(57)【要約】【課題】未知遺伝子の発現部位予測・機能解析を迅速かつ効率的におこなうことが可能な遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラム、遺伝子発現部位予測支援装置を提供すること。【解決手段】未知遺伝子の配列を入力し（ステップＳ５０１）、対象遺伝子のゲノム配列へのｍａｐｐｉｎｇをおこない（ステップＳ５０２）、ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出し（ステップＳ５０３）、算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を抽出する（ステップＳ５０４）。より具体的には、算出された距離が短い一つまたは複数の周辺遺伝子の発現部位を前記未知の遺伝子の発現部位として特定する。【選択図】　　　図５
2004127256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定する特定工程と、
を含んだことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項２】
未知の遺伝子の配列情報を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力された配列情報にかかる未知の遺伝子のゲノム配列上の位置を取得する位置情報取得工程と、
前記位置情報取得工程によって取得された未知の遺伝子のゲノム配列上の位置の周辺に存在する、発現部位が特定されている周辺遺伝子を検索する検索工程と、
前記検索工程によって検索された周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報を取得する発現部位情報取得工程と、
前記検索工程によって検索された発現部位が特定されている周辺遺伝子の前記ゲノム配列上の位置と未知の遺伝子のゲノム配列上の位置との距離を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離の近い順に前記周辺遺伝子をソートするソート工程と、
前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位に関する情報を、前記ソート工程によってソートされた周辺遺伝子の順に出力する発現部位情報出力工程と、
を含んだことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項３】
前記発現部位情報出力工程は、ソートされた上位の周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報がある場合は、当該発現部位に関する情報以外の情報のみを出力することを特徴とする請求項２に記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項４】
前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置との距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項５】
前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項６】
前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項７】
前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置との距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項８】
前記算出工程は、あらかじめ別の方法で前記未知の遺伝子が発現することがわかっている部位のうち、前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位がどれくらい占めるかの割合と、あらかじめ別の方法で未知の遺伝子が発現しないことがわかっている部位のうち、前記発現部位情報取得工程によって取得されなかった発現部位がどれくらい占めるかの割合とに基づいて、算出された距離のしきい値を設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【請求項９】
ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出させる算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定させる特定工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする遺伝子発現部位予測支援プログラム。
【請求項１０】
ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、未知の遺伝子配列が与えられたときに、当該遺伝子が発現する部位の予測を支援する遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラム、および遺伝子発現部位予測支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の遺伝子工学の進歩に伴い遺伝子配列の解読が進んでおり、それに伴って増加している未知遺伝子の機能解明が求められている。遺伝子の機能解明に有効な方法として、対象遺伝子が発現している部位を基にした機能予測がある。そのため、未知遺伝子の発現部位を予測する技術が必要とされる。
【０００３】
従来、未知遺伝子の発現部位を予測するには、実際に実験により未知遺伝子が発現している組織を探索する方法と、計算機により大量のＥＳＴ配列に対して未知遺伝子配列のホモロジー検索をおこなう方法（特許文献１参照）とが存在する。これは、ＥＳＴデータベースから、発現部位を予測したい遺伝子配列のホモロジーを検索し、当該ＥＳＴの発現情報を抽出するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７７１７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術のうち、実際に実験により未知遺伝子が発現している組織を探索する方法においては非常な労力を要し、効率的な機能解析をおこなうことができないという問題点があった。また、ホモロジー検索をおこなう方法においても、大量のＥＳＴ配列の管理あるいはホモロジー検索そのものの処理に時間がかかるため、やはり同様に迅速な機能解析を妨げているという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記問題を解決するため、未知遺伝子の発現部位予測・機能解析を迅速かつ効率的におこなうことが可能な遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラム、遺伝子発現部位予測支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラムおよび遺伝子発現部位予測支援装置は、ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出し、算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定することを特徴とする。
【０００８】
これらの発明によれば、ゲノム配列上で遺伝子間の距離が近いもの程同一部位に発現する傾向を用いて、周辺遺伝子の発現部位情報から未知の遺伝子の発現部位を推測することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラムおよび遺伝子発現部位予測支援装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（遺伝子発現部位予測支援方法の概要）
まず、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援方法の概要について説明する。図１は、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援方法の概要を示す説明図である。
【００１１】
図１において、１００はゲノム配列であり、１０１は、未知遺伝子（対象遺伝子）であり、１０２および１０３は周辺遺伝子である。未知遺伝子１０１をゲノム配列１００上にｍａｐｐｉｎｇし、周辺遺伝子１０２，１０３の発現部位を抽出し、未知遺伝子１０１との距離（距離ａ、距離ｂ）によってスコア付けをおこなって、未知遺伝子１０１の発現部位の予測に用いる。
【００１２】
周辺遺伝子Ａ１０２にあっては、発現部位はｂｒａｉｎ（脳）およびｏｖａｒｙ（卵巣）であり、未知遺伝子１０１との距離はａである。一方、周辺遺伝子Ｂ１０３にあっては、発現部位はｓｐｌｅｅｎ（脾臓）であり、未知遺伝子１０１との距離はｂである。距離ａ＜距離ｂであるから、この未知遺伝子１０１の発現部位としては、ｂｒａｉｎ（脳）またはｏｖａｒｙ（卵巣）に、より関連があると予測することができる。
【００１３】
図２は、ゲノム配列上の遺伝子と発現部位の傾向を示す図表であり、同一部位に発現している遺伝子の組数（ヒト２１番染色体）についてグラフ化したものである。この図表からもわかるように、ゲノム配列１００上で遺伝子間の距離が近いものほど同一部位に発現する傾向があるといえる。この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援方法では、この傾向に基づいて、未知遺伝子１０１の発現部位の予測をおこなうものである。
【００１４】
（遺伝子発現部位予測支援装置のハードウエア構成）
つぎに、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置のハードウエア構成について説明する。図３は、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【００１５】
図３において、遺伝子発現部位予測支援装置は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、ＨＤＤ３０４と、ＨＤ３０５と、ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）３０６と、着脱可能な記録媒体の一例としてのＦＤ（フレキシブルディスク）３０７と、ディスプレイ３０８と、Ｉ／Ｆ（インタフェース）３０９と、キーボード３１１と、マウス３１２と、スキャナ３１３と、プリンタ３１４と、を備えている。また、各構成部はバス３００によってそれぞれ接続されている。
【００１６】
ここで、ＣＰＵ３０１は、遺伝子発現部位予測支援装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがってＨＤ３０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ３０５は、ＨＤＤ３０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００１７】
ＦＤＤ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがってＦＤ３０７に対するデータのリード／ライトを制御する。ＦＤ３０７は、ＦＤＤ３０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、ＦＤ３０７に記録されたデータを情報処理装置へ読み取らせたりする。着脱可能な記録媒体として、ＦＤ３０７のほか、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　ＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、メモリーカードなどであってもよい。ディスプレイ３０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどである。
【００１８】
Ｉ／Ｆ（インタフェース）３０９は、通信回線を通じてＬＡＮやインターネットなどのネットワーク３１０に接続され、ネットワーク３１０を介して、データベースなどを備えた他のサーバーや情報処理装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ３０９は、ネットワーク３１０と内部とのインタフェースを司り、他のサーバーや情報端末装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ３０９は、たとえばモデムなどである。
【００１９】
キーボード３１１は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス３１２は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウインドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様の機能を備えるものであれば、トラックボール、ジョイスティックなどであってもよい。
【００２０】
スキャナ３１３は、図形や写真などの画像を光学的に読み取り、情報処理装置内に画像データとして取り込む。さらにＯＣＲ機能も備えており、ＯＣＲ機能によって、印刷された情報を読み取ってデータ化することもできる。また、プリンタ３１４は、輪郭画像情報などの画像データや文書データを印刷する。たとえば、レーザプリンタ、インクジェットプリンタなどである。
【００２１】
（遺伝子発現部位予測支援装置の機能的構成）
つぎに、遺伝子発現部位予測支援装置の機能的構成について説明する。図４は、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。図４において、４０１は未知遺伝子配列読込部であり、４０２はゲノム配列読込部であり、４０３は配列比較処理部であり、４０４は未知遺伝子配列位置取得部であり、４０５は周辺遺伝子探索処理部であり、４０６は発現プロファイルＤＢ読込部であり、４０７は周辺遺伝子発現部位取得部であり、４０８は周辺遺伝子発現部位重み付け処理部であり、４０９は出力部である。
【００２２】
ここで、未知遺伝子配列読込部４０１は、未知遺伝子１０１の配列情報を読み込むことによって未知遺伝子１０１の配列情報の入力を受け付ける。未知遺伝子配列読込部４０１は、Ｉ／Ｆ３０９あるいは、キーボード３１１、マウス３１２、スキャナ３１３などによってその機能を実現することができる。
【００２３】
また、ゲノム配列読込部４０２は、未知遺伝子１０１に関連あるゲノム配列１００の情報を読み込むことによって未知遺伝子１０１の配列情報の入力を受け付ける。ゲノム配列読込部４０２も、未知遺伝子配列読込部４０１と同様に、Ｉ／Ｆ３０９あるいは、キーボード３１１、マウス３１２、スキャナ３１３などによってその機能を実現することができる。
【００２４】
また、配列比較処理部４０３は、未知遺伝子配列読込部４０１において読み込まれた未知遺伝子１０１の配列情報と、ゲノム配列読込部４０２において読み込まれたゲノム配列１００の情報とを比較することによって、未知遺伝子配列読込部４０１において読み込まれた未知遺伝子１０１の配列情報を、ゲノム配列読込部４０２において読み込まれたゲノム配列１００の情報にｍａｐｐｉｎｇする。ｍａｐｐｉｎｇについての詳細は後述する。
【００２５】
また、未知遺伝子配列位置取得部４０４は、配列比較処理部４０３によって比較された比較結果４５１、すなわちゲノム配列１００上にｍａｐｐｉｎｇされた未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の位置を取得する。そして取得された位置については未知遺伝子位置情報４５２として周辺遺伝子探索処理部４０５へ送られる。
【００２６】
また、周辺遺伝子探索処理部４０５は、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の位置の周辺に存在する、発現部位が特定されている周辺遺伝子（遺伝子Ａ１０２，遺伝子Ｂ１０３）を、ゲノム配列読込部４０２から送られた周辺遺伝子名・位置情報４５３に基づいて検索する。そして、その結果として、周辺遺伝子名情報４５４を発現プロファイルＤＢ読込部４０６へ送るとともに、周辺遺伝子位置情報４５６を、周辺遺伝子発現部位重み付け処理部４０８へ送る。
【００２７】
また、発現プロファイルＤＢ読込部４０６は、周辺遺伝子探索処理部４０５によって検索され、その周辺遺伝子名情報４５４が送られた周辺遺伝子についての発現プロファイルを、後述する発現プロファイルＤＢ５５３から読み込む。
【００２８】
また、周辺遺伝子発現部位取得部４０７は、発現プロファイルＤＢ読込部４０６によって読み込まれた発現プロファイルの中から、当該周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報を取得し、周辺遺伝子発現部位情報４５５として、周辺遺伝子発現部位重み付け処理部４０８へ送る。
【００２９】
また、周辺遺伝子発現部位重み付け処理部４０８は、ゲノム配列１００上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子１０２，１０３が存在する位置と未知遺伝子１０１が存在する位置との距離を算出し、算出された距離に基づいて、未知遺伝子１０１の発現部位を特定する。たとえば、算出された距離が短い一つまたは複数の周辺遺伝子の発現部位を未知遺伝子１０１の発現部位として特定することができる。
【００３０】
また、発現部位が特定されている周辺遺伝子のゲノム配列上の位置と未知遺伝子のゲノム配列上の位置との距離を算出し、算出された距離の近い順に周辺遺伝子をソートする。そして、ソートされた上位の周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報がある場合は、その情報をマージする。すなわち、当該発現部位に関する情報を削除し、当該発現部位に関する情報以外の情報のみを残し、後述する出力部４０９が、残された当該発現部位に関する情報以外の情報のみ出力する。
【００３１】
なお、配列比較処理部４０３、未知遺伝子配列位置取得部４０４、周辺遺伝子探索処理部４０５は、周辺遺伝子発現部位取得部４０７、周辺遺伝子発現部位重み付け処理部４０８は、たとえば、図３に示すＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤ３０５あるいはＦＤ３０７に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１が実行することによってそれらの機能を実現する。
【００３２】
また、出力部４０９は、周辺遺伝子発現部位重み付け処理部４０８によって処理された発現部位に関する情報を、ソートされた周辺遺伝子の順に出力する。また、取得された発現部位に関する情報を一覧表示するようにしてもよい。これが未知遺伝子予測発現部位一覧４５７となる。出力部４０９は、たとえば図３に示したＦＤ３０７およびＦＤＤ３０６、Ｉ／Ｆ３０９などによって外部へ出力することができる。また、プリンタ３１４などによって印刷させることもでき、さらには、ディスプレイ３０８などによって表示させるようにすることもできる。
【００３３】
（遺伝子発現部位予測支援装置の処理手順）
つぎに、遺伝子発現部位予測支援装置の処理の手順について説明する。図５は、この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
図５のフローチャートにおいて、まず、（１）対象遺伝子（未知遺伝子）の配列を配列Ａ５５１（のデータベース）から読み取ることによって入力する（ステップＳ５０１）。つぎに（２）ゲノム配列情報を配列Ｂ５５２（のデータベース）から読み取ることによって対象遺伝子のゲノム配列へのｍａｐｐｉｎｇをおこなう（ステップＳ５０２）。そして、（３）対象遺伝子と周辺に存在する周辺遺伝子の距離を算出する（ステップＳ５０３）。さらに、（４）対象遺伝子の周辺に存在する周辺遺伝子の発現部位を発現プロファイルＤＢ５５３から抽出する（ステップＳ５０４）。そして、（５）周辺遺伝子の発現部位を対象遺伝子との距離で重み付けして出力する（ステップＳ５０５）。
【００３５】
（１）対象遺伝子（未知遺伝子）の配列入力（ステップＳ５０１）：
図６は、未知遺伝子１０１の配列Ａ５５１の配列情報の一例を示す説明図である。この配列Ａ５５１の配列情報を入力する。入力方法としては、ネットワーク３１０を介して入力してもよく、記録メディアを介して入力してもよい。また、キーボード３１１を用いて直接入力する方法であってもよく、さらにはＯＣＲ機能を搭載したスキャナ３１３を用いてイメージ情報としての配列情報を入力し、ディジタル情報に変換することによって入力する方法であってもよい。
【００３６】
（２）未知遺伝子のゲノム配列へのｍａｐｐｉｎｇ（ステップＳ５０２）：
図７は、ゲノム配列（配列Ｂ５５２）の配列情報の一部を示す説明図である。未知遺伝子１０１の配列Ａ５５１と、図７に示すゲノム配列Ｂ５５２の類似領域をホモロジー検索により求めた結果を図８に示す。このとき、配列Ａ５５１と配列Ｂ５５２との関係は、以下の通りであることが求められる。
【００３７】
▲１▼　配列Ａ５５１の殆どが配列Ｂ５５２上にｍａｐｐｉｎｇされていること。
▲２▼　配列Ａ５５１が配列Ｂ５５２にｍａｐｐｉｎｇされている状態で、配列Ａ５５１には隙間（ｇａｐ）８０１があってもよい。
▲３▼　配列Ａ５５１にｇａｐがある場合、ｇａｐによって区切られた配列Ａ５５１の断片の配列Ｂ５５２上でのｍａｐｐｉｎｇ順序は、配列Ａ５５１上での当該断片の出現順序と同じであること。
【００３８】
図８からわかるように、対象遺伝子の配列Ａ５５１のゲノム配列Ｂ５５２上の位置（先頭位置）は、「１２３１３７８９（ｂｐ）」８０２となる。
【００３９】
（３）未知遺伝子と周辺遺伝子の距離の算出（ステップＳ５０３）：
図９は、ゲノム配列Ｂ上にｍａｐｐｉｎｇされた未知遺伝子の配列Ａの周辺遺伝子とその位置情報の一例を示す説明図である。図９において、左欄には周辺遺伝子名が記載されるとともに、右欄には当該周辺遺伝子の位置（先頭位置）が記載されている。さらに、周辺遺伝子はゲノム配列１００上の出現順にソートされて記載されている。なお、ソートはステップＳ５０５の出力の際おこなうようにしてもよい。
【００４０】
また、図１０は、以下の計算式により、未知遺伝子の配列Ａと周辺遺伝子の距離を算出した結果を示す説明図である。
【００４１】
未知遺伝子の配列Ａと周辺遺伝子の距離（ｂｐ）　＝
｜（未知遺伝子Ａのゲノム配列Ｂ上の位置（ｂｐ））
−（周辺遺伝子のゲノム配列Ｂ上の位置（ｂｐ））｜
【００４２】
図１０において、左欄には周辺遺伝子名が記載されるとともに、右欄には当該周辺遺伝子の未知遺伝子からの距離が記載されている。さらに、周辺遺伝子は前記距離の短い順にソートされて記載されている。具体的には、周辺遺伝子「Ｃ２１ｏｒｆ４２」は、図９によると、ゲノム配列Ｂ５５２上の位置が「１２３３７８０４（ｂｐ）」であり、対象遺伝子の配列Ａ５５１のゲノム配列Ｂ５５２上の位置は、「１２３１３７８９（ｂｐ）」であるから、未知遺伝子からの距離は、｜１２３１３７８９（ｂｐ）−１２３３７８０４（ｂｐ）｜＝「２４０１５（ｂｐ）」となる。また、周辺遺伝子「ＡＤＡＭＴＳ１」は、図９によると、ゲノム配列Ｂ上の位置が「１３７８８２５６（ｂｐ）」であるから、未知遺伝子からの距離は、｜１２３１３７８９（ｂｐ）−１３７８８２５６（ｂｐ）｜＝「１４７４４６７（ｂｐ）」となる。
【００４３】
上述のように、発現部位が特定されている周辺遺伝子１０２，１０３が存在する位置と未知遺伝子１０１が存在する位置との距離を算出する際、両遺伝子のゲノム配列１００上の先頭位置に基づいておこなったが、これに限定されるものではない。たとえば、第２の算出方法として、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の最後尾の位置と、周辺遺伝子のゲノム配列１００上の最後尾の位置との距離を算出するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の先頭の位置と、周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出するようにしてもよい。この場合、周辺遺伝子が未知遺伝子１０１よりもゲノム配列１００上前方に存在しても、後方に存在してもいずれでもよい。また、その逆に、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の最後尾の位置と、周辺遺伝子のゲノム配列１００上の先頭の位置との距離を算出するようにしてもよい。この場合も、周辺遺伝子が未知遺伝子１０１よりもゲノム配列１００上前方に存在しても、後方に存在してもいずれでもよい。
【００４５】
また、遺伝子の位置を特定するのに、遺伝子の先頭または最後尾を基準とする代わりに、遺伝子のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置を基準として遺伝子間の距離を算出するようにしてもよい。より具体的には、遺伝子の先頭と最後尾の中間に該当する部分を位置の基準とすることができる。たとえば、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、周辺遺伝子のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出するとよい。
【００４６】
さらに、中間の任意の位置と、先頭または最後尾との距離を算出することもできる。具体的には、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列１００上の先頭の位置との距離を算出する。また、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列１００上の最後尾の位置との距離を算出することもできる。
【００４７】
同様に、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の先頭の位置と、周辺遺伝子のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出することもでき、未知遺伝子１０１のゲノム配列１００上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列１００上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出することもできる。
【００４８】
（４）未知遺伝子の周辺に存在する周辺遺伝子の発現部位の抽出（ステップＳ５０４）：
図１１は、発現プロファイルＤＢの例として、周辺遺伝子「ＡＤＡＭＴＳ１」の内容を示す説明図である。図１１において、ＧＥＮＥ１１０１は遺伝子略称を示しており、また、ＥＸＰＲＥＳＳ１１０２は発現部位の情報を示している。その他の各項目については、本実施の形態とは直接的な関連性を持たないためそれらの説明は省略する。
【００４９】
また、図１２は、図６に示した各遺伝子の発現部位を発現プロファイルＤＢ５５３から抽出した結果（リスト）を示す説明図である。図１２において、左欄には周辺遺伝子名が記載されるとともに、右欄には発現部位の内容が記載されている。さらに、周辺遺伝子は、図１０と同様に、前記距離の短い順にソートされて記載されている。なお、ソートはステップＳ５０５の出力の際おこなうようにしてもよい。
【００５０】
（５）周辺遺伝子の発現部位を未知遺伝子との距離で重み付け・出力（ステップＳ５０５）：
図１２に示すリストで、上位に発現している部位と同一の発現部位を持つ下位の発現部位をリスト上から削除する。たとえば、図１２より、未知遺伝子の最近傍の周辺遺伝子「Ｃ２１ｏｒｆ４２」の下位に位置する周辺遺伝子「ＭＲＰＬ３９」の発現部位として、「ｔｅｓｔｉｓ」が挙げられているが、これは、上位の周辺遺伝子「Ｃ２１ｏｒｆ４２」で既に発現していることがわかっているので、下位の周辺遺伝子「ＭＲＰＬ３９」の項では削除する。本操作を最下位の周辺遺伝子の発現部位まで繰り返す。削除した結果を図１３に示す。
【００５１】
上記（１）〜（５）の処理をおこなうことによって、未知遺伝子の配列Ａについて図１３に示すリストが得られる。本リストから、未知遺伝子の配列Ａが発現していると予測される部位を容易に推測することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、未知遺伝子配列から発現部位を容易に予測することができ、実験コストおよび計算機資源を節約することができる。したがって、本発明を利用することで、急増している未知遺伝子の機能解明を迅速におこなうことが可能となり、遺伝子工学の発展に寄与することが大きい。
【００５３】
（感度、特異性による予測精度の向上）
本実施の形態にあっては、図１に示したように、未知遺伝子１０１の発現部位の予測を、ある遺伝子がその周辺遺伝子（遺伝子Ａ１０２，遺伝子Ｂ１０３）の発現部位と同じ部位に発現する傾向に基づいておこなっている。したがって、未知遺伝子１０１と周辺遺伝子（遺伝子Ａ１０２，遺伝子Ｂ１０３）との距離が遠くなるにつれ、その予測精度が低くなる。そこで、未知遺伝子１０１の発現部位予測に用いる周辺遺伝子（遺伝子Ａ１０２，遺伝子Ｂ１０３）を、感度と特異性を用いて算出した未知遺伝子１０１からの距離（しきい値）でカットオフすることによって、遺伝子発現部位予測の精度を保つことができる。
【００５４】
ここで、上記感度とは、あらかじめ別の方法で未知遺伝子１０１が発現することがわかっている部位のうち、発現すると予測した、すなわち抽出された発現部位がどれくらい占めるかの割合を示したものであり、本値が高いほど偽陰性の結果が少なく、予測精度が高いということできる。また、上記特異性とは、あらかじめ別の方法で未知遺伝子が発現しないことがわかっている部位のうち、発現すると予測しなかった、すなわち抽出されなかった発現部位がどれくらい占めるかの割合を示したものであり、本値が高いほど偽陽性の結果が少なく、予測精度が高いということができる。
【００５５】
したがって、あらかじめ別の方法で未知遺伝子１０１が発現することがわかっている部位のうち、図５のステップＳ５０４において抽出された発現部位がどれくらい占めるかの割合（感度）と、あらかじめ別の方法で未知遺伝子１０１が発現しないことがわかっている部位のうち、ステップＳ５０４において抽出されなかった発現部位がどれくらい占めるかの割合（特異性）とに基づいて、ステップＳ５０３において算出された距離のしきい値を設定する。そして、設定されたしきい値の距離までに出現した周辺遺伝子のみをソートする（ステップＳ５０５）。なお、ステップＳ５０５の内容については、上述と同様である。
【００５６】
つぎに、感度と特異性の関係を下表に示す。この表において、以下の計算をおこなって感度と特異性とを求める。
【表１】
2004127256.tif 000003
【００５７】
感　度＝Ａ÷（Ａ＋Ｂ）
特異性＝ｂ÷（ａ＋ｂ）
【００５８】
図１４は、感度・特異性とを求める遺伝子のゲノム配列上の位置関係を示す説明図である。既知の遺伝子の情報を用いると、図１４に示すように、遺伝子Ａ１４０１、遺伝子Ｂ１４０２、遺伝子Ｃ１４０３をゲノム配列１４００上にｍａｐｐｉｎｇすることができる。ここでたとえば遺伝子Ａ１４０１を未知遺伝子と仮定して、遺伝子Ｂ１４０２と遺伝子Ｃ１４０３を周辺遺伝子として、上記予測手法を適用する。遺伝子Ｂ１４０２と遺伝子Ｃ１４０３についても同様におこなう。未知遺伝子と周辺遺伝子の距離のしきい値を、一例として、たとえば初期値１００Ｋｂｐから１００Ｋｂｐ刻みで３０００Ｋｂｐまでとして、各しきい値内で各未知遺伝子についてそれぞれ計算した感度の平均値と特異性の平均値をそれぞれ取得し、横軸を未知遺伝子と周辺遺伝子間の距離のしきい値、縦軸を感度・特異性としてプロットする。
【００５９】
図１５は、ヒト１９番染色体の既知のデータを用いておこなった計算結果を示す説明図（グラフ）である。また、図１６は、ヒト２１番染色体の既知のデータを用いておこなった計算結果を示す説明図（グラフ）である。図１５および図１６とも、横軸は距離であり、縦軸は感度・特異性である。図１５において、未知遺伝子と周辺遺伝子との距離が大きくなるにつれ、特異性は低くなり、逆に感度は高くなる。そこで、両者の交点をしきい値とすれば、偽陰性および偽陽性を少なくすることができ、予測精度を保つことが可能となる。図１５においては、しきい値はたとえば１００Ｋｂｐとなる。同様に図１６においては、しきい値はたとえば２００Ｋｂｐとなる。
【００６０】
このように、しきい値は染色体ごとに異なるため、予測の際には、あらかじめ全ての染色体において上記の計算をおこない、それぞれのしきい値を求めておくとよい。以下では、既知の遺伝子を例に、上記の感度・特異性から求めたしきい値を用いて発現部位を予測した結果を示す。
【００６１】
（実施例１）
ヒト遺伝子ＡＢＣＣ１３を用いて発現部位を予測した。図１７は、既知の遺伝子（ＡＢＣＣ１３）の発現部位を予測した結果を示す説明図である。ヒト遺伝子ＡＢＣＣ１３は、ヒト１９番染色体上に存在し、公共データベース（ＵｎｉＧｅｎｅ）では「ｌｉｖｅｒ　ａｎｄ　ｓｐｌｅｅｎ」から抽出され、肝臓および脾臓がその発現部位とされている。
【００６２】
また、図１７に示す周辺遺伝子「ＳＴＣＨ」において「ｌｉｖｅｒ　ａｎｄ　ｓｐｌｅｅｎ」１７０１が存在し、既知の発現部位を予測できたことが確認できる。一方、論文（Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ｒｅｓ　Ｃｏｍｍｕｎ．　２００２　Ｄｅｃ　６；２９９（３）：４１０−７）によれば、図１７中の下線の部位にもヒト遺伝子ＡＢＣＣ１３の発現が確認されている。
【００６３】
（実施例２）
ヒト遺伝子ＧＰＲ４０を用いて発現部位を予測した。図１８および図１９は、別の既知の遺伝子（ヒト遺伝子ＧＰＲ４０）の発現部位を予測した結果を示す説明図である。ヒト遺伝子ＧＰＲ４０は、ヒト２１番染色体上に存在し、公共データベース（ＵｎｉＧｅｎｅ）では「ｉｓｌｅｔｓ　ｏｆ　ｌａｎｇｅｒｈａｎｓ」から抽出され、ヒト膵臓のランゲルハンス島がその発現部位とされている。
【００６４】
また、図１９に示す周辺遺伝子「ＵＳＦ２」において「ｉｓｌｅｔｓ　ｏｆ　ｌａｎｇｅｒｈａｎｓ」１９０１が存在し、既知の発現部位を予測できたことが確認できる。一方、論文（Ｊ　Ｂｉｏｌ　Ｃｈｅｍ．　２００３　Ｍａｒ　２８；２７８（１３）：１１３０３−１１）によれば、図１８および図１９中の下線の部位にもヒト遺伝子ＧＰＲ４０の発現が確認されている。
【００６５】
なお、本実施の形態における遺伝子発現部位予測支援方法は、あらかじめ用意されたコンピュータ読み取り可能なプログラムであってもよく、またそのプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現される。このプログラムは、ＨＤ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【００６６】
（付記１）ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定する特定工程と、
を含んだことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援方法。
【００６７】
（付記２）前記特定工程は、前記算出工程によって算出された距離が短い一つまたは複数の周辺遺伝子の発現部位を前記未知の遺伝子の発現部位として特定することを特徴とする付記１に記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００６８】
（付記３）未知の遺伝子の配列情報を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力された配列情報にかかる未知の遺伝子のゲノム配列上の位置を取得する位置情報取得工程と、
前記位置情報取得工程によって取得された未知の遺伝子のゲノム配列上の位置の周辺に存在する、発現部位が特定されている周辺遺伝子を検索する検索工程と、
前記検索工程によって検索された周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報を取得する発現部位情報取得工程と、
前記検索工程によって検索された発現部位が特定されている周辺遺伝子の前記ゲノム配列上の位置と未知の遺伝子のゲノム配列上の位置との距離を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離の近い順に前記周辺遺伝子をソートするソート工程と、
前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位に関する情報を、前記ソート工程によってソートされた周辺遺伝子の順に出力する発現部位情報出力工程と、
を含んだことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援方法。
【００６９】
（付記４）前記発現部位情報出力工程は、ソートされた上位の周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報がある場合は、当該発現部位に関する情報以外の情報のみを出力することを特徴とする付記３に記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７０】
（付記５）前記発現部位情報出力工程は、前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位に関する情報を一覧表示することを特徴とする付記３または４に記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７１】
（付記６）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７２】
（付記７）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７３】
（付記８）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７４】
（付記９）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７５】
（付記１０）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７６】
（付記１１）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７７】
（付記１２）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７８】
（付記１３）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の先頭の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００７９】
（付記１４）前記算出工程は、前記未知の遺伝子のゲノム配列上の最後尾の位置と、前記周辺遺伝子のゲノム配列上の先頭と最後尾との中間の任意の位置との距離を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００８０】
（付記１５）前記算出工程は、あらかじめ別の方法で前記未知の遺伝子が発現することがわかっている部位のうち、前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位がどれくらい占めるかの割合と、あらかじめ別の方法で未知の遺伝子が発現しないことがわかっている部位のうち、前記発現部位情報取得工程によって取得されなかった発現部位がどれくらい占めるかの割合とに基づいて、算出された距離のしきい値を設定することを特徴とする付記１〜１４のいずれか一つに記載の遺伝子発現部位予測支援方法。
【００８１】
（付記１６）ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出させる算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定させる特定工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする遺伝子発現部位予測支援プログラム。
【００８２】
（付記１７）前記特定工程は、前記算出工程によって算出された距離が短い一つまたは複数の周辺遺伝子の発現部位を前記未知の遺伝子の発現部位として特定させることを特徴とする付記１６に記載の遺伝子発現部位予測支援プログラム。
【００８３】
（付記１８）未知の遺伝子の配列情報の入力させる入力工程と、
前記入力工程によって入力された配列情報にかかる未知の遺伝子のゲノム配列上の位置を取得させる位置情報取得工程と、
前記位置情報取得工程によって取得された未知の遺伝子のゲノム配列上の位置の周辺に存在する、発現部位が特定されている周辺遺伝子を検索させる検索工程と、
前記検索工程によって検索された周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報を取得させる発現部位情報取得工程と、
前記検索工程によって検索された発現部位が特定されている周辺遺伝子の前記ゲノム配列上の位置と未知の遺伝子のゲノム配列上の位置との距離を算出させる算出工程と、
前記算出工程によって算出された距離の近い順に前記周辺遺伝子をソートさせるソート工程と、
前記発現部位情報取得工程によって取得された発現部位に関する情報を、前記ソート工程によってソートされた周辺遺伝子の順に出力させる発現部位情報出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする遺伝子発現部位予測支援プログラム。
【００８４】
（付記１９）ゲノム配列上における、発現部位が特定されている周辺遺伝子が存在する位置と未知の遺伝子が存在する位置との距離を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された距離に基づいて、前記未知の遺伝子の発現部位を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援装置。
【００８５】
（付記２０）前記特定手段は、前記算出手段によって算出された距離が短い一つまたは複数の周辺遺伝子の発現部位を前記未知の遺伝子の発現部位として特定することを特徴とする付記１９に記載の遺伝子発現部位予測支援装置。
【００８６】
（付記２１）未知の遺伝子の配列情報の入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段によって入力された配列情報にかかる未知の遺伝子のゲノム配列上の位置を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段によって取得された未知の遺伝子のゲノム配列上の位置の周辺に存在する、発現部位が特定されている周辺遺伝子を検索する検索手段と、
前記検索手段によって検索された周辺遺伝子によって特定されている発現部位に関する情報を取得する発現部位情報取得手段と、
前記検索手段によって検索された発現部位が特定されている周辺遺伝子の前記ゲノム配列上の位置と未知の遺伝子のゲノム配列上の位置との距離を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された距離の近い順に前記周辺遺伝子をソートするソート手段と、
前記発現部位情報取得手段によって取得された発現部位に関する情報を、前記ソート手段によってソートされた周辺遺伝子の順に出力する発現部位情報出力手段と、
を備えたことを特徴とする遺伝子発現部位予測支援装置。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ゲノム配列上で遺伝子間の距離が近いもの程同一部位に発現する傾向を用いて、周辺遺伝子の発現部位情報から未知の遺伝子の発現部位を推測することができ、これによって、未知遺伝子の発現部位予測・機能解析を迅速かつ効率的におこなうことが可能な遺伝子発現部位予測支援方法、遺伝子発現部位予測支援プログラム、遺伝子発現部位予測支援装置が得られるという効果を奏する。
【００８８】
【配列表】
2004127256.tif 000004
2004127256.tif 000005
2004127256.tif 000006
2004127256.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援方法の概要を示す説明図である。
【図２】ゲノム配列上の遺伝子と発現部位の傾向を示す図表である。
【図３】この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の本実施の形態にかかる遺伝子発現部位予測支援装置において用いられる未知遺伝子の配列Ａの配列情報の一例を示す説明図である。
【図７】ゲノム配列（配列Ｂ）の配列情報の一部を示す説明図である。
【図８】配列Ａと配列Ｂとの比較結果を示す説明図である。
【図９】周辺遺伝子とその位置情報の一例を示す説明図である。
【図１０】未知遺伝子の配列Ａと周辺遺伝子の距離を算出した結果を示す説明図である。
【図１１】発現プロファイルデータベースの内容の一例を示す説明図である。
【図１２】図６に示した各遺伝子の発現部位を発現プロファイルＤＢから抽出した結果（リスト）を示す説明図である。
【図１３】図１２に示した抽出結果から下位の周辺遺伝子の項を削除した結果を示す説明図である。
【図１４】感度・特異性とを求める遺伝子のゲノム配列上の位置関係を示す説明図である。
【図１５】ヒト１９番染色体の既知のデータを用いておこなった計算結果を示す説明図（グラフ）である。
【図１６】ヒト２１番染色体の既知のデータを用いておこなった計算結果を示す説明図（グラフ）である。
【図１７】既知の遺伝子（ＡＢＣＣ１３）の発現部位を予測した結果を示す説明図である。
【図１８】既知の遺伝子（ヒト遺伝子ＧＰＲ４０）の発現部位を予測した結果を示す説明図（その１）である。
【図１９】既知の遺伝子（ヒト遺伝子ＧＰＲ４０）の発現部位を予測した結果を示す説明図（その２）である。
【符号の説明】
１００　ゲノム配列
１０１　未知遺伝子（対象遺伝子）
１０２，１０３　周辺遺伝子
４０１　未知遺伝子配列読込部
４０２　ゲノム配列読込部
４０３　配列比較処理部
４０４　未知遺伝子配列位置取得部
４０５　周辺遺伝子探索処理部
４０６　発現プロファイルＤＢ読込部
４０７　周辺遺伝子発現部位取得部
４０８　周辺遺伝子発現部位重み付け処理部
４０９　出力部
５５１　配列Ａ
５５２　配列Ｂ
５５３　発現プロファイルＤＢ
【図１】
2004127256.tif 000008
【図２】
2004127256.tif 000009
【図３】
2004127256.tif 000010
【図４】
2004127256.tif 000011
【図５】
2004127256.tif 000012
【図６】
2004127256.tif 000013
【図７】
2004127256.tif 000014
【図８】
2004127256.tif 000015
【図９】
2004127256.tif 000016
【図１０】
2004127256.tif 000017
【図１１】
2004127256.tif 000018
【図１２】
2004127256.tif 000019
【図１３】
2004127256.tif 000020
【図１４】
2004127256.tif 000021
【図１５】
2004127256.tif 000022
【図１６】
2004127256.tif 000023
【図１７】
2004127256.tif 000024
【図１８】
2004127256.tif 000025
【図１９】
2004127256.tif 000026