(57)【要約】      （修正有）【課題】遺伝子の相互関係を示す際、すべてを一度に表現したのでは全体像を把握することも、一部から新しい知識を発見することも出来にくかった。【解決手段】遺伝子を関連度によって階層化して同心円上に配置し、注目する遺伝子を中心に直接作用するあるいは作用を受ける遺伝子を近い円上に配置し相互作用運動（アニメーション）を行うことで自動的に再配置し、インタラクティブな操作も可能にすることで複雑な遺伝子ネットワークの理解を助ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円上に階層化した線上に遺伝子を表現する記号を配置し、注目する遺伝子を中心に、直接作用するあるいは作用を受ける遺伝子を最も近い円上に配置し、作用の関連度によって同心円の階層に振り分ける。同じ階層内と違う階層間で相互作用運動を行うことで自動的に再配置しネットワーク全体を容易に判別できるように表現する方法。
【請求項２】
請求項１に一つ以上のデータベースを加えて様々なデータを閲覧できるシステム。
【請求項３】
新しい遺伝子間の経路をみつけ、その部分を強調する請求項１のシステム。
【請求項４】
遺伝子の代わりにネットワークの一つの結節点をもって請求項１の方法を用いた表現方法およびシステム。
【請求項５】
本発明によって得られたネットワーク図の一部を静止画として示す方法。
【請求項６】
楕円や多角形、３次元の立体表面として表した請求項１のシステムおよび方法。
【請求項７】
階層化の基準として遺伝子の類似性を用いた請求項１のシステムおよび方法。
【請求項８】
中心に配置する遺伝子を自動的に決定する請求項１のシステムおよび方法。
【請求項９】
注目遺伝子を使用者の要求によって様々に変えることのできる請求項１のシステムおよび方法。
【請求項１０】
請求項１の手法を埋め込んだ出版物およびインターネット上に公開したもの。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は複雑な遺伝子ネットワークを判別・操作・解析に適した形で表現する方法である。
【背景技術】
【０００２】従来は遺伝子間の関連を図示するために、特定の遺伝子に着目し、その遺伝子と相互作用する遺伝子を手動で配置することによって遺伝子間のネットワークを表示していた。
自動的に表示するシステムでは、全ての関連を表示するために非常に大きな空間を要求したり、観察者にとって把握が難しい３次元空間への配置を行っていた。
２次元空間で自動的に配置する場合、小さな空間に多数の遺伝子を配置すると遺伝子やその関連が乱雑で分かりにくいものになる。それぞれの遺伝子の間をばねのような力学的モデルで結びつけて自動的に分散させる手法も提案されているが、遺伝子の数が多い場合はランダムに配置した場合と同じような効果しか得られていない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】大量の生物学遺伝子情報が解読されるようになった現在、ヒトの遺伝子はおよそ３万と言われている。
様々な技術的な進歩によって大量解析が可能になった現在、このような大量の遺伝子の情報を整理して表現することが必要である。
しかし、たとえば１００種の遺伝子の相互関係は、関係に方向性をもたせなくても最大２３５０本の線分が描きうる。
これらの関係を示す際、全てを一度に表現したのではその全体像を把握することも一部を強調してその中から新しい知識を発見することも難しくなる。
そのため、複雑なネットワークを分かりやすく表現する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】遺伝子をそれぞれの関連度によって階層化して同心円上に配置する。
ここでいう関連度とは、ある遺伝子が他の遺伝子を直接相互作用する場合に最も高く、他の遺伝子を介して相互作用する場合に低くなる。遺伝子Ａが遺伝子Ｂと直接相互作用する場合、関連度は０、遺伝子Ｂと直接相互作用するが遺伝子Ａとは直接相互作用しない遺伝子Ｃは、遺伝子Ａと関連度−１とする。このとき、遺伝子Ａを円の中心とした場合、遺伝子Ｂは再内部の円上に、遺伝子Ｃは２番目に内側の円に配置される。ある遺伝子が中心の遺伝子と複数の関連度で相互作用する場合、最も高い関連度を採用して全ての遺伝子を同心円上に配置する。
このように配置した遺伝子を同じ階層内と異なる階層間で物理現象を模した法則でアニメーションさせる。このような運動によって図の閲覧者がどの遺伝子がどの程度の関連度で関連しているかを判別することができる。
またコンピュータの画面を通じたインターフェースによって遺伝子を指定することでその遺伝子に関連の深い遺伝子を図示し、その周囲のネットワークを表現する機能を持たせる。このことである遺伝子に着目した場合のネットワークの構造を動的に示すことができ、新しい知識発見に役立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】本発明の表示方法を実現するためにはコンピュータのソフトウェアとして遺伝子の情報をコンピュータに格納して行う。遺伝子間の相互作用を実現する場合、画面上に表示された遺伝子の座標を元にした情報から計算して次に表示する図を決定する。
また、インターネット上に公開する際に、閲覧ンフトウェアで指定されたアドレスを閲覧したときに操作できるように、その場所に埋め込むことによって行う。
【発明の効果】
【０００６】本発明を利用することによって、これまでは複雑で理解が難しかった遺伝子間ネットワークの関係を分かりやすく表示することができる。また、この方法による知識発見によって新しい遺伝子間の関係を発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遺伝子の影響の関係を矢印でしめすとき、これまでの方法では図１Ａのようにわかりにくいものになりやすかった。ここで、図１Ｂに示したように注目する遺伝子や重要な遺伝子を中心に置き、同心円を描く。その遺伝子と直接相互作用する遺伝子を関連度０として最小の円に配置し、関連度−１の遺伝子を次の円上に、更に関連度によって遺伝子の配置を決めていく。
【図２Ａ】各同心円上に配置された遺伝子は、その同心円軌道にそって移動することができる。このように各遺伝子の移動に制限を加えることによって一ヶ所に遺伝子が密集して判別が難しくなることを防ぐことができる。
【図２Ｂ】各遺伝子はそれぞれの位置を基準として、物理的な作用を模した影響をそれぞれの位置に受ける。同一軌道上にある遺伝子同士は同じ電荷を持つ粒子がうける電磁気力を模した力を受け、違う軌道にあり、直接の関連のある遺伝子同士はばねで結ばれた両端のように離れると引き合い、近づきすぎると反発する。このような作用を全ての遺伝子に加え、一定時間後の平衡状態を得ると自動的にネットワークが解読しやすい形で分散する。またこのときの再配置の過程のアニメーションを表示することでそれぞれの遺伝子がどのように他の遺伝子と関連しているかを判別しやすくなる。観測者はこのネットワークにおいて、自分の注目する遺伝子を指示することでそれぞれの遺伝子の位置を軌道上の好きな位置に配置し直すことができ、この運動に対応してリアルタイムに遺伝子の配置が変化する。また、遺伝子間の関係全てを同時に示す方法だけでなく、指定した遺伝子との関連度の高さによって遺伝子間の関係を選択して示すこともできる。更に、このネットワーク中で複数の遺伝子を選択した際、それらの遺伝子が共有する相互作用経路を表示することができる。このようにすることである遺伝子と一定の関連を持つ遺伝子を列挙し、新しいネットワークの発見、解析が可能になる。
【図１】
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【図２】
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