配列を、検討から排除することを決定し得る。
【００８５】
別の態様によれば、本発明によるシステムはさらに、ゲノムに対して少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせるためのモジュールを含み、このゲノムの少なくとも一部にこのダイタグの５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングさせる工程を含む。
【００８６】
従って、本発明はまた、ダイタグ配列のゲノムマッピングのためのシステム（ダイタグ対ゲノムマッピングシステム）を提供し、これは、
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースおよび／またはファイルを作成するためのモジュールであって、このダイタグ配列が、核酸分子またはそのフラグメントの５’末端タグおよび３’末端タグを含む、モジュールと；
必要に応じて、ダイタグ配列のこのデータベースまたはファイルのクオリティーコントロールのためのモジュールと；
このゲノムに対して、少なくとも１つのダイタグ配列をマッピングさせためのさらなる工程であって、このゲノムの少なくとも一部に対してこのダイタグ配列の５’末端タグおよび３’末端タグをマッチングする工程を含む工程のためのさらなるモジュールと；
を含む。
【００８７】
別の態様によれば、本発明によるシステムは少なくとも以下：
第一ユーザーインターフェースであって、ダイタグ配列を抽出するための少なくとも１つのリンク（エクストラクター）とゲノムにダイタグをマッピングさせるためのリンクとを含む、第一ユーザーインターフェースと；
第二ユーザーインターフェースであって、このエクストラクターでの選択またはクリックによってオペレーターによって起動され、この第二のユーザーインターフェースが、最小ダイタグ塩基対（ｂｐ）数、最大ダイタグ塩基対（ｂｐ）数および少なくとも１つのスペーサー配列のヌクレオチド配列をインプットするためのフィールドを含む、第二ユーザーインターフェースと；
ゲノムまたは染色体位置にダイタグ配列をマッピングするための第三ユーザーインターフェースと；
上記ダイタグがゲノムに整列される、マッピングの結果を示す第四ユーザーインターフェースと；
を含む。
【００８８】
本発明の任意の態様によるシステムは、コンピューター上でオペレーターによって操作可能であり、そしてこの操作はインターネットを通じて、コンピューターおよび／または媒体サポートで行われる。
【００８９】
別の態様によれば、本発明は、コンピュータープログラムを含むコンピューター読み取り可能な媒体を提供し、このコンピュータープログラムは、コンピューターと会合された場合に操作可能であり、そしてこのコンピュータープログラムは、本発明の任意の態様に従うシステムを含む。
【００９０】
（マッピング工程）
ダイタグをゲノムへマッピングすることは、ゲノム配列のパターンの出現を検索することと類似である。パターン検索のためのアプローチは、従来のＢＬＡＳＴ（局所相同性アラインメント検索ツール）およびＢＬＡＴ（ＢＬＡＳＴ様アラインメントツール）法を含む。ＢＬＡＳＴおよびＢＬＡＴ法の両方とも遅い。なぜなら、それらの各々が、ゲノム全体を通じたスキャンによってパターンを検索する必要があるからである。さらに、ミスマッチのマージンが小さいパターンの正確な出現が必要である場合、従来のフル・テキストのインデックス付け（ｆｕｌｌ−ｔｅｘｔ  ｉｎｄｅｘｉｎｇ）が通常使用される。効率的なフルテキスト・インデックス付のデータ構造は、サフィクス・ツリー（ｓｕｆｆｉｘ  ｔｒｅｅ）およびサフィクス・アレイ（ｓｕｆｆｉｘ  ａｒｒａｙ）を含む。
【００９１】
上記のとおり、任意の公知のマッピング方法を用いてもよい。しかし、特定の実施形態によれば、ダイタグデータを適応させるために、Ｓｕｆｆｉｘ  ＡｒｒａｙベースのＴａｇ対Ｇｅｎｏｍｅ（Ｓｕｆｆｉｘ  Ａｒｒａｙ  ｂａｓｅｄ  Ｔａｇ  ｔｏ  Ｇｅｎｏｍｅ）（ＳＡＴ２Ｇ）アルゴリズムを、アドバンスドデータ構造Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｓｕｆｆｉｘ  Ａｒｒａｙ（ＣＳＡ）上で構築され、インデックスを付けられたゲノム配列に対して、ダイタグ配列をマッピングするために用いてもよい。ＳＡＴ２Ｇを用いるＧＩＳダイタグ（ＰＥＴ）−対−ゲノムマッピングの図解例は図５に示す。ＳＡＴ２Ｇシステムは、図６〜８にさらに詳細に開示される。
【００９２】
従って、本発明の１態様によれば、本発明による方法またはシステムはまた、以下の工程：
少なくとも１つのダイタグ配列を含むデータベースを作成する工程であって、このダイタグ配列が、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えばある遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、工程と；
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定する工程であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、工程と；
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定する工程であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する工程と；
少なくとも１つの出現するセグメントを特定する工程であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する工程と；
少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程であって、この実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えない配列長を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つである工程と；
を含む、マッピングの方法またはシステムを提供する。
【００９３】
核酸（例えば転写物）マッピング方法では、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせる工程は、以下の工程：
５’末端タグをある染色体配列に対してマッチングさせる工程、を含み得る。
【００９４】
マッピング方法では、ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせる工程は、以下の工程：
３’末端タグをある染色体配列に対してマッチングさせる工程、を含み得る。
【００９５】
この転写物マッピング方法はさらに、ゲノム配列をインデックス付けするためのデータ構造を作成する工程を含み得る。
【００９６】
このマッピング方法はさらに、ゲノム配列をインデックス付けするためにツリー構造および規則配列のうち少なくとも１つを作成する工程を含み得る。
【００９７】
このマッピング方法はさらに、ゲノム配列をインデックス付けするために、サフィクス・アレイ、サフィクス・ツリー、バイナリー・ツリー、および圧縮サフィクス・アレイのうち少なくとも１つを作成する工程を含み得る。
【００９８】
このマッピング方法では、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせる工程は、以下の工程：
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグを比較して少なくとも１つの５’部位を得るための、ゲノム配列を前向きトラバースおよび後ろ向きトラバースする工程のうちの少なくとも１つ、を含み得る。
【００９９】
転写物マッピング方法では、ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチさせる工程は、以下の工程：
ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグを比較して少なくとも１つの３’部位を得るための、ゲノム配列を前向きトラバースおよび後ろ向きトラバースする工程のうちの少なくとも１つ、を含み得る。
【０１００】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程は、少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を、それから少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を得るためにゲノム配列の少なくとも一部に対して比較する工程を含み得る。
【０１０１】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を比較する工程は、５’−出現するセグメント−３’構造に一致して、この少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を比較する工程を含み得る。
【０１０２】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置で特定する工程は、少なくとも１つの出現するセグメントの各々の５’−３’方向を特定する工程であって、それから少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を得るための工程を含み得る。
【０１０３】
転写物マッピング方法では、５’−３’方向を特定する工程は、残りのＡＡヌクレオチドであって、３’末端タグの一部を構成している、この残りのＡＡヌクレオチドを特定する工程を含み得る。
【０１０４】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程は、以下の工程：
出現するセグメントの各々に対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々が、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置をそれから特定するために配置されている染色体を特定する工程、を含み得る。
【０１０５】
この転写物マッピング方法では、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせる工程は、以下の工程：
少なくとも１つの５’部位の量を特定する工程を含んでもよく、そして、
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせる工程は、以下の工程：
少なくとも１つの３’部位の量を特定する工程を含む。
【０１０６】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの出現するセグメントを特定する工程は、以下の工程：
ゲノム配列に沿って、少なくとも１つの３’部位のうち少なくとも１つを特定するため、少なくとも１つの５’部位の各々からその先端のうちの１つに向かってトラバースする工程を含み得る。
【０１０７】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程は、以下の工程：
少なくとも１つの５’部位の各々について特定されている少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の１つに応答してゲノム配列に沿ってトラバースを終わらせる工程、を含み得る。
【０１０８】
転写マッピング方法では、少なくとも１つの出現するセグメントを特定する工程は、以下の工程：
ゲノム配列に沿って、少なくとも１つの５’部位のうち少なくとも１つを特定するため、少なくとも１つの３’部位の各々からその先端のうちの１つに向かってトラバースする工程を含み得る。
【０１０９】
転写物マッピング方法では、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定する工程は、以下の工程：
少なくとも１つの３’部位の各々について特定されている少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の１つに応答してゲノム配列に沿ってトラバースを終わらせる工程、を含み得る。
【０１１０】
本発明の別の態様によれば、マッピングシステムが提供され、このシステムは、
少なくとも１つのダイタグを抽出することによってデータベースを作成するための手段であって、このダイタグが、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えば、遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、手段と；
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定するための手段であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、手段と；
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定するための手段であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する手段と；
少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための手段であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する手段と；
少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段であって、この実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えない配列長を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つである手段と；
を含む。
【０１１１】
このマッピングシステムでは、５’末端タグおよび３’末端タグを特定するための手段は、以下：
５’末端タグを形成するための少なくとも１６塩基対を有するヌクレオチド配列を提供するための手段と；
３’末端タグを形成するための少なくとも１６塩基対を有するヌクレオチド配列を提供するための手段と；
を含み得る。
【０１１２】
このマッピングシステムでは、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせるための手段は、以下：
染色体配列に対して５’末端タグをマッチングさせるための手段、を含み得る。
【０１１３】
このマッピングシステムでは、ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせるための手段は、以下：
染色体配列に対して３’末端タグをマッチングさせるための手段、を含み得る。
【０１１４】
このマッピングシステムはさらに、以下：
ゲノム配列をインデックス付けするためのデータ構造を作成するための手段、を含み得る。
【０１１５】
このマッピングシステムはさらに、以下：
ゲノム配列をインデックス付けするためのツリー構造および順序付けアレイのうちの少なくとも１つを作成するための手段、を含み得る。
【０１１６】
このマッピングシステムはさらに、以下：
ゲノム配列をインデックス付けするために、サフィクス・アレイ、サフィクス・ツリー、バイナリー・ツリー、および圧縮サフィクス・アレイのうち少なくとも１つを作成するための手段を含み得る。
【０１１７】
このマッピングシステムでは、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせるための手段は、以下：
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグを比較して少なくとも１つの５’部位を得るための、ゲノム配列を前向きトラバースおよび後ろ向きトラバースする工程のうちの少なくとも１つのための手段、を含み得る。
【０１１８】
このマッピングシステムでは、ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチさせる手段は、以下：
ゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグを比較して少なくとも１つの３’部位を得るための、ゲノム配列を前向きトラバースおよび後ろ向きトラバースする工程のうちの少なくとも１つのための手段、を含み得る。
【０１１９】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段は、以下：
少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を、それから少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を得るためにゲノム配列の少なくとも一部に対して比較するための手段、を含み得る。
【０１２０】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を比較するための手段は、５’−出現するセグメント−３’構造に一致して、この少なくとも１つの出現するセグメント、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々の配列順序を比較するための手段を含み得る。
【０１２１】
マッピングシステムでは、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置で特定するための手段は、
少なくとも１つの出現するセグメントの各々の５’−３’方向を特定するための手段であって、それから少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を得るための手段、を含み得る。
【０１２２】
このマッピングシステムでは、５’−３’方向を特定するための手段は、
残りのＡＡヌクレオチドであって、３’末端タグの一部を構成している、この残りのＡＡヌクレオチドを特定する手段、を含み得る。
【０１２３】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段は、
出現するセグメントの各々に対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの各々が、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置をそれから特定するために配置されている染色体を特定するための手段、を含み得る。
【０１２４】
このマッピングシステムでは、ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせるための手段は、
少なくとも１つの５’部位の量を特定する手段を含んでもよく、そして、
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせるための手段は、以下の工程：
少なくとも１つの３’部位の量を特定する手段、を含む。
【０１２５】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための手段は、
ゲノム配列に沿って、少なくとも１つの３’部位のうち少なくとも１つを特定するため、少なくとも１つの５’部位の各々からその先端のうちの１つに向かってトラバースするための手段、を含み得る。
【０１２６】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段は、
少なくとも１つの５’部位の各々について特定されている少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の１つに応答してゲノム配列に沿ってトラバースを終わらせるための手段、を含み得る。
【０１２７】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための手段は、
ゲノム配列に沿って、少なくとも１つの５’部位のうち少なくとも１つを特定するため、少なくとも１つの３’部位の各々からその先端のうちの１つに向かってトラバースするための手段、を含み得る。
【０１２８】
このマッピングシステムでは、少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を特定するための手段は、
少なくとも１つの３’部位の各々について特定されている少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の１つに応答してゲノム配列に沿ってトラバースを終わらせるための手段、を含み得る。
【０１２９】
本発明の別の態様によれば、マッピング方法が提供され、この方法は、以下の工程：
少なくとも１つのダイタグを、例えば、ダイタグのライブラリーから、またはダイタグの既存のデータベースから、抽出する工程を含む、ダイタグデータベースを作成する工程であって、このダイタグが、核酸分子またはそのフラグメント由来、例えば、遺伝子の転写物由来の５’末端タグおよび３’末端タグを含む、工程と；
ゲノム配列の少なくとも一部に対して５’末端タグをマッチングさせて、これによって、それから少なくとも１つの５’部位を特定するための手段であって、この少なくとも１つの５’部位の各々が、５’末端タグにマッチングする配列を有する、工程と；
このゲノム配列の少なくとも一部に対して３’末端タグをマッチングさせ、これによってそれから少なくとも１つの３’部位を特定する工程であって、この少なくとも１つの３’部位の各々が、３’末端タグにマッチングする配列を有する工程と；
少なくとも１つの出現するセグメントを特定するための工程であって、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々が、少なくとも１つの５’部位の１つと少なくとも１つの３’部位の１つとの間のゲノム配列に沿った配列セグメントであり、この少なくとも１つの出現するセグメントの各々がある配列長を有する工程と；
少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置を、少なくとも１つの出現するセグメントから特定する工程であって、この少なくとも１つの実現可能な遺伝子位置の各々が、予め規定された遺伝子長を超えない配列長の少なくとも１つの配列を有する少なくとも１つの出現するセグメントのうちの１つであり、それの、ならびにそれに対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つの配列順序が、５’−出現するセグメント−３’構造に一致して、このゲノム配列の対応する部分の配列順序にマッチングし、それに対応する５’部位ならびに少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つが５’−３’方向を有し、そして出現するセグメントの各々に対応する少なくとも１つの５’部位のうちの１つおよび少なくとも１つの３’部位のうちの１つが同じ染色体内に配置される、工程、
を含む。
【０１３０】
上述のとおり、データ構造の有効なフルテキストインデックス付けは、サフィクス・ツリー（ｓｕｆｆｉｘ  ｔｒｅｅ）およびサフィクス・アレイ（ｓｕｆｆｉｘ  ａｒｒａｙ）を含む。サフィクス・ツリーは、ルートから生じる分枝を有するツリー状データ構造であって、各々の分枝は、ゲノム配列のサフィクスをコードするリーフで終わる。サフィクス・アレイは、辞書式順序に従ったゲノムの全てのサフィクスの記憶された配列である。このサフィクス・アレイは、アレイＳＡ［ｉ］として示され、ここでｉ＝１．．．ｎであり、そしてＳＡ［ｉ］＝ｊとは、ｊ−サフィクス（文字ｊから開始するサフィクス）が辞書上の順序でｉ番目に小さいサフィクスであるということを意味する。
【０１３１】
サフィクスツリーおよびサフィクス・アレイの両方によって、高速のパターン検索が可能になる。長さｘのパターンを考慮すれば、ゲノムＧ［１．．．ｎ］におけるその出現は、それぞれ、サフィクス・ツリーおよびサフィクス・アレイについてＯ（ｘ）タイムおよびＯ（ｘ  ｌｏｇ  ｎ）タイムと報告され得る。クエリー・タイムは速いが、その大きい空間要件に起因して、サフィクス・ツリーまたはサフィクス・アレイを構築することは常に実現可能というわけではない。例えば、マウスゲノムについては、サフィクス・ツリーおよびサフィクス・アレイは、それぞれ４０ギガバイト（ＧＢ）および１３ＧＢを要する。このようなメモリー要件は、通常のコンピューターのメモリー・スペース容量をかなり超える。メモリー・スペースの問題を解決するために、本発明者らは、データ構造をインデックス付けするスペース効率的な（ｓｐａｃｅ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）圧縮サフィクス・アレイ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｓｕｆｆｉｘ  ａｒｒａｙ）（ＣＳＡ）を適用する。ＣＳＡは、サフィクス・アレイの圧縮形態である。これは、公知のアルゴリズムを用いる膨大なメモリー要件の必要なしに効率的に構築され得る。また、構築されたＣＳＡは極めて小さい。例えば、マウスゲノム（ｍｍ３）のＣＳＡは、約１．３ＧＢを占める。さらに、ＣＳＡはまた、効率的な検索を支持し得る。長さｘのパターンを検索するには、わずかＯ（ｘ  ｌｏｇ  ｎ）タイムしか要さない。
【０１３２】
本発明の第一の実施形態、転写物マッピング方法２０は、転写物マッピング方法１００のプロセス・フロー・チャートを示す図３を参照して記載される。転写物マッピング方法１００は、ある遺伝子から得られた転写物に適用するためのものである。転写物マッピング方法１００の工程１１０では、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６が、図４でわかるように、転写物から得られる。
【０１３３】
組み合わせると、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６は、上記のように、そして図４に示されるようにＧＩＳダイタグ３０を形成する。このＧＩＳダイタグ３０は、３６ｂｐのダイタグ長３２を有し、ここで１８ｂｐのヌクレオチド配列は、５’末端タグ２４に由来し、そしてヌクレオチド配列の別の１８ｂｐは、３’末端タグ２６に由来する。分子クローニングの間のいくつかの酵素のバリエーションに起因して、ＧＩＳダイタグ３０のダイタグ長３２は、３４ｂｐ〜３８ｂｐに変化し得る。
【０１３４】
このバリエーションはしばしば、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６の先端に近接して生じ、ここでは内部ヌクレオチドは、構造的に保存されたままである。３’末端タグ２６では、２つの残りのヌクレオチド３４（ＡＡ）が、それからのポリＡテール除去の間に保持される。ＡＡ残基ヌクレオチド３４は引き続き、方向の指標としての使用のためである。従って、ゲノム配列３６にマッピングするために有用であるのはＧＩＳダイタグ３０の３’末端タグ２６のわずか１６ｂｐのみである。
【０１３５】
工程１１０の後に、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６の各々を、工程１１２のゲノム配列３６にマッチさせる。工程１１２では、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６をそれぞれ、ゲノム配列３６にマッチングした場合、５’部位３８および３’部位４０が特定される。各々の５’部位３８および各々の３’部位４０は、ゲノム配列３６の一部であり、このゲノム配列３６は、それぞれ、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６に実質的にマッチングする配列を有する。
【０１３６】
工程１１４では、少なくとも１つの出現するセグメント４２が、ゲノム配列３６から特定される。少なくとも１つの出現するセグメント４２の各々は、１つの５’部位３８と１つの３’部位４０との間に置かれたゲノム配列３６に沿った配列セグメントである。少なくとも１つの出現するセグメント４２の各々は、配列長４４を有する。
【０１３７】
転写物（Ｒ）についてＧＩＳダイタグ３０（Ｐ）を考慮すれば、ゲノム配列３６（Ｇ）における位置決めＲの計算上の問題は、転写物位置識別問題と呼ばれる。従って、Ｇ［１．．．ｎ］およびＰ［１．．．ｍ］を考慮すると、出現するセグメント４２は、以下の場合、Ｐの実現可能な遺伝子位置であると特定される。配列長４４（ｊ−ｉ）が、公知の遺伝子について代表的には百万塩基対の長さよりも短い、予め規定された遺伝子長さ（ｍａｘｌｅｎｇｔｈ）より小さい場合；５’末端タグ２４および３’末端タグ２６が、それぞれ、予め規定されたｍｉｎｌｅｎｇｔｈ5およびｍｉｎｌｅｎｇｔｈ3よりも長い場合（ここでｍｉｎｌｅｎｇｔｈ5＝１６ｂｐで、かつｍｉｎｌｅｎｇｔｈ3＝１４ｂｐ）；そしてＲの５’末端タグ２４およびＲの３’末端タグ２６は、それぞれＰ［１．．．ｂｏｕｎｄａｒｙ5］およびＰ［ｂｏｕｎｄａｒｙ3・・・ｍ］のサブストリングである（ここで、ｂｏｕｎｄａｒｙ5＝１９およびｂｏｕｎｄａｒｙ3＝１８）。
【０１３８】
ゲノム配列３６は好ましくは、圧縮サフィクス・アレイ（ＣＳＡ）を用いてインデックス付けされる。この５’末端タグ２４および３’末端タグは、好ましくは、圧縮サフィクス・アレイに対してバイナリー・サーチ（ｂｉｎａｒｙ  ｓｅａｒｃｈ）を適用することによって、ゲノム配列３６にマッチングされる。この５’末端タグ２４および３’末端タグ２６をマッチングさせるためのバイナリー・サーチは、２つのレンマ（ｌｅｍｍａｓ）、すなわち、圧縮サフィクス・アレイでフォワードサーチを行うためにはレンマ１、そして圧縮サフィクス・アレイでリバースサーチを行うためにはレンマ２に依存する。
【０１３９】
レンマ１（フォワードサーチ）：ゲノムＧ［１．．ｎ］についてのＣＳＡおよびＧにおけるパターンＱの１セットの出現を考慮すれば、任意の塩基ｃ∈｛アデニン（Ａ）、シトシン（Ｃ）、グアニン（Ｇ）、チミン（Ｔ）｝について、パターンＱｃの１セットの出現がＯ（ｌｏｇ  ｎ）タイムで獲得可能である。フォワード・バイナリー・サーチは、バイナリー・サーチにおけるパターンＱと比較した場合、ゲノム配列３６におけるサフィクスについての明確なテキストの代わりに圧縮サフィクス・アレイおよびサフィクス・アレイにおける値を用いるために、従来のバイナリー・サーチアルゴリズムを改変することによって達成される。
【０１４０】
レンマ２（リバースサーチ）：ゲノムＧ［１．．ｎ］についてのＣＳＡおよびＧにおけるパターンＱの１セットの出現を考慮すれば、任意の塩基ｃ∈｛Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔ｝について、本発明者らは、Ｏ（ｌｏｇ  ｎ）タイムを用いてパターンｃＱの１セットの出現を見出し得る。
【０１４１】
フォワード・サーチおよびリバース・サーチの両方について見せかけのコード「発見部位（Ｆｉｎｄ＿Ｓｉｔｅｓ）」は、図６で示される。フォワード・サーチおよびリバース・サーチの両方を工程１１４においてタンデムで適用する代わりに、別のアプローチは、レンマ１を用いるフォワード・サーチのみ、またはレンマ２を用いるリバース・サーチのみのいずれかを、少なくとも１つの出現するセグメント４２を特定するためにゲノム配列３６に適用することである。
【０１４２】
ＧＩＳダイタグ３０は、ゲノム配列３６においてセンスまたはアンチセンスで現れ得る。この問題に取り組むため、センスゲノム配列およびアンチセンスゲノム配列の各々についてインデックスを作成する。２つの別個のインデックス付けアレイを作成する代わりに、アンチセンスＧＩＳダイタグが作成されてもよい。このサフィクス・アレイは、５’末端タグ２４および３’末端タグ２６の各々について工程１１０において、１回目は、センスＧＩＳダイタグ３０を用いて、そして２回目は、アンチセンスＧＩＳダイタグを用いて、２回検索される（図示せず）。
【０１４３】
さらに、ゲノム配列３６は、染色体に自然に分配され得る。これによって、各々の染色体の配列セグメントについて圧縮サフィクス・アレイを作成することが可能になる。そうすることによって、５’部位３８および３’部位４０は、ゲノム配列３６全体ではなく特定の染色体について獲得可能である。
【０１４４】
圧縮サフィクス・アレイ、サフィクス・アレイ、サフィクス・ツリー、バイナリーなどとは別に、データ構造のインデックス付けは、上記のようなゲノム配列３６をインデックス付けるために使用可能である。
【０１４５】
工程１１４後に、５’部位３８および３’部位４０は、実現可能な遺伝子位置を特定するための一連のチェックを受ける。このチェックは、長さ、局所性、方向性および順序のチェックを含む。
【０１４６】
工程１１６では、長さチェックは、工程１１６において、少なくとも１つの出現するセグメント４２の各々の配列長４４と、予め規定された遺伝子長とを比較することによって行われる。最初に、５’部位３８および３’部位４０は、好ましくは昇順でソートされる。次に、少なくとも１つの出現するセグメント４２の各々が、潜在的な実現可能な遺伝子位置として特定される予め規定された遺伝子長（ｍａｘｌｅｎｇｔｈ）を超えない配列長４４を有する。工程１１６について、この見せかけのコード「マッチ部位１（Ｍａｔｃｈ＿ｓｉｔｅｓ＿１）」は図７に示される。
【０１４７】
工程１１８では、局在性チェックを行い、これによって、少なくとも１つの出現するセグメント４２の各々に対応する５’部位３８および３’部位４０を分析して、そのそれぞれがどの染色体内に位置するかを特定する。出現するセグメント４２は、その５’部位３８および３’部位４０が同じ染色体に属する場合のみ、潜在的な実現可能な遺伝子位置を特定する。
【０１４８】
工程１２０では、方向チェックは、各々の出現するセグメント４２に対応する５’部位３８および３’部位４０の方向を特定することによって行われる。５’部位３８および３’部位の方向は、残基ヌクレオチド３４の位置を位置決めすることによって識別可能である。好ましくは、５’部位３８および３’部位４０は、潜在的な実現可能な遺伝子位置を特定するために、その出現するセグメント４２についての５’−３’方向を有さなければならない。
【０１４９】
工程１２２では、順序付けチェックは、出現するセグメント４２および対応する５’部位３８および３’部位４０の各々を、ゲノム配列３６に対して比較することによって行なう。好ましくは、各々の出現するセグメント４２およびその対応する５’部位３８および３’部位４０の順序付けは、それが潜在的な実現可能な部位であるために、５’−出現するセグメント−３’構造に従うべきである。
【０１５０】
転写物マッピング方法の工程１１６〜１２２は、任意の順序で、組み合わせてまたは独立して存在してもよい。
【０１５１】
実現可能な遺伝子位置が、ＧＩＳダイタグ３０から見出されない状況では、この制約は、工程１１２においてゲノム配列３６に対して３’末端タグ２６をマッチングさせた場合、少なくとも１つのミスマッチを可能にするように緩められる。
【０１５２】
あるいは、５’部位３８の量および３’部位４０の量が最初に得られ、その後に、５’部位３８および３’部位４０が、工程１１２においてゲノム配列３６にマッチングされる。これによって、例えば、５’部位３８のうち１０未満しか存在せず、そして３’部位４０のうちの１００００より多くが存在する場合、またその逆も同様だが、５’部位３８と３’部位４０との間の相違量の識別が可能になる。
【０１５３】
５’部位３８と３’部位４０との間に大量の相違が存在する場合、転写物マッピング方法２０は、ゲノム配列３６に対する冗長なマッピングの複数回の反復を受ける。従って、大量の相違が生じる場合、転写物マッピング方法１００には改変されたアプローチが必要である。相違の量を特定するために、相違状態を以下のとおり樹立する。
【数１】
2008547080.tif 000003
ｃｏｕｎｔ5は、５’部位３８の量であり、ｃｏｕｎｔ3は、３’部位４０の量であり、そしてｔｈｒｅｓｈｏｌｄ5,3は、ｃｏｕｎｔ5とｃｏｕｎｔ3との間の定量的相違を限定するための、予め規定された閾値であり、例えば、ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ5,3＝１０，０００である。ＣＳＡによって、ｃｏｕｎｔ5およびｃｏｕｎｔ3の両方を、なんら５’部位３８も３’部位も列挙することなく得ることができる。
【０１５４】
図８の見せかけのコード「マッチ部位２（Ｍａｔｃｈ＿ｓｉｔｅｓ＿２）」に記載される方法は、上記の相違条件が満たされる場合に適用される。見せかけのコード「マッチ部位２（Ｍａｔｃｈ＿ｓｉｔｅｓ＿２）」では、ゲノム配列３６に対してマッピングするために必要な相互作用の数は、ｃｏｕｎｔ5およびｃｏｕｎｔ3の小さい方によって決定される。例えば、２つの５’部位３８しか存在しなければ、３’部位４０の対応するものを得るためのゲノム配列３６に沿ったマッピングまたはトラバースは、出現するセグメント４２をそれから得るために、わずか２回、２つの５’部位３８の各々については１回反復される。
【０１５５】
しかし、上記の相違条件が満たされないならば、ｃｏｕｎｔ5とｃｏｕｎｔ3との間の相違量は、大きくなく、従って、転写物マッピング方法１００は、出現するセグメント４２を得るために「マッチ部位１（Ｍａｔｃｈ＿ｓｉｔｅｓ＿１）」に記載される方法に復帰する。
【０１５６】
前述の様式では、転写物マッピング方法は、従来のマッピング方法の前述の不利な点に取り組むために本発明の１実施形態に従って記載される。本発明の唯一の実施形態が開示されているが、多くの変化および／または改変が、本発明の範囲および精神から逸脱することなくなされ得るということが当業者には明らかである。
【０１５７】
本発明をここで一般に記載しているが、図示の方法によって提供される以下の図面の補助によって、本発明は、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌと呼ばれる、特定の実施形態を参照してさらに容易に理解され、そして本発明の限定と解釈されるべきではない。
【０１５８】
（ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ−システムおよび方法）
（１．データ管理）
大規模データ分析のための要件を満たすために、データおよび結果を、動作の記録およびそれらの対応するパラメーターと結合された、プロジェクト、ライブラリー、プレートおよびウェルの階層構造で組織化してもよい（図９）。フラットファイルシステムおよびＲＤＢＭＳのハイブリッドは、データ特徴に基づいて用いられ得る。
【０１５９】
アップロードされた配列読み取りは、迅速な検索を支持するＲＤＢＭＳにおいて記録された位置的インデックスを有するフラット・ファイルとして記録され得る。残りの情報および処理された結果は、クエリーを容易にするためにＲＤＢＭＳで保持され得る。これらは、種々の統計的、プログレスおよびトラッキングアトリビュートおよびマッピング結果を含む。
【０１６０】
ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールおよびｍｙＳＱＬデータベースは、図１０に示される。ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、１つ以上のモジュールを含んでもよい。詳細には、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、２つ以上のモジュール、例えば、４つのモジュール；すなわち、プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）、エクストラクター（Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ）、エグザミナー（Ｅｘａｍｉｎｅｒ）およびマッピング（Ｍａｐｐｉｎｇ）を含み得る。それらの各々１つが、別個の目的を果たす：プロジェクトは、データおよびファイルの組織化のため；エクストラクターはダイタグ抽出のため；エグザミナーはクオリティーコントロールのため；そしてマッピングは、タグ対ゲノムマッピングのためである。ｍｙＳＱＬ合理的なＤＢ管理システムの使用によって、それらのモジュールの間の活動のための容易な輸送が提供され得る。
【０１６１】
（２．ＧＩＳｄｉｔａｇ（ＰＥＴ）分析のワークフロー、方法およびシステム）
完全なＧＩＳダイタグ分析のワークフロー（作業の流れ）は、例えば、以下の５つの連続的な工程を含む：１）ユーザーがプロジェクトを、次いでこのプロジェクト中のライブラリーを作成する。抽出およびマッピングパラメーターを含むライブラリー特異的な情報が入力される。２）単一または複数のファイルにおける配列は、局所末端から対応するライブラリーにアップロードされ、そしてダイタグは、前に規定されたパラメーターを用いて配列から抽出される。この工程によってまた、ユーザーはパラメーターを変更することが可能になる。３）プロジェクト、ライブラリー、プレート、ウェル／配列、またはダイタグのレベルで行われ得るクオリティー・コントロール（ＱＣ）。４）ついで、ダイタグを、ＵＣＳＣゲノムデータベースに対するマッピングに、例えばＳＡＴ２Ｇを用いることによって供して、マッピングの結果をＵＣＳＣグラフィックフォーマットで提示する。５）マッピングの結果を考慮して、ダイタグを対応するデータベースに対してアノテーションする。
【０１６２】
工程１〜４は、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌによって、それぞれプロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）、エクストラクター（Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ）、エグザミナー（Ｅｘａｍｉｎｅｒ）およびマッピング（Ｍａｐｐｉｎｇ）のモジュールによって処理される。工程５は、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌに組み込まれてもよく、または補充および独立した工程として行われてもよい。
【０１６３】
４つのＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールのフローチャートを図１１〜１４に示す。詳細には、図１１は、Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｍｏｄｕｌｅフローチャートを示し、図１２は、Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ  Ｍｏｄｕｌｅフローチャートを示し、図１３は、Ｅｘａｍｉｎｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅフローチャートを示し、そして図１４は、Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅのフローチャートを示す。
【０１６４】
（３．ダイタグ抽出）
エクストラクター・モジュールのフローチャートは図１１に示される。抽出およびクオリティー・コントロール（ＱＣ）のウインドウおよびＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌのユーザーインターフェースは図１５に示す。配列読み取りは、エクストラクターモジュール（Ｂ）を介してダイタグ抽出のためにアップロードされ得る（図１６にも示される）。抽出パラメーターは、この段階で改変され得る。ＱＣは、連続的な順序で行われる。図１５の最上部のパネル（Ａ）は、全てのプロジェクトの統計量を示す（図１６にも示される）。エグザミナーモジュールが起動される場合、全てのライブラリーのダイタグ統計量が示される（Ｃ）。ライブラリーで、ライブラリーでのプレート、次いでプレート中のウェルでクリックすることによって、ユーザーは、それぞれ、プレート（Ｄ）、ウェル（Ｅ）、および配列（Ｆ）のクオリティーを評価することができる。
【０１６５】
インプット配列（ファスタ・フォーマット（ｆａｓｔａ  ｆｏｒｍａｔ）で）は、量を確認するためにｐｈｒｅｄＰｈｒａｐでコールされてスコア付けされた塩基である。このファスタ・フォーマット（ｆａｓｔａ  ｆｏｒｍａｔ）は、配列データプロセシングの科学的なコミュニティーで用いられる主なフォーマットである（ｈｔｔｐ：／／ｎｇｆｎｂｌａｓｔ．ｇｂｆ．ｄｅ／ｄｏｃｓ／ｆａｓｔａ．ｈｔｍｌ）。ＰｈｒｅｄおよびＰｈｒａｐは、ワシントン大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ）でＰｈｉｌ  Ｇｒｅｅｎのグループによって作成され、そして継続して改良されるかまたは改変されている（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｒａｐ．ｏｒｇ／ｐｈｒｅｄｐｈｒａｐ／ｐｈｒａｐ．ｈｔｍｌ）。配列ＩＤは伝統的に、ライブラリー、プレート、ウェル、配列決定プライマーなどの情報を含んで固有の組み合わせを考案する；しかし、順序および文字は異なる施設では変化してもよい。種々のアフィリエーションの配列命名の習慣に適応するために、このシステムは、適切な配列ＩＤ検索のための各々のアフィリエーションのための命名されたＰｅｒｌの断片を記録した。ダイタグ抽出の間、新規の固有のダイタグに、ランニング・シリアル・ナンバーを漸増的に割り当てて、将来のアップロードで抽出され得るダイタグとＩＤがコンフリクトすることを妨げる。抽出アルゴリズムは、以下の選択基準またはパラメーターを含む：最小ダイタグ長、３４ｂｐ；最大ダイタグ長、４０ｂｐ；最大配列長、１０００ｂｐ；そしてダイタグを隔てる、規定された５’、３’および内部スペーサー配列（図１５−Ｂ）。全ての定量されたダイタグは、３’末端でＡＡテールを有するべきである。本発明者らは、ＴＴで開始するダイタグをそれらのそれぞれの相補鎖に対して逆にする。なぜなら、それらは、逆鎖から配列決定されるからである。５’または３’タグ領域のいずれかにポリＡ（９ｂｐ）またはポリＴ（９ｂｐ）のいずれかを含むダイタグを取り出す。なぜなら、それらは、混入物または真の配列のいずれかであるが、潜在的なマッピングの困難性を保有するからである。「Ｎ」を含むダイタグも取り出される。最終的に、ＡＡテールを取り出して、マッピングにおける問題を防ぐ。
【０１６６】
（４．クオリティーコントロール）
クオリティーコントロールは、種々のレベルで抽出の結果を評価して、ウエット・ラボ物質、プロトコールまたは技術におけるピンポイントの問題を補助し得る手がかりを提供することである。これは、「エグザミナー（Ｅｘａｍｉｎｅｒ）」モジュールを用いることによって行われる。プロジェクトレベル（図１５−Ａ）では、これは各々のプロジェクトについての、プロジェクト開始日、トータル・グッド・リード（ｔｏｔａｌ  ｇｏｏｄ  ｒｅａｄｓ）および総ダイタグ（ｔｏｔａｌ  ｄｉｔａｇｓ）を示す。ライブラリーのレベルでは（図１５−Ｃ、および図１７−Ｃ）、このインターフェースは、各々のライブラリーについて抽出されている、良好な読み取りの総数、固有のダイタグおよび総ダイタグに関する情報を示す。迅速なグリンプス（ｇｌｉｍｐｓｅ）は、ライブラリーの状況および能力、ならびに種々のライブラリーの間の相違を指し得る。より深いクオリティーチェックのためには、ユーザーは、特定のライブラリー上で、そのライブラリーについて全てのプレートを提示するようにクリックすることが可能になる（図１５−Ｄおよび１７−Ｄ）。ここで、統計量はプレートに基づく。ユーザーが、クオリティーに満足しない場合、このユーザーは、任意のプレートを排除し得、そしてこのシステムはその変化を即座にアップデートする。特定のプレートを選択する場合、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、３８４ウェル（それぞれが配列に相当する）全ての明るい表示を提示し、この上に抽出されたダイタグの数を示す（図１５−Ｅおよび１８−Ｅ）。ウェルでクリックすることで、当業者は、５’および３’隣接領域、スペーサー、ならびに適格とされたダイタグおよび適格とされていないダイタグの両方の分布のより狭い調査を得ることができる（図１５−Ｆおよび１９−Ｆ）。
【０１６７】
（５．マッピング）
本発明者らは、ＳＡＴ２Ｇを、マッピングのために、その速度および正確性に起因して適応させた。本発明者らは、５’タグのサブ配列を最初の１８±１ｂｐと規定し、そしてそれらを位置１、２または３から開始させる。ダイタグの残りの部分は、３’タグのサブ配列を形成する。これらのサブ配列は、ゲノムのデータベースに独立してマッピングされる。次いで、５’アラインメントを３’アラインメントと対にして、もっともらしく思われるゲノム標的を特定する（図５）。首尾よいペアリングは、以下の基準を満たさなければならない：５’および３’アラインメントは、同じ染色体、同じ鎖、同じ方向、百万ｂｐ内に、そして５’に続いて３’の順序でなければならない；そして５’および３’のアラインメントは、それぞれ少なくとも１６および１４ｂｐの完全マッチを有する必要がある。首尾よいペアリングのないダイタグは、ＰＥＴ０中で収集され、ＰＥＴ１中で単一ペアリング、ＰＥＴ２中で二重ペアリングなどされている（図２０−Ｇ）。予想どおり、上記のパラメーターセッティングは、非標準のプロセシング（例えば、トランス−スプライシング）によって生成されるダイタグをＰＥＴ０カテゴリーへプッシュする；しかし、これらのダイタグは、後に、さらなる分析のためのＰＥＴ０から回収され得る。
【０１６８】
マッピングされた位置は、遺伝子アノテーションおよび他の関連情報のために局所的なまたは遠隔的なＵＣＳＣゲノムブラウザに連結されてもよい（図２０−Ｈ）。あるいは、ユーザーは、他のデータベースを用いてさらなる分析を行ってもよい。本発明者らの場合、これらのダイタグはさらに、ミラーのＵＣＳＣアノテーションデータベースをともなうＴ２Ｇパイプラインを用いて遺伝子または転写物と関連される。これらの関連は、局在化されたＵＣＳＣゲノムブラウザを用いてＴ２Ｇウェブサイトからアクセス可能である。
【０１６９】
ＲＤＢＭＳにおけるダイタグ抽出および／または記憶、ならびにＳＡＴ２Ｇでのゲノムマッピングは、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌの関連の機能である。ＲＤＢＭＳは、高速かつ有効なデータ輸送をもたらす。ＳＡＴ２Ｇは、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌへの大きいマッピングパワーに寄与する。レギュラーの７５０ＭｈｚのＳｏｌａｒｉｓマシンを用いて、１００Ｋのダイタグを処理するには、ＢＬＡＳＴでは約２ヶ月を要する（ペアリングなし）が、ＣＳＡは、行使される同じかまたは同様のマッピング基準のもとで２〜３時間しか要さない。このような速度によって、効率的なデータ分析が可能になる。それとは別に、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌによって、異なるゲノムアセンブリに対する各々のダイタグライブラリーのマッピングが可能になり、支持される。ユーザーは、比較のための早期のマッピングを保持したままで、新規に利用可能なゲノムアセンブリを用い得る。直接のＰＥＴ対ゲノムマッピングアプローチは、実質上のデータベースの必要性を迂回するだけでなく、新規な遺伝子の発見も可能にする。なぜなら、染色体位置は、さらなるデータマイニングのためのデータベースに連結され得るからである。
【０１７０】
（６．結果）
本発明者らは、このようにして、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌを開発しており、これは、複数の成分の、ウェブに基づく、データベースサポートされた（例えば、ｍｙＳＱＬサポートされた）、大規模のダイタグ（ＰＥＴ）処理およびゲノムマッピング用のアプリケーションである。これは、２つ以上のモジュール、好ましくは４つのモジュールを含む：データ組織化のためのプロジェクト、ダイタグ抽出のためのエクストラクター、クオリティーコントロールのためのエグザミナー、およびマッピングシステム、例えばＳＡＴ２Ｇ（サフィクス・アレイベースのタグ対ゲノム）を用いる、ＰＥＴの染色体位置の特定のためのマッピング。データクオリティーは、ライブラリー、プレート、ウェル、配列およびダイタグのレベルで評価され得る。１日に、百万のＰＥＴを抽出すること、およびゲノムマッピングを終わらせることが可能である。マッピング結果は、任意の公知のゲノムブラウザ、例えば、ＵＣ  Ｓａｎｔａ  Ｃｒｕｚ（ＵＣＳＣ）ゲノムブラウザで提示され得る。
【０１７１】
この新規なＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ技術は、ＰＥＴ抽出のための新規なアルゴリズムをパラメーターの形態で要する。このパラメーターは、少なくとも：最小ダイタグ長、最大ダイタグ長およびスペーサーの配列を含む。抽出後、本発明者らは、直接のＰＥＴ対ゲノム対アノテーション（ｄｉｒｅｃｔ  ＰＥＴ−ｔｏ−ｇｅｎｏｍｅ−ｔｏ−ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ）アプローチをとり、そしてこのアルゴリズムをソフトウェア・プログラム・パッケージに組み込むものとする。
【０１７２】
ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、種々の生物体から作成された２０を超えるライブラリーを分析するために用いられている。マウス胚性幹細胞株を例として用いて、全部で２４８，２３４のダイタグであって、１３５，３２８個の固有のダイタグと等価のダイタグを、３７，７５４個の配列読み取りから抽出した。ミスマッチを可能にすることなく、全部のダイタグの７１．９０％を、ＵＣＳＣマウスゲノムアセンブリｍｍ３の位置に首尾よくマッピングさせたところ、全てのダイタグのうち５２．２９％が単独のマッピング位置を有する。実際には、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、並外れた、かつ信頼性のある能力を示しており、極めてユーザーブレンドリーである。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】ＧＩＳダイタグの構造およびＧＩＳダイタグ対ゲノムマッピング（ｄｉｔａｇ−ｔｏ−ｇｅｎｏｍｅ  ｍａｐｐｉｎｇ）。この図に示される実施例では、ＧＩＳダイタグは、全長ｃＤＮＡライブラリーから生成される。各々のダイタグ［配列番号１］は、全長クローンの末端に対応する５’および３’タグ（各々約１８ｂｐ）を含む。ダイタグの直接のＧＩＳダイタグ対ゲノムマッピングは、染色体中の対応する遺伝子の境界に位置する。
【図２】ゲノムアノテーションでの使用のためのＧＩＳダイタグ（本明細書においてはまたダイタグとも呼ばれる）技術の５’および３’末端タグの概略図を示す。この図はまた、ダイタグのコンカテマーの作成を示す。
【図３】本発明の実施形態による転写物マッピング方法のプロセス・フロー・チャートを示す。
【図４】ＧＩＳダイタグ［配列番号１］の概略図であって、それへの図３の転写マッピング技術の適用のための概略図を示す。
【図５】ＧＩＳダイタグ［配列番号２］（ＰＥＴ）対ゲノムマッピングを示す。ＳＡＴ２ＧでのＰＥＴ配列マッピングは、２段階で行なう。第一に５’タグおよび３’タグをゲノムアセンブリに対して独立して整列させる；５’タグには１６ｂｐ、そして３’タグには１４ｂｐの完全マッチ長が必要である。次いで、第二工程では、５’アラインメントを、染色体中の標的位置の検索において対応する３’アラインメントと対にする。５’および３’タグの両方が同じ染色体、同じ鎖、同じ方向に、５’に続いて３’の順序で、そして百万ｂｐの距離内にある場合、標的が特定される。
【図６】ゲノム配列から５’部位および３’部位のフォワードおよびリバースの検索のための図３の転写物マッピング方法の見せかけのコード（ｐｓｅｕｄｏ  ｃｏｄｅ）「発見部位（Ｆｉｎｄ＿Ｓｉｔｅｓ）」を示す。
【図７】出現するセグメントの配列長を特定するための図３の転写物マッピング方法の見せかけのコード「マッチ部位１（Ｍａｔｃｈ−Ｓｉｔｅｓ−１）」を示し、この配列長は、それから実現可能な遺伝子位置の特定のための予め規定された長さと引き続き比較される。
【図８】不釣合いな条件であって、それから実現可能な遺伝子位置が引き続き得られる条件が満たされた場合、出現するセグメントを特定するための、図３の転写物マッピング方法の見せかけのコード「マッチ部位２（Ｍａｔｃｈ＿ｓｉｔｅｓ＿２）」を示す。
【図９】データ管理。ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ（ＧＩＳダイタグツール）のエンティティー関係の図。このエンティティー関係は、ｍｙＳＱＬ表のアーキテクチャを示す。このアーキテクチャは、プロジェクト、ライブラリー、プレート、ウェル（各々がある配列に相当する）、ダイタグおよびゲノム位置から、連続的な順序で構成される。このエクストラクトヒストリー（ｅｘｔｒａｃｔＨｉｓｔｏｒｙ）およびマップヒストリー（ｍａｐＨｉｓｔｏｒｙ）の表はそれぞれ、ダイタグ抽出およびマッピングの活性を記録する。この生物体、組織、状況、ゲノムおよび配列センター表によって、このプロセスに必要なバックグラウンド情報が得られる。
【図１０】ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌ（ＧＩＳダイタグツール）モジュールおよびｍｙＳＱＬデータベース。１実施形態によれば、ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌは、４つのモジュール、すなわち、プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）、エクストラクター（Ｅｘｔｒａｃｔｏｒ）、エグザミナー（Ｅｘａｍｉｎｅｒ）およびマッピング（Ｍａｐｐｉｎｇ）を含む。それらの各々１つが、別個の目的を果たす：プロジェクトは、データおよびファイルの組織化のため；エクストラクターはダイタグ抽出のため；エグザミナーはクオリティーコントロールのため；そしてマッピングは、タグ対ゲノムマッピングのためである。ｍｙＳＱＬ合理的なＤＢ管理システムは、それらのモジュールの間の活動のための容易な輸送を与える。
【図１１】図１１〜図１４は、本発明の１態様による４つのＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールのフローチャートを示す。詳細には、図１１は、プロジェクト・モジュール・フローチャートを示す。
【図１２】図１１〜図１４は、本発明の１態様による４つのＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールのフローチャートを示す。詳細には、図１２は、エクストラクター・モジュール・フローチャートを示す。
【図１３】図１１〜図１４は、本発明の１態様による４つのＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールのフローチャートを示す。詳細には、図１３は、エグザミナー・モジュール・フローチャートを示す。
【図１４】図１１〜図１４は、本発明の１態様による４つのＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌモジュールのフローチャートを示す。詳細には、図１４は、マッピング・モジュール・フローチャートを示す。
【図１５】ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌの抽出およびクオリティーコントロール（ＱＣ）のユーザーインターフェース（Ａ〜Ｆ）。配列読み取りは、エクストラクターモジュール（Ｂ）を介したダイタグ抽出のためにアップロードされ得る。抽出パラメーターは、この段階で改変され得る。ＱＣは、連続的な順序で行われる。最上部のパネル（Ａ）は、全てのプロジェクトの統計量を示す。エグザミナーモジュールが起動される場合、全てのライブラリーのダイタグ統計量が示される（Ｃ）。ライブラリー、ライブラリーでのプレート、次いでプレート中のウェルでクリックすることによって、ユーザーは、それぞれ、プレート（Ｄ）、ウェル（Ｅ）、および配列（Ｆ）のクオリティーを評価することができる。
【図１６】図１５のＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌのユーザーインターフェース（Ａ）および（Ｂ）を示す。
【図１７】図１５のＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌのユーザーインターフェース（Ｃ）および（Ｄ）を示す。
【図１８】図１５のＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌのユーザーインターフェース（Ｅ）を示す。
【図１９】図１５のＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌのユーザーインターフェース（Ｆ）を示す。
【図２０】ＧＩＳｄｉｔａｇＴｏｏｌで示されるマッピングの結果。ユーザーインターフェース（Ｇ）および（Ｈ）。このマッピングモジュールは、ゲノムに対してダイタグを整列させて、ＵＣＳＣブラウザを介して、マッピングサマリー（Ｇ）およびブラウジングキャパシティー（Ｈ）の両方を得る。ダイタグは、ゲノム中で見出される標的の数に基づいて、種々のカテゴリー（例えば、ＰＥＴ０、ＰＥＴ１、ＰＥＴ２など）に分類される。
【図１】
2008547080.tif 000004
【図２】
2008547080.tif 000005
【図３】
2008547080.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008547080.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008547080.tif 000019
【図１７】
2008547080.tif 000020
【図１８】
2008547080.tif 000021
【図１９】
2008547080.tif 000022
【図２０】
2008547080.tif 000023
【配列表】
2008547080000001.xml
【国際調査報告】
2008547080.tif 000030
2008547080.tif 000031
2008547080.tif 000032