(57)【要約】【課題】効率的な疾患感受性遺伝子の探索方法及びその装置を提供する。【解決手段】ホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択する多型マーカー選択ステップと、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるかを判定するホモ接合判定ステップと、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップと、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得ステップと、各共通ホモ接合領域情報ごとに所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定ステップと、を有する同祖領域判定方法、該方法を用いた装置及び遺伝子スクリーニング方法を提供する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定ステップと、
前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップと、
二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得ステップと、
各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定ステップと、
を有する同祖領域判定方法。
【請求項２】
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーからホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択する多型マーカー選択ステップと、
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定ステップと、
前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップと、
二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得ステップと、
各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定ステップと、
を有する同祖領域判定方法。
【請求項３】
前記多型マーカー選択ステップは、検体ＤＮＡの全染色体領域にわたって多型マーカーを選択するステップである請求項２に記載の同祖領域判定方法。
【請求項４】
前記多型マーカー選択ステップは、候補遺伝子領域とされた領域に含まれる多型マーカーを選択するステップである請求項２に記載の同祖領域判定方法。
【請求項５】
前記検体ＤＮＡが植物由来のＤＮＡである請求項１から４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項６】
前記検体ＤＮＡが動物由来のＤＮＡである請求項１から４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項７】
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡである請求項１から４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項８】
前記検体ＤＮＡが日本人由来のＤＮＡである請求項１から４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法
【請求項９】
前記多型マーカーは、ＳＮＰである請求項１から８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１０】
前記多型マーカーは、マイクロサテライトである請求項１から８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１１】
前記多型マーカーは、ＶＮＴＲである請求項１から８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１２】
前記多型マーカーは、ＳＮＰ、マイクロサテライト、ＶＮＴＲのいずれか二以上の組合せである請求項１から８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１３】
前記多型マーカー選択ステップは、
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中において１万個以上のＳＮＰを選択するステップである請求項９に記載の同祖領域判定方法のうちで請求項７又は８に従属する同祖領域判定方法。
【請求項１４】
前記多型マーカー選択ステップは、
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中において１０万個以上のＳＮＰを選択するステップである請求項９に記載の同祖領域判定方法のうちで請求項７又は８に従属する同祖領域判定方法。
【請求項１５】
前記同祖領域判定ステップにおいて、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１０００万分の１から１万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項１から１４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１６】
前記同祖領域判定ステップにおいて、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が５００万分の１から５万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項１から１４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１７】
前記同祖領域判定ステップにおいて、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から１０万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項１から１４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１８】
前記同祖領域判定ステップにおいて、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から５０００分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項１から１４のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項１９】
三以上の検体に対して行なわれる請求項１から１８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法であって、
三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定める組合決定ステップと、
組合せ決定ステップにて定められた組合せの検体に対してホモ接合判定ステップ、ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ、共通ホモ接合領域情報取得ステップ、同祖領域判定ステップ、を実行し、前記同祖領域判定ステップにて同祖領域であると各組合せごとに判定された領域が、重なる頻度を取得する同祖領域重複頻度取得ステップをさらに有する請求項１から１８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法。
【請求項２１】
請求項１から１９のいずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域であるか否かを判定し、既知である遺伝子が含まれうる領域である場合に、既知である遺伝子と検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を比較する遺伝子スクリーニング方法。
【請求項２２】
前記検体ＤＮＡが疾患を有する検体のＤＮＡであり、請求項１から１９のいずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域が、該疾患に関係すると予想される遺伝子を含む場合に、前記同祖領域中の検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する、遺伝子スクリーニング方法。
【請求項２３】
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定部と、
前記ホモ接合判定部にて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得部と、
二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得部と、
各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定部と、
を有する同祖領域判定装置。
【請求項２４】
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーからホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択する多型マーカー選択部と、
二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定部と、
前記ホモ接合判定部にて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得部と、
二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得部と、
各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定部と、
を有する同祖領域判定装置。
【請求項２５】
前記多型マーカー選択部において、
検体ＤＮＡの全染色体領域にわたって多型マーカーを選択する請求項２４に記載の同祖領域判定装置。
【請求項２６】
前記多型マーカー選択部において、
候補遺伝子領域とされた領域に含まれる多型マーカーを選択する請求項２４に記載の同祖領域判定装置。
【請求項２７】
前記検体ＤＮＡが植物由来のＤＮＡである請求項２３から２６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項２８】
前記検体ＤＮＡが動物由来のＤＮＡである請求項２３から２６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項２９】
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡである請求項２３から２６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３０】
前記検体ＤＮＡが日本人由来のＤＮＡである請求項２３から２６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３１】
前記多型マーカーは、ＳＮＰである請求項２３から３０のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３２】
前記多型マーカーは、マイクロサテライトである請求項２３から３０のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３３】
前記多型マーカーは、ＶＮＴＲである請求項２３から３０のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３４】
前記多型マーカーは、ＳＮＰ、マイクロサテライト、ＶＮＴＲのいずれか二以上の組合せである請求項２３から３０のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３５】
前記多型マーカー選択部において、
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中で１万個以上のＳＮＰを選択する請求項３１に記載の同祖領域判定装置のうちで請求項２９又は３０に従属する同祖領域判定装置。
【請求項３６】
前記多型マーカー選択部において、
前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中で１０万個以上のＳＮＰを選択する請求項３１に記載の同祖領域判定装置のうちで請求項２９又は３０に従属する同祖領域判定装置。
【請求項３７】
前記同祖領域判定部において、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１０００万分の１から１万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項２３から３６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３８】
前記同祖領域判定部において、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が５００万分の１から５万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項２３から３６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項３９】
前記同祖領域判定部において、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から１０万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項２３から３６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４０】
前記同祖領域判定部において、
前記所定の同祖判定条件は、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から５０００分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである請求項２３から３６のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４１】
前記同祖領域判定部にて所定の同祖判定条件を満たすと判定された共通ホモ接合領域を示す情報である同祖領域情報を視覚化して出力する同祖領域情報出力部をさらに有する請求項２３から４０のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４２】
三以上の検体に対して同祖領域を判定する請求項２３から４１のいずれか一に記載の同祖領域判定装置であって、
三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定める組合せ決定部と、
組合せ決定部にて定められた各組合せごとに前記同祖領域判定部にて同祖領域であると判定された領域が、他の組合せとの間で重なる頻度を取得する同祖領域重複頻度取得部をさらに有し、
前記共通ホモ接合領域情報取得部は、前記組合せ決定部にて定められた組合せの検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を比較することによって、共通ホモ接合領域情報を取得する請求項２３から４１のいずれか一に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４３】
前記同祖領域重複頻度取得部にて取得された同祖領域重複頻度を視覚化した情報である同祖領域重複頻度情報を出力する同祖領域重複頻度情報出力部をさらに有する請求項４２に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４４】
前記同祖領域重複頻度取得部にて取得された同祖領域重複頻度と対応付けられている同祖領域情報を示す重複同祖領域情報を蓄積する重複同祖領域情報蓄積部と、
前記重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている重複同祖領域情報のうち所定の重複頻度以上である重複頻度と対応付けられている同祖領域情報を示す重要同祖領域情報を取得する重要同祖領域情報取得部と、
をさらに有する請求項４２又は４３に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４５】
前記重要同祖領域情報取得部にて取得された重要同祖領域情報を視覚化して出力する重要同祖領域情報出力部をさらに有する請求項４４に記載の同祖領域判定装置。
【請求項４６】
請求項２３から４５のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法。
【請求項４７】
請求項２３から４５のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域情報が、前記重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている同祖領域情報と重複している場合に、重複領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法。
【請求項４８】
請求項２３から４５のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域であるか否かを判定し、既知である遺伝子が含まれうる領域である場合に、既知である遺伝子と検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を比較する遺伝子スクリーニング方法。
【請求項４９】
前記検体ＤＮＡが疾患を有する検体のＤＮＡであり、請求項２３から４５のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、該疾患に関係すると予想される遺伝子を含む場合に、前記検体ＤＮＡの同祖領域中の該遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子と比較する、遺伝子スクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多型マーカーを用いて、単一遺伝子疾患又は多遺伝子疾患の疾患感受性遺伝子の染色体上の位置を効率よく探索する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
疾患感受性遺伝子の同定は、疾患の治療法の開発上、極めて重要であり、従来から多大な研究が行われてきた。劣性遺伝の疾患感受性遺伝子の同定方法としては、疾患感受性遺伝子の領域を特定する連鎖解析や罹患同胞対解析、ホモ接合マッピング法など解析方法が開発されている。
【０００３】
連鎖解析とは，表現型に関連する遺伝子座と染色体上のマーカー遺伝子座との連鎖がどの程度あるのかを手がかりにして，染色体上の原因遺伝子の存在領域を絞り込んでいく方法である。また、罹患同胞対解析とは、同じ疾患を有している兄弟姉妹を比較して、原因遺伝子の存在領域を絞り込んでいく方法である。これらの解析において、多型マーカーが用いられている（非特許文献１参照）。多型とは、ＤＮＡ上の塩基の違いをいい、ある塩基の変化が人口中１％以上の頻度で存在しているものと定義されている。しかし、実際には１％以下の頻度で存在している塩基の変化を多型と呼ぶこともある。本発明においては、塩基に多様性のあるものをすべて多型とする。多型マーカーとは、ＤＮＡ上の特定の多型を、疾患感受性遺伝子を検索する際にマーカー（標識）として用いたものである。多型マーカーとして、マイクロサテライト多型、ＶＮＴＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｔａｎｄｅｍ  ｒｅｐｅａｔ）多型、一塩基多型（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ：ＳＮＰ）などが解析に用いられており、多型のデータベースが公開されているため、疾患感受性遺伝子の解析に利用されてきている（非特許文献２等参照）。データベースには、例えば、ＮＣＢＩが公開しているｄｂＳＮＰデータベース（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ＳＮＰ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）や、科学技術振興事業団と東京大学医科学研究所が共同で公開しているＪＳＮＰ（日本人のＳＮＰ）データベース（ｈｔｔｐ：／／ｓｎｐ．ｉｍｓ．ｕ−ｔｏｋｙｏ．ａｃ．ｊｐ）などがある。
【０００４】
また、多型を用いたホモ接合体マッピング（Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｍａｐｐｉｎｇ）法には、多型としてＳＮＰの一つである制限酵素切断断片長多型（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  Ｆｒａｇｍｅｎｔ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ、ＲＦＬＰ）を用いたもの（非特許文献３参照）や、マイクロサテライト多型を用いたもの（非特許文献４参照）がある。
【０００５】
また、疾患感受性遺伝子の領域の特定方法としてよく知られた方法に関連解析がある。関連解析は、コントロール集団と疾患を有している集団で特定の多型マーカーの出現頻度を比較することによって、原因遺伝子の存在領域を絞り込んでいく方法である。この方法には、ＳＮＰが用いられている。上記連鎖解析及び関連解析によって疾患感受性遺伝子の同定が行われたものとしては、ヒト２型糖尿病の原因遺伝子の同定が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３９９０１
【特許文献２】特願２００５−２０３６５４
【非特許文献１】中村祐輔著「ゲノム医学からゲノム医療へ」、羊土社、２００５年
【非特許文献２】Ｓｅｌｌｉｃｋ，Ｇ．Ｓ．ｅｔ  ａｌ．Ｄｉａｂｅｔｅｓ  ５２：２６３６，２００３
【非特許文献３】Ｌａｎｄｅｒ，Ｅ．Ｓ．ｅｔ  ａｌ．Ｓｉｅｎｃｅ  ２３６：１５６７，１９８７
【非特許文献４】Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｋ．ｅｔ  ａｌ．Ｎａｔｕｒｅ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  ２２：１５９，１９９７
【非特許文献５】Ｍａｒｉｏｔｔａ，  S．  ｅｔ  ａｌ．Ｓａｒｃｏｉｄｏｓｉｓ  Ｖａｓｃ．  Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｌｕｎｇ  Ｄｉｓ．  ２１：１７３−８１，２００４
【非特許文献６】Ｃａｓｔｅｌｌａｎａ  G．  &  Ｌａｍｏｒｇｅｓｅ  Ｖ．，  Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ７０：５４９−５５，２００３
【非特許文献７】Ｔａｃｈｉｂａｎａ  T．  ｅｔ  ａｌ．Ｓａｒｃｏｉｄｏｓｉｓ  Ｖａｓｃ．  Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｌｕｎｇ  Ｄｉｓ．  １８（ｓｕｐｐｌ  1），  ５８，２００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、連鎖解析や罹患同胞対解析は家系解析を基本とするものであり、その遺伝子解析を行う前段階となる検体を得る過程において困難性を有しており、特に浸透率の低い疾患においては、有意な結論を導き出せる検体数の確保が解析の律速段階となることも少なくない。関連解析は、コントロール集団を必要としなければならない点、また偽陽性が多く再検定を行わなければならない点で欠点を有している。
【０００７】
また、近年ヒトゲノムにおけるＤＮＡ多型のパターンが解析され、ハプロタイプ地図が完成したことにより、ハプロタイプと疾患感受性遺伝子の関係が研究されている。しかし、ヒトにおいて染色体は２組存在し、一人の遺伝子座（多型）がすべてわかったとしてもいずれのハプロタイプに由来するかを特定することはできない。そのため、連鎖不平衡解析等により疾患感受性遺伝子の推定を行うが、優位なｐ値を得るためには、多くの検体数を要し、膨大な費用と時間がかかるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある集団における疾患の発症原因は、同一遺伝子の突然変異が異なる個人に同時に起こり発症するのではなく、一人の先祖の単一遺伝子の変異であることが多いと考えられている。すなわち、この様な疾患感受性遺伝子の存在する領域内の遺伝子変異、ＳＮＰ、マイクロサテライト多型などのすべての塩基配列が、同一疾患を有する患者において保存されていることになる。そのため、異なる個人間において、同一の塩基配列を有している領域内に疾患感受性遺伝子が存在していることになる。そこで、本発明者らは、各個人のハプロタイプを容易に決定するために、ホモ接合である多型マーカーのみに着目する方法を見出した。これにより、各個人が有する２組のハプロタイプを一のハプロタイプの配列としてみなすことができ、そのハプロタイプの配列を異なる個人間において比較することにより、同一のハプロタイプの配列を有する領域は、一人の先祖から受け継いだ遺伝子の候補領域とみることができる。本発明は、係る発見に基づき、多型マーカーを用いた少数の検体数で判定することが可能な同祖領域判定方法を提供する。また本発明は、多型マーカーを用いて同祖領域であるかを判定する同素領域判定装置を提供する。さらに、本発明は同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置によって判定された領域内から疾患遺伝子探索を行う遺伝子スクリーニング方法を提供する。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【０００９】
（１）本発明は、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定ステップと、前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップと、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得ステップと、各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定ステップと、
を有する同祖領域判定方法を提供する。
【００１０】
（２）本発明は、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーからホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択する多型マーカー選択ステップと、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定ステップと、前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップと、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得ステップと、各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定ステップと、を有する同祖領域判定方法を提供する。
【００１１】
（３）本発明は、前記多型マーカー選択ステップが、検体ＤＮＡの全染色体領域にわたって多型マーカーを選択するステップである同祖領域判定方法を提供する。
【００１２】
（４）本発明は、前記多型マーカー選択ステップが、候補遺伝子領域とされた領域に含まれる多型マーカーを選択するステップである請求項２に記載の同祖領域判定方法を提供する。
【００１３】
（５）本発明は、前記検体ＤＮＡが植物由来のＤＮＡである同祖領域判定方法を提供する。
【００１４】
（６）本発明は、前記検体ＤＮＡが動物由来のＤＮＡである同祖領域判定方法を提供する。
【００１５】
（７）本発明は、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡである同祖領域判定方法を提供する。
【００１６】
（８）本発明は、前記検体ＤＮＡが日本人由来のＤＮＡである同祖領域判定方法を提供する。
【００１７】
（９）本発明は、前記多型マーカーが、ＳＮＰである同祖領域判定方法を提供する。
【００１８】
（１０）本発明は、前記多型マーカーが、マイクロサテライトである同祖領域判定方法を提供する。
【００１９】
（１１）本発明は、前記多型マーカーが、ＶＮＴＲである請求項１から８のいずれか一に記載の同祖領域判定方法を提供する。
【００２０】
（１２）本発明は、前記多型マーカーが、ＳＮＰ、マイクロサテライト、ＶＮＴＲのいずれか二以上の組合せである同祖領域判定方法を提供する。
【００２１】
（１３）本発明は、前記多型マーカー選択ステップが、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中において１万個以上のＳＮＰを選択するステップである同祖領域判定方法を提供する。
【００２２】
（１４）本発明は、前記多型マーカー選択ステップが、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中において１０万個以上のＳＮＰを選択するステップである同祖領域判定方法を提供する。
【００２３】
（１５）本発明は、前記同祖領域判定ステップの所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１０００万分の１から１万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定方法を提供する。
【００２４】
（１６）本発明は、前記同祖領域判定ステップの所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が５００万分の１から５万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定方法を提供する。
【００２５】
（１７）本発明は、前記同祖領域判定ステップの所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から１０万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定方法を提供する。
【００２６】
（１８）本発明は、前記同祖領域判定ステップの所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から５０００分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定方法を提供する。
【００２７】
（１９）本発明は、三以上の検体に対して行なわれる同祖領域判定方法であって、三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定める組合決定ステップと、組合せ決定ステップにて定められた組合せの検体に対してホモ接合判定ステップ、ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ、共通ホモ接合領域情報取得ステップ、同祖領域判定ステップ、を実行し、前記同祖領域判定ステップにて同祖領域であると各組合せごとに判定された領域が、重なる頻度を取得する同祖領域重複頻度取得ステップをさらに有する同祖領域判定方法を提供する。
【００２８】
（２０）本発明は、（１）から（１９）のいずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００２９】
（２１）本発明は、（１）から（１９）のいずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域であるか否かを判定し、既知である遺伝子が含まれうる領域である場合に、既知である遺伝子と検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００３０】
（２２）本発明は、前記検体ＤＮＡが疾患を有する検体のＤＮＡであり、（１）から（１９）いずれか一に記載の同祖領域判定方法によって判定された同祖領域が、該疾患に関係すると予想される遺伝子を含む場合に、前記同祖領域中の検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する、遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００３１】
（２３）本発明は、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定部と、前記ホモ接合判定部にて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得部と、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得部と、各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定部と、を有する同祖領域判定装置を提供する。
【００３２】
（２４）本発明は、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーからホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択する多型マーカー選択部と、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するホモ接合判定部と、前記ホモ接合判定部にて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を得るホモ接合型ハプロタイプ情報取得部と、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する共通ホモ接合領域情報取得部と、各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定する同祖領域判定部と、を有する同祖領域判定装置を提供する。
【００３３】
（２５）本発明は、前記多型マーカー選択部において、検体ＤＮＡの全染色体領域にわたって多型マーカーを選択する同祖領域判定装置を提供する。
【００３４】
（２６）本発明は、前記多型マーカー選択部において、候補遺伝子領域とされた領域に含まれる多型マーカーを選択する同祖領域判定装置を提供する。
【００３５】
（２７）本発明は、前記検体ＤＮＡが植物由来のＤＮＡである同祖領域判定装置を提供する。
【００３６】
（２８）本発明は、前記検体ＤＮＡが動物由来のＤＮＡである同祖領域判定装置を提供する。
【００３７】
（２９）本発明は、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡである同祖領域判定装置を提供する。
【００３８】
（３０）本発明は、前記検体ＤＮＡが日本人由来のＤＮＡである同祖領域判定装置を提供する。
【００３９】
（３１）本発明は、前記多型マーカーが、ＳＮＰである同祖領域判定装置を提供する。
【００４０】
（３２）本発明は、前記多型マーカーが、マイクロサテライトである同祖領域判定装置を提供する。
【００４１】
（３３）本発明は、前記多型マーカーが、ＶＮＴＲである同祖領域判定装置を提供する。
【００４２】
（３４）本発明は、前記多型マーカーが、ＳＮＰ、マイクロサテライト、ＶＮＴＲのいずれか二以上の組合せである同祖領域判定装置を提供する。
【００４３】
（３５）本発明は、前記多型マーカー選択部において、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中で１万個以上のＳＮＰを選択する同祖領域判定装置を提供する。
【００４４】
（３６）本発明は、前記多型マーカー選択部において、前記検体ＤＮＡがヒト由来のＤＮＡであり、検体ＤＮＡの全染色体領域中で１０万個以上のＳＮＰを選択する同祖領域判定装置を提供する。
【００４５】
（３７）本発明は、前記同祖領域判定部の所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１０００万分の１から１万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定装置を提供する。
【００４６】
（３８）本発明は、前記同祖領域判定部の所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が５００万分の１から５万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定装置を提供する。
【００４７】
（３９）本発明は、前記同祖領域判定部の所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から１０万分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定装置を提供する。
【００４８】
（４０）本発明は、前記同祖領域判定部の所定の同祖判定条件が、共通ホモ接合領域情報で示される領域の多型マーカーのホモ接合が連続する確率が１００万分の１から５０００分の１の範囲から選択される値よりも小さいことである同祖領域判定装置を提供する。
【００４９】
（４１）本発明は、前記同祖領域判定部にて所定の同祖判定条件を満たすと判定された共通ホモ接合領域を示す情報である同祖領域情報を視覚化して出力する同祖領域情報出力部をさらに有する同祖領域判定装置を提供する。
【００５０】
（４２）本発明は、三以上の検体に対して同祖領域を判定する同祖領域判定装置であって、三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定める組合せ決定部と、組合せ決定部にて定められた各組合せごとに前記同祖領域判定部にて同祖領域であると判定された領域が、他の組合せとの間で重なる頻度を取得する同祖領域重複頻度取得部をさらに有し、前記共通ホモ接合領域情報取得部は、前記組合せ決定部にて定められた組合せの検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を比較することによって、共通ホモ接合領域情報を取得する同祖領域判定装置を提供する。
【００５１】
（４３）本発明は、前記同祖領域重複頻度取得部にて取得された同祖領域重複頻度を視覚化した情報である同祖領域重複頻度情報を出力する同祖領域重複頻度情報出力部をさらに有する同祖領域判定装置を提供する。
【００５２】
（４４）本発明は、前記同祖領域重複頻度取得部にて取得された同祖領域重複頻度と対応付けられている同祖領域情報を示す重複同祖領域情報を蓄積する重複同祖領域情報蓄積部と、前記重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている重複同祖領域情報のうち所定の重複頻度以上である重複頻度と対応付けられている同祖領域情報を示す重要同祖領域情報を取得する重要同祖領域情報取得部と、をさらに有する同祖領域判定装置を提供する。
【００５３】
（４５）本発明は、前記重要同祖領域情報取得部にて取得された重要同祖領域情報を視覚化して出力する重要同祖領域情報出力部をさらに有する同祖領域判定装置を提供する。
【００５４】
（４６）本発明は、のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００５５】
（４７）本発明は、（２３）から（４５）のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域情報が、前記重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている同祖領域情報と重複している場合に、重複領域に含まれる遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００５６】
（４８）本発明は、（２３）から（４５）のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域であるか否かを判定し、既知である遺伝子が含まれうる領域である場合に、既知である遺伝子と検体ＤＮＡの該遺伝子の配列を比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【００５７】
（４９）本発明は、前記検体ＤＮＡが疾患を有する検体のＤＮＡであり、（２３）から（４５）のいずれか一に記載の同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、該疾患に関係すると予想される遺伝子を含む場合に、前記検体ＤＮＡの同祖領域中の該遺伝子の配列を同定し、正常遺伝子と比較する、遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【発明の効果】
【００５８】
本発明は、一の個体を一のハプロタイプとして見るという集団遺伝学に基づいた新たな手法により、疾患感受性遺伝子の探索において、家系解析やハプロタイプの推定、対照群を必要としなくなるため、検体の確保が容易となり、解析数の大幅な減少が可能となる。また、本発明は、ホモ接合である遺伝子のみに注目しているが、劣性遺伝疾患のみならず、優性遺伝疾患の原因遺伝子の探索にも適用できる点において有用である。また同祖領域は、現在疾患を発症していない場合においては、疾患に対し脆弱な部分であると言え、予防医学的にも有用である。
【００５９】
さらに、本発明を植物や動物に対し行うことにより、疾患に関してはヒトと同様に原因遺伝子の探索が可能となるとともに、有用な機能を果たす遺伝子や、有用な表現型を有するような遺伝子の探索が可能であり、品種改良等の分野においても利用することができる。
【００６０】
また、本発明者らが発明したｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ法（特許文献２）と合わせて解析を行うことにより、劣性遺伝の疾患感受性遺伝子の同定の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下に、各発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明は、これらの実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
【００６２】
なお、実施形態１は、主に請求項１、５から１２、１５から１８、２３、２７から３４、３７から４０に関する。実施形態２は、主に請求項２から４、１３、１４、２４から２６、３５、３６に関する。実施形態３は、主に請求項１９及び４２に関する。実施形態４は、主に請求項４４に関する。実施形態５は、主に請求項４１に関する。実施形態６は、主に請求項４３、４５に関する。実施形態７は、主に請求項２０から２２、４６から４９に関する。
【００６３】
<<実施形態１>>
<実施形態１の概要>
まず、本実施形態の概念を図１を用いて説明する。この図は、ある一族の家系図を示している。突然変異等により、Ａが疾患の原因となる異常疾患原因遺伝子（黒色）を有しているものとする。この場合に、その子供であるＢ、ＣはＡから１本の染色体を受け継ぐが、減数分裂時の交叉によりＡの原因遺伝子を有している染色体との共通部分（グレー部分）は短くなる。この共通部分が同祖領域である。ここで、異常疾患遺伝子が劣性遺伝疾患である場合には、Ｆのように共通の祖先Ａに由来する原因遺伝子がホモ接合となった場合に、疾患を発症する。また、優性遺伝疾患である場合には、原因遺伝子を有しているＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの全員に疾患発症の可能性がある。しかし、劣性遺伝、優性遺伝のどちらの場合においても、原因遺伝子とその近傍の領域が受け継がれており、この領域においてはＡからＦの全員が同じハプロタイプを有していることになる。この事実に基づき、本発明は完成されたものである。
【００６４】
したがって、前述の事実から、検体間で同じハプロタイプを有する領域を特定することができれば、共通の祖先に由来する原因遺伝子の存在領域を特定することができるが、ヒトは二本の染色体を有しているため、通常、同祖領域を有する染色体のハプロタイプを決定することは困難である。このとき、ホモ接合である多型のみに注目することにより、２組の染色体を一のハプロタイプとしてみなすことができる。このハプロタイプを同じ疾患を有する検体間で比較すると、同祖領域のハプロタイプは共通することになる。このハプロタイプを示す多型の配列が所定の確率以上で共通する領域は、同祖領域である可能性が高いといえる。すなわち、その領域内に、共通の祖先に由来する原因遺伝子を、優性遺伝の場合には両親の一方から、また劣性遺伝の場合には両親から受け継いでいる可能性が高いといえる。
【００６５】
<実施形態１の構成>
図１は、本実施形態の機能ブロックの一例を示している。本実施形態の「同祖領域判定装置」（０２００）は、「ホモ接合判定部」（０２０１）と、「ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部」（０２０２）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（０２０３）と、「同祖領域判定部」（０２０４）を有する。
【００６６】
「ホモ接合判定部」（０２０１）は、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定するように構成されている。多型のタイピング方法は、従来技術であるＰＣＲ−ＳＳＣＰ、ＰＣＲ−ＲＦＬＰ、直接シークエンス法、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＭＳ法、ＴａｑＭａｎ法、インベーダー法などを用いることができる。ホモ接合判定部では、上記方法によってタイピングされた塩基がホモ接合であるかどうかを判定する。
【００６７】
「検体ＤＮＡ」とは、多型を判定するために用いる試料となるゲノムＤＮＡであり、二倍体以上のＤＮＡを含むものであれば、特に限定されない。したがって、検体は、二倍体以上のＤＮＡを含むものであれば、ヒト由来であっても、ヒト以外の動物由来であっても、さらには植物由来であってもよい。ヒト由来の場合には日本人由来であることが好ましい。日本人由来のＤＮＡが好ましい理由は、島国であることや鎖国を行っていたことにより、他民族との血の交わりが少なく共通の祖先に由来する同祖領域を有する確率が高いからである。それに対して、民族間の交わりが多く近交係数の小さな集団、例えばアメリカのような集団では、交叉によって同祖領域が短くなっているため、同祖領域の判定が難しい。また、多型マーカーを構成している塩基を他検体と比較した場合に、偶然に多型マーカーが一致しているのか、あるいは同祖であるために一致しているのかの判断が困難となるためである。また、検体は、血液、唾液、組織、細胞などのゲノムＤＮＡを採取できるものであればよい。二倍体以上としたのは、本発明においては相同染色体がホモ接合であるかどうかを見るため、一倍体では判定できないためである。したがって、性染色体においては女性であればＸ染色体がホモ接合となり得るため判定対象とすることは可能であるが、男性では検出は行えないため測定対象とはならない。また、ＤＮＡは三倍体以上であってもよい。ゲノムＤＮＡの調製方法は、多型のタイピング方法に合わせた方法で行えば、特に限定されない。例えば、ＰＣＲを行う方法を用いるのであれば、ＰＣＲの阻害剤となるような物質（ＥＤＴＡ等）を含まないように、ゲノムＤＮＡを調製しなければならない。
【００６８】
「多型マーカー」とは、ＤＮＡ上の塩基の違いである多型を、疾患感受性遺伝子を検索する際にマーカーとして用いたものである。多型には、マイクロサテライト多型やＶＮＴＲ多型、ＳＮＰ等があり、前述したように多型のデータベースが種々公開されている。ＤＮＡ上には２〜数十塩基の繰り返し配列が存在する。その多くは遺伝情報を持たず、機能不明な領域にあり、生物の個体間で違いが生じやすい部分である。この繰り返し部分の回数が個人間で異なっており、多型となっている。この部分の多型のうち数塩基から数十塩基のものを「ＶＮＴＲ多型」、２から４塩基のものを「マイクロサテライト多型」という。また「ＳＮＰ」とは、ＤＮＡ中の一塩基の違いによる多型をいう。ＳＮＰには、ＲＦＬＰも含まれる。ＳＮＰは、塩基配列中に高頻度に存在しており、ヒトにおいては３００塩基あたりに１個程度存在し、染色体全体では３００万から１０００万個あるといわれている。近年、このＳＮＰの違いを利用して疾患感受性遺伝子の探索が行われている。本発明において、多型マーカーとしてマイクロサテライト多型又はＶＮＴＲ多型を用いることができる。また、多型の箇所の多さから、本発明においては、多型マーカーとしてＳＮＰを用いることが好ましい。さらに、ＳＮＰ、マイクロサテライト多型、ＶＮＴＲ多型のいずれか二以上を組合せて用いてもよい。
【００６９】
「ホモ接合」とは、相同染色体の全部又は一部の領域が同一塩基であることをいう。父親由来と母親由来の対立する塩基（対立塩基対）がどちらも同じ塩基であることをいい、ホモ接合である塩基対をホモ接合体という。ホモ接合体は２倍体の染色体である必要はなく、３倍体以上であってもよい。この場合は対となる全ての染色体の全部又は一部の領域が同一塩基であれば、ホモ接合であるといえる。ホモ接合判定部では、ＴａｑＭａｎ法などの前記タイピング方法により、多型マーカーを構成する対立塩基対が、Ａ／Ａ、Ｂ／Ｂ、Ａ／Ｂ（Ａ、Ｂは多型マーカーの位置ごとに異なる塩基を示す）のいずれの型であるかを測定する。そして、測定結果がＡ／Ａ又はＢ／Ｂの場合に、多型マーカーを構成する塩基がＡのホモ接合又はＢのホモ接合であると判定する。このように、多型マーカーを構成する塩基がホモ接合かどうかの判定を、判定対象としたすべての多型マーカーに対して行う。
【００７０】
「ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部」（０２０２）は、前記ホモ接合判定部（０２０１）にて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を取得するように構成されている。「ホモ接合型ハプロタイプ情報」とは、ホモ接合と判定された多型マーカー（以下、ホモ接合型多型マーカーという。）の染色体上の位置、塩基の種類、及びその配列を示す情報をいう。当該ホモ接合型ハプロタイプ情報によって、一個体中の複数のハプロタイプを一のハプロタイプとしてみなすことができる。例えば、ホモ接合判定部において、各染色体の多型マーカーの塩基配列が、図３（１）のように判定された場合を考える。まず、ホモ接合判定部の判定結果から、ホモ接合型多型マーカー（Ａ／Ａ又はＢ／Ｂ）のみを選択する。すなわち、ヘテロ接合（Ａ／Ｂ）と判定された多型マーカーは、ハプロタイプを定める上において考慮しない。多型マーカーがＳＮＰである場合は、アジア人における各ＳＮＰのホモ接合率は、ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ社のデータによると約０．８であるため、測定対象としたＳＮＰの約８割のＳＮＰが選択されることになる。すると、ホモ接合のみを選択しているため、図３（２）に示すように、「ＡＢＢＡＢＡ」という一のホモ接合型多型マーカーの配列が得られる。この配列を示す情報が、ホモ接合型ハプロタイプ情報である。このように、通常のハプロタイプの概念とは異なり、ホモ接合型多型マーカーのみを選択することにより、二以上の染色体であっても、一のハプロタイプとして定義することができる点に特徴を有する。
【００７１】
「共通ホモ接合領域情報取得部」（０２０３）は、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、共通ホモ接合領域情報を取得するように構成されている。「共通ホモ接合領域」とは、二以上の検体において、連続して同一のホモ接合型ハプロタイプを示す領域をいい、「共通ホモ接合領域情報」とは、その領域を示す染色体上の位置・範囲などを示す情報をいう。「連続して同一の」とは、比較したホモ接合型ハプロタイプ情報にて示されるホモ接合型多型マーカーの位置、塩基及びその配列が一致することをいう。図４を用いて説明する。図４（１）は、各検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を示している。「・」は、多型マーカーの位置をわかりやすくするため、ヘテロ接合（Ａ／Ｂ）と判定された多型マーカーの箇所を示している（図３（２）においては省略している）。このとき、検体１及び２の共通ホモ接合領域は、図４（１）にて枠で囲んだ連続して同一のホモ接合型ハプロタイプを示す「Ａ・・Ａ・Ｂ・・Ｂ・Ｂ・Ａ・Ｂ」（０４０１）及び「ＡＢＢＡ・ＡＢ・Ｂ」（０４０２）の部分となる。つまり、共通ホモ接合領域情報は、図４（２）に示すように、「ＡＡＢＢＢＡＢ」（０４０３）及び「ＡＢＢＡＡＢＢ」（０４０４）となる。すなわち、共通ホモ接合領域の境界は、検体間で異なる種類のホモ接合型多型マーカーによって形成されている。なお、共通ホモ接合領域は、３検体以上において取得するものであってもよいが、疾患感受性遺伝子の探索においては最初の候補領域は広く取る方が望ましいため、２検体間において取得することが好ましい。
【００７２】
別の例を図５に示す。図５（１）は、各検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を示している。「・」は、図４と同様に、ヘテロ接合（Ａ／Ｂ）と判定された多型マーカーの箇所を示している。検体１と検体２のホモ接合型ハプロタイプを比較した場合に、検体１のａ及び検体２のｂにて示す位置には、ホモ接合型多型マーカーが存在していない。このような場合には、一の検体にのみ存在するホモ接合型多型マーカーは比較を行わず、両検体に存在する位置のホモ接合型多型マーカーのみを比較するようにする。なぜなら、一の染色体が共通の祖先に由来する領域を有している場合には、ヘテロ接合となるため、この領域を無視することはできないためである。ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部において、ホモ接合型の多型マーカーのみを選択しているが、これは検体ＤＮＡを一のハプロタイプとして定義するためであり、ヘテロ接合の遺伝子を排除しているわけではない。したがって、図５（２）のように、両検体に存在するホモ接合型多型マーカーのみを比較することにより、ホモ接合型多型マーカー間に存在するヘテロ接合の塩基も、共通ホモ接合領域として検出することができる。
【００７３】
共通ホモ接合領域は、前述したように、連続する同一のハプロタイプを有しているため、共通の祖先の染色体に由来する可能性が高い。同一の疾患において一遺伝子変異がその原因である場合は、個々の患者に同一の突然変異が生じ発症するよりも、ある一人の祖先に発生した突然変異が、遺伝により伝播される可能性が高いと考えられる。そのため、該遺伝子の近傍の配列も一緒に受け継がれる可能性が高く、その領域は同一のハプロタイプを有していることになる。したがって、該遺伝子は、共通ホモ接合領域内に存在する可能性が高いといえる。なお、本発明は、ホモ接合となった多型マーカーのみを観察するものであるが、劣性遺伝にのみ適用可能な考え方ではなく、優性遺伝であっても適用できる。
【００７４】
「同祖領域判定部」（０２０４）は、各共通ホモ接合領域情報ごとにホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした場合に、その共通ホモ接合領域が各検体間で同祖領域であると判定するように構成されている。「連続確率」とは、同一のホモ接合型多型マーカーが連続する確率をいう。すなわち、連続確率は、連続している多型マーカーのホモ接合比を掛け合わせた値であり、偶然に同一のハプロタイプとなる確率である。「ホモ接合比」とは、相同染色体がホモ接合となる確率をいう。各多型は、その染色体の位置ごとに各塩基である確率（Ａである確率、Ｂである確率）が算出されているため、ホモ接合比も算出することができる。つまり、Ａとなる確率をＰＡ、Ｂとなる確率をＰＢとした場合に、相同染色体がＡ／Ａとなる確率は、ＰＡ・ＰＡ／（ＰＡ・ＰＡ＋ＰＢ・ＰＢ）によって算出することができる。同様に、Ｂ／Ｂとなる確率は、ＰＢ・ＰＢ／（ＰＡ・ＰＡ＋ＰＢ・ＰＢ）によって算出することができる。上記確率は、集団によって異なるため、検体に適合した確率を用いた方がよい。例えば、ヒトの場合であっても、日本人の集団と、アメリカ人の集団とでは、多型のホモ接合比が異なっているため、日本人の検体である場合には、日本人あるいはアジア人のホモ接合比を用いて連続確率を計算することが好ましい。あるいは、検出を行う集団ごとに、対照となる検体を用いて算出してもよい。また、「連続距離」とは、同一のホモ接合型多型マーカーが連続している距離をいう。距離とは、物理的距離（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）をいい、単位はｂａｓｅ  ｐａｉｒ（塩基対）を用いる。すなわち、連続距離とは、共通ホモ接合領域の両端のホモ接合型多型マーカー間の距離である。
【００７５】
また、「同祖判定条件」とは、各共通ホモ接合領域が同祖領域であるか否かの判定基準となる連続確率又は及び連続距離の条件をいう。ホモ接合型多型マーカーは、Ａ／Ａのホモ接合か、Ｂ／Ｂのホモ接合かの択一であるため、偶然に同一のホモ接合型多型マーカーが連続し、同一のハプロタイプを示す場合も存在し得る。この偶然に同一のハプロタイプとなった領域を除くために、条件を設定する。例えば、連続確率が１／１０５以下となる共通ホモ接合領域を同祖領域と設定することができる。この確率は、１０５個の多型マーカーを用いて判定を行った場合に、偶然に同一のハプロタイプとなり同祖領域と判定されてしまう箇所が、１箇所程度であることを示している。
【００７６】
また、同祖判定条件を連続距離によって定めた場合には、条件とする連続距離は、検出する多型マーカーのホモ接合比の平均値と、多型マーカー間の距離の平均値から決定することもできる。例えば、１０万箇所の多型マーカーの検出を行った場合に、そのホモ接合比の平均値が０．７４、多型マーカー間の距離の平均値が２３．６ｋｂであった場合には、同祖判定条件を９００ｋｂ以上とすることができる。多型マーカーのホモ接合比が分かっていない場合には、共通ホモ接合領域の連続確率を求めることができないため、ホモ接合比の平均値から求めることのできる連続距離を同祖判定条件として用いることが好ましい。あるいは、連続確率と連続距離の両方を用いて、どちらかの条件を満たしている場合、又はどちらの条件も満たしている場合を判断条件としてもよい。同祖領域判定部（０１０４）では、この同祖判定条件を満たした共通ホモ接合領域（連続して同一のホモ接合型ハプロタイプを示す領域）を同祖領域であると判定する。
【００７７】
しかし、同祖領域が判定した共通ホモ接合領域のみからなる領域であると直ちに判断すべきではない。なぜなら、共通ホモ接合領域の両端のホモ接合型多型マーカーに隣合うホモ接合型多型マーカーまでの間に存在する領域は、実際は同祖領域であるにもかかわらず多型マーカーが存在しなかったため、又は多型マーカーがヘテロ接合であったために、同祖領域ではないと判定されてしまう可能性もあり得るからである。そのため、同祖判定条件を満たした共通ホモ接合領域の隣の、異なるホモ接合型ハプロタイプを示したホモ接合型多型マーカーのある位置までの間も、同祖領域に含めるようにしてもよい。すなわち、図４の場合には、同祖領域と判定した「ＡＡＢＢＢＡＢ」の領域に、隣のホモ接合型多型マーカーを含めた「Ｂ（Ａ）ＡＡＢＢＢＡＢＡ（Ｂ）」の領域を同祖領域としてもよい。
【００７８】
ここで、共通ホモ接合領域において同祖領域であることが有意となる連続確率による同祖判定条件は、１／１０７〜１／１０４以下とすることができる。多型マーカーの数により、１／１０４以上である場合には同祖領域と判定される領域が多すぎて有意な同祖領域を判定することができない。また１／１０７以下である場合には、同祖領域と判定されるために連続して一致しなければならないホモ接合型多型マーカーの数が多く、同祖領域と判定される領域が少なくなりすぎる可能性がある。ヒトのＳＮＰは約１０７個と言われているため、すべてのＳＮＰを検出した場合に、偶然に同一のハプロタイプとなる箇所が１箇所以下であれば、その領域は有意に同祖領域であるといえる。好ましくは、連続確率による同祖判定条件は１／（５×１０６）〜１／（５×１０４）以下とすることができる。さらに好ましくは、連続確率による同祖判定条件は１／１０６〜１／１０５以下とすることができる。測定対象とする多型マーカーの数が少ない場合には、連続確率による同祖判定条件は１／１０６〜１／（５×１０３）以下とすることができる。なお、実際に同祖である領域を同祖領域でないとして除外される確率をより低くしたい場合には、同祖判定条件をゆるく設定することができる。
【００７９】
同祖領域は世代を経るごとに交叉によって短くなり、多様性を有していくが、同祖領域内のハプロタイプは保存されている。そこで、本発明者は、このハプロタイプの保存を利用した同祖領域判定方法を「ホモ接合ハプロタイピング法（Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法）」と名づけた。
【００８０】
上記ホモ接合判定部、ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部、共通ホモ接合領域情報取得部、同祖領域判定部の計算機による構成の一例を、以下に示す。
【００８１】
まず、ホモ接合判定部は、二倍体以上の検体ＤＮＡの多型マーカーの塩基配列データを、各染色体ごとに取得する。このデータは、各染色体ごとにその塩基の位置を特定する情報である位置情報と、その位置情報に関連付けて多型マーカーの種類（アデニン、グアニン、シトシン、チミン）を特定する情報である塩基種類情報とから構成されている。このデータを検体ＤＮＡ基本データと言う。この検体ＤＮＡ基本データは、例えばシーケンサーの出力データを通信や、記録媒体を介して取得し、ＨＤＤや、ＲＡＭなどの記憶領域に記憶したものである。
【００８２】
また、別途記憶領域に多型マーカーの位置情報とホモ接合比情報を多型マーカーファイルとして記憶しておく。ここでホモ接合比情報とは、特定の多型マーカーがホモ接合となる確率であり、一般に統計的に取得されている確率情報である。多型マーカーの位置情報を記憶領域から順次読出し、読み出された多型マーカーの位置情報をキーとして前記記憶領域を検索する処理を実行する。その位置情報と関連付けられている塩基種類情報を各染色体の検体ＤＮＡ基本データから取得して、一時記憶領域に保存する。次に、一時記憶領域に保存され各染色体の同じ位置情報に関連付けられている塩基種類情報が同一であるかの判定を、ＣＰＵの比較機能を利用して、各位置情報ごとに実行する。その比較結果が同一である位置情報に関しては、同一である旨を示すマーク付し、また同一でない場合には同一でない旨を示すマークを付し、その位置情報と関連付けたファイルとして記憶領域に保存する。このファイルをホモ接合位置情報ファイルと称する。
【００８３】
次に、ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部は、記憶領域に記憶されていうるホモ接合位置情報ファイルの中から、ホモ接合である位置情報のみを抽出する作業を行う。まず、ホモ接合となっている位置情報を順次読出し、その位置情報と関連付けられている塩基種類情報を取得する。そして、その位置情報とともにホモ接合型ハプロタイプ情報として記憶領域に保存する。このファイルをホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルと称する。上記の作業を二以上の検体に対して行い、複数のホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルを得ておく。
【００８４】
次に、共通ホモ接合領域情報取得部は、記憶領域に記憶されている二以上のホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルの中から、共通するハプロタイプを示す領域を抽出する作業を行う。以下に２つのホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルを比較する場合を例に説明する。両ファイルに共通して含まれる位置情報を順次読出し、ホモ接合型多型マーカーの塩基情報が一致している場合には、連続して共通している旨のマークである連続共通マークをその二つの位置情報と関連付けて記録する。特定の連続マークに関連付けられている位置情報が、他の連続マークと関連付けられている位置情報を共有している場合には、それらの連続は３以上のホモ接合型多型マーカーが連続して共通していることを示す。この連続共通マークと位置情報とを関連付けたファイルを連続共通マークファイルとして記憶領域に保存する。
【００８５】
続いて、同祖領域判定部は、連続共通マークファイルの中から位置情報の共有が連続しているか連続していないかを判定し、その連続の度合いに応じて共通ホモ接合領域が同祖領域であるかどうかを判定する。具体的には、連続するホモ接合型多型マーカーの位置情報に関連付けられて記憶されているホモ接合比情報を順次乗算し、その連続が同祖以外の原因によって起こる確率を算定する。算定された確率を所定の記憶領域に一旦保持し、同祖判定条件として他の記憶領域に記憶されている値を取得し、一旦記憶領域に保持されている算定された確率との比較を、ＣＰＵの比較機能を利用して実行する。比較の結果、算定された確率が同祖判定条件で定める確率よりも低いと判断された場合には、これらの領域を示す位置情報を、同祖領域を示す位置情報として記憶領域に格納する。同祖領域を示す位置情報には、同祖領域の両端を示す多型マーカーの位置情報だけでなく、同祖領域に含まれるすべてのホモ接合型多型マーカーの位置情報が含まれている。このファイルを同祖領域ファイルと呼ぶ。最終的に同祖領域ファイルに格納されている位置情報を出力すれば同祖領域を特定することが可能となる。
【００８６】
<実施形態１の流れ>
図６は、実施形態１の同祖領域判定方法の流れを示したものである。まず、二倍体以上である各検体ＤＮＡごとに、多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定する（ホモ接合判定ステップ  Ｓ０６０１）。次に、前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を取得する（ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ  Ｓ０６０２）。そして、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する（共通ホモ接合領域情報取得ステップ  Ｓ０６０３）。最後に、前記共通ホモ接合領域情報に含まれるホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした領域を同祖領域であると判定する（同祖領域判定ステップ  Ｓ０６０４）。これらの処理は本同祖領域判定装置によって行うものに限られず、マニュアルで行ってもよい。以下の同祖領域判定装置に関しても同様である。
【００８７】
<実施形態１の効果>
本実施形態の同祖領域判定装置及び方法によれば、原因遺伝子の未同定の疾患を有しているヒト、動物、植物のＤＮＡを検体として用いることで、疾患感受性遺伝子を含んでいる可能性の高い領域である同祖領域を判定することができる。また、本実施形態の同祖領域判定装置及び方法によれば、家系解析や対照群を必要としないため、既知の解析方法よりも少ない検体数で、容易に疾患感受性遺伝子の候補領域を特定することができる。
【００８８】
<<実施形態２>>
<実施形態２の概要>
本実施形態の同祖領域判定方法及び装置は、多型マーカー選択部を有し、選択した多型マーカーを用いて同祖領域を判定することを特徴とする。
【００８９】
<実施形態２の構成>
図７は、本実施形態の機能ブロックの一例を示している。本実施形態の「同祖領域判定装置」（０７００）は、「多型マーカー選択部」（０７０１）と、「ホモ接合判定部」（０７０２）と、「ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部」（０７０３）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（０７０４）と、「同祖領域判定部」（０７０５）を有する。
【００９０】
「多型マーカー選択部」（０７０１）は、多型マーカーから、ホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択するように構成されている。「ホモ接合判定対象となる多型マーカー」とは、ＤＮＡ多型のうちホモ接合判定部（０７０２）において判定を行う多型マーカーをいう。全多型マーカーをホモ接合判定部において判定することは、時間的にも費用的にも効率的でない。多型マーカーは、染色体上に等間隔で存在するわけではなく、その間隔は様々である。また、あまりに近接する多型マーカーを用いることは、互いに同祖領域内に入っている可能性が高く、同祖領域判定にあたってあまり意味をなさない。そのため、一定の間隔で多型マーカーを選択した方が検出数を減らすことができ効率的となる。例えば、５〜１０ｋｂに１個といったように多型マーカーを選択することができる。また、テロメアやセントロメアには有用な多型マーカーは存在しないと考えられているため、ホモ接合判定の対象から除外することも可能である。多型マーカーはデータベース化されているため、全染色体について同祖領域を判定したい場合には、その中から全染色体に亘って均等に多型マーカーを選択するのがよい。また、すでに関連解析や罹患同胞対解析等によって候補遺伝子領域が特定されているような場合には、その候補領域内に存在する多型マーカーを細かく選択することによって、候補遺伝子領域をさらに狭い範囲に絞り込むことが可能となる。
【００９１】
本発明において、ヒトのＤＮＡを検体ＤＮＡとし、多型マーカーにＳＮＰを用いて全染色体に亘って多型マーカーを選択しようとした場合には、１万個以上のＳＮＰを選択することが好ましい。さらに細かく判定しようとした場合には、１０万個以上のＳＮＰを選択することが好ましい。いずれの場合においても、市販のＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）などを用いてもよい。
【００９２】
多型マーカー選択部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。多型マーカーの位置情報及びホモ接合比情報は、予め多型マーカーデータベースとして記憶領域に記憶されているものとする。一般に多型マーカーは、その検体の種や多型マーカーの種類により異なり、数千から数万程度、ないしは、数十万、数百万、一千万程度存在すると言われている。したがって、計算機の資源上十分な資源を活用できる場合は別として、一般的には、これらの中からホモ接合判定を行うべき多型マーカーを選択することが好ましい。選択は予め選択すべき多型マーカーの数を定め、所定のルールに従って選択した多型マーカーの数がその予め定めた数に達するまで、ないしは、予め定めた数以下で所定の条件を満たすまで選択を繰り返す、という手法を採用することができる。ただし、これに限定されない。所定のルールとは、選択する多型マーカー間の物理的距離が所定の範囲に入るように選択すべしとのルールであったり、あるいは、選択されかつ隣接する所定の数の多型マーカーのホモ接合比が所定の値以下になるように選択すべしとのルールであってもよい。また、既存のハプロタイプブロック情報を利用して一のハプロタイプブロック中からは一の多型マーカーが選択されるべし、とのルールをさらに加えてもよい。さらに、同祖判定の目的に応じて、全遺伝子中から同祖判定が必要な領域を選択できる場合には、その必要な領域内で選択を実行するようなルールとしてもよい。いずれにしても、データベースから選択するためのルールが所定の記憶領域に記憶されており、主記憶領域に展開されＣＰＵによって実行される選択プログラムは、前記ルールのいずれかを選択し、そのルールに従って多型マーカーデータベースからの多型マーカーの選択を実行する。所定のルールにて選択された多型マーカーの位置情報及びホモ接合比情報は、選択多型マーカー記憶領域に記憶される。この記憶領域に記憶されているデータの塊を選択多型マーカーファイルと称する。なお、この選択プロセスは、後続するホモ接合判定ステップなどを実行しようとするたびに実行されなくてもよく、予め選択が行なわれていれば、種や、同祖判定の目的に応じて、同じ選択多型マーカーファイルを利用してもよい。
【００９３】
本実施形態の「ホモ接合判定部」（０７０２）は、前記多型マーカー選択部（０７０１）にて選択された多型マーカーを構成している塩基が、検体ＤＮＡにおいてホモ接合であるか判定するように構成されている。判定は、実施形態１と同様に行う。その他の各部の処理においても実施形態１と同様であるため省略する。また、ホモ接合判定部の計算機による構成も、多型マーカーファイルの代わりに選択多型マーカーファイルを用いること以外は、実施形態１と同様である。
【００９４】
<実施形態２の流れ>
図８は、実施形態２の同祖領域判定方法の流れを示したものである。まず、二倍体以上である検体ＤＮＡの多型マーカーからホモ接合判定対象となる多型マーカーを選択し（多型マーカー選択ステップ  Ｓ０８０１）、前記多型マーカー選択ステップにて選択された多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定する（ホモ接合判定ステップ  Ｓ０８０２）。次に、前記ホモ接合判定ステップにて判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を取得する（ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ  Ｓ０８０３）。そして、二以上の検体の前記ホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、同一のホモ接合型ハプロタイプ情報を有する領域を示す共通ホモ接合領域情報を取得する（共通ホモ接合領域情報取得ステップ  Ｓ０８０４）。最後に、前記共通ホモ接合領域情報に含まれるホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした領域を同祖領域であると判定する（同祖領域判定ステップ  Ｓ０８０５）。
【００９５】
<実施形態２の効果>
本実施形態の同祖領域判定方法及び装置によって、多型マーカーを選択することにより、必要以上の多型マーカーの検出を省けるため、時間的にも費用的にも効率的に同祖領域を判定することができる。また、すでに関連解析や罹患同胞対解析等の他の研究によって、候補遺伝子領域が特定されているような場合には、その候補遺伝子領域内に存在する多型マーカーを細かく選択することによって、さらに候補遺伝子領域を絞り込むことが可能となる。
【００９６】
<<実施形態３>>
<実施形態３の概要>
本実施形態の同祖領域判定方法及び装置は、同祖領域重複頻度を取得することを特徴とし、測定対象とした検体の集団における同祖領域である可能性の高低を判断することができる。
【００９７】
<実施形態３の構成>
図９に実施形態１を基本とする本実施形態の機能ブロックの一例を示した。本実施形態の「同祖領域判定装置」（０９００）は、「ホモ接合判定部」（０９０１）と、「ホモ接合ハプロタイプ情報取得部」（０９０２）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（０９０３）と、「同祖領域判定部」（０９０４）と、「同祖領域重複頻度情報取得部」（０９０５）と、「組合せ決定部」（０９０６）を有する。
【００９８】
「組合せ決定部」（０９０６）は、三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定めるように構成されている。「任意の二以上の検体の組合せ」とは、２検体ずつ、３検体ずつなどのように、複数の異なる検体どうしを組合せた組をいう。例えば、Ａ、Ｂ、Ｃの三検体がある場合に、ＡＢ、ＢＣ、ＣＡの３組の組合せとしたり、さらにＡＢＣの三検体を一の組とした全部で４組の組合せとしたりすることができる。組合せる検体の数が多い場合には、共通ホモ接合領域が狭くなるため、少ない検体数ずつの組合せとすることが好ましい。また、偶然にハプロタイプが一致した場合を除くことができるように、多くの組合せを作成することが好ましい。すなわち、３以上の検体を、２検体ずつの総あたりの組合せとすることが好ましい。例えば、１０検体の場合には、９０組の組合せとすることにより、最も多くの共通ホモ接合領域を取得することができる。
【００９９】
本実施形態の「共通ホモ接合領域情報取得部」（０９０３）は、前記組合せ決定部（０９０６）にて定められた組合せの検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を比較することによって、共通ホモ接合領域情報を取得するように構成されている。ホモ接合型ハプロタイプ情報は、実施形態１と同様に、ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部（０９０３）において各検体ごとに取得する。そして、各組合せごとにホモ接合型ハプロタイプ情報を比較し、共通ホモ接合領域情報を取得する。１０検体である場合に、組合せ決定部において、前述のように９０組の組合せとした場合には、９０個の共通ホモ接合領域情報を取得することができる。そして、同祖領域判定部（０９０４）にて、前記取得したそれぞれの共通ホモ接合領域情報が、同祖判定条件を満たすかを判断し、同祖領域を判定する。
【０１００】
組合せ決定部及び本実施形態の共通ホモ接合領域情報取得部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。組合せ決定部は、所定の番号を付した三以上の検体から、所定のルールに従って検体の組合せを選択するようにすることができる。所定のルールとは、例えば、２検体ずつすべての組合せを作るようにすべしとのルールでもよいし、番号の小さいものから２検体ずつの組合せとすべしとのルールであってもよい。このような所定の記憶領域に格納されている所定のルールを実行するための組合せプログラムをＣＰＵにより実行することで、検体の組合せが決定され、決定結果が組合せファイルとして所定の記憶領域に保存される。
【０１０１】
次に、共通ホモ接合領域情報取得部は、実施形態１と同様に、記憶領域に記憶されている三以上のホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルの中から、共通するハプロタイプを示す領域を抽出する作業を行うが、本実施形態においては、組合せファイルに従って、ホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルの比較を行う。まず、組合せファイルの組合せを順次読み出し、該当する検体のホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルを記憶領域から選択する。そして、選択されたホモ接合型ハプロタイプ情報ファイルに対して、ＣＰＵの比較機能を用いて比較を行い、連続マークファイルを作成する。さらに、それに続く同祖領域ファイルの作成を行う。この作業を組合せファイルの全組合せに対して行うことにより、記憶領域には、組合せ決定部にて定めた組合せの数の同祖領域ファイルが保存されることになる。
【０１０２】
「同祖領域重複頻度取得部」（０９０５）は、同祖領域重複頻度を取得するように構成されている。「同祖領域重複頻度」とは、前記組合せ決定部（０９０６）にて定められた各組合せごとに前記同祖領域判定部（０９０４）にて同祖領域であると判定された領域が、他の組合せとの間で重なる頻度をいう。「重なる」とは、一の組合せの同祖領域と、他の組合せの同祖領域の全部又は一部が一致することをいう。「重なる頻度」とは、複数の異なる組合せの同祖領域を重ねた場合に、各同祖領域の全検体数のうちで重複している検体数をいう。この同祖領域重複頻度は、特定の同祖領域の複数の検体間の重複頻度とともに、例えば、重複している同祖領域の位置、重複頻度、同祖領域に含まれる多型マーカーの位置、ＩＤなどの情報を関連付けて取得する。図１０を用いて説明する。図１０は（１）から（４）の４つの組合せの同一ＤＮＡ上の同祖領域（斜線部）を示している。例えば、（１）の同祖領域情報は、１から２、３から４の領域が同祖領域であるという情報を含んでいる。４つの組合せの同祖領域情報を重ねた場合には、各同祖領域はａからｌの領域に区分され、各領域の重複頻度が計算される。図においてｂ、ｆ、ｉ、ｋは４検体中１検体のみが同祖領域と判定されているため重複頻度は１となる。同様に計算を行い、ｃ、ｄ、ｇは２、ｈは３、ｅは４となる。各検体が同一の遺伝疾患を発症している患者の検体である場合には、重複頻度が高いｅの領域内に疾患の原因遺伝子が存在する可能性が最も高いといえる。
【０１０３】
同祖領域重複頻度情報取得部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。実施形態１にて説明したように、同祖領域ファイルは、同祖領域判定部において算定された確率が同祖判定条件で定める確率よりも低いと判断された領域を示す位置情報を、同祖領域を示す位置情報として含んでいる。
【０１０４】
同祖領域重複頻度情報取得部は、所定の記憶領域に保持されている異なる組合せにより作成された複数の同祖領域ファイルの中から共通する位置情報を取得する。そして、共通する位置情報とその共通する位置情報を有する組合せの出現頻度とを関連付けて保持する。つまり、ａからｂ（ａ及びｂはホモ接合型多型マーカーの位置）という位置情報が、ある特定の組合せの同祖領域ファイルに含まれており、別の組合せの同祖領域ファイルにもａからｂという位置情報が含まれており、全部で１００検体の同祖領域ファイルがａからｂを共通する位置情報として有している場合には、「ａからｂの領域」と「１００」とが関連付けられて保持される。この関連付けて保持するファイルを同祖領域重複頻度ファイルと称する。計算機のプログラムは、まず、各同祖領域ファイルに含まれる多型マーカーを示す位置情報に１を割り当て保持する。次に、各ファイルを順次検索する。２番目のファイルの同じ位置情報に１が割り当てられている場合には、その位置情報に値として１を加算して２を割り当てる。３番目のファイルの同じ位置情報に１が割り当てられている場合にはさらに１を割り当てて、３とする。４番目の組合せに関して同じ位置情報が同祖領域ファイルに含まれていない場合には１が割り当てられていないので、前記位置情報に割り当てられている値３に対して０を加算し、ないしは加算処理を実行しないでそのまま３とする。これを全てのファイルに関して繰り返し、累積値を得る。各組合せの同祖領域ファイルに含まれない位置情報に関しては、その検体のその位置情報に関連付ける値として前述のように０を割り当てて、その値０を加算してもよいし、加算処理を実行しなくともよい。
【０１０５】
累積値は、ホモ接合型多型マーカーの位置情報と関連付けて同祖領域重複頻度ファイルに記録していく。また、同祖領域ファイルを追加した場合には、追加した同祖領域ファイルに含まれる多型マーカーの位置情報に１を割り当てて保持し、記録されている同祖領域重複頻度ファイルに追加することにより、新たな同祖領域重複頻度ファイルとする。このとき、以前の同祖領域重複頻度ファイルは、削除するようにする。最終的な同祖領域重複頻度ファイルを出力することにより、同祖領域の重複頻度を決定することが可能となる。
【０１０６】
また、重複させた同祖領域ファイルに誤りがあった場合や、ファイル数を減らしたい場合には、同祖領域重複頻度ファイルから抜き出したい同祖領域ファイルの多型マーカーを示す位置情報に割り当てられた１を減算する処理を行う。
【０１０７】
<実施形態３の流れ>
図１１は実施形態２の同祖領域判定方法の流れを示したものである。まず、二倍体以上である各検体ＤＮＡごとに、多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定し（ホモ接合判定ステップ  Ｓ１１０１）、判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を取得する（ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ  Ｓ１１０２）。次に、三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定め（組合せ決定ステップ  Ｓ１１０３）、定められた組合せの検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を比較することによって、共通ホモ接合領域情報を取得する（共通ホモ接合領域情報取得ステップ  Ｓ１１０４）。続いて、前記共通ホモ接合領域情報に含まれるホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした領域を同祖領域であると判定する（同祖領域判定ステップ  Ｓ１１０５）。そして、前記同祖領域判定ステップにて同祖領域であると各組合せごとに判定された領域が、重なる頻度を取得する（同祖領域重複頻度取得ステップ  Ｓ１１０６）。
【０１０８】
<実施形態３の効果>
本実施形態の同祖領域判定装置及び方法によって、原因遺伝子が未同定の疾患を有しているヒト、動物、植物のＤＮＡを検体として用いた場合には、疾患の原因遺伝子を有している可能性の高い領域の絞り込みを行うことができる。また、家畜などの動物や植物の品種改良を行う際に、本実施形態の同祖領域判定方法を用いることにより、有為な機能や形質を発現するような遺伝子の探索が可能となる。
【０１０９】
<<実施形態４>>
<実施形態４の概要>
本実施形態の同祖領域判定方法及び装置は、重要同祖領域情報を取得することを特徴とし、測定対象とした検体の集団において特に重複頻度の高い同祖領域を特定することができる。
【０１１０】
<実施形態４の構成>
図１２に実施形態３を基本とする本実施形態の機能ブロックの一例を示した。本実施形態の「同祖領域判定装置」（１２００）は、「ホモ接合判定部」（１２０１）と、「ホモ接合ハプロタイプ情報取得部」（１２０２）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（１２０３）と、「同祖領域判定部」（１２０４）と、「同祖領域重複頻度取得部」（１２０５）と、「組合せ決定部」（１２０６）と、「重複同祖領域情報蓄積部」（１２０７）と、「重要同祖領域情報取得部」（１２０８）を有する。
【０１１１】
「重複同祖領域情報蓄積部」（１２０７）は、重複同祖領域情報を蓄積するように構成されている。「重複同祖領域情報」とは、前記同祖領域重複頻度取得部（１２０５）にて取得された同祖領域重複頻度と対応付けられている同祖領域情報をいう。「対応付けられて」とは、合わせられてという意味である。すなわち、重複同祖領域情報とは、同祖領域の位置、連続確率、連続距離、同祖領域に含まれる多型マーカーの位置、ＩＤなどの同祖領域情報と、同祖領域重複頻度の情報とを合わせた情報をいう。重複同祖領域情報蓄積部は、これらの情報を蓄積する。
【０１１２】
「重要同祖領域情報取得部」（１２０８）は、前記重複同祖領域情報蓄積部（１２０７）に蓄積されている重複同祖領域情報のうち、重要同祖領域情報を取得するように構成されている。「重要同祖領域情報」とは、所定の重複頻度以上である重複頻度と対応付けられている同祖領域情報をいう。「所定の重複頻度」とは、設定した重複頻度をいい、例えば１０のように設定できる。３０組の組合せの同祖領域を判定し、所定の重複頻度を１０とした場合には、前記同祖領域情報蓄積部に蓄積されている３０組の組合せの同祖領域情報のうち、１０以上の組合せにおいて同祖領域と判定されている同祖領域情報のみが取得される。
【０１１３】
重複同祖領域情報蓄積部と重要同祖領域情報取得部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。重複同祖領域情報蓄積部は、前記同祖領域重複頻度取得部にて取得された位置情報に関連付けられた同祖領域重複頻度ファイルを記憶領域に保存する。また、同祖領域重複頻度ファイルは、各検体の出生地、生息地、疾患、人種、品種などの情報とともに保存したり、それらの情報ごとに別ファイルとして保存してもよい。
【０１１４】
重要同祖領域情報取得部は、前記重複同祖領域情報蓄積部に保存されている位置情報に関連付けられている同祖領域重複頻度ファイルのうち、所定の重複頻度以上である同祖領域の情報を取得する。この所定の重複頻度以上である同祖領域情報を重要同祖領域ファイルという。つまり、同祖領域重複頻度ファイルにてＡ：２０、Ｂ：５０、Ｃ：１００、（ＤからＸまではすべて１００）、Ｙ：５０、Ｚ：３０（ここで、Ａ：２０とは、Ａという位置のホモ接合型多型マーカーが２０の同祖領域重複ファイルに含まれていることを示す）というが情報が保存されていた場合に、重複頻度が５０以上である同祖領域情報を指定した時には、「ＢからＹ」という位置情報が重要同祖領域ファイルに記録される。最終的に、重要同祖領域ファイルに格納されている位置情報を出力すれば重要同祖領域を特定することが可能となる。
【０１１５】
また、遺伝子の情報を位置情報に関連付けて記憶領域に遺伝子情報ファイルとして別途保存しておく。遺伝子の情報とは、遺伝子がコードするたんぱく質の情報であり、疾患との関係が知られている場合には、疾患の名称等の情報とも関連付けておくこともできる。この遺伝子情報ファイルは、既存のデータベースの出力データを通信や記録媒体を介して取得し、ハードディスクドライブや、ＲＡＭなどの記憶領域に記憶したものでもよい。同祖領域重複頻度ファイルの位置情報が、記憶領域に別途保存されている劣性遺伝子の存在する領域を含んでいる場合には、その遺伝子情報を同祖領域重複頻度ファイルに関連付けて記憶するようにしてもよい。
【０１１６】
<実施形態４の流れ>
図１３は、実施形態４の処理の流れを示したものである。まず、二倍体以上である各検体ＤＮＡごとに、多型マーカーを構成している塩基が、ホモ接合であるか判定し（ホモ接合判定ステップ  Ｓ１３０１）、判定の対象となった多型マーカーのうち、ホモ接合と判定された多型マーカーのみを選択して、各検体に対してホモ接合型ハプロタイプ情報を取得する（ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ  Ｓ１３０２）。次に、三以上の検体から任意の二以上の検体の組合せを定め（組合せ決定ステップ  Ｓ１３０３）、定められた組合せの検体のホモ接合型ハプロタイプ情報を比較することによって、共通ホモ接合領域情報を取得する（共通ホモ接合領域情報取得ステップ  Ｓ１３０４）。続いて、前記共通ホモ接合領域情報に含まれるホモ接合型多型マーカーの連続確率及び／又は連続距離が所定の同祖判定条件を満たした領域を同祖領域であると判定する（同祖領域判定ステップ  Ｓ１３０５）。そして、前記同祖領域判定ステップにて同祖領域であると各組合せごとに判定された領域が、重なる頻度を取得し（同祖領域重複頻度取得ステップ  Ｓ１３０６）、取得した重複頻度を同祖領域情報に対応付けた重複同祖領域情報を蓄積する（重複同祖領域情報蓄積ステップ  Ｓ１３０７）。最後に、前記重複同祖領域情報蓄積ステップにて蓄積した重複同祖領域情報のうち所定の重複頻度以上である重要同祖領域情報を取得する（重要同祖領域情報取得ステップ  Ｓ１３０８）。
【０１１７】
<実施形態４の効果>
本実施形態の同祖領域判定装置によって、複数の組合せにおいて同祖領域と判定された領域のうちで、さらに重複頻度の高い領域の情報のみを取得することができる。これにより、疾患感受性遺伝子の探索を行う領域の絞り込む場合に、所定の重複頻度の設定値を変化することによって探索候補領域数の調整を行うことが可能となる。
【０１１８】
<<実施形態５>>
<実施形態５の概要>
本実施形態の同祖領域判定装置は、同祖領域情報を視覚化して出力することができることを特徴とし、同祖領域を容易に判断することができる。
【０１１９】
<実施形態５の構成>
図１４に実施形態１を基本とする本実施形態の機能ブロックの一例を示した。本実施形態の「同祖領域判定装置」（１４００）は、「ホモ接合判定部」（１４０１）と、「ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部」（１４０２）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（１４０３）と、「同祖領域判定部」（１４０４）と、「同祖領域情報出力部」（１４０５）とを有する。
【０１２０】
「同祖領域情報出力部」（１４０５）は、同祖領域情報を視覚化して出力するように構成されている。「同祖領域情報」とは、前記同祖領域判定部（１４０４）にて共通ホモ接合領域のうち同祖判定条件を満たすと判定された領域を示す情報をいう。「視覚化して出力する」とは、視認可能な状態として表すことをいい、例えば表、グラフ、図などとして出力することができる。出力方法としては、例えばディスプレイへの表示、印刷、記録媒体への書き込み等により行うことができる。同祖領域情報を視覚化して出力することにより、二以上の検体間の同祖領域が染色体上のいずれの位置にあるかの判断を容易にすることができる。
【０１２１】
同祖領域情報出力部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。同祖領域判定部において取得された同祖領域ファイルは、入出力インターフェイスを介して同祖領域出力部により出力される。同祖領域ファイルに保存されている同祖領域の位置情報を順次読み出し、その位置情報に対応する染色体上の領域を所定のルールに従って視覚化する処理を行う。所定のルールとは、同祖領域の両端の位置情報を染色体の番号順に小さい位置情報のものから並べて表として表すというルールであったり、同祖領域の長さ１００ｋｂを幅１ｍｍの領域として染色体地図上に図示するといったルールであってもよい。その一例として染色体地図上に出力したものが、図１５である。図左の番号は染色体番号を表し、グレーの領域はテロメアやセントロメアを除く染色体領域を示している。そして、黒く塗られている領域が同祖領域を示している。この図は、実施例にて説明する共通の疾患（肺胞微石症）を有する患者２名の同祖領域を示している。実際、肺胞微石症の原因遺伝子は黒矢印にて示した領域に存在することがわかっており、本発明が有用であることを示している。
【０１２２】
<実施形態５の流れ>
図１６を用いて計算機による実施形態５の処理の流れの一例を説明する。図１６では、多型マーカーとしてＳＮＰを用い、同祖判定条件を連続確率が１／１０５以下に設定し、２検体に対して同祖判定を行っている。まず、ＳＮＰタイピング結果を取得すると、一の検体を選択し（Ｓ１６０１）、続いてＳＮＰの種類をＡ／Ａのホモ、Ｂ／Ｂのホモ、それ以外（Ａ／Ｂのヘテロ、又はＮｏｃａｌｌ）の３つに分類し、それぞれＡ、Ｂ、０とする（Ｓ１６０２）。このとき、Ａ及びＢはあらかじめどの塩基を示すものであるかを決定しておくものとする。また、Ｎｏｃａｌｌは、塩基の検出が行えなかったものである。ＳＮＰを染色体及び位置により並び替えることにより、ハプロタイプを決定する（Ｓ１６０３）。Ｓ１６０２及びＳ１６０３の処理をもう一つの検体ファイルに対しても行う。
【０１２３】
次に、処理を行っていない最も番号の小さい染色体の一を選択する（Ｓ１６０５）。選択した染色体の位置番号が小さいものから順に、２検体間で共通するホモ接合型ＳＮＰの種類を比較する（Ｓ１６０６）。ここで、ＡＡとは、２検体ともにＡ／Ａのホモ接合であることを示している。まず、共通ホモ接合型ハプロタイプのｓｔａｒｔとなるホモ接合型ＳＮＰを検索する（Ｓ１６０７〜Ｓ１６１０）。最初に検出した共通する型のホモ接合型ＳＮＰ（ＡＡ又はＢＢ）をｓｔａｒｔとする（Ｓ１６１０）。次に、隣のホモ接合型ＳＮＰを検索し（Ｓ１６１１）、共通する型のＳＮＰ（ＡＡ又はＢＢ又は００）であれば、さらに次のＳＮＰを検索する（Ｓ１６１１）。このとき、隣のＳＮＰが共通する型のホモ接合型ＳＮＰ（ＡＡ又はＢＢ）であれば（Ｓ１５１３ＹＥＳ）、連続するホモ接合型ＳＮＰのホモ接合比を連続確率（初期値を１とする）に乗算する（Ｓ１６１４）。しかし、隣のＳＮＰが異なる型のホモ接合型ＳＮＰ（ＡＢ又はＢＡ）であれば（Ｓ１６１５ＹＥＳ）、一つ前の共通する型のホモ接合型ＳＮＰをホモ接合領域のｅｎｄとし、連続確率を１とする（Ｓ１６１６）。続いて、選択した染色体のすべての処理が終了していない場合には（Ｓ１６１７ＮＯ）、次にホモ接合領域のｓｔａｒｔとなるＳＮＰを検索するステップ（Ｓ１６０９）に戻り、選択した染色体のすべてのＳＮＰを検索するまで繰り返す。選択した染色体のすべてのＳＮＰを検索し（Ｓ１６１７ＹＥＳ）、すべての染色体の処理が完了したかを確かめる。すべての染色体の処理が完了していない場合には（Ｓ１６１８ＮＯ）、次の染色体の検索を開始する（Ｓ１６０５）。すべての染色体の処理が完了した場合には（Ｓ１６１８ＹＥＳ）、ホモ接合比を乗算した値が設定した同祖判定条件（１／１０５以下）を満たす領域の情報のみを記録し、この情報を視覚化できる形式に変更して出力する（Ｓ１６１９）。
【０１２４】
上記処理プログラムの一例を以下の図１７から図２２に示す。下記プログラムは、１０万個のＳＮＰの検出し、同祖判定条件を連続確率が１／１０５以下として、同祖領域の判定を行っている。表に示すプログラムは一例であり、これに限られない。
【０１２５】
<実施形態５の効果>
本実施形態の同祖領域判定装置及び方法によれば、同祖領域情報を視覚化して出力することができる。これにより、疾患遺伝子位置との比較や、他の検体との目視による比較が容易となる。
【０１２６】
<<実施形態６>>
<実施形態６の概要>
本実施形態の同祖領域判定装置は、同祖領域重複頻度情報又は重要同祖領域情報を視覚化して出力することができることを特徴とし、同祖領域を容易に判断することができる。
【０１２７】
<実施形態６の構成>
図２３に実施形態１を基本とする本実施形態の機能ブロックの一例を示した。本実施形態の「同祖領域判定装置」（２３００）は、「ホモ接合判定部」（２３０１）と、「ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部」（２３０２）と、「共通ホモ接合領域情報取得部」（２３０３）と、「同祖領域判定部」（２３０４）と、「同祖領域重複頻度取得部」（２３０５）と、「組合せ決定部」（２３０６）と、「重複同祖領域情報蓄積部」（２３０７）と、「重要同祖領域情報取得部」（２３０８）と、「同祖領域重複頻度情報出力部」（２３０９）と、「重要同祖領域情報出力部」（２３１０）とを有する。
【０１２８】
「同祖領域重複頻度情報出力部」（２３０９）は、同祖領域重複頻度情報を出力するように構成されている。「同祖領域重複頻度情報」とは、前記同祖領域重複頻度取得部（２３０５）にて取得された同祖領域重複頻度を視覚化した情報をいう。同祖領域重複頻度を視覚化して出力することにより、重複頻度の高い同祖領域がいずれの位置にあるのかの判断を容易にすることができる。
【０１２９】
同祖領域重複頻度情報出力部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。同祖領域重複頻度情報取得部において取得された重複頻度ファイルは、入出力インターフェイスを介して同祖領域重複頻度情報出力部により出力される。重複頻度ファイルに記憶されている同祖領域の位置情報を順次読み出し、その位置情報に対応する染色体の領域を所定のルールに従って視覚化する処理を行う。所定のルールとは、横軸を染色体の位置、縦軸を重複頻度とするようなグラフによって出力するというルールであってもよい。出力方法の一例として、重複頻度と色の濃さとを対応させて染色体地図上に出力したものが、図２４である。この図の基本的な構成は、図１５と同じである。色の濃い領域が重複頻度の高い同祖領域を示している。このように、重複頻度の高い領域を容易に判断することができる。
【０１３０】
「重要同祖領域情報出力部」（２３１０）は、前記重要同祖領域情報取得部（２３０８）にて取得された重要同祖領域情報を視覚化して出力するように構成されている。重要同祖領域情報を視覚化して出力することにより、設定した重複頻度以上の同祖領域がいずれの位置にあるのかの判断を容易にすることができる。
【０１３１】
重要同祖領域情報出力部の計算機による構成の一例は、次のようなものである。重要同祖領域情報取得部において取得された重要同祖領域ファイルは、入出力インターフェイスを介して重要同祖領域情報出力部により出力される。重要同祖領域ファイルに記憶されている同祖領域の位置情報を順次読み出し、その位置情報に対応する染色体の領域を所定のルールに従って視覚化する処理を行う。所定のルールとは、重要同祖領域の位置情報を染色体の番号順に小さい位置情報のものから並べて表として表すというルールであったり、重要同祖領域の長さ１００ｋｂを幅１ｍｍの領域として染色体地図上に図示するといったルールであってもよい。
【０１３２】
<実施形態６の効果>
複数の組合せの同祖領域情報を、同祖領域重複頻度情報又は重要同祖領域情報として出力することにより、集団における同祖領域の頻度を明確にすることできる。同祖領域重複頻度情報出力部を有する同祖領域判定装置は、重複頻度の高い領域を容易に判断することを可能にする。また、重要同祖領域情報出力部を有する同祖領域判定装置は、設定した重複頻度以上の同祖領域のみを出力するため、遺伝子探索を行う領域を限定し、効率的に遺伝子スクリーニングを行うことを可能にする。
【０１３３】
<<実施形態７>>
<実施形態７の概要>
本実施形態は、上記実施形態１から６のいずれか一に記載の同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置を用いた、特定の機能を有する遺伝子のスクリーニング方法に関する。
【０１３４】
<実施形態７−１>
実施形態７−１は、実施形態１から６のいずれか一に記載の同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置によって判定された同祖領域に含まれる遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子の配列と比較する遺伝子スクリーニング方法である。
【０１３５】
同祖領域と判定された領域内にある遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子の塩基配列と比較することによって、検体のＤＮＡの遺伝子配列の異常を調べる遺伝子スクリーニング方法である。原因遺伝子が未同定の劣性遺伝疾患を有する検体のＤＮＡを用いた場合、同祖領域として判定された領域は疾患感受性遺伝子の存在する候補領域であり、候補領域内のすべての遺伝子配列の決定を行うことによって、疾患感受性遺伝子を特定することが可能である。すなわち、異常遺伝子が同じ疾患を有する検体のＤＮＡに存在していれば、該遺伝子が原因遺伝子であると特定することができる。また、厳しい同祖判定条件によっても同祖領域と判定される領域から遺伝子配列の決定を行うようにすれば、効率よく疾患感受性遺伝子を特定することが可能となる。
【０１３６】
<実施形態７−２>
実施形態７−２は、実施形態１から６のいずれか一に記載の同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置によって判定された同祖領域情報が、前記重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている同祖領域情報と重複している場合に、重複している領域に含まれる遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子の塩基配列と比較する遺伝子スクリーニング方法である。
【０１３７】
疾患を有しているか不明な検体のＤＮＡの同祖領域情報が、重複同祖領域情報蓄積部に蓄積されている疾患等の情報と結びついた同祖領域情報と重複している場合に、重複領域に含まれる遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子の配列と比較することによって疾患を有しているか否かを判定することができる。重複同祖領域情報蓄積部が、疾患遺伝子や有意な形質を発現するような遺伝子の位置情報と、同祖領域情報とを対応させて蓄積することによって、遺伝子診断に用いることが可能である。
【０１３８】
<実施形態７−３>
実施形態７−３は、実施形態１から６のいずれか一に記載の同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域であるか否かを判定し、既知である遺伝子が含まれうる領域である場合に、既知である遺伝子と検体ＤＮＡの該遺伝子の塩基配列を比較する遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【０１３９】
「機能する」とは、優性又は劣性の性質を示すことをいう。ホモ接合となることによって獲得される性質には、例えば、寒さや害虫に強いといった性質や糖度が高くなる性質などがあり得る。検体ＤＮＡの同祖領域が、ホモ接合となることにより機能することがすでに既知である遺伝子の含まれうる領域と重複している場合に、重複している領域に含まれる遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子の塩基配列と比較することによって、該遺伝子の有無を調べることが可能となる。例えば、既知の劣性遺伝の原因遺伝子領域と比較することにより、劣性遺伝子疾患の簡易な罹患診断とすることができる。検体の同祖領域と疾患遺伝子領域は重複していた場合には、遺伝子の塩基配列を決定し原因遺伝子の特定を行う。
【０１４０】
<実施形態７−４>
実施形態７−４は、実施形態１から６のいずれか一に記載の同祖領域判定方法又は同祖領域判定装置によって判定された同祖領域が、該疾患に関係すると予想される遺伝子を含む場合に、前記検体ＤＮＡの同祖領域中の該遺伝子の塩基配列を決定し、正常遺伝子と比較する、遺伝子スクリーニング方法を提供する。
【０１４１】
「予想される遺伝子」とは、例えば、代謝異常を起こす疾患である場合には代謝に関与する酵素をコードする遺伝子、また免疫異常を起こす疾患である場合には免疫に関与する免疫に関与する物質をコードする遺伝子、のようにその疾患との関連性が推測できる遺伝子をいう。これにより、全く疾患と関連性が推測できない遺伝子を候補遺伝子から除くことにより、塩基配列を決定する遺伝子の数を減らすことができる。本実施形態の遺伝子スクリーニング方法により、肺胞微石症の原因遺伝子を同定を行った。詳細は、後述する実施例にて述べる。
【０１４２】
<実施形態７の効果>
遺伝子のスクリーニングを同祖領域の中から検索するという本実施形態の遺伝子のスクリーニング方法により、効率的に疾患感受性遺伝子の探索を行うことができる。また、本方法は、劣性遺伝のみならず、優性遺伝の遺伝子スクリーニングを行うことができるという優れた効果を有する。
【実施例１】
【０１４３】
肺胞微石症の原因遺伝子の同定の例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１４４】
<肺胞微石症について>
肺胞微石症は、肺胞内に層状、年輪状のリン酸カルシウムからなる無数の微結石が形成される原因不明の稀な疾患である（非特許文献５）。本疾患は小児から成人に至るまで見られるが発症における性差はなく、その症状は年齢により異なる。通常、小児期から若年期の症例では、胸部Ｘ線像に顕著なびまん性肺陰影が見られるにもかかわらず、概して自覚症状に乏しいが、４０歳以上の症例では運動時の呼吸困難、咳等自覚症状を訴える。本疾患の長期予後は発見時の年齢により異なるが、必ずしも良好ではない。特に、４０歳以上の中高年期では症状の進行に伴い咳、呼吸困難等の呼吸器症状を生じる。さらに症状の進行することで呼吸不全に陥り死亡する例も多い。
【０１４５】
本疾患は同胞発生の頻度が高いことや兄弟間のような水平伝播の傾向が見られることから常染色体劣性遺伝による遺伝子性肺疾患と考えられている（非特許文献６）。しかしながら、現在までその原因遺伝子は同定されていない。稀な疾患ではあるが、単一民族からなる島国のように同胞性の高い国や、宗教的背景から近親婚率の高い国では潜在的な発症頻度は必ずしも低いとは言えず、無視できる疾患ではない。特に、日本は本疾患の症例が世界でも多いことが知られており（非特許文献７）、本疾患の原因究明や治療方法の開発が望まれている。しかし、酸素療法等の対処療法や肺移植以外に、本疾患の有効な治療方法は知られていない。
【０１４６】
<検体>
図２５に示す肺胞微石症を発症した２名の患者（患者１、患者２）のＤＮＡを検体として用いた。黒色で示した人は肺胞微石症を示しており、斜線は死亡した患者を示している。患者１、２は近親婚家系であり、家系内に肺胞微石症の患者を有している。検体ＤＮＡは、血液から調整した。ゲノムＤＮＡを抽出する方法は、以下に示す方法の他、公知の方法を用いることができる。
【０１４７】
当該末梢血５ｍｌに溶解バッファー（終濃度：１００μg／ｍｌプロテイナーゼＫ、５０ｍＭ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ  ７．５）、１０ｍＭ  ＣａＣｌ２、１％  ＳＤＳ）を加えて、５０℃で３０分インキュベートして細胞を溶解した。続いて、前記細胞溶解液にＴＥバッファーで飽和させたフェノールを等量加えた後、容器を数回反転して混合した。次に、室温にて３０００×ｇで１０分間遠心処理を行い、水層とフェノール層に分離させた。続いて、上層の水層のみを採取して、新たな容器に移した。そして、再び当該水層にフェノール・クロロホルム混合液（１：１混合比）を等量加え、容器を数回反転して混合した。次に、室温にて３０００×ｇで１０分間再び遠心処理を行い、水層と中間層（変性タンパク質層）、及びフェノール・クロロホルム層の３層に分離させた。続いて、中間層を構成する変性タンパク質を混入させないように水層のみを採取した後、中間層が確認できなくなるまで前記フェノール・クロロホルム混合液による処理を数回繰り返し行った。次に、最後に得られた水層サンプルに終濃度５０μｇ／ｍｌになるようＲＮａｓｅ  Ａを加え、５０℃で１時間ほどインキュベートしてＲＮＡを分解した。続いて、前述の溶解バッファーを加えて再びプロテイナーゼＫ処理して、水層サンプル中のＲＮａｓｅ  Ａを失活させた。次に、前述のフェノール・クロロホルム混合液を等量加えて、再びフェノール・クロロホルム処理を行った。処理後の水層の容量に対して３Ｍ  酢酸ナトリウムを1／１０容量、及びイソプロパノールを等量加えて静かに撹拌した。最後に、析出してくるゲノムＤＮＡをガラス棒で絡め取るか、室温にて３０００×ｇで１０分間遠心処理を行い、目的のゲノムＤＮＡを得た。
【０１４８】
<多型マーカーの選択>
多型マーカーは、染色体の全範囲に亘って満遍なく配置されているＡｆｆｉｍｅｔｒｉｘ社のＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）  Ｈｕｍａｎ  Ｍａｐｐｉｎｇ  １００ｋ  ｓｅｔを用いて行った。ＧｅｎｅＣｈｉｐ  Ｈｕｍａｎ  Ｍａｐｐｉｎｇ  １００ｋ  ｓｅｔは、テロメアとセントロメアを除く領域を幅広くカバーし、約１０万個のＳＮＰを一度に検出することができる。１００ｋｂ以内に少なくとも１個のＳＮＰが含まれる領域は、全ＤＮＡの９２％、５０ｋｂ以内では８３％、１０ｋｂ以内では４０％に相当するため、疾患の原因が分かっていない場合の同祖領域の判定において好ましい。図２６にそのＳＮＰのカバー領域を示している。
【０１４９】
<ＳＮＰタイピング>
前記各検体のＤＮＡに対して、ＳＮＰのタイピングを行った。またその解析は、判定の信頼性を確保するため、Ａｕｓｔｒａｌｉaｎ  Ｇｅｎｏｍｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｆａｃｉｌｉｔｙ  とＡＲＯＳ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの２社に依頼して行った。タイピング結果は非常によく一致していた。ＳＮＰタイピングは、Ａｆｆｉｍｅｔｒｉｘ社のＧｅｎｅＣｈｉｐ  Ｍａｐｐｉｎｇ  １００ｋ  Ａｓｓａｙ  Ｍａｎｎｕａｌに従い、行った。
【０１５０】
<同祖領域の判定>
以下の処理は、図１７から図２２に示すプログラムを実行する本発明の同祖領域判定装置を用いて行った。具体的には、まず、ＳＮＰタイピングの結果から、まず各ＳＮＰがホモ接合かどうかを判定し、ホモ接合のＳＮＰのみを選択した。そして、選択したホモ接合のＳＮＰの塩基の種類により、各検体に対し一のハプロタイプを決定した。次に、３検体のうち２検体ずつの総あたりの組合せにより、共通ホモ接合領域を判定することとした。すなわち、患者１・２、患者２・３、患者３・１の３組の組合せとした。この各組合せにて、共通ホモ接合領域を判定した。そして、同祖判定条件を連続確率が１／１０５以下として、同祖領域の判定を行った。
【０１５１】
このようにして判定された同祖領域は、図１５に示す形で同祖領域情報出力部によって視覚化して出力することができる。図１５は、患者１、２の同祖領域を示している。複数の同祖領域が検出されており、複数の共通の祖先をもつ可能性があることがわかる。しかし、全染色体の中から一定の領域が特定されており、疾患原因遺伝子の候補領域の絞り込みを行うことができている。
【０１５２】
<原因遺伝子の特定>
本疾患は、劣性遺伝と考えられるため、本発明者らが以前に発明し特許出願を行っているｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法（特許文献２）を合わせて行い、さらに候補領域を絞り込むこととした。図２７は、ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法により患者１、２の同祖領域を判定し、さらに重複頻度を２とする重要同祖領域を出力したものである。これらの両方法（ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法とｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法）により得られた領域において共通する領域を視覚化して表したものが、図２８である。図２８に示すように、わずか２名の患者による判定にも係わらず、その原因遺伝子の候補領域が極めて狭い範囲に絞り込まれていることがわかる。本発明者は、ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法により、肺胞微石症の原因遺伝子が、リン酸共輸送体をコードするＳＬＣ３４Ａ２遺伝子であることを発見している。該遺伝子は、図２８中矢印にて示した領域に存在し、本発明が有用であることを証明した。
【０１５３】
<考察>
以上の結果から、Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法が有用であることが証明された。低浸透率である肺胞微石症の原因遺伝子の同定において、Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法と合わせて行うことにより、わずか２例の検体で原因遺伝子の候補領域を特定するに至ったことから、他の劣性疾患遺伝子の同定においても少数の検体で利用可能であることが示唆される。また、検体数を増やし、組合せの異なる検体間における同祖領域を複数検出することにより、原因遺伝子を有していない共通祖先の同祖領域を候補領域から排除することができ、Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法のみの場合にも、候補領域の絞込みを行うことが可能であると考えられる。したがって、本発明の同祖領域判定方法、同祖領域判定装置、及び遺伝子スクリーニング方法は、疾患感受性遺伝子の同定において非常に有効な解析方法を提供するものであることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
従来多くの家系あるいは対照群を必要とした疾患感受性遺伝子の探索研究において、本発明による同祖領域判定方法、同祖領域判定装置、及び遺伝子スクリーニング方法を適用することによって、少数の検体数（肺胞微石症においては３例）で疾患感受性遺伝子の特定を行うことが可能である。本発明は、家系解析を必要とせず少数の検体で原因遺伝子の同定可能であるため、現在症例が少なく原因遺伝子の同定に至っていない低浸透率の遺伝子疾患においても適用可能であり、同定された遺伝子は創薬分野においての利用性が非常に高い。また、複数の検体における重複頻度を観察ことにより複数の重複領域が存在する場合には、複数の疾患感受性遺伝子の候補領域を特定することが可能であり、多遺伝子疾患においても適用可能である。疾患を有していない検体や近親婚家系においても、疾患遺伝子が存在する領域が同祖領域であるかを判定することにより、簡易な遺伝子疾患の診断に用いることも可能である。さらに、本発明は、従来は困難であった優性遺伝疾患の疾患感受性遺伝子の探索を行える点において、非常に利用性が高い。
【０１５５】
さらに本発明は、有用な機能を果たす遺伝子や有用な形質を発現するような遺伝子を同定することも可能であるため、動物や植物の品種改良の分野においても利用可能であり、畜産・農業上の利用性も非常に高い。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】同祖領域の概念を説明する図
【図２】実施形態１の機能ブロックの一例を表す図
【図３】ホモ接合型ハプロタイプを説明する図
【図４】共通ホモ接合接合領域を説明する図１
【図５】共通ホモ接合接合領域を説明する図２
【図６】実施形態１の処理の流れの一例を説明する図
【図７】実施形態２の機能ブロックの一例を表す図
【図８】実施形態２の処理の流れの一例を説明する図
【図９】実施形態３の機能ブロックの一例を表す図
【図１０】同祖領域重複頻度の概念を説明する図
【図１１】実施形態３の処理の流れの一例を説明する図
【図１２】実施形態４の機能ブロックの一例を表す図
【図１３】実施形態４の処理の流れの一例を説明する図
【図１４】実施形態５の機能ブロックの一例を表す図
【図１５】Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法により判定した同祖領域を示す図
【図１６】実施形態５の処理の流れの一例を説明する図
【図１７】同祖領域判定プログラムの一例を示す図１
【図１８】同祖領域判定プログラムの一例を示す図２
【図１９】同祖領域判定プログラムの一例を示す図３
【図２０】同祖領域判定プログラムの一例を示す図４
【図２１】同祖領域判定プログラムの一例を示す図５
【図２２】同祖領域判定プログラムの一例を示す図６
【図２３】実施形態６の機能ブロックの一例を表す図
【図２４】同祖領域重複頻度の出力方法の一例を表す図
【図２５】実施例１において検体とした患者の家系図
【図２６】実施例１において選択したＳＮＰの範囲を表す図
【図２７】Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法により判定した同祖領域を示す図
【図２８】Ｈｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｈａｐｌｏｔｙｐｉｎｇ法及びＨｏｍｏｚｙｇｏｓｉｔｙ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ法により判定した同祖領域の共通部分を示す図
【符号の説明】
【０１５７】
０７００    同祖領域判定装置
０７０１    多型マーカー選択部
０７０２    ホモ接合判定部
０７０３    ホモ接合型ハプロタイプ情報取得部
０７０４    共通ホモ接合領域情報取得部
０７０５    同祖領域判定部
Ｓ０８０１  多型マーカー選択ステップ
Ｓ０８０２  ホモ接合判定ステップ
Ｓ０８０３  ホモ接合型ハプロタイプ情報取得ステップ
Ｓ０８０４  共通ホモ接合領域情報取得ステップ
Ｓ０８０５  同祖領域判定ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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