(57)【要約】  利用者の指示に応じて任意の範囲の分子機能ネットワークを生成し、該分子機能ネットワークをグラフィックス表示するグラフィカルユーザーインターフェース；並びに、分子機能ネットワークに含まれる分子ネットワークを表示する分子ネットワークウインドウと、該分子機能ネットワークに含まれる分子、分子対、及び生体イベントからなる群から選ばれる１以上の情報を表示する情報ウインドウとを備え、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の互いに関連する項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。病態イベントを含む生体イベントの情報を含む分子機能ネットワークを、コンピュータを用いて自在に処理して表示することができる。
2008515029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子に関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。
【請求項２】
分子ネットワークウインドウ中で分子対が選択され、選択された分子対を構成する分子に関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。
【請求項３】
分子ネットワークウインドウ中で分子及び／又は分子対が選択され、選択された分子及び／又は分子対に関係する生体イベント及び／又は病態イベントに関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のグラフィカルユーザーインターフェースを実行する分子機能ネットワークの表示プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項６】
請求項４に記載のプログラムを実行可能な分子機能ネットワークの表示装置。
【請求項７】
ネットワーク図上のノードがパネル継承オブジェクトに変換されていることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。
【請求項８】
利用者がネットワーク図中にパネルを作成するためのプラグインを作成できることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
ネットワーク図として表現される情報の保存及び復元方法であって、ネットワーク図中のノード及びエッジの配置を保存するファイルを利用することを特徴とする方法。
【請求項１０】
データベースとの通信により利用者が複数の端末上で請求項９に記載のファイルを保存、編集、及び又は閲覧することを可能にするコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物情報処理の分野に属し、特に生体分子及びその生物学的機能、生体内の現象及び疾患に関する情報を表示し操作するためのグラフィカルユーザーインターフェース、プログラム、装置及び媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体中には、核酸、蛋白質などの生体高分子の他に、アミノ酸、ペプチド、脂質、糖質、低分子化合物など多様な分子が存在する。これらの生体分子は、生体内で他の分子と結合、競合、相互作用、酵素反応などの特異的な関係を持つことにより機能している。また、薬物分子や栄養素のように生体外から摂取された分子も、生体分子と特異的な関係を持つことにより、生体の機能に関与したり影響を与えたりしている。このような生体内での分子間の関係は、分子を頂点とし、関係をもつ分子の間を辺で結んだグラフとして表わすことができる。このように分子間の関係をグラフとして表現したものを、以下「分子ネットワーク」とよぶ。
【０００３】
分子ネットワークに対して、その中の分子が生体内で果している機能に関する情報や、その中の分子が関係することにより引き起こされる生体内の現象（以下「生体イベント」とよぶ）に関する情報を付加することにより、生体の分子レベルのメカニズムを表現することができる。また、疾患はある種の生体イベントが極端に亢進または抑制された状態として捉えることができ、疾患において変化している生体イベント（以下「病態イベント」とよぶ）の情報を分子ネットワークに付加することにより、疾患の分子レベルのメカニズムを表現することができる。このように分子の機能に関する情報や生体イベント（病態イベントを含む）の情報を付加した分子ネットワークを、以下「分子機能ネットワーク」とよぶ。分子機能ネットワークをコンピュータにより生成し、処理する方法については、ＰＣＴ／ＪＰ０１／０７８３０号明細書及びＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書に記載されている。
【０００４】
分子ネットワークを表示する方法としては、ある一定範囲の分子ネットワークを、その中の分子が重ならないよう適切に配置した図として描くことにより行なわれてきた。分子ネットワークは、人間が手で描画することもできるが、コンピュータにより描画して表示することもできる。コンピュータにより分子ネットワークを描く方法の例としてはKEGG、EcoCyc、GeNetなどがあるが、これらの方法は分子の機能に関する情報や生体イベントの情報を含む分子機能ネットワークを自在に表示することはできない。また、ＰＣＴ／ＪＰ０１／０７８３０号明細書及びＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書も、分子機能ネットワークをデータ構造として生成して処理する方法は示しているものの、それを自在にグラフィックス表示する方法については開示していない。
【０００５】
生体分子、生体現象及び疾患を含む生物情報に関する情報検索サーバーの例としては、以下のものが挙げられる：文献データベースであるPubMed (National Library of Medicine, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)；疾患関連分子に関するデータベースであるOMIM (Johns Hopkins University, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)；配列情報データベースであるUniProt (Swiss Institute of Bioinformatics, http://www.expasy.ch)及びEnsembl (European Bioinformatics Institute and Sanger Institute, http://www.ensembl.org/)。検索ロボットにより生物情報データベースを含む幅広いデータベースを検索するGoogle (http://www.google.com/)のような全文検索サーバーも、広義には生物情報に関する情報検索サーバーであると見なせる。利用者はこれらの情報検索サーバーにキーワードを自ら入力することにより検索することができるが、分子機能ネットワークに基づいてこれらの情報検索サーバーを検索する方法はこれまで存在しなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、生体イベントの情報を含む分子機能ネットワークを、コンピュータを用いて自在に処理して表示する方法及びシステムを提供することにある。より具体的には、利用者の指示に応じて任意の範囲の分子機能ネットワークを生成してグラフィックス表示し、生体イベントの情報と分子ネットワークとの関係を利用者が容易に調べることを可能にする手段を提供することが本発明の課題である。
【０００７】
生体イベントは相互に関連をもつ場合があり、そのような関連を利用者が容易に調べることを可能にする手段を提供することも本発明の課題である。さらに、生体分子からなる分子機能ネットワークのみならず、薬物分子や生体外に由来する分子、異生物種の生体分子などを含む分子機能ネットワークを利用者が容易に調べることを可能にする手段を提供することも本発明の課題である。
利用者が分子機能ネットワーク中の生体分子及び／又は生体イベントに関係する項目を情報検索サーバーから容易に検索することを可能にする方法とグラフィカルユーザーインターフェースを提供することも、本発明の課題の一つである。
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意努力した結果、利用者の指示に応じて任意の範囲の分子機能ネットワークを生成する手段と、該分子機能ネットワークをグラフィックス表示する手段と、表示された分子機能ネットワーク中の任意の要素を利用者が指定してさらに分子機能ネットワークの生成とグラフィックス表示を行う手段を組み合わせることにより、上記の課題を解決できることを見出した。本発明者らは、上記の発明について特許出願している（ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００４７０４号明細書）。
【０００９】
ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００４７０４号明細書に記載された発明によれば、利用者の指示に応じて任意の範囲の分子機能ネットワークを生成し、該分子機能ネットワークをグラフィックス表示するグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。また、上記の発明により、分子機能ネットワークに含まれる分子ネットワークを表示する分子ネットワークウインドウと、該分子機能ネットワークに含まれる分子、分子対、及び生体イベントからなる群から選ばれる１以上の情報を表示する情報ウインドウとを備え、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の互いに関連する項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースも提供される。
【００１０】
上記の発明の好ましい態様により、下記の発明が提供される。
分子ネットワークウインドウ中の分子対と、該分子対の量的及び／又は質的な変動に起因して起こり、又は該分子対の量的及び／又は質的な変動の原因となる生体イベントの情報とを互いに関連付けて表示し、該表示項目を連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中の分子と、該分子の量的及び／又は質的な変動に起因して起こり、又は該分子の量的及び／又は質的な変動の原因となる生体イベントの情報とを互いに関連付けて表示し、該表示項目を連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００１１】
分子ネットワークウインドウ中の分子と該分子に対して作用する薬物／生理活性分子の情報とを互いに関連付けて表示し、該表示項目を連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中の分子のリストを表示するウインドウを備え、分子ネットワーク中の分子と該リストウインドウ中の項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中の分子及び／又は分子対に関する情報のリストを表示するウインドウを備え、分子ネットワーク中の分子及び／又は分子対と該リストウインドウ中の項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子及び／又は分子対に関する情報をカテゴリ化又は階層化して表示することを特徴とする上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
【００１２】
分子ネットワークウインドウ中の分子及び／又は分子対が帰属する生物学的パスウェイのリストを表示するウインドウを備え、分子ネットワーク中の分子及び／又は分子対と該リストウインドウ中の項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
生物学的パスウェイをカテゴリ化又は階層化して表示することを特徴とする上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中の分子及び／又は分子対が関係する生体イベントの情報のリストを表示するウインドウを備え、分子ネットワーク中の該分子及び／又は分子対と該リストウインドウ中の項目とを連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００１３】
生体イベントを階層化して表示することを特徴とする上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
階層化した生体イベントとしてGene Ontologyを用いる上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
病態イベントの情報のリストを表示するウインドウを備え、該リストウインドウ中で互いに関連する項目を連動して操作することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
病態イベントをカテゴリ別に表示することを特徴とする上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
【００１４】
病態イベントを階層化して表示することを特徴とする上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
病態イベントに関係する生体分子の量的及び／又は質的な変動に関する情報のリストを含む上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
分子機能ネットワークの情報に対してキーワード検索を行ない、該検索でヒットした項目を分子ネットワークウインドウ及び／又は関連するリストウインドウ中で強調して表示することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中の１又は２以上の分子及び／又は分子対を選択し、該分子及び／又は分子対を端点として指定してコネクト検索により分子機能ネットワークを生成して表示することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００１５】
修飾状態及び／又は活性化状態の情報に基づいて、記号及び／又は色の種類により分子及び／又は分子対を区別して表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
生体イベントの情報に基づいて、記号及び／又は色の種類により分子及び／又は分子対を区別して表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
生理活性分子の作用の対象となる生体分子の情報に基づいて、記号及び／又は色の種類により分子及び／又は分子対を区別して表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
【００１６】
分子及び／又は分子対の量的及び／又は質的状態を表わす数値情報に基づいて、記号及び／又は色の種類により分子及び／又は分子対を区別して表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
数値情報として、DNAマイクロアレイ、プロテオミクス、メタボロミクスのいずれかの実験法により得られたものを用いることを特徴とする上記の分子機能ネットワークの表示方法；
異なる生物種のmRNAまたは蛋白質に関する数値情報をorthologの関係に基づいて対応付けすることを特徴とする上記の分子機能ネットワークの表示方法；
【００１７】
分子対の関連付け情報に基づいて、描画方法により分子対を結ぶ辺を区別して表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
２以上の生体分子からなる複合体を表示するにあたり、複合体を表わす一つの記号で表示するか、あるいは各構成分子を表わす複数の記号で表示するかを切り替えることが可能であることを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
分子ネットワーク中の分子及び／又は分子対が関係する生体イベントを頂点として表示し、該分子及び／又は分子対と該頂点との間を辺で結んで表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
分子ネットワーク中の分子及び／又は分子対を作用の標的とする生理活性分子を頂点として表示し、該分子及び／又は分子対と該頂点との間を辺で結んで表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
【００１８】
分子ネットワーク中の分子及び／又は分子対が関係する生物学的パスウェイ及び／又は他の分子ネットワークを頂点として表示し、該分子及び／又は分子対と該頂点との間を辺で結んで表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
２以上の端点から共通上流分子又は共通下流分子に至る分子ネットワークをコネクト検索により生成し、該共通上流分子又は共通下流分子をマーク付けして表示することを特徴とする分子機能ネットワークの表示方法；
【００１９】
一度生成した分子ネットワークの中で１以上の分子を指定して再度コネクト検索を行ない、そこで生成される部分的な分子ネットワークを元のネットワーク中でマークして表示する方法；
上記のいずれかに記載のグラフィカルユーザーインターフェース又は表示方法を実行する分子機能ネットワークの表示プログラム；
上記の表示方法を実行する分子機能ネットワークの表示プログラム；
上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体；及び
上記のプログラムを実行可能な分子機能ネットワークの表示装置。
【００２０】
本発明者らはさらに鋭意努力した結果、以下に示すグラフィカルユーザーインターフェース及び方法を提供することに成功した。
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子に関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２１】
分子ネットワークウインドウ中で分子対が選択され、選択された分子対を構成する分子に関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中で分子及び／又は分子対が選択され、選択された分子及び／又は分子対に関係する生体イベント及び／又は病態イベントに関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２２】
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子を標的とする薬物分子又は生理活性分子に関する情報がデータベースから検索され、前記で得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
情報検索サーバーから得られた情報がインポートされ分子ネットワークウインドウ及び／又は情報ウインドウに表示されることを特徴とする、上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
情報検索サーバーから得られた情報が本発明のデータベースにインポートされることを特徴とする、上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２３】
１又は２以上の核酸又はアミノ酸配列が入力され、入力された配列に相同な配列を持つ分子が選択され、選択された分子を端点に指定したコネクト検索により分子機能ネットワークが生成されて表示されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
質問配列と分子機能ネットワーク中の相同な分子の配列とのアラインメントが表示されることを特徴とする、上記のグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中で分子及び／又は分子対が選択され、選択された分子及び／又は分子対に関する情報がデータベースから検索され外部のファイル、データベース又はプログラムにエクスポートされることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２４】
分子ネットワークウインドウ中で分子及び／又は分子対が選択され、選択された分子及び／又は分子対に関係する生体イベント及び／又は病態イベントに関する情報がデータベースから検索され外部のファイルに、あるいは、外部のファイル、データベース又はプログラムにエクスポートされることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子を標的とする薬物分子又は生理活性分子に関する情報がデータベースから検索され外部のファイル、データベース又はプログラムにエクスポートされることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２５】
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子の化学構造又は立体構造がデータベースから検索されウインドウに表示されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
分子ネットワークウインドウ中で分子が選択され、選択された分子を標的とする薬物分子又は生理活性分子の化学構造又は立体構造がデータベースから検索されウインドウに表示されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
利用者の指示に従って任意の範囲の分子機能ネットワークが生成され該分子機能ネットワークがグラフィカルに表示されるグラフィカルユーザーインターフェースであって、該分子機能ネットワーク中の分子、分子対及び生体イベントからなる群から選ばれる１以上の情報項目を２以上の言語で表示することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース；
【００２６】
分子機能ネットワークに含まれる分子ネットワークを表示する分子ネットワークウインドウと、該分子機能ネットワークに含まれる分子、分子対、及び生体イベントからなる群から選ばれる１以上の情報項目を表示する情報ウインドウを備えるグラフィカルユーザーインターフェースであって、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の互いに関連する項目が連動して操作され、情報が２以上の言語で情報ウインドウに表示されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェース。
【００２７】
本発明の好ましい態様により、以下のプログラム、媒体、及び装置も提供される。
上記のいずれかに記載のグラフィカルユーザーインターフェース又は表示方法を実行する分子機能ネットワークの表示プログラム；
分子機能ネットワークの表示プログラムであって、上記のグラフィカルユーザーインターフェース又は方法を実行するもの；
上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体；及び
上記のプログラムを実行可能な分子機能ネットワークの表示装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれにより限定されるものではない。
本明細書における用語の意味又は定義は以下の通りである。
【００２９】
「生体」とは、例えばオルガネラ、細胞、組織、臓器、生物個体を含む概念である。また、バクテリア、ウイルス、プリオンのように生物に寄生する生命体も生体の概念に含まれる。
「生体イベント」とは、生体において内因的に又は外因的に現れるすべての現象、応答、反応、症状を含む概念である。具体的な例として、転写、細胞の遊走、細胞の接着、細胞分裂、神経回路興奮、血管収縮、血圧上昇、血糖低下、発熱、痙攣、異種生物及びウイルスなど寄生体による感染その他を挙げることができる。また、光や熱などの生体外部からの物理的な刺激に対する応答も生体イベントの概念に含めることができる。
【００３０】
「病態イベント」とは、「生体イベント」に含まれる概念であって、「生体イベント」が亢進、低下又は質的に変化した結果、疾患又は病態であると判断できる状態をいう。例えば、血圧上昇の「生体イベント」が異常に亢進した結果の「病態イベント」として高血圧又は高血圧症を挙げることができ、血糖が正常範囲を超えた結果の「病態イベント」として高血糖又は糖尿病を挙げることができる。また、上記の例のように単一の生体イベントに関連するものだけではなく、複数の種類の生体イベントが関連している病態イベントもある。さらに、疾患名、症状・症候、臨床検査項目、疾患分類、合併症などの疾患に関係する情報も、本発明においては広い意味で病態イベントの情報として扱うことができる。
【００３１】
「分子」には、生体中に存在する核酸、蛋白質、脂質、糖質、有機化合物、無機化合物、金属イオン等が含まれる。また、生体外に存在するか生体外から摂取される薬物分子、栄養素、環境汚染物質、毒物などの分子も本発明の「分子」に含まれる。「生体分子」とは生体内にもともと存在する分子のほか、ウイルス若しくは細菌などの外来生物がもともと有する分子も含む。「生理活性分子」とは、１以上の生理活性を有する分子を意味し、薬物分子を含む概念として用いる。
【００３２】
「関連付け」とは、分子、サブネット、生体イベント、病態イベント、遺伝子から選ばれる２以上のデータ項目の間に直接的又は間接的に関連性があると示すこと又は記録することをいう。「関連付け情報」とは「関連付け」することにより記録された情報のことをいう。「分子対」とは関連付けされた２以上の分子の集合を意味する。分子及び／又は分子対を端点としてコネクト検索を行う方法については、例えばＰＣＴ／ＪＰ０１／０７８３０号明細書又はＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書に詳細に記載されている。
【００３３】
「生物学的パスウェイ」とは、名前をつけて呼ばれる一定の範囲の分子ネットワークのことをいう。以下、単に「パスウェイ」と略して呼ぶ場合がある。パスウェイの例としては、例えば、解糖系、クエン酸回路、MAPキナーゼカスケード、Caspaseカスケードなどが挙げられるが、任意の範囲の分子ネットワークに便宜的に名前をつけてパスウェイとして扱うことができることは言うまでもない。
【００３４】
「情報検索サーバー」とは、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、専用回線等の通信手段で接続されたコンピュータ又は装置であって、利用者が与えた質問（クエリー）に対して該当する情報を提供できるもののことをいう。通常それは、本発明の方法とグラフィカルユーザーインターフェースを実行するためのコンピュータとは別のコンピュータである。しかし、情報検索サーバーと、本発明の方法とグラフィカルユーザーインターフェースを実行するためのコンピュータとして、同一のコンピュータを用いてもよい。
【００３５】
「クエリー」とは、該当する情報を検索して取得するために情報検索サーバー又はデータベースに与えられる質問のことをいう。本発明のグラフィカルユーザーインターフェースにより生成され情報検索サーバーに送信される質問も「クエリー」の概念に含まれる。情報検索サーバーが処理できる限り、クエリーの形式はいかなるものでも構わない。クエリーの形式の例としては、文字列や複数の文字列を「AND」、「OR」、「&」、「  」、「｜」、「+」などの演算子により連結したものが挙げられる。SQL、XML、SGML等のコンピュータ言語をクエリーの形式として用いてもよい。
【００３６】
「パネル」とは、グラフィカルユーザーインターフェースを作るためのコンテナオブジェクトの一種のことをいう。パネルオブジェクトの例としては、Java言語のJPanelクラスやC#言語のPanelクラスを挙げることができる。
【００３７】
図１に本発明実施形態のグラフィカルユーザーインターフェースの表示例を示す。本実施形態のグラフィカルユーザーインターフェースは、分子機能ネットワークに含まれる分子ネットワークを表示する分子ネットワークウインドウと、該分子機能ネットワークに含まれる分子、分子対、及び生体イベント／病態イベント（以下、生体イベント、及び生体イベントに含まれる病態イベントの両者又はそのいずれかを意味するために生体イベント／病態イベントと表示する場合がある）からなる群から選ばれる１以上の情報を表示する情報ウインドウとを含むことを特徴とする。
【００３８】
本実施形態で対象とする分子機能ネットワークのデータは、例えばＰＣＴ／ＪＰ０１／０７８３０号明細書又はＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書に記載の方法により準備することができる。同明細書に記載の方法によれば、利用者が指定した任意の分子、生体イベント又は病態イベントを含む任意の範囲の分子機能ネットワークのデータを生成することが可能である。また、別の態様としては、例えば文献又は総説等に記載された分子機能ネットワークの情報を適切なコード化方法により表現したデータを用いてもよい。
【００３９】
分子ネットワークウインドウ及び情報ウインドウは、図１のように独立なウインドウとして表示してもよいし、片方のウインドウが他方のウインドウ中に含まれるように表示してもよい。また、複数の分子ネットワークウインドウ及び情報ウインドウを同時に表示してもよい。例えば、一つの情報ウインドウには詳細な情報を表示し、もう一つの情報ウインドウには表示項目のタイトルや略号など概略情報のみを表示することもできる。さらに別の態様としては、複数の分子ネットワークウインドウに対して一つの情報ウインドウを表示してもよい。
【００４０】
分子ネットワークウインドウには、分子を頂点（頂点は「ノード」と呼ばれる場合もある）とし、関係をもつ分子の間を辺で結んだグラフとして分子ネットワークを表示することができる。分子を表わす頂点は、例えば蛋白質には楕円形、低分子には長方形というように、分子の種類に応じた記号により表示することができる。頂点という用語は、一点のみを意味するものではなく、面積を有する領域を含めて広義に解釈する必要がある。
【００４１】
複数の分子が複合体を形成して一体として機能している場合には、該複合体を１つの分子と同様に一つの頂点として表示してもよい。この場合、複合体であることを表わす別の記号により該複合体を表示するのが好ましい。また、図２に示すように、複合体を構成する分子を複合体を表わす記号中に展開して表示してもよい。利用者が必要に応じて、複合体を展開しない表示方法と、展開した表示方法とを切り替えられることは、本発明のグラフィカルユーザーインターフェースの好ましい実施形態の一つである。展開した場合の複合体の表現は図２のものに限らず、複合体の構成要素が区別できるような表現であれば、いかなるものを用いてもよいことは言うまでもない。
【００４２】
リン酸化などの修飾を受けることにより分子ネットワーク中での他の分子との関係が変化する分子については、分子の修飾状態毎に別々の頂点を置いて分子ネットワークを表現してもよい。また、活性又は不活性の状態の違いにより他の分子との関係が変化する分子については、分子の活性化状態の違いごとに別々の頂点を置いて分子ネットワークを表現してもよい。この場合、頂点の位置には、図３に示すように分子を表わす記号に修飾状態及び／又は活性化状態を表わす記号を付したものを表示するか、あるいは修飾状態及び／又は活性化状態に応じて異なる種類の記号を表示して、修飾状態及び／又は活性化状態を区別できるようにするとよい。図３は記号の一つの例であり、分子の修飾状態及び／又は活性化状態の違いが利用者に容易に分かるような記号であれば、どのような記号を用いてもよいことは言うまでもない。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態の一つとして、分子及び／又は分子対の量的及び／又は質的状態を表わす数値情報に基づいて、記号及び／又は色の種類により分子及び／又は分子対を区別して表示する分子ネットワークの表示方法が提供される。こうした数値情報の例としては、DNAマイクロアレイ（DNAチップともよばれる）を使った実験で測定されるmRNAの量のデータ、プロテオミクス実験で測定される蛋白質の量のデータ、メタボローム実験で測定される代謝産物（主に低分子物質である）の量のデータなどを挙げることができる。こうした物質の存在量の絶対値だけでなく、２以上の異なる状態（例えば異なる細胞や臓器など）の間での物質の存在量の比率の値も数値データとして用いることができる。
【００４４】
上記の数値情報がmRNAの量に関するものである場合は、mRNAによりコードされる蛋白質に対応する分子ネットワーク中の分子を色分けして表示するとよい。色分け以外の方法として、分子ネットワーク中で分子を表す記号の大きさや種類を数値情報に基づいて変化させてもよい。測定対象のmRNAや蛋白質が、分子ネットワーク中の蛋白質と異なる生物種由来のものである場合には、生物種間の蛋白質の対応関係に関するorthologの情報に基づいて、測定対象のmRNAや蛋白質に対応する蛋白質を分子ネットワーク中で特定し、該蛋白質を数値情報に基づいて色付けすることもできる。こうした数値情報に基づく分子ネットワーク中の分子の表示方法は、利用者が実験データを分子ネットワークに照らして解釈するうえで有用である。
【００４５】
関係をもつ分子（すなわち分子対）の間の辺の描き方（描画方法）は、該分子の間の関係に応じて変えてもよい。例えば、図４のように、分子間の結合の関係を実線矢印で、阻害分子とその標的分子の間の関係を横棒付き矢印で、転写因子と転写制御される蛋白質との関係を点線矢印で、酵素反応に関わる基質、生成物、触媒する酵素の関係を分岐した矢印で表現することができる。矢印の方向はシグナル伝達の方向に従って決めるとよいが、方向が定められないような場合は矢印なしの単純な線を描いてもよい。このような線の種類による表現のほか、分子の間の関係に応じて線の太さや色分けを変えてもよい。
【００４６】
上記のように分子間の関係に応じて分子間の辺の描き方を変えることにより、図１、図５、及び図８に示したように、シグナル伝達、酵素反応、転写因子による蛋白質の発現調節など、異なる種類の分子間の関係を含む分子ネットワークを利用者が理解しやすい形で表示できるようになる。また、図５および図８に示したように、蛋白質（楕円形で示されている）の間の関係と低分子（長方形で示されている）の酵素反応による変換（代謝）の関係を、一つの分子ネットワークに一緒に含めて表示できる。このように、分子間の関係に応じて分子間の辺の描き方を変えることにより、異なる種類の分子間の関係を含む分子ネットワークを表示することは、本発明の好ましい実施形態の一つである。
【００４７】
分子間の関係の種類に応じてコネクト検索の際に分子間を連結するか否かを制御して、異なる分子ネットワークを生成して表示することも本発明の好ましい実施形態の一つである。例えば、分子間の関係として酵素反応の関係だけをコネクト検索に用いることにより、代謝系やキナーゼカスケードのような酵素反応だけからなる分子ネットワークを生成して表示することができる。また、分子間の関係として転写因子と転写制御される蛋白質との関係だけをコネクト検索に用いることにより、蛋白質の転写制御の分子ネットワークを生成して表示することができる。このような分子間の関係の種類の例としては、酵素反応、活性化、不活性化、阻害、結合、蛋白質の発現誘導、蛋白質の発現抑制などを挙げることができる。分子間の関係の種類の分け方はこれらに限らないし、２以上の種類の分子間の関係を用いてもよいことは言うまでもない。
【００４８】
分子ネットワークを構成する各分子（頂点）の位置は、利用者がマウス等の入力装置を用いて対話的に定めてもよいが、より好ましくは、各分子を表わす記号がなるべく重ならない最適な配置になるように計算により決定するとよい。このための計算アルゴリズムとしては、例えばForce Directed MethodやLayer Drawingsなどの方法（G. D. Battista et al., Graph Drawing -Algorithms for the Visualization of Graphs, Chapter 9 & 10, Prentice Hall, 1999）を用いることができる。
【００４９】
コネクト検索により多数の分子を含む分子ネットワークが生成された場合には、上記の最適配置の方法だけでは分子ネットワークのグラフが複雑になりすぎて利用者が容易に理解できない場合がある。このような場合には、さらに以下のような方法で「パーティション化グラフ」として分子ネットワークを表示してもよい。この方法は、１つの分子ネットワークのグラフが複数の領域（以下、「パーティション」とよぶ）に分割され、パーティション毎にそれに属するノードが最適配置されるように描画されることを特徴とする。
【００５０】
分子ネットワークのグラフのあるノードと直接連結しているノードのことを、以下「隣接ノード」とよぶ。分子ネットワーク中の各ノードのうちで、隣接ノードを一定以上もつノードをパーティションの中心となるノード（以下、「中心ノード」とよぶ）として選択する。中心ノードとそれに連結している隣接ノードによりパーティションを構成する。分子ネットワーク全体について複数のパーティションを決定した後に、各パーティションの中心ノードを最適な位置に配置する。この目的には、上記の計算アルゴリズムやシュミレーティッドアニーリング法を用いることができる。
【００５１】
このようにして中心ノードの暫定的な配置を決定した後、パーティション毎に隣接ノードを最適配置する。最後に、異なるパーティションに属する分子同士の衝突を回避しつつ、各パーティションの中心ノードと隣接ノードの配置を再調整する。この目的には、例えばForce Transfer法を用いることができる。図９にこのようにして配置を決定したパーティション化グラフの表示例を示す。
【００５２】
本発明の実施形態の一つとして、分子ネットワークウインドウに表示された分子ネットワークのグラフの各ノードの配置を表す座標をファイルに保存し、利用者が望む時に分子ネットワークの配置を再現できるようにする方法が提供される。別の実施形態として、分子ネットワークのグラフを構成する分子（グラフのノードに該当する）と分子対（グラフの辺に該当する）のリストをファイルに保存し、利用者が望む時にコネクト検索を再実行することなく該分子ネットワークを再現できるようにする方法も提供される。さらに、これら２種類の方法を合わせて行なうことにより、利用者が一度生成して表示した分子ネットワークを、利用者が望む時に配置まで含めて容易に再現することが可能となる。これらの方法を実行するグラフィカルユーザーインターフェースも本発明の実施形態の一つである。
【００５３】
本発明の実施形態の一つとして、分子ネットワークウインドウ中の１又は２以上の分子及び／又は分子対を選択し、該分子及び／又は分子対を端点として指定してコネクト検索により分子ネットワークを生成して表示することを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。この場合に、コネクト検索により生成された分子ネットワークは新しい分子ネットワークウインドウに表示もよいし、元の分子ネットワークに追加して表示してもよい。元の分子ネットワークに追加することにより、利用者は対話的かつ容易に分子ネットワークの拡張を行うことができる。図１０に、このような分子ネットワークの拡張操作の例を示す。
【００５４】
分子ネットワークのグラフに対して、該分子ネットワークに関係する生体イベントを頂点として加えて描いてもよい。この場合、生体イベントを分子とは異なる記号により表示することが好ましい。例えば、ある分子と分子の間の関係が成立する（すなわち分子対が形成される）ことにより引き起こされる生体イベント（以下、下流生体イベントとよぶ）については、該分子対（又は分子対のいずれかの分子）から該下流生体イベントに向けて矢印を描くとよい。ある生体イベントが起こることにより、ある分子と分子の間の関係が成立する（すなわち分子対が形成される）ようになる場合には、該生体イベント（以下、上流生体イベントとよぶ）から該分子対（又は分子対のいずれかの分子）に向けて矢印を描くとよい。
【００５５】
分子ネットワークのグラフに対して、該分子ネットワーク中の分子が関係するパスウェイを頂点として加えて描いてもよい。この場合、パスウェイを分子とは異なる記号により表示することが好ましい。例えば、ある分子対が形成されることにより、あるパスウェイが作動するような場合には、該分子対（又は分子対のいずれかの分子）から該パスウェイ（以下、「下流パスウェイ」とよぶ）に向けて矢印を描くとよい。あるパスウェイが作動することにより、ある分子対が形成されるようになる場合には、該パスウェイ（以下、「上流パスウェイ」とよぶ）から該分子対（又は分子対のいずれかの分子）に向けて矢印を描くとよい。
【００５６】
上記のように分子ネットワークに生体イベント及び／又はパスウェイを加えて描く場合には、分子と生体イベント及び／又はパスウェイとを表わす記号がなるべく重ならない最適な配置となるように計算により決定するとよい。図５に、このようにして描かれた生体イベントとパスウェイとを含む分子ネットワーク表示の例を示す。このような表示により、利用者は分子機能ネットワーク中の分子ネットワークと生体イベント及び／又はパスウェイとの関係を容易に理解することが可能となる。また、生体イベントと同様に、病態イベントを分子ネットワークに加えて描いてもよい。
【００５７】
分子ネットワークのグラフの描き方の別の実施形態として、２以上の分子の共通の上流又は下流に存在する分子（以下それぞれ「共通上流分子」「共通下流分子」とよぶ）に至る分子ネットワークをコネクト検索により生成し、共通上流分子又は共通下流分子をマークして表示する方法が提供される。図１１に、２つの分子から共通上流分子に至る分子ネットワークをコネクト検索により生成し、共通上流分子をマークして表示した例を示す。マークの方法としては、図１１のように共通上流分子又は共通下流分子に記号を付す方法のほか、それらの分子を色づけしたり異なる記号を用いて表示したりする方法を用いることができる。
【００５８】
共通上流分子の検索は、起点として指定した各分子からシグナル伝達、酵素反応、転写制御などの分子対の方向を考慮して上流方向（図１１では矢印の逆方向）にコネクト検索を行ない、共通の分子に辿りつくまでコネクト検索を再帰的又は逐次的に繰り返すことにより行うことができる。共通上流分子は一つに限らず、図１１のように２つ以上の共通上流分子が見つかる場合もある。共通下流分子の検索も、分子対の方向を逆向きに考慮する以外はまったく同様の方法により行うことができる。
【００５９】
共通上流分子を検索して表示することにより、利用者は複数の分子の存在量や状態の変化に対して共通に影響を与える分子を容易に知ることができる。共通下流分子を検索して表示することにより、利用者は複数の分子から共通に影響を受けて、その存在量や状態が変化する分子を容易に知ることができる。ＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書に記載されているとおり、コネクト検索は分子に限らず、サブネット、生体イベント、病態イベント、薬物分子、遺伝子など任意の情報項目間の関連付けを用いて行うことができるので、共通上流分子／共通下流分子の検索もこれらの分子以外の情報項目を起点として行うことができるのは言うまでもない。
【００６０】
分子ネットワークのグラフの描き方のさらに別の実施形態として、一度生成した分子ネットワークの中で１以上の分子を指定して再度コネクト検索を行ない、そこで生成される分子ネットワーク（元の分子ネットワークの部分ネットワークとなる）をマークして表示する方法が提供される。図１２に一度生成した分子ネットワーク中で、１つの分子（図中＊印で示す）を起点として、２つの分子（図中＃印で示す）を終点として、これらの間をつなぐ部分ネットワークをコネクト検索により求めてマークした例を示す（部分ネットワークに属する分子を反転表示で示した）。この表示方法は、例えばある蛋白質の発現をノックアウト、RNA干渉（RNAi）などの方法により抑制した場合や、ある蛋白質の機能をトランスジェニック（ノックインともよばれる）の方法により改変した場合に、影響を受ける分子ネットワークの範囲を予測する目的に有用である。
【００６１】
情報ウインドウには、表示対象の分子機能ネットワークに含まれる分子、分子対、生体イベント／病態イベントの情報を表示する。情報の表示形式は特に限定されないが、例えば分子、分子対、生体イベント（病態イベントを含む）といった情報のカテゴリ別に表形式で表示するのが好ましい。以下の説明では、情報ウインドウをそこに表示する情報の内容に応じて、例えば「分子情報ウインドウ」、「病態情報ウインドウ」などとよぶことがある。
【００６２】
生体イベントの情報は、互いの関連性に基づいてグループ化かつ／又は階層化して整理すると便利な場合がある。生体イベントの情報の階層化の例としては、Gene Ontology Consortium（http://www.geneontology.org）による「Gene Ontology」が挙げられる。本発明の好ましい実施形態の一つとして、Gene Ontologyのように階層化して表現された生体イベントを、利用者が階層を容易に把握できるようなツリー形式などの形式で情報ウインドウに表示し、各階層のデータ項目と分子ネットワークウインドウ中の項目とを連動して操作可能にするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００６３】
病態イベントの情報も、生体イベントと同様にグループ化かつ／又は階層化して整理すると便利な場合がある。病態イベントのうち、疾患名の階層化の例としては、World Health Organization (WHO)による「International Classification of Diseases (ICD)」が挙げられる。疾患名や症状を含む病態イベントの階層化の例としては、International Federation of Pharmaceutical Manufacturers Associations (IFPMA)によるMedDRAやCollege of American Pathologists (CAP)によるSNOMEDが挙げられる。本発明の好ましい実施形態の一つとして、これらの階層化して表現された病態イベントの情報を、利用者が階層を容易に把握できるようなツリー形式などの形式で情報ウインドウに表示し、各階層のデータ項目と分子ネットワークウインドウ中の項目とを連動して操作可能にするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００６４】
分子ネットワークとパスウェイ、生体イベント、病態イベント、薬物分子などの情報項目との間の関係の強さを適切な方法で定量化し、各情報項目に対して関係の強さを示す数値又はマーカーを表示することにより、利用者はより容易かつ適切に各情報項目間の関係を理解できるようになる。
【００６５】
こうした関係の強さの定量化の例として、分子ネットワークウインドウ中に表示された分子のうちで、ある情報項目（パスウェイ、生体イベント、病態イベント、薬物分子など、分子に関連付けされうる情報項目であれば何でもよい）に関連付けされている分子を数え、その数（以下、「関連付け分子数」とよぶ）を関係の強さの指標値として用いる方法が挙げられる。
【００６６】
個々の関連付けの情報に関係の強さを表すウエイトが含まれている場合には、分子数を数える際にそれらのウエイトを積算してもよく、また別の方法として、ウエイトに基づいて分子を数えるか否かを判断してもよい。関連付け分子数自体を指標値として用いてもよいし、別の方法として、関連付け分子数を以下のいずれかの分子数で割って得られる比率を指標値として用いてもよい；分子ネットワーク中の全表示分子数、又は本発明のデータベース中の分子のうちで該情報項目に関連付けされている分子の数。
【００６７】
情報ウインドウ中の各情報項目に対して、このように算出した関係の強さの指標値を表示することにより、利用者は、ある情報項目と表示された分子ネットワークとがどの程度強く関係を持つかを容易に理解できるようになる。指標値を表示する方法の他に、指標値に応じて適切なマーカーを付加する方法や、情報項目を色分け又は強調表示する方法を用いてもよい。
【００６８】
分子ネットワークと情報項目との関係の強さを定量化する方法の好ましい実施形態として、統計的な方法によりスコア値を計算してもよい。例えば、分子ネットワーク中の全分子の数と、パスウェイ、生体イベント、病態イベント、薬物等の任意の情報項目に関連付けされている分子の数とを用いて、超幾何分布理論によりスコア値を計算することができる。
【００６９】
あるカテゴリに属する全項目について上記の関係の強さの指標値又はスコア値を計算することにより、各項目を該指標値又はスコア値に基づいて順位付けし、順位リストとして利用者に示すことができる。このようなリスト表示は、分子ネットワークに強く関係する情報項目（パスウェイ、生体イベント、病態イベントなど）を見つけるのに役立つ。
【００７０】
本発明の好ましい実施形態の一つとして、分子ネットワークウインドウ中で利用者により分子が選択され、選択された分子に関する情報がデータベースから検索され、得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００７１】
例えば、選択された分子に関する情報が生体分子情報データベースや生体分子連鎖データベース等の本発明で用いるデータベースから検索され、該データベースから得られた分子の名前、分子ＩＤ、別名等に基づいてクエリーが組み立てられる。次にクエリーが情報検索サーバーであるPubMedに送信され、利用者は選択した分子に関係する文献情報を得ることができる。PubMedを検索する場合には、選択された分子の名前、分子ＩＤ、及び別名を「OR」演算子により連結してクエリーを組み立てるのが望ましい。これにより、該分子を別名により記載している文献も検索して取得することができる。例えば、図１で分子IL-1aが選ばれた場合は、以下のクエリーが組み立てられてPubMedに送信される：
(IL-1a) OR (interleukin-1 alpha) OR (Hematopoietin-1) OR (IL-1 alpha)
この例では、IL-1a分子の名前、分子ＩＤ、及び別名が「OR」演算子により連結され、これらの文字列のいずれかへの一致による検索を可能にしている。
【００７２】
分子ネットワークウインドウ中で分子を選ぶ代わりに、情報ウインドウ中で分子が選択されてもよい。本発明の好ましい実施形態に従って分子ネットワークウインドウと情報ウインドウが互いに連動していれば、利用者は選択した分子が分子ネットワークウインドウ中のどこに位置しているのか容易に知ることができる。生体分子や遺伝子に関する情報を検索できるものであれば、いかなる種類の情報検索サーバーでも本実施形態に利用できる。例えば、OMIMやSwiss-Protなどのデータベースを提供するサーバーや、生体分子や遺伝子についてのテキストマイニングシステム、Googleなどの一般的な情報サーバーを用いてもよい。
【００７３】
本発明の好ましい実施形態の一つとして、分子ネットワークウインドウ中で分子対が選択され、選択された分子対を構成する分子に関する情報がデータベースから検索され、得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００７４】
例えば、選択された分子対を構成する分子に関する情報が生体分子情報データベースや生体分子連鎖データベース等の本発明で用いるデータベースから検索され、該データベースから得られた分子の名前、分子ＩＤ、別名等に基づいてクエリーが組み立てられる。次にクエリーがPubMedに送信され、利用者は選択した分子対に関係する文献情報を得ることができる。上記の「OR」演算子に加えて２つの分子のクエリーを「AND」演算子で連結すると、選択された分子対の両方の分子について報告している文献情報を得ることができる。例えば、図１でNFkBとIL-1aの間の分子対が選ばれた場合は、以下のクエリーが組み立てられてPubMedに送信される：
(((NFkB) OR (nuclear factor kappa)) AND
((IL-1a) OR (interleukin-1 alpha) OR (Hematopoietin-1) OR (IL-1 alpha)))
この例では、NFkBとIL-1aの各分子の名前、分子ＩＤ、及び別名が「OR」演算子により連結された後に「AND」演算子により連結され、両分子を含む文献の検索を可能にしている。
【００７５】
分子ネットワークウインドウ中で分子対を選ぶ代わりに、情報ウインドウ中で分子対が選択されてもよい。本発明の好ましい実施形態に従って分子ネットワークウインドウと情報ウインドウが互いに連動していれば、利用者は選択した分子対が分子ネットワークウインドウ中のどこに位置しているのか容易に知ることができる。生体分子や遺伝子に関する情報を検索できるものであれば、いかなる種類の情報検索サーバーでも本実施形態に利用できる。例えば、OMIMやSwiss-Protなどのデータベースを提供するサーバーや、生体分子や遺伝子についてのテキストマイニングシステム、Googleなどの一般的な情報サーバーを用いてもよい。本実施形態に用いる情報検索サーバーとしては、上記の例のような「AND」演算子（又はそれに相当するもの）を受け付けられるか、検索対象の情報中で２以上の分子又は遺伝子の共起関係を検出できるものであることが望ましい。
【００７６】
本発明の好ましい実施形態の一つとして、分子ネットワークウインドウ中で分子及び／又は分子対が選択され、選択された分子及び／又は分子対に関係する生体イベント及び／又は病態イベントに関する情報がデータベースから検索され、得られた情報に基づいてクエリーが組み立てられ、該クエリーが情報検索サーバーに送信されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００７７】
例えば、図７で分子IL-1が選ばれた場合、IL-1分子に関係する項目が病態連鎖データベースから検索され、疾患名として「関節リウマチ（Rheumatoid arthritis）」、症候として「発熱（Fever）」、「痛み（Pain）」などを含む項目が得られる。次に、得られた結果に基づいて、例えば“(IL-1) AND (rheumatoid arthritis)"といったクエリーが組み立てられてPubMedに送信される。Gene Ontologyの用語、病名や症候など、いかなる生体イベントや病態イベントでもクエリーを組み立てるのに用いてよいことは言うまでもない。クエリーを組み立てるのに用いる生体イベントや病態イベントの種類を選ばせるための追加のユーザーインターフェースを提供するのが好ましい。このようなグラフィカルユーザーインターフェースにより、利用者は選択した分子とそれに関連する生体イベントや病態イベントとの関係についての情報を容易に得ることができる。
【００７８】
クエリーを組み立てるための上記のグラフィカルユーザーインターフェースは、本発明のデータベースで扱うことができるいかなるデータ項目に対しても適用可能である。例えば分子と薬物、薬物と病態イベント、遺伝子と生体イベントといったように、異なる種類の情報項目を組み合わせてクエリーを組み立ててもよい。例えば「分子 AND 生体イベント AND 病態イベント」といったように、３以上のデータ項目を組み合わせてクエリーを組み立ててもよい。
【００７９】
情報検索サーバーから取得した情報はウェブブラウザーなどの外部プログラムで表示してもよいが、本発明のグラフィカルユーザーインターフェースにインポートして分子機能ネットワークと共に表示すると便利である。例えば選択した分子に関係する情報が取得された場合には、該情報をインポートして選択した分子についての追加情報として情報ウインドウ中に表示することができる。さらに、取得した情報を、選択した分子に関する追加情報として例えば生体分子情報データベースなどの本発明のデータベースにインポートしてもよい。この方法により、利用者は上記のグラフィカルユーザーインターフェースにより組み立てた様々なクエリーに従って本発明のデータベースの内容を拡張することができる。
【００８０】
本発明の好ましい実施形態の一つとして、１又は２以上の核酸又はアミノ酸配列が入力され、入力された配列に相同な配列を持つ分子が選択され、選択された分子を端点に指定したコネクト検索により分子機能ネットワークが生成されて表示されることを特徴とするグラフィカルユーザーインターフェースが提供される。
【００８１】
この目的には、生体分子情報データベースに含まれる分子に対応するアミノ酸配列又は核酸配列を含む配列データベースを用意するのが望ましい。この配列データベース中では、各配列は生体分子情報データベース中の対応する分子ＩＤにより印付けされている。次に、利用者により１又は２以上の質問配列が入力され、配列データベースがBLASTなどの相同性検索法により検索される。相同性検索によりヒットした配列は相同性のスコアと共に利用者に提示され、利用者はその中から適切なヒットを選択できる。ユーザーの選択に基づいて分子ＩＤのリストが取得され、分子機能ネットワークを得るためのコネクト検索の端点として利用することができる。
【００８２】
別の観点から、本発明は階層的にネットワーク描画オブジェクトを作成することにより、様々な情報項目間のネットワークを視覚的に表示することを可能にする方法も提供する。この方法は図１６に示すような３つの階層を伴うプログラムとして実装できるが、本発明の範囲がこの実装例によって限定されないことは言うまでもない。
【００８３】
最上位の階層は、ノードとエッジの間の関係を格納し、レイアウト作成、クラスタリング、及びグラフ理論のアルゴリズムを保持する。
二番目の階層は、最上位の階層のオブジェクトを継承し、ノードやエッジの表示方法を多様化する。これにより、ノードを任意のパネル継承オブジェクトに変換することや、エッジを任意の曲線で表現することが可能になる。本階層のノードとエッジはURLリンク情報を含む種々のアノテーション情報を保持し、化合物や蛋白質をノードとして表現するのに適したデータ構造を持っている。
最下位の階層は、本プログラム自体の起動、フォームウインドウの作成、及びユーザ定義プラグインの読み込みに使用される。
【００８４】
上位二階層をDLL形式で公開することと、利用者にフォームウインドウの改変を限定的に許可することにより、利用者は種々のプラグインを作成して本プログラムに組み込めるようになる。利用者はプラグインから上位二階層のデータにアクセスすることができ、フォームウインドウ上に固定パネル、メニュー、及び／又はツールバーを作成できる。利用者は、画像やパネルに限らず様々な様式でノードを表現するための方法を追加できる。
データベースに接続する機能をプラグインとして追加することにより、本プログラムは種々のアノテーション情報が付加された共有情報を閲覧する端末として利用することができる。
【００８５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。以下の実施例を参照することにより、本発明がより容易に理解されるであろう。ただし、本発明の範囲が以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００４７０４号明細書に記載された実施例も、以下に参考のために記載した。
【実施例】
【００８６】
以下の実施例では、「生体分子情報データベース」、「生体分子連鎖データベース」、「薬物分子情報データベース」、及び「病態連鎖データベース」が用意されていることを前提とする。生体分子情報データベースには、生体分子に関する情報を保存する。保存する情報の例としては、分子略号、シノニム、構造コード、機能コード、生物種、生成臓器、存在臓器などがある。生体分子連鎖データベースには、互いに関係をもつ生体分子の対に関する情報を保存する。保存する情報の例としては、対を構成する二つの分子の正式名称と分子略号、該関係が成立する条件、該関係に伴っておこる生体イベントの情報などがあげられる。
【００８７】
「薬物分子情報データベース」には、薬物分子に関する情報を保存する。保存する情報の例としては、薬物分子の名称、分子略号、適用疾患、標的生体分子などがあげられる。「病態連鎖データベース」には、疾患に関する情報を保存する。保存する情報の例としては、疾患名、疾患において量的又は質的に変化がみられるキー分子、病態イベント、症状・症候、合併症、疾患分類、臨床検査項目などがあげられる。これらの各カテゴリーの項目を保存するだけでなく、異なるカテゴリーに属する項目間の関係に関する情報も保存しておくことが望ましい。
上記の各種データベースの構成方法、及びそれらのデータベースを用いて分子機能ネットワークを生成する方法としては、ＰＣＴ／ＪＰ０１／０７８３０号明細書又はＰＣＴ／ＪＰ０３／０２８４７号明細書に記載されている方法を用いることができる。
【００８８】
実施例１
図１に、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の分子の項目を連動して表示する例を示す。まず、システムは利用者の指定に応じて適切な範囲の分子機能ネットワークを生成する。分子ネットワークウインドウには、上記の方法に従って分子ネットワークを表示する。つぎに、利用者が分子ネットワークウインドウ中の任意の頂点（分子に対応する）又は辺（分子と分子の関係に対応する）をクリックすると、システムは該当する分子をクエリーとして分子情報データベースを検索し、得られた分子情報を情報ウインドウに表示する。図１では、利用者が見やすいように分子情報をカテゴリ毎に別カラムに分けて画面右下の情報ウインドウに表示している。この表示方法により、利用者は分子ネットワーク中の任意の分子についての情報を容易に閲覧することができる。
【００８９】
上記で辺がクリックされた場合には、辺の両端にある分子それぞれについて分子情報データベースの検索を行ない、検索結果をマージして情報ウインドウへの表示を行えばよい。さらに、クリックした頂点又は辺の周辺を分子ネットワークのトポロジーに基づいて検索することで、トポロジー的に一定範囲内にある分子のリストを得た後に、該リスト中の各分子について分子情報データベースの検索を行ない、検索結果をマージして情報ウインドウへの表示を行ってもよい。図１では、クリックした分子（IL-1）から１パス以内にある分子について画面右下の情報ウインドウへの表示を行った例を示している。この表示方法により、利用者は分子ネットワーク中の任意の分子の周囲にある分子についての情報を容易に閲覧することができる。
【００９０】
利用者がクリックした分子又は辺を、分子ネットワークウインドウ中で色や描画線幅の変更により強調して表示することにより、利用者はクリックした分子又は辺と情報ウインドウ中の表示内容との関連をより容易に理解できる。また、クリックした分子又は辺の周囲にある分子をトポロジーに基づいて検索した場合には、図１の右上の分子ネットワーク表示中にあるようにクリックした分子だけでなく該周囲分子も強調して表示するとよい。
【００９１】
本実施例の分子情報データベースの検索はデータベースの全エントリを対象として行っても良いが、分子機能ネットワーク生成時に該ネットワークに含まれる分子だけを含む分子情報データベースのサブセットを抽出しておき、該サブセットを検索対象とすることにより、より高速に実施することができる。
【００９２】
さらに、分子情報データベースの上記のサブセットを用いて、分子ネットワークウインドウへの分子ネットワークの表示と同時に、該分子ネットワークに含まれる全ての分子の情報を分子情報ウインドウに表示してもよい。この場合は、利用者が分子ネットワークウインドウ中の頂点又は辺をクリックした時に、上記と同様の方法で分子情報の検索を行ない情報ウインドウ中の該当する分子の情報を強調表示するとよい。この強調表示により、利用者は分子ネットワーク中の任意の分子についての情報を容易に閲覧することができる。また逆に、利用者が分子情報ウインドウ中の項目をクリックした場合には、分子ネットワークウインドウ中の該当する分子を強調表示するとよい。
【００９３】
実施例２
図６に、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の分子対の項目を連動して表示した例を示す。まず、システムは利用者の指定に応じて適切な範囲の分子機能ネットワークを生成する。分子ネットワークウインドウには、上記の方法に従って分子ネットワークを表示する。つぎに、利用者が分子ネットワークウインドウ中の任意の辺（分子と分子の関係に対応する）をクリックすると、システムは辺の両端の分子からなる分子対を分子連鎖データベースから検索し、該当する分子対に関する情報を情報ウインドウに表示する。
【００９４】
利用者が分子ネットワークウインドウ中の任意の分子をクリックした場合には、システムは該分子をいずれか一方に含む分子対を分子連鎖データベースから検索し、該当する分子対に関する情報を情報ウインドウに表示する。また、実施例１の方法により、利用者がクリックした分子又は辺の周囲にある分子をトポロジーに基づいて検索した場合には、システムは該周辺分子を含む分子対を分子連鎖データベースから検索し、該当する分子対に関する情報を情報ウインドウに表示するとよい。
【００９５】
実施例１の分子ネットワークウインドウ中でクリックした分子又は辺の強調表示は、本実施例でも用いることができる。強調表示により、利用者はクリックした分子又は辺と分子対情報ウインドウ中の表示内容との関連をより容易に理解できる。図６の例では、利用者がクリックした分子IL-1から１パス以内にある分子について、IL-1との間の分子対の情報（図中では「分子リレーション情報」と付記されている）が右下の情報ウインドウに表示されている。
【００９６】
本実施例の分子連鎖データベースの検索はデータベースの全エントリを対象として行ってもよいが、分子機能ネットワーク生成時に該ネットワークに含まれる分子だけを含む分子連鎖データベースのサブセットを抽出しておき、該サブセットを検索対象とすることにより、より高速に実施することができる。
【００９７】
さらに、分子連鎖データベースの上記のサブセットを用いて、分子ネットワークウインドウへの分子ネットワークの表示と同時に、該分子ネットワークに含まれる全ての分子対の情報を分子対情報ウインドウに表示してもよい。この場合は、利用者が分子ネットワークウインドウ中の頂点又は辺をクリックした時に、上記と同様の方法で分子対の検索を行ない情報ウインドウ中の該当する分子対の情報を強調表示するとよい。この強調表示により、利用者は分子ネットワーク中の任意の分子対についての情報を容易に閲覧することができる。また逆に、利用者が分子対情報ウインドウ中の項目をクリックした場合には、分子ネットワークウインドウ中の該当する辺を強調表示するとよい。
【００９８】
実施例３
図７に、分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の病態イベントの項目を連動して表示した例を示す。右上の分子ネットワークの表示では、病態連鎖データベース中のキー分子の情報に基づいて、疾患において量的又は質的に変化がみられるキー分子を白黒反転表示してある（IL-1, NFkB, PPARgなどの分子）。
【００９９】
利用者がキー分子の一つであるIL-1を分子ネットワーク表示上でクリックすると、システムは病態連鎖データベース中の情報に基づいて、該キー分子（すなわちIL-1）が関係をもつ疾患（下線がついた「関節リウマチ」）を左側の概略情報ウインドウで強調表示する。同時に、システムは該疾患に関する情報を病態連鎖データベースから抽出し、右下の詳細情報ウインドウに各項目を表示する。この際、該疾患に関する情報を全て表示してもよいが、クリックされたキー分子に関連をもつ項目だけを表示するようにすると、キー分子と各情報項目間の関係を把握するのに便利である。図７はIL-1に関連する項目だけを表示した例であり、例えばキー分子（図中では「メディエート分子」と付記されている）であるIL-1が「COX-2発現（滑膜細胞）」という病態イベントや、「滑膜炎」という症状などと関係をもつことを示している。
【０１００】
実施例４
図８に分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の薬物分子情報の項目を連動して表示した例を示す。右上の分子ネットワークの表示では、薬物分子情報データベースの標的生体分子の情報に基づいて、薬物分子の作用の標的となる生体分子を白黒反転表示してある（AT1, ACEなどの分子）。
【０１０１】
利用者が標的生体分子の一つであるALDRを分子ネットワーク上でクリックすると、システムは薬物分子情報データベース中の情報に基づいて、該標的分子（すなわちAT1）を標的とする薬物（下線がついた「candesartan cilexetil」、「eprosartan mesilate」など）を左側の概略情報ウインドウで強調表示する。同時に、システムは該薬物分子に関する情報を薬物分子情報データベースから抽出し、右下の詳細情報ウインドウに各項目を表示する。
【０１０２】
実施例５
図１３に、階層化して表現された病態イベントの情報と分子ネットワークを連動して操作するグラフィカルユーザーインターフェースの例を示す。システムは、左側の情報ウインドウに病態イベントのうちの疾患名の情報を階層化して表示する。このウインドウ中で、利用者が例えば「虚血性心疾患／狭心症／冠攣縮」の項目をクリックすると、システムは病態連鎖データベース中の情報に基づいて該疾患名に対応するキー分子を検索し、キー分子のうちで右上の分子ネットワークウインドウ中に含まれているTXA2分子を強調表示する。
【０１０３】
それと同時に、システムは右下の情報ウインドウに該疾患名に対応するキー分子の一覧を表示し、該疾患におけるTXA2分子の変化の種類（+ は増加あるいは活性化を表す）と、その変化に関係する病態イベントの情報を階層的に表示する。キー分子の変化と病態イベントとの因果関係は右向き又は左向きの矢印により示される。このように、階層化して表現された病態イベントの情報と分子ネットワークを連動して操作可能とすることにより、利用者は病態イベントの情報と分子ネットワーク中の分子との関係を容易に閲覧し理解することができる。
【０１０４】
実施例６
図１４に、生体イベントの階層化表現の一種であるGene Ontologyの情報と分子ネットワークを連動して操作するグラフィカルユーザーインターフェースの例を示す。システムは、左側の情報ウインドウにGene Ontologyの情報を階層化して表示する。このウインドウ中で、利用者が例えば "prostanoid biosynthesis"の項目をクリックすると、システムは生体分子連鎖データベース中の情報に基づいて該項目に対応する分子を検索し、それらの分子のうちで右上の分子ネットワークウインドウ中に含まれている分子（COX, COX-1, COX-2, L-PGDS, PGIS）を強調表示する。
【０１０５】
それと同時に、システムは右下の情報ウインドウに該生体イベント（Gene Ontologyの項目）に関する詳細な情報を表示する。ここでは利用者がクリックした項目（prostanoid biosynthesis）だけでなく、Gene Ontologyの下位の階層に登録されている項目についても詳細情報を表示している。このように階層化して表現された生体イベントの情報と分子ネットワークを連動して操作可能とすることにより、利用者は生体イベントの情報と分子ネットワーク中の分子との関係を容易に閲覧し理解することができる。
【０１０６】
また、本実施例では生体イベントの各項目と表示された分子ネットワークとの関係の強さを、生体イベントの各項目の左側の小さな黒点により表示している。例えば"prostanoid biosynthesis"の項目の左側には２つと３つの黒点がそれぞれ縦に並んで表示されている。これらのうち、左のカラムの黒点の数は分子ネットワーク中の分子のうちで該生体イベントに関連をもつ分子の比率を表し、右のカラムの黒点の数は該生体イベントに関連をもつ全分子のうちで分子ネットワーク中に表示された分子の比率を表している。黒点の数は比率の値に応じて、適宜調節して表示している。
【０１０７】
実施例７：生体分子間の相互作用の取り扱いへの応用
ノードを生体分子として、エッジを分子間相互作用として定義することにより、生体分子間の相互作用を視覚化することが可能になる。グラフィカルユーザーインターフェースを利用して以下の操作が可能となる。
・ネットワークレイアウトの変更
・ノードやエッジの画像の変更
・ノードやエッジの注釈の変更
・新規ノード及び／又は新規エッジの追加
【０１０８】
プラグイン機能により種々のパネル継承オブジェクトをノードとして使用することにより、以下の操作が可能となる。
・ネットワーク図中のノードを、蛋白質の立体構造や化合物の3D構造を描画するビューアに置き換えて表示すること。もしくは、ビューアを非表示に戻すこと。
・ネットワーク図中のノードを、DNAチップ等による発現情報をグラフ化するビューアに置き換えて表示すること。もしくは、ビューアを非表示に戻すこと。
・ネットワーク図上に種々の情報パネルを作成し、ノードと置き換えて表示すること。もしくは、パネルを非表示に戻すこと。
【０１０９】
実施例８：有機合成分野への応用
ノードを化合物として、エッジを反応パスとして定義することにより、合成経路を視覚化することが可能になる。グラフ理論の最短経路解析を組み合わせることにより、以下の操作が可能となる。
・複数の合成経路の中で最高収率のパスを検索すること。
・複数の合成経路の中で最短の反応時間のパスを検索すること。
・複数の合成経路の中で最小ステップ数のパスを検索すること。
・ある実験操作（カラムクロマトグラフィー等）を回避したパスを検索すること。
・合成経路図の任意の個所にメモやURLリンクを追加し、その図を電子教科書もしくは電子ノートとして使用すること。
【０１１０】
実施例９：実験データ管理への応用
エッジを使用せず透明なノードのみを使用し、各ノードに注釈やURLリンクを割り振ることにより、画像の任意の位置に情報が割り振られた画像オブジェクトを作成できる。本機能の応用例として以下のものが挙げられる。
・各バンドに対し注釈及び／又はURLリンクが割り振られたゲル電気泳動図のデータベースの作成。
・病理画像の特定の個所に注釈表示用のダイアログを割り振り、その画像を教科書として使用すること。
【０１１１】
実施例１０：シミュレーション分野への応用
ネットワーク中のノード及び／又はエッジに任意の関数を割り振ることにより、本プログラムは様々なシミュレーション法の視覚化ツールとして利用できる。本機能の応用例として以下のものが挙げられる。
・ノードを化合物の濃度として、エッジを反応速度関数として定義することにより、化学反応を視覚的に解釈すること。
・ノードを臓器として、エッジを血流として定義することにより、本プログラムを薬物動態のシミュレータとして使用すること。
・グラフィカルユーザーインターフェースを用いて、マルコフ連鎖やニューラルネットワーク等のデータマインニングアルゴリズムのモデルを容易に構築すること。さらに、ノード及び／又はエッジに設定されたパラメータの動的な変化を観察すること。
【０１１２】
実施例１１：各階層のモデル構造の作成例
最上位階層
この階層は主に「Graphクラス」、「Nodeクラス」、「Edgeクラス」からなる３つのクラスを含む。各クラスには、対応するインターフェース「IGraph」、「INode」、「IEdge」が用意されている。基本的なインターフェースとメソッドは以下のとおりである。
【０１１３】
IGraph:
void addNode(INode n): このグラフにノードnを加える。
void addEdge(IEdge e): このグラフにエッジeを加える。
List getNodeList(): このグラフ中の全ノードのリストを返す。
List getEdgeList():このグラフ中の全エッジのリストを返す。
void removeNode(INode n): このグラフからノードnを削除する。
void removeEdge(IEdge e): このグラフからエッジeを削除する。
void mergeGraph(IGraph g): ２つのグラフオブジェクトを１つに合体する。
IGraph getClone():このグラフとその内容のディープコピーを返す。
【０１１４】
INode:
void addSubNode(INode n): このノードに下位ノードnを加える。
List getEdgeList(): このノードに接続しているエッジのリストを返す。
void setWeight(double d): このノードに重み付け値dを設定する。
double getWeight(): このノードの重み付け値を返す。
INode getClone(): このノードとその内容のディープコピーを作成する。
【０１１５】
IEdge:
void addSubEdge(IEdge e): このエッジに下位エッジeを加える。
void setStartNode(INode node):このエッジのノードnを開始ノードに設定する。
INode getStartNode(): このエッジに接続しているノードの一つを返す。
void setEndNode(INode node): このエッジのノードnを終了ノードに設定する。
INode getEndNode():このエッジに接続しているノードの一つを返す。
void setWeight(double d): このエッジに重み付け値dを設定する。
double getWeight():このエッジの重み付け値を返す。
IEdge getClone(): このエッジとその内容のコピーを作成する。
【０１１６】
第二階層
この階層は主にプログラムのGUIコンポーネントクラス及びネットワークキャンバス上に表示されるノードクラスとエッジクラスを含む。この階層はIGraph インターフェースから継承された「ILayoutインターフェース」を持つ。ILayoutインターフェースは、ノードやエッジの選択状態、配置するパネルのサイズ、及びネットワークキャンバス上のノードやエッジのレイアウトを制御する。
【０１１７】
この階層のノードクラス「VisNode」は、INodeクラスに選択状態やハイライト状態を記述する属性を追加することにより作成される「IVisNode」クラスの実装クラスである。各VisNodeは、座標情報を管理する「INodeCoordinate」とノード自体の画像と形状を管理する「INodeRenderer」をそれぞれ保持する。INodeRendererの実装クラスを多様化することにより、様々な種類のノードをネットワークキャンバス上に配置することが可能となる。パネルクラスから継承されたクラスを用いることにより、ネットワークキャンバス上にサブパネルを配置することも可能となる。
【０１１８】
典型的なINodeRenderer実装クラスを以下に示す。
NodeRendererPaint: ネットワークキャンバス上に画像を描画する。
NodeRendererBitmap: ネットワークキャンバス上に画像ファイルから取得したビットマップ画像を描画する。
NodeRendererText: ネットワークキャンバス上にテキスト文字列を描画する。
NodeRendererPanel: ネットワークキャンバス上にパネルを配置したり、パネル上に記述された画像を描画したりする。
【０１１９】
この階層のエッジクラス「VisEdge」は、IEdgeクラスに選択状態やハイライト状態を記述する属性を追加することにより作成される「IVisEdge」の実装クラスである。各VisEdgeは、座標情報を管理する「IEdgeCoordinate」とエッジ自体の画像と形状を管理する「IEdgeRenderer」をそれぞれ保持する。IEdgeCoordinateの実装クラスとして、直線状のエッジの座標を管理する「LineEdgeCoordinate」クラスが用意されている。Bezier曲線によりエッジを描画するため、LineEdgeCoordinateクラスのサブクラスとして「Bezier2DEdgeCoordinate」クラスが用意されている。ネットワークキャンバス上のエッジの色や太さは「IEdgeRenderer」で指定される。基本的なインターフェースとメソッドは以下のとおりである。
【０１２０】
ILayout:
Dimension getPanelSize(): 現在のパネルのサイズを返す。
void addSelectedNode(IVisNode n): 選択したノードnを選択状態のノードのリストに加える。
void addHighlightedNode(IVisNode n): 選択したノードnをハイライト状態のノードのリストに加える。
List getSelectedNodeList(): ネットワークキャンバス上の全ての選択状態のノードのリストを返す。
List getHighlightedNodeList():ネットワークキャンバス上の全てのハイライト状態のノードのリストを返す。
【０１２１】
void addSelectedEdge(IVisEdge e): 選択したエッジeを選択状態のエッジのリストに加える。
void addHighlightedEdge(IVisEdge e): 選択したエッジeをハイライト状態のエッジのリストに加える。
List getSelectedEdgeList():ネットワークキャンバス上の全ての選択状態のエッジのリストを返す。
List getHighlightedEdgeList():ネットワークキャンバス上の全てのハイライト状態のエッジのリストを返す。
【０１２２】
void clearSelection(): ネットワークキャンバス上の全てのノードとエッジの選択状態を解除する。
void clearHighlight():ネットワークキャンバス上の全てのノードとエッジのハイライト状態を解除する。
ILayout getClone(): このレイアウトとその内容のディープコピーを作成する。
【０１２３】
IVisNode:
void setSelection(boolean b): このノードの選択状態を設定する。
boolean isSelected(): このノードの選択状態を返す。
void setHighlight(boolean b): このノードのハイライト状態を設定する。
boolean isHighlighted():このノードのハイライト状態を返す。
IVisNode getClone(): このノードとその内容のディープコピーを作成する。
【０１２４】
INodeCoordinate:
void setLocation(Point p): このノードにネットワークキャンバス上の位置pを設定する。
Point getLocation():このノードのネットワークキャンバス上の位置を返す。
void setDimension(Dimension d): このノードにネットワークキャンバス上の大きさdを設定する。
Point getDimension():このノードのネットワークキャンバス上の大きさを返す。
INodeCoordinate getClone(): この座標とその内容のディープコピーを作成する。
【０１２５】
INodeRenderer:
void drawNode(Graphics g): グラフィックスオブジェクトgの上にノードの画像を描く。
INodeRenderer getClone(): このレンダラーとその内容のディープコピーを作成する。
【０１２６】
IVisEdge:
void setSelection(boolean b): このエッジの選択状態を設定する。
boolean isSelected():このエッジの選択状態を返す。
void setHighlight(boolean b): このエッジのハイライト状態を設定する。
boolean isHighlighted():このエッジのハイライト状態を返す。
IVisEdge getClone():このエッジとその内容のディープコピーを作成する。
【０１２７】
IEdgeCoordinate:
void setStartPoint(Point p): このエッジにネットワークキャンバス上の始点pを設定する。
Point getStartPoint():このエッジのネットワークキャンバス上の始点を返す。
void setEndPoint(Point p): このエッジにネットワークキャンバス上の終点pを設定する。
Point getEndPoint():このエッジのネットワークキャンバス上の終点を返す。
IEdgeCoordinate getClone():この座標とその内容のディープコピーを作成する。
【０１２８】
IEdgeRenderer:
void drawEdge(Graphics g): グラフィックスオブジェクトgの上にエッジの画像を描く。
IEdgeRenderer getClone():このレンダラーとその内容のディープコピーを作成する。
【０１２９】
最下位階層
この階層は、プログラムの起動とユーザー定義プラグインの読み込みに利用される。プラグインはクラスライブラリと定義用XMLファイルで構成され、一つのフォルダに保存される。所定のフォルダに上記のファイルを置くことにより、プラグインはプログラムに自動的に認識される。プラグインはプラグイン用のインターフェースの実装クラスを持つ必要があり、これを介して上位階層のモデルのインターフェースを参照することが可能となる。プラグインから、ネットワークキャンバスに表示されているノードやエッジに情報を割り当てたり、ノードやエッジの形状を変更したりできる。プログラムの任意の表示区画にパネルを追加することも可能である。以下に、プラグイン用のインターフェースを示す。
【０１３０】
String getName(): プログラムにプラグインの名前を返す。
int getPanelLocation(): プログラム上の表示区画の位置を返す。
Panel getPanel(): プログラムの表示区画上に設定されたパネルオブジェクトを返す。
Button[] getToolBarButtons(): プログラムのツールバーに設定されたボタンの配列を返す。
MenuItem[] getMenuItems(): プログラムのメニュバーに設定されたメニュー項目の配列を返す。
void setLayout(ILayout l): このプラグインにILayoutを設定する。
void update():ネットワークキャンバスに何らかの変更が加えられた場合に、アプリケーションはこのメソッドによりプラグインに通知する。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明の方法及びグラフィカルユーザーインターフェースにより、生体分子、生体イベント、病態イベント、薬物分子、遺伝子などの様々な生物情報を分子機能ネットワークに結び付けて容易に閲覧することが可能となる。本発明の方法及びグラフィカルユーザーインターフェースで扱いうる、分子ネットワークと種々の生物情報及び関連情報との結び付きの概念を図１５に示す。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明のグラフィカルユーザーインターフェースの表示例を示す図である。
【図２】複合体を展開して表示する例を示す図である。
【図３】修飾状態及び／又は活性化状態により分子を区別して表示する例を示す図である。
【図４】分子の間の関係に応じて分子を結ぶ辺を区別して表示する例を示す図である。
【図５】分子ネットワークに生体イベントとパスウェイを加えて表示する例を示す図である。太い矢印で結ばれた「粘液分泌」「気管支収縮」などが生体イベントであり、太い矢印で結ばれた「アラキドン酸カスケード」などがパスウェイである。
【図６】分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の分子対の項目を連動して表示した例を示す図である。
【図７】分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の病態イベントの項目を連動して表示した例を示す図である。
【図８】分子ネットワークウインドウと情報ウインドウ中の薬物分子情報の項目を連動して表示した例を示す図である。
【図９】転写因子による蛋白質の発現制御の分子ネットワークのパーティション化グラフによる表示例を示す図である。
【図１０】分子ネットワーク中の一つの分子を起点として指定してコネクト検索を行ない、分子ネットワークの拡張を行なう例を示す図である。
【図１１】２つの分子から共通上流分子を検索して分子ネットワーク中で共通上流分子をマークして表示する例を示す図である。検索の起点とした分子は＊印で、共通上流分子は＃印で、それぞれマークされている。
【図１２】一度生成した分子ネットワーク中で、起点となる分子と終点となる分子を指定して、それらの間を再度コネクト検索して得られる部分ネットワークをマークして表示した例を示す図である。
【図１３】階層化して表現された病態イベントの情報と分子ネットワークを連動して操作するグラフィカルユーザーインターフェースの表示例を示す図である。
【図１４】階層化して表現された生体イベントの情報であるGene Ontologyと分子ネットワークを連動して操作するグラフィカルユーザーインターフェースの表示例を示す図である。
【図１５】分子ネットワークと様々な生物情報や関連情報との結び付けの概念を示す図である。
【図１６】階層的なネットワーク描画オブジェクト作成の概念を示す図である。
【図１７】プラグインを用いずにネットワークを描画した例である。蛋白質と化合物は任意の色で描画できる。
【図１８】化合物の化学構造表示用のプラグインを用いてネットワークを描画した例である。本図は、化合物又は蛋白質に任意の画像を追加して表示する機能の例である。
【図１９】化合物の化学構造表示用のプラグインと蛋白質の立体構造表示用のプラグインを用いてネットワークを描画した例である。本図は、蛋白質又は化合物のノードを任意のパネルで置き換えた例であり、ネットワーク図中の立体構造はマウス操作により回転等の操作が可能である。
【図２０】実施例New-5のモデル構造のＵＭＬ図である。
【図１】
2008515029.tif 000003
【図２】
2008515029.tif 000004
【図３】
2008515029.tif 000005
【図４】
2008515029.tif 000006
【図５】
2008515029.tif 000007
【図６】
2008515029.tif 000008
【図７】
2008515029.tif 000009
【図８】
2008515029.tif 000010
【図９】
2008515029.tif 000011
【図１０】
2008515029.tif 000012
【図１１】
2008515029.tif 000013
【図１２】
2008515029.tif 000014
【図１３】
2008515029.tif 000015
【図１４】
2008515029.tif 000016
【図１５】
2008515029.tif 000017
【図１６】
2008515029.tif 000018
【図１７】
2008515029.tif 000019
【図１８】
2008515029.tif 000020
【図１９】
2008515029.tif 000021
【図２０】
2008515029.tif 000022
【国際調査報告】
2008515029.tif 000023
2008515029.tif 000024