(57)【要約】　　　（修正有）【課題】塩基配列を検索キーとしてゲノム塩基配列データベース内の相同性の高い塩基配列データにおける位置と向き、及びこの位置の近傍にある遺伝子などの有意な塩基配列に関する情報を出力する近傍遺伝子情報検索装置を提供する。【解決手段】ゲノム塩基配列を格納するゲノム塩基配列データベース２１と、前記ゲノム塩基配列上に存在する遺伝子などの有意な塩基配列の位置と向きとその他関連する情報を格納する遺伝子情報データベース２２を有するシステムにおいて、検索キーとなる塩基配列を入力する入力装置１と、ゲノム塩基配列データベースから相同性の高い塩基配列における前記検索キーとなる塩基配列の位置と向きを取得する手段と、前記手段によって得られた位置と向きを検索キーとして遺伝子情報データベース内のこの位置の近傍にある遺伝子情報を取得する手段と、前記手段によって得られた位置情報及び近傍遺伝子情報を出力する出力装置４とを有する。【選択図】　　　図１
2004139254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲノム塩基配列データベースと、相同性検索手段と、遺伝子情報データベースと、遺伝子情報検索手段とを備えた遺伝子検索装置において、検索キーとなる塩基配列を入力する手段と、近傍遺伝子情報の検索範囲を入力する手段と、塩基配列を検索キーとして、ゲノム塩基配列データベースに対して相同性検索を行い、相同性検索結果から検索キーとなる塩基配列のゲノム上での位置と向きを抽出する手段と、前記検索キーとなる塩基配列のゲノム上の位置と向きを次の検索キーとして、遺伝子情報データベースから近傍の遺伝子に関する情報を検索する手段と、前記検索キーとなる塩基配列のゲノム上での位置と向き、及び前記近傍の遺伝子に関する情報を出力する手段とを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項２】
請求項１記載の近傍遺伝子情報検索装置において、ゲノム塩基配列データベースの内容として、染色体の塩基配列の代わりに、ゲノム塩基配列の断片を持つクローンの塩基配列を持つ、あるいは、両方を持つことを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の近傍遺伝子情報検索装置において、ゲノム塩基配列データベース、相同性検索手段、遺伝子情報データベース、あるいは遺伝子情報検索手段として外部のデータ処理装置に存在するものを利用し、代わりにこれらの手段やデータベースとのインターフェースを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の近傍遺伝子情報検索装置において、導入した外来の塩基配列によって最も影響を受けている遺伝子を決定する最有力遺伝子決定手段をさらに有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項５】
請求項４記載の近傍遺伝子情報検索装置において、前記最有力遺伝子決定手段によって決定した遺伝子を増幅するためのプライマーを設計する手段と、設計したプライマーを出力する手段とを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の内のいずれか一つに記載の近傍遺伝子情報検索装置において、形質転換手法を入力する手段と、前記形質転換手法ごとに、相同性検索手段における検索条件、遺伝子情報検索手段における検索条件、最有力遺伝子決定手段における決定条件、及びプライマー設計手段における設計条件を自動で設定する手段を有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索装置。
【請求項７】
ゲノム塩基配列データベースと、相同性検索手段と、遺伝子情報データベースと、遺伝子情報検索手段とを備えた装置を用いた遺伝子検索方法において、検索キーとなる塩基配列を入力することと、近傍遺伝子情報の検索範囲を入力することと、塩基配列を検索キーとして、ゲノム塩基配列データベースに対して相同性検索を行い、相同性検索結果から検索キーとなる塩基配列のゲノム上での位置と向きを抽出することと、前記検索キーとなる塩基配列のゲノム上の位置と向きを次の検索キーとして、遺伝子情報データベースから近傍の遺伝子に関する情報を検索することと、前記検索キーとなる塩基配列のゲノム上での位置と向き、及び前記近傍の遺伝子に関する情報を出力することとを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索方法。
【請求項８】
請求項７記載の近傍遺伝子情報検索方法において、ゲノム塩基配列データベースの内容として、染色体の塩基配列の代わりに、ゲノム塩基配列の断片を持つクローンの塩基配列を持つ、あるいは、両方を持つことを特徴とする近傍遺伝子情報検索方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の近傍遺伝子情報検索方法において、前記装置は、ゲノム塩基配列データベース、相同性検索手段、遺伝子情報データベース、あるいは遺伝子情報検索手段として外部のデータ処理装置に存在するものを利用し、代わりにこれらの手段やデータベースとのインターフェースを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９の内のいずれか一つに記載の近傍遺伝子情報検索方法において、導入した外来の塩基配列によって最も影響を受けている遺伝子を決定する最有力遺伝子を決定することを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の近傍遺伝子情報検索方法において、前記最有力遺伝子を決定することによって決定した遺伝子を増幅するためのプライマーを設計することと、設計したプライマーを出力することとを有することを特徴とする近傍遺伝子検索方法。
【請求項１２】
請求項７至１１の内のいずれかに記載の近傍遺伝子情報検索方法において、形質転換手法を入力することと、前記形質転換手法ごとに、相同性検索手段における検索条件と、遺伝子情報検索手段における検索条件と、最有力遺伝子決定手段における決定条件と、プライマー設計手段における設計条件を自動で設定することとを有することを特徴とする近傍遺伝子情報検索方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝子情報検索装置及び方法に関し、特に、検索キーとなる塩基配列に対して、ゲノム塩基配列データベース内の相同性の高い塩基配列における位置と向き、更にその位置から近傍に存在する遺伝子の情報を遺伝子情報データベースから検索する遺伝子情報検索装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、遺伝子研究の分野においては、外来の塩基配列をゲノムに導入した形質転換体を用いて、遺伝子を破壊、あるいは発現を増大させることによって起こる現象を観察することを遺伝子の機能を解明する有力な手段としている。
【０００３】
ここで、破壊、あるいは発現が増大した遺伝子を特定するためには、生体組織から外来の塩基配列が組み込まれた領域を含む塩基配列試料を分子生物学的、生化学的に調整し、塩基配列読み取り装置によって外来の塩基配列を含む近傍のゲノム塩基配列を読み込み、得られた塩基配列をキーデータとして、ゲノム塩基配列データベースと相同性検索手段を用いて相同性の高い既知のゲノム塩基配列を検索しなければならない。
【０００４】
ところで、相同性判定による検索方法を用いた遺伝子情報解析装置として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の遺伝子情報解析装置においては、複数本の塩基配列やアミノ酸配列やモチーフ配列を読み込む入力部と、入力された複数配列間に共通な部分列のうち、最も長い部分列である最長共有部分列を検出するＬＣＳ検出部と、配列を表示するための表示部とを具備することで、相同性検索、マルチプルアライメント及び複数配列間に共通に存在するモチーフ配列の抽出ができ、たんぱく質の構造及び機能などを決定する生物学的情報の有効利用に寄与するというものである。
【０００５】
相同性検索手段の結果は、相同性のある既知のゲノム塩基配列とキーデータの塩基配列の相同な部分が並べて出力され、それぞれの何塩基目から何塩基目が相同なのかが出力される。これをアライメントと呼ぶ。キーデータとなる塩基配列は、塩基配列読取装置から読み込むときに部分的に失敗することがあるが、このような場合には相同性検索手段によって検索対象となるゲノム塩基配列との相同な部分が複数あると判断されるためアライメントも複数出力されることもある。ユーザーは、これらのアライメントから、キーデータの塩基配列中にある外来の塩基配列とゲノム塩基配列の境界を特定し、検索対象のゲノム塩基配列において外来の塩基配列がどこに組み込まれたのかを明確に決定しなければならない。
【０００６】
外来の塩基配列が組み込まれた相同性検索対象のゲノム塩基配列と位置が明確になったら、遺伝子情報データベースからその位置近傍にある遺伝子などの有意な塩基配列に関する情報を取得する。取得した遺伝子情報に記載されている位置情報をもとに、外来の塩基配列が遺伝子内に挿入されているか、そうでなければ外来の塩基配列に対してどのような向きでどの程度離れて位置しているかを調査する。ここで、相同性検索によって得られたアライメントには、相同性検索の対象となった塩基配列そのものと相同性があるのか、あるいはその相補鎖と相同性があるのかといった向きに関する結果も出力される。形質転換体に導入された外来の塩基配列によっては、導入された向きによって影響を与える遺伝子が変わってくるため、向きも考慮して調査すべき遺伝子情報を検索しなければならない。
【０００７】
これらのゲノム塩基配列や遺伝子情報のデータベースは、日本における国立遺伝学研究所、米国におけるＮＣＢＩ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）のＧｅｎＢａｎｋ、欧州におけるＥＢＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　；旧ＥＭＢＬ）などの公的な機関によって公開されているものがあり、インターネット経由でダウンロードすることによってデータベースの内容の入手が可能になっている。あるいは、これらの機関がインターネット上に公開している検索サービスを用いてデータベースを利用することもできる。
【０００８】
相同性検索手段としては、ＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ　Ｌｏｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｓｅａｒｃｈ　Ｔｏｏｌ）、ＦＡＳＴＡ、Ｓｍｉｔｈ−Ｗａｔｅｒｍａｎ法等が知られている。ＦＡＳＴＡは、比較する２つの配列データを単位長さ毎に区切って、この比較単位をずらしながら類似度を計算する手法である。ＢＬＡＳＴはＦＡＳＴＡと似ているが、ＦＡＳＴＡより部分的な類似性を高く評価する手法であり、またＦＡＳＴＡよりも高速に結果が得られる。Ｓｍｉｔｈ−Ｗａｔｅｒｍａｎ法は正確な結果が得られるが、複数のアルゴリズムを用いるため時間がかかる。これらの相同性検索手段も公開ソフトウェアとしてインターネット経由でダウンロードすることができる。あるいは、公的データベース機関でインターネット上で公開している相同性検索サービスを利用することもできる。
【０００９】
次に、ゲノム塩基配列や遺伝子情報のデータベース検索システムについて説明する。ゲノム塩基配列や遺伝子情報データベース検索システムの基本構成は、計算機システム装置とデータベース用外部記憶媒体から構成される。このような装置に相同性検索手段や遺伝子情報検索手段、データベース管理手段が実装される。これは、公的なデータベース機関がインターネット上に公開しているものでも、これらの機関で公開されているデータベースの内容、検索手段、データベース管理手段を自己所有のシステムに実装した場合も同様である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１８１７６５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゲノム塩基配列データベースに対して相同性検索を行ったときに、出力結果であるアライメントが検索キーとなる塩基配列の品質如何では断片化することがあり、これを考慮して、検索キーとなる塩基配列における外来の塩基配列とゲノム塩基配列の境界となる位置を判断しなければならないという欠点（第１の欠点）を有している。この判断ステップは、ユーザーにとって、断片化したアライメントを見落としやすい。
【００１２】
また、相同性検索結果の判断ステップによって決定した位置情報をもとに、その近傍の遺伝子情報を得るには、別に存在する遺伝子情報に関するデータベースを用いて検索しなければならないという欠点（第２の欠点）を有している。さらに、ゲノムに導入した外来の塩基配列の性質と、相同性検索結果における相同性のあるゲノム塩基配列が検索対象そのものなのか相補鎖であるのかという向きに関する項目とを考慮して、取得すべき遺伝子情報のその位置からの向きと範囲を決定しなければならないが、特に向きの決定に関して参照すべき項目が複数あることが煩わしい。また、その位置に外来の塩基配列が挿入することによって、遺伝子を破壊しているのか、そうでなければ、外来の塩基配列の性質によって、近傍の遺伝子の発現が増幅されているのか、判断しなければならない。このように、その位置の近傍の遺伝子情報を取得し、外来の塩基配列の挿入によって最も影響を受けている遺伝子を決定するには、多数の判断ステップが存在し、煩雑である。
【００１３】
さらに、網羅的な遺伝子の機能解析のために、外来の塩基配列を組み込んだ数千から数万の形質転換体のライブラリーを作成するような場合には、これらの大量のサンプルについて上記欠点が掲げるステップを間違いなく実行するのは不可能なことであるという欠点（第３の欠点）を有した。
【００１４】
そこで、本発明の技術的課題は、前記欠点を解消し、ゲノム上に挿入された外来の塩基配列の近傍の遺伝子情報を検索できる遺伝子検索装置及び方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の近傍遺伝子情報検索装置では、第１の欠点を解消するために、塩基配列を保持するゲノム塩基配列データベースを有するシステムにおいて、検索キーとなる塩基配列を入力する入力手段と、ゲノム塩基配列データベースから相同性の高い塩基配列における前記検索キーとなる塩基配列に相当する位置と向きを取得する手段を備えることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の近傍遺伝子情報検索装置では、第２の欠点を解消するために、ゲノム塩基配列データベースの各塩基配列上に存在する、遺伝子などの有意な塩基配列に関する位置や向きなどの情報を保持する遺伝子情報データベースを有するシステムにおいて、前項に掲げる手段によって得られた位置と向きを検索キーとして遺伝子情報データベース内のこの位置の近傍にある遺伝子情報を取得する手段を備え、さらに、導入された外来の塩基配列の性質を考慮し、得られた遺伝子情報の中から、外来の塩基配列に最も影響を受けている遺伝子を決定する手段を備えることを特徴としている。
【００１７】
さらに、本発明の近傍遺伝子情報検索装置では、第３の欠点を解消するために、ユーザーは検索キーとなる塩基配列を入力するステップを実行するだけで第１、第２の欠点を解決する手段を自動的に実行し、得られた位置情報及び近傍遺伝子情報を出力する手段を有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の近傍遺伝子情報検索方法では、第１の欠点を解消するために、塩基配列を保持するゲノム塩基配列データベースを有するシステムにおいて、検索キーとなる塩基配列を入力することと、ゲノム塩基配列データベースから相同性の高い塩基配列における前記検索キーとなる塩基配列に相当する位置と向きを取得することとを備えることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の近傍遺伝子情報検索方法では、第２の欠点を解消するために、ゲノム塩基配列データベースの各塩基配列上に存在する、遺伝子などの有意な塩基配列に関する位置や向きなどの情報を保持する遺伝子情報データベースを有するシステムにおいて、前項に掲げることによって得られた位置と向きを検索キーとして遺伝子情報データベース内のこの位置の近傍にある遺伝子情報を取得することを備え、さらに、導入された外来の塩基配列の性質を考慮し、得られた遺伝子情報の中から、外来の塩基配列に最も影響を受けている遺伝子を決定することを備えることを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明の近傍遺伝子情報検索方法では、第３の欠点を解消するために、ユーザーは検索キーとなる塩基配列を入力するステップを実行するだけで第１、第２の欠点を解決する手段を自動的に実行し、得られた位置情報及び近傍遺伝子情報を出力することを有することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明における第１の実施の形態を示す構成図である。第１の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システム１０は、入力手段としての入力装置１、データ処理手段としてのデータ処理装置２ａ、記憶手段としての記憶装置３ａ、及び出力手段としての出力装置４とを備えている。
【００２３】
記憶装置３ａは、ゲノムの塩基配列を格納するゲノム塩基配列データベース２１と、ゲノム塩基配列データベース２１が格納する塩基配列上に存在する遺伝子などの有意な塩基配列に関する位置や機能などの情報を格納する遺伝子情報データベース２２とを備えている。
【００２４】
また、データ処理装置２ａは、相同性検出手段１１と、挿入位置抽出手段１２と、遺伝子情報検索手段１３とを備えている。
【００２５】
入力装置１から入力された塩基配列を相同性検索手段１１がゲノム塩基配列データベース２１に対して相同性検索を行い、相同性検索結果から入力した塩基配列がゲノムのどの位置に相当するかを挿入位置抽出手段１２が決定し、挿入位置抽出手段１２によって決定された位置近傍の有意な塩基配列に関する情報を遺伝子情報検索手段１３が遺伝子情報データベース２２から検索し、挿入位置抽出手段１２によって決定した位置情報と遺伝子情報検索手段１３によって取得した近傍遺伝子情報を出力装置４に出力する。次に、これらの手段やデータベースについてさらに詳しく説明する。
【００２６】
ゲノム塩基配列データベース２１は、相同性検索に使用するデータベースで、ゲノムの塩基配列を格納している。相同性検索手段１１によってそれぞれ専用のファイル形式となり、使用する際には専用のツールによって、ゲノム塩基配列データをあらかじめその書式へ変換する必要がある。
【００２７】
ゲノムの塩基配列は、酵素などで断片化したゲノムをクローニングして、各クローンの塩基配列を塩基配列読み取り装置で読み取り、これらの塩基配列を繋ぎ合わせて決定されている。そのため、ゲノム塩基配列データベースとして、これらのクローンの塩基配列のデータベースを使用することも可能である。
【００２８】
遺伝子情報データベース２２は、ゲノム塩基配列データベース２１の塩基配列上に存在する遺伝子などの有意な塩基配列に関する情報を格納している。格納する項目としては、ゲノム塩基配列データベース２１の塩基配列の名称と、その塩基配列における開始位置と終了位置、あるいは開始位置と長さと向きを必須としてゲノム塩基配列データベース２１との関連を保持する。その他の項目としては、遺伝子の機能、文献情報、公共データベースにおけるキーデータなどがあげられる。
【００２９】
図２は、図１の近傍遺伝子情報検索システム１０の動作を示す流れ図である。図２を用いて本発明における第１の実施の形態の動作を詳細に説明する。
【００３０】
まず、ステップ１（Ｓ１）では、ステップ３（Ｓ３）の相同性検索を行うときの相同性の限界に関するパラメータと、ここでは相同性限界と呼ぶ、ステップ７（Ｓ７）の遺伝子情報検索を行うときの検索範囲に関するパラメータの初期化を行う。ステップ２（Ｓ２）では、検索キーとなる塩基配列の入力と初期化した検索範囲の変更を行うことができる。
【００３１】
次に、ステップ３（Ｓ３）では、ゲノム塩基配列データベースに対して相同性検索を行い、相同性限界より相同性の高いゲノム塩基配列を得る。ステップ４（Ｓ４）では、相同性の高いゲノム塩基配列が得られたらステップ５（Ｓ５）へ、得られなければ終了する。ステップ５（Ｓ５）では、相同性検索結果であるアライメントから、検索キーとなる塩基配列のゲノム塩基配列と相同性の高い部分で一番先頭に近い塩基を抽出し、その塩基に対応するゲノム塩基配列の名称と位置を決定する。この位置決定方法を定義できるのは、検索キーとなる塩基配列が外来の塩基配列を先頭に含むことが条件となる。通常、検索キーとなる塩基配列は、ゲノム中に挿入された外来の塩基配列を目印にして、塩基配列の読み取りを開始するため、この条件は満たされる。ステップ６（Ｓ６）では、ステップ５（Ｓ５）によって決定した外来の塩基配列が挿入している位置を出力する。
【００３２】
ステップ７（Ｓ７）では、ステップ５（Ｓ５）によって決定した位置情報とステップ１及び２（Ｓ１，Ｓ２）で設定した検索範囲を検索キーとして、遺伝子情報データベースから有意な塩基配列に関する情報を取得する。ステップ８（Ｓ８）では、ステップ７（Ｓ７）の検索結果として近傍遺伝子情報が得られたらステップ９（Ｓ９）へ、得られなければ終了する。
【００３３】
ステップ９（Ｓ９）では、得られた近傍遺伝子情報を外来の塩基配列が内部に存在するものと、検索範囲内だが外来の塩基配列の上流にあるものと、下流にあるものに分類し、外来の塩基配列からの距離によってソートする。
【００３４】
ステップ１０（Ｓ１０）では、ステップ９（Ｓ９）で分類、及びソートされた近傍遺伝子情報を出力する。
【００３５】
図３は、本発明における第２の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、第２の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システム２０は、第１の実施の形態と異なる点は、相同性検索手段１１と、遺伝子情報検索手段１３と、ゲノム塩基配列データベース２１と、遺伝子情報データベース２２とが、インターネットなどのネットワーク８越しのデータ処理装置２ｂとは別の公共機関などが保持する装置、データ処理装置２ｃ，データ処理装置２ｄ，記憶装置３ｂ，記憶装置３ｃに夫々設けられており、これを利用することである。
【００３６】
データ処理装置２ｂでは、相同性検索手段１１とのインターフェースを担う相同性検索問い合わせ手段３１と、遺伝子情報検索手段１３とのインターフェースを担う遺伝子情報検索問い合わせ手段３２を具備する。
【００３７】
次に、これらの問い合わせ手段について詳しく説明する。
【００３８】
公共データベース機関などの他の装置上にある相同性検索手段１１、遺伝子情報検索手段１３、ゲノム塩基配列データベース２１、遺伝子情報データベース２２を利用する場合、問い合わせの方法と問い合わせ結果を処理する機能が必要なため、例えばＷＥＢブラウザからこれらを利用する場合、検索するためのＵＲＬを編集してデータベースにアクセスする機能と、ＨＴＭＬタグを解析して検索結果を読み込む機能を具備する。
【００３９】
別の例として、公共データベースの専用のクライアントプログラムがある場合には、そのプログラムの引数を編集して、クライアントプログラムを実行する機能と、実行結果を読み込む機能を具備する。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。図４に示すように、第３の実施の形態の近傍遺伝子情報検索システム３０は、第１の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの変形例であり、形質転換体ライブラリーの情報を蓄積しているデータベースシステムの一機能として実装している。
【００４１】
記憶装置３ｄ内の形質転換体情報データベース２３は、形質転換体の表現型、種子の在庫、画像など様々な情報を格納しており、そのなかに、外来の塩基配列がどこに挿入されているかを示す項目や外来の塩基配列の挿入が影響を与えている遺伝子に関する情報も含まれている。
【００４２】
形質転換体情報検出手段１４は、形質転換体の各情報を編集する手段であり、ここで塩基配列読み取り装置によって読み込んだ形質転換体の外来の塩基配列が挿入されている領域の塩基配列を入力する。入力された外来の塩基配列を含む塩基配列から相同性検索手段１１、挿入位置抽出手段１２、遺伝子情報検索手段１３を経て近傍遺伝子情報を取得し、形質転換体情報編集結果登録手段１５によって、形質転換体検出手段１４で編集された他の項目とともに形質転換体情報データベース２３に登録する。
【００４３】
図５は、図４の近傍遺伝子情報検索システムの動作を示す流れ図である。図５を参照すると、ステップ１（Ｓ１）では、相同性限界のデフォルト値と、検索範囲のデフォルト値と、編集したい形質転換体情報とを読み込む。ステップ２（Ｓ２）では、形質転換体情報の編集と、必要であれば相同性限界や検索範囲の変更を行う。ステップ１１（Ｓ１１）では、ステップ２（Ｓ２）の形質転換体情報の編集時に外来の塩基配列が変更されていればステップ３（Ｓ３）へ、そうでなければステップ１３（Ｓ１３）へ進む。
【００４４】
ステップ３（Ｓ３）では、ステップ２（Ｓ２）で入力された塩基配列の相同性検索を行い、相同性を表す数値と、入力された塩基配列とゲノム塩基配列データベースのゲノム塩基配列との相同な部分を並べたアライメントを得る。ステップ１２（Ｓ１２）では、ステップ３（Ｓ３）の相同性検索結果に相同性限界より相同性の高い塩基配列があればステップ６（Ｓ６）へ、そうでなければステップ１３（Ｓ１３）へ進む。
【００４５】
ステップ６（Ｓ６）では、まず、ステップ３（Ｓ３）の相同性検索結果から一番相同性の高いアライメントを決定し、入力された塩基配列とゲノム塩基配列の相同な塩基の内、入力された塩基配列の一番先頭に近い塩基を決定する。この塩基は、入力された塩基配列の内の、外来の塩基配列とゲノムの塩基配列との境界であり、この塩基を含む以降の塩基配列がゲノムの塩基配列と見なすことができる。アライメントにおいて、この塩基に対応するゲノム塩基配列内の塩基を外来の塩基配列が挿入された位置として得る。相同性検索結果として、入力した塩基配列とゲノム塩基配列との向きが得られるので、これを挿入された外来の塩基配列の挿入方向とする。
【００４６】
ステップ７（Ｓ７）では、ステップ（Ｓ６）で決定した外来の塩基配列が挿入された位置から、５’と３’の両方向で、設定された検索範囲内に存在する遺伝子などの有意な塩基配列を遺伝子情報データベースから検索する。ステップ８（Ｓ８）では、ステップ７（Ｓ７）の検索結果として近傍遺伝子が得られればステップ９（Ｓ９）へ、そうでなければステップ１３（Ｓ１３）へ進む。ステップ９（Ｓ９）では、ステップ７（Ｓ７）で得た遺伝子情報検索結果の各遺伝子情報が、遺伝子内に外来の塩基配列が入っているものと、５’側にあるものと、３’側にあるもので分類する。ステップ１３（Ｓ１３）では、ステップ２（Ｓ２）で編集した形質転換体情報の内容と、ステップ６（Ｓ６）によって得られた外来の塩基配列が挿入された位置と、ステップ９（Ｓ９）によって分類された近傍遺伝子情報を形質転換体情報データベースに登録する。
【００４７】
図６は、本発明の第４の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システム構成を示すブロック図である。図６を参照すると、第４の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システム４０では、第１の実施の形態に加えて、検索キーとなる塩基配列とともに形質転換手法を入力装置１より入力する。検索条件自動設定手段１６は、形質転換手法ごとに遺伝子情報検索手段１３における検索条件を自動で設定する手段である。最有力遺伝子決定手段１７は、遺伝子情報検索手段１３の結果から外来の塩基配列が影響を及ぼしている最も有力な遺伝子を決定する。プライマー設計手段１８は、最有力遺伝子決定手段１７によって決定された遺伝子を増幅するためのプライマーを設計する。
【００４８】
図７は、図６の近傍遺伝子情報検索システムの動作を示す流れ図である。図７を用いて本第４の実施の形態によるものの、第１の実施の形態と異なる部分を詳細に説明する。
【００４９】
まず、ステップ２（Ｓ２）では、塩基配列、相同性限界や検索範囲の変更に加え、形質転換手法について入力する。ステップ１４（Ｓ１４）では、ステップ１２（Ｓ１２）の相同性検索の検索条件と、ステップ３（Ｓ３）の遺伝子情報検索の検索条件と、ステップ１０（Ｓ１０）の最有力遺伝子決定の決定条件と、ステップ１７（Ｓ１７）のプライマー設計手段の設計条件を自動で設定する。ステップ１５（Ｓ１５）では、ステップ９（Ｓ９）の近傍遺伝子分類の結果から、導入した外来の塩基配列によって最も影響を受けている遺伝子を決定する。例えば、デフォルトの決定条件として、遺伝子内に外来の塩基配列が挿入している場合には、その破壊された遺伝子を候補とし、そうでなければ、挿入位置から１００塩基以内で一番近い遺伝子を候補とし、そうでなければ候補なしとすることができる。ステップ１６（Ｓ１６）では、ステップ１５（Ｓ１５）の結果、候補となる遺伝子があればステップ１７（Ｓ１７）へ、なければ終了する。ステップ１７（Ｓ１７）では、ステップ１５（Ｓ１５）で決定した候補遺伝子を増幅するためのプライマーを設計する。例えば、デフォルト値として、プライマーの接合温度をセ氏６０度に設定する。ステップ１８（Ｓ１８）では、ステップ１５（Ｓ１５）で決定した候補遺伝子と、ステップ１７（Ｓ１７）で設計したプライマーを出力する。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の近傍遺伝子情報検索装置及び方法は、外来の塩基配列の挿入によって影響を受ける遺伝子を決定する一連の作業において、各種操作と判断の自動化によってユーザーによる誤りをなくし、且つ大量のデータを処理することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の近傍遺伝子情報検索システムの動作を示す流れ図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の近傍遺伝子情報検索システムの動作を示す流れ図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態による近傍遺伝子情報検索システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の近傍遺伝子情報検索システムの動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
１　　入力装置
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ　　データ処理装置
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　　記憶装置
４　　出力装置
１０，２０，３０，４０　　近傍遺伝子情報検索システム
１１　　相同性検索手段
１２　　挿入位置抽出手段
１３　　遺伝子情報検索手段
１４　　形質転換体情報検出手段
１５　　形質転換体情報編集結果登録手段
１６　　検索条件自動設定手段
１７　　最有力遺伝子決定手段
１８　　プライマー設計手段
２１　　ゲノム塩基配列データベース
２２　　遺伝子情報データベース
２３　　形質転換体情報データベース
３１　　相同性検索問い合わせ手段
３２　　遺伝子情報検索問い合わせ手段
【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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