(57)【要約】  ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別方法は、個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析する第１の解析段階と、識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともにデータベースに蓄積する段階と、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを、識別子付きＤＮＡサンプルを解析したときの精度よりも低い精度で解析し、結果を新サンプル解析結果とする第２の解析段階と、新サンプル解析結果に基づいてデータベースを検索する段階と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別方法であって、
個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析する第１の解析段階と、
前記識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに識別子付きサンプル解析データ蓄積部に蓄積する段階と、
個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを、前記識別子付きＤＭＡサンプルを解析したときの精度よりも低い精度で解析し、結果を新サンプル解析結果とする第２の解析段階と、
前記新サンプル解析結果に基づいて、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記識別子付きＤＮＡサンプル及び前記新サンプルを解析する際に、電気泳動法によって当該サンプルの塩基長に関する情報を求める、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記識別子付きＤＮＡサンプル及び前記新サンプルを解析する際に、当該サンプルにおけるマイクロサテライトの繰り返し回数に関する情報を取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の解析段階における解析精度は、前記新サンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できる精度であり、前記第２の解析段階における解析精度は、前記最小の変化量だけ塩基長が異なる前記２つのＤＮＡを識別できない精度である、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の解析段階は、
それぞれ１種のアンプリコンを含んだサンプルの集合から複数のサンプルを任意の組み合わせで選択し、選択されたサンプルを混合して多種アンプリコン・サンプルを生成する段階と、
前記多種アンプリコン・サンプルを電気泳動によって解析する第３の解析段階と、
前記第３の解析段階で得られた結果と、当該多種アンプリコン・サンプルにおける塩基長情報とを組にして多種アンプリコン・データ蓄積部に蓄積する段階と、
電気泳動によって前記新サンプルを解析し、新サンプル電気泳動結果データを得る第４の解析段階と、
前記新サンプル電気泳動結果データに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部を検索し、結果を前記新サンプル解析結果とする検索段階と、
を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
アンプリコンの組み合わせのうち、前記多種アンプリコン・データ蓄積部に解析結果が蓄積されていない組み合わせに関して補間により塩基長情報を生成して補間データ蓄積部に蓄積する段階をさらに有し、
前記検索段階において、前記新サンプル電気泳動結果データに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部及び前記補間データ蓄積部を検索し、結果を前記新サンプル解析結果とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の解析段階は、
それぞれ１種のアンプリコンを含んだサンプルの集合から得られる組み合わせのうちの一部の組み合わせに基づいてサンプルを選択して混合し多種アンプリコン・サンプルを生成する段階と、
前記多種アンプリコン・サンプルを電気泳動によって解析する第３の解析段階と、
前記第３の解析段階で得られた結果と、当該多種アンプリコン・サンプルにおける塩基長情報とを組にして多種アンプリコン・データ蓄積部に蓄積する段階と、
電気泳動によって前記新サンプルを解析し、新サンプル電気泳動結果データを得る第４の解析段階と、
前記多種アンプリコン・データ蓄積部を参照しながら、前記新サンプルにおける塩基長の変化に対する前記新サンプル電気泳動結果データをパラメータ化し、そのパラメータ化の結果と前記新サンプル電気泳動結果データとに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部を検索し、検索の結果を前記新サンプル解析結果とする段階と、
を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記新サンプル解析結果に基づいて前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索した結果、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部から該当するエントリが見つかった場合に、前記第１の解析段階で用いたものと同程度の精度で前記新サンプルを解析し、当該解析による結果を用いて前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索して個体識別結果を得る段階をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別方法であって、
個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析して前記識別子付きＤＮＡサンプルの塩基長に関する情報を得る第１の解析段階と、
前記識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに識別子付きサンプル解析データ蓄積部に蓄積する段階と、
個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析し、前記新サンプルの塩基長に関する情報を含む結果を新サンプル解析結果とする第２の解析段階と、
前記新サンプル解析結果に基づいて、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する段階と、
を有し、
前記第１の解析段階および前記第２の解析段階における解析の精度は、個体識別対象となるＤＮＡサンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できない精度である、方法。
【請求項１０】
前記識別子付きＤＮＡサンプル及び前記新サンプルを解析する際に、当該サンプルにおけるマイクロサテライトの繰り返し回数に関する情報を取得する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
新サンプル取得対象から得たＤＮＡを前記個体識別対象となるＤＮＡサンプルとして、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法を実施する第１の個体識別段階と、
前記新サンプル取得対象から得たＤＮＡ以外のバイオメトリック情報を用いて個体を識別する第２の個体識別段階と、
前記第１の個体識別段階で得られた結果と前記第２の個体識別段階で得られた結果とに基づいて個体識別を行う第３の個体識別段階と、
を有する、複数情報による個体識別方法。
【請求項１２】
前記バイオメトリック情報が指紋情報である、請求項１１に記載の複数情報による個体識別方法。
【請求項１３】
ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別装置であって、
個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析する第１の解析手段と、
前記第１の解析手段で識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに蓄積する識別子付きサンプル解析データ蓄積部と、
前記第１の解析手段より低い解析精度を有し、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析して結果を新サンプル解析結果とする第２の解析手段と、
前記新サンプル解析結果に基づいて、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索し、個体識別結果を得る識別手段と、
を有する装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の解析手段は、いずれも、電気泳動法によってサンプルの塩基長に関する情報を求めるものである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１及び前記第２の解析手段は、それぞれ、前記識別子付きＤＮＡサンプル及び前記新サンプルを解析する際に、当該サンプルにおけるマイクロサテライトの繰り返し回数に関する情報を取得する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の解析手段における解析精度は、前記新サンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できる精度であり、前記第２の解析手段における解析精度は、前記最小の変化量だけ塩基長が異なる前記２つのＤＮＡを識別できない精度である、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の解析手段は、
それぞれ１種のアンプリコンを含んだサンプルの集合を備える１種アンプリコン・サンプル保管部と、
前記１種アンプリコン・サンプル保管部から複数のサンプルを任意の組み合わせで選択し、選択したサンプルを混合して得られる多種アンプリコン・サンプルを電気泳動によって解析する第１の電気泳動解析部と、
前記第１の電気泳動解析部で得られた結果と、当該多種アンプリコン・サンプルにおける塩基長情報とを蓄積する多種アンプリコン・データ蓄積部と、
電気泳動によって前記新サンプルを解析し、新サンプル電気泳動結果データを得る第２の電気泳動解析部と、
前記新サンプル電気泳動結果データに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部を検索し、結果を前記新サンプル解析結果とするデータ解析部と、
を有する、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
アンプリコンの組み合わせのうち、前記多種アンプリコン・データ蓄積部に解析結果が蓄積されていない組み合わせに関して補間により塩基長情報を生成する補間データ作成部と、
前記補間データ作成部によって作成された塩基長情報を蓄積する補間データ蓄積部と、
をさらに備え、
前記データ解析部は、前記新サンプル電気泳動結果データに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部及び前記補間データ蓄積部を検索し、結果を前記新サンプル解析結果とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の解析手段は、
それぞれ１種のアンプリコンを含んだサンプルの集合から得られる組み合わせのうちの一部の組み合わせに基づいてサンプルを選択して混合して生成された多種アンプリコン・サンプルを電気泳動によって解析する第１の電気泳動解析部と、
前記第１の電気泳動解析部で得られた結果と、当該多種アンプリコン・サンプルにおける塩基長情報とを組にして蓄積する多種アンプリコン・データ蓄積部と、
電気泳動によって前記新サンプルを解析し、新サンプル電気泳動結果データを得る第２の電気泳動解析部と、
前記多種アンプリコン・データ蓄積部を参照しながら、前記新サンプルにおける塩基長の変化に対する前記新サンプル電気泳動結果データをパラメータ化し、そのパラメータ化の結果と前記新サンプル電気泳動結果データとに基づいて前記多種アンプリコン・データ蓄積部を検索し、検索の結果を前記新サンプル解析結果とするデータ解析部と、
を有する、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の解析手段と同程度の解析精度を有する第３の解析手段と、
前記第３の解析手段による結果を用いて前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索して個体識別結果を得る高精度識別手段と、
をさらに備え、前記新サンプル解析結果に基づいて前記識別手段が前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索した結果、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部から該当するエントリが見つかった場合に、前記第３の解析手段が前記新サンプルを解析する、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別装置であって、
個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析して前記識別子付きＤＮＡサンプルの塩基長に関する情報を得る第１の解析手段と、
前記識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに蓄積する識別子付きサンプル解析データ蓄積部と、
個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析し、前記新サンプルの塩基長に関する情報を含む結果を新サンプル解析結果とする第２の解析手段と、
前記新サンプル解析結果に基づいて、前記識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する識別手段と、
を有し、
前記第１の解析手段および前記第２の解析手段における解析の精度は、個体識別対象となるＤＮＡサンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できない精度である、装置。
【請求項２２】
前記第１及び第２の解析手段は、それぞれ、前記識別子付きＤＮＡサンプル及び前記新サンプルを解析する際に、当該サンプルにおけるマイクロサテライトの繰り返し回数に関する情報を取得する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
請求項１３乃至２２のいずれか１項に記載の装置からなり、新サンプル取得対象から得たＤＮＡを前記個体識別対象となるＤＮＡサンプルとする第１の個体識別手段と、
前記新サンプル取得対象から得たＤＮＡ以外のバイオメトリック情報を用いて個体を識別する第２の個体識別手段と、
前記第１の個体識別手段で得られた結果と前記第２の個体識別手段で得られた結果とに基づいて個体識別を行う第３の個体識別手段と、
を有する、複数情報による個体識別装置。
【請求項２４】
前記バイオメトリック情報が指紋情報である、請求項２３に記載の複数情報による個体識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）に対して電気泳動法を用いた個体識別方法に関し、特に、低い読み取り性能しか有しない電気泳動解析装置を用いて精度よく個体識別を行う方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
犯罪捜査などを目的として、ＤＮＡを用いた個体識別、すなわちいわゆるＤＮＡ鑑定を行う場合には、ゲノムのうち個体ごと異なっているＤＮＡ領域に対して解析を行っている。ＤＮＡを解析する方法の１つとして電気泳動法があり、広く用いられている。電気泳動法は、電場を印加した場合に、ＤＮＡの性質の違いによってその流動速度が異なることを利用するものである。【０００３】
ヒトのＤＮＡを用いた個体識別としては、マイクロサテライトと呼ばれる、４〜５塩基程度の配列が繰り返し起こる領域を解析することによって行う方法が、ＦＢＩ（米国連邦捜査局）や日本の警察機関等で使用されている。マイクロサテライト領域の繰り返し回数を計測する一つの方法として、ＤＮＡの塩基長を電気泳動法で計測する方法がある。個体識別のためにＤＮＡの電気泳動計測を行う場合、その機材として、ＤＮＡ解読プロジェクト（あるいはゲノム解読プロジェクト）でも多く使われてきたＤＮＡシークエンサを利用することが多い。【０００４】
ＤＮＡシークエンサでは、長さ４０ｃｍ程度のキャピラリー（毛細管）にゲルを充填したものを電気泳動のための媒体をして用いる。このキャピラリーの一端から、ＤＮＡのマイクロサテライトとそれに隣接する領域のみをＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応：Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）で増幅させたＤＮＡ断片を含んだ溶液試料を導入し、電界に起因する力によって生じる電気泳動によって、キャピラリーのもう一方の端部に向けてこのＤＮＡ断片を移動させる。ＰＣＲで増幅させたこのＤＮＡ断片のことをアンプリコンと呼ぶ。このとき、アンプリコンのサイズすなわちＤＮＡの塩基数によって移動速度が異なるから、アンプリコンごとにキャピラリーのもう一方の端部に到達するまでの時間に差が出てくる。ここで、キャピラリーのもう一方の端部にどのようなタイミングでアンプリコンが到達したかを計測することによって、そのアンプリコンに係るＤＮＡのサイズを推定でき、ひいてはマイクロサテライト領域での繰り返し回数を計測できる。【０００５】
この方法は、ヒトのみならず、個体によって異なるＤＮＡ領域を有する生物種に対して適用できる。ＤＮＡを用いたヒトの個体識別の方式としてＦＢＩが提唱しているＤＮＡ鑑定システムである複合ＤＮＡインデックスシステム（ＣＯＤＩＳ；Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ＤＮＡ  Ｉｎｄｅｘ  Ｓｙｓｔｅｍ）などでは、上述したマイクロサテライトを解析する方法を用いているが、ここで使用されている遺伝子座（ローカス；ｌｏｃｕｓ）でのマイクロサテライトの繰り返しの塩基数は、４塩基もしくは５塩基単位である。【０００６】
マイクロサテライトの解析以外に、ＤＮＡを制限酵素で断片化し、長さの異なる断片を解析することによって個体識別する方法もある。制限酵素とは、ＤＮＡでの特異な配列を認識して切断する酵素のことである。この方法でも、解析に電気泳動法を用いることができる。【０００７】
ところで、ＰＣＲ増幅によって得られるアンプリコンは、ターゲットとするマイクロサテライトの繰り返し配列部分と、ＰＣＲのプライマとハイブリタイズするまでの部分とから構成されている。したがって、マイクロサテライトにおける各繰り返しごとの塩基数が４であるとして、あるアンプリコンのマイクロサテライトでの繰り返し回数が４であったとき、マイクロサテライト部分は４×４＝１６塩基であり、ＰＣＲのプライマとハイブリタイズするまでの塩基数が例えば１０塩基であったとすると、アンプリコンの塩基長は、１０＋１６＝２６塩基となる。同様に、マイクロサテライトの繰り返し回数が５であるとすると、３０塩基となる。以下、マイクロサテライトの繰り返し回数をＳＴＲ（短タンデム繰り返し：Ｓｈｏｒｔ  Ｔａｎｄｅｍ  Ｒｅｐｅａｔ）回数と表現することにする。例えば、計測したアンプリコンのサイズが３０塩基であれば、ＳＴＲ回数が５であると判定できる。ＳＴＲ回数は、アンプリコンの塩基長に対応しているから、アンプリコンについての塩基長情報であるといえる。【０００８】
上記の例では、アンプリコンの長さは、３０塩基、３４塩基など、ＳＴＲ回数が１つ増えると、４塩基（もしくは５塩基）単位で増える。ところが、ヒトのＤＮＡ鑑定で使われる遺伝子領域には、繰り返しが４塩基（もしくは５塩基）刻みでないものがある。例えば、ある場合では、通常のＳＴＲに加えて２塩基余計に付け加わったタイプがある。ＳＴＲの５回の繰り返しに２塩基余計に付け加わったタイプの場合は、“５．２”といった表記がなされる。ＳＴＲ回数が５の時、アンプリコンが３０塩基だったとすると、“５．２”では、３２塩基となる。ｘｘ．２以外に、ｘｘ．１、ｘｘ．３などが存在する。このように繰り返しに対して端数となる塩基は、すべてのＳＴＲ回数に対して存在するのではなく、種類が限られている、すなわち特定のＳＴＲ回数に対して起こることが知られている。【０００９】
例えば、ＦＧＡと呼ばれるローカスには、以下の様なバラエティ（多様性）が存在する。表１は、ローカスのバラエティの出現確率を示した例を示したものであって、アメリカ合衆国におけるアフリカ系のヒト２００名程度に対してＦＧＡの多様性を調べたデータを示している。ここでは、ＦＧＡの種類は１８種類であり、すなわちＦＧＡには１８通りのＳＴＲ回数が存在し、そのうち４種類のみがｘｘ．２のタイプのものである。表１に示すデータにおいて、合計が２００よりも大きいのは、以下に述べるようにＳＴＲ回数において父親由来か母親由来の２種類があるためであり、４００よりも少ないのは、解析できなかったものがあるからである。また、出現確率の総和が１．０を上回るのは、ＳＴＲ回数の出現頻度が５以下の場合は、出現確率として一律に０．０１４としているからである。表１に示すデータは、Ｂｒｕｃｅ  Ｂｕｄｏｗｌｅ，  “Ｇｅｎｏｔｙｐｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｉｘ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐｓ  ａｔ  ｔｈｅ  １３  ＣＯＤＩＳ  Ｓｈｏｒｔ  Ｔａｎｄｅｍ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｃｏｒｅ  Ｌｏｃｉ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  ＰＣＲＢＢａｓｅｄ  Ｌｏｃｉ”，  Ｆｏｒｅｎｓｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｖｏｌｕｍｅ  １，  Ｎｕｍｂｅｒ  ２，  （Ｊｕｌｙ  １９９９）（非特許文献１）において、“ｄｎａｌｏｃｉ．ｔｘｔ”として公表されている生データに基づくものである。【００１０】
【表１】
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【００１１】
ヒトのゲノムは２セットあるので、各ローカスに関して父親由来のＳＴＲ回数と母親由来のＳＴＲ回数が存在することとなり、これは、個人を特定する情報となる。例えば、あるローカスでのＳＴＲ回数の種類が１０種類であるとすると、全ての組み合わせは、１００種類（＝１０×１０）存在することになる。このうち１０種類のものは、父親由来のローカスにおけるＳＴＲ回数と母親由来のローカスにおけるＳＴＲ回数が一致している。したがって、そのようなヒトに対してＤＮＡ解析を行い、ＳＴＲ回数を求めたとしても、１通りのＳＴＲ回数しか得られないことになる。このような場合をホモ接合と呼ぶ。【００１２】
ホモ接合を除いた残りの９０通りでは、父親由来のＳＴＲ回数と母親由来のＳＴＲ回数とが異なり、このようなヒトに対してＤＮＡ解析を行えば、精度が十分であれば、２通りのＳＴＲ回数が得られることになる。このような場合をヘテロ接合と呼ぶ。もっとも、ＤＮＡを解析した場合に、どちらのＳＴＲ回数が父親由来であって、どちらのＳＴＲ回数が母親由来であるかの区別がつかないので、実際には、ヘテロ接合は、９０種類の半分である４５種類となる。【００１３】
すなわち、各ゲノムの各セットごとにローカスのＳＴＲ回数の種類が１０種類あるとき、ＤＮＡ解析で存在し得る結果は、ホモ接合の１０種類とヘテロ接合の４５種類とをあわせた全部で５５種類であり、これは個人を特定する情報となる。マイクロサテライトを用いたＤＮＡの解析と照会では、この５５種類のうちどのタイプかを解析し、その解析結果と完全一致するエントリをデータベース中から検索することになる。【００１４】
ＤＮＡを用いた個体識別の現場では、認識精度の向上のために、複数のローカスについて解析を行い、データベース検索を行っている。ヒトにおいてＳＴＲ回数は各ローカスごとに独立に決まっているので、複数のローカスの解析をすることによって、認識精度を高めることができる。ＦＢＩなどで行われているＤＮＡ解析では、１３個のローカスを用いている。このようなＤＮＡ解析の詳細については、例えば、“Ｆｏｒｅｎｓｉｃ  ＤＮＡ  Ｔｙｐｉｎｇ，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ：  Ｂｉｏｌｏｇｙ，  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  ｏｆ  ＳＴＲ  Ｍａｒｋｅｒｓ”，  Ｊｏｈｎ  Ｍ．  Ｂｕｔｌｅｒ．  （２００５）．  ｐｐ．  ８５−１１７，  ３４５−３７０，  ａｎｄ  ３７３−３８６（非特許文献２）に詳しく述べられている。【００１５】
なお、特開２００２−２５３２０３号公報（特許文献１）は、個人を特定するＤＮＡの塩基配列情報をデジタル化して、バーコードあるいはＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）カードなどに固定することを開示している。特開２００３−２４５０９８号公報（特許文献２）は、ＰＣＲ産物を電気泳動で検出し、塩基長配列のサイズ情報を得ることを開示している。特開２００４−０７３１８８号公報（特許文献３）は、同定されるべき物体中へマーカーを組み込む方法であって、ＤＮＡ断片をマーカーとして用いる方法を開示している。特開２００５−０１３２２６号公報（特許文献４）は、ダイズをＤＮＡより同定する方法であって、ＰＣＲの結果を電気泳動等を用いて同定するとともに、ダイズの既知遺伝子配列の検索を行う際に、データベースにアクセスしてサテライトＤＮＡの検索を行うことを開示している。特開２００５−１６０３０２号公報（特許文献５）は、マイクロサテライト遺伝多型マーカを用いる遺伝子のマッピング方法を開示している。特開２００５−２３７３３４号公報（特許文献６）は、テロメア反復配列とこれに相補的な標識プローブとをハイブリダイズさせ、そのＤＮＡ一分子の動きの速度を検出することにより、迅速かつ高感度にＤＮＡ反復配列を測定する方法を開示している。特開２００５−３０７２１６号公報（特許文献７）は、本人認証に利用することのできる合成ＤＮＡインクを開示している。特開平１１−１１８７６０（特許文献８）は、ＤＮＡ断片の電気泳動パターンの解析法であって、データベース化に適した解析法を開示している。【００１６】
ＷＯ９７／１５６９０（特許文献９）は、ＤＮＡ配列の定量、同定または判定に関する発明を開示している。ＷＯ９８／３５０６０（特許文献１０）は、多型核酸フラグメントを分析または型分類するためのポリメラーゼを開示している。ＷＯ０１／１４５９０（特許文献１１）は、既知量の、シリカ磁性粒子のような、ＤＮＡ標的物質を可逆的に結合するための定義できる能力を有するシリカ含有固形支持体と、その粒子の結合能力より多いＤＮＡ標的物質とを使用して、媒体中の他の物質から、定義された量のＤＮＡ標的物質を単離する方法を開示している。ＷＯ０２／０８４６９（特許文献１２）は、対立遺伝子コール（ａｌｌｅｌｅ  ｃａｌｌ）を行うためのコンピュータにより実行される方法を開示している。ＷＯ０２／６６６５０（特許文献１３）は、ストレプトコッカス（ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）抗原のフラグメントの解析について開示している。ＷＯ０３／０６６９２（特許文献１４）は、電気泳動分析のための内部較正標準に関する発明を開示している。ＷＯ０２／８６７９４（特許文献１５）は、質量分析に基づいてＤＮＡを解析する方法を開示している。【００１７】
以下、本明細書中で引用した文献を列挙する。
【特許文献１】特開２００３−２５３２０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４５０９８号公報
【特許文献３】特開２００４−０７３１８８号公報
【特許文献４】特開２００５−０１３２２６号公報
【特許文献５】特開２００５−１６０３０２号公報
【特許文献６】特開２００５−２３７３３４号公報
【特許文献７】特開２００５−３０７２１６号公報
【特許文献８】特開平１１−１１８７６０号公報
【特許文献９】ＷＯ９７／１５６９０（特表２０００−５００６４７）
【特許文献１０】ＷＯ９８／３５０６０（特表２００１−５１１０１８）
【特許文献１１】ＷＯ０１／１４５９０（特表２００３−５０７０４９）
【特許文献１２】ＷＯ０２／０８４６９（特表２００４−５１６４５５）
【特許文献１３】ＷＯ０２／６６６５０（特表２００４−５３１２３５）
【特許文献１４】ＷＯ０３／０６６９２（特表２００４−５３５１９８）
【特許文献１５】ＷＯ０２／８６７９４（特表２００５−５０９８４４）
【非特許文献１】Ｂｒｕｃｅ  Ｂｕｄｏｗｌｅ，  “Ｇｅｎｏｔｙｐｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｉｘ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐｓ  ａｔ  ｔｈｅ  １３  ＣＯＤＩＳ  Ｓｈｏｒｔ  Ｔａｎｄｅｍ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｃｏｒｅ  Ｌｏｃｉ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  ＰＣＲＢＢａｓｅｄ  Ｌｏｃｉ”，  Ｆｏｒｅｎｓｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｖｏｌｕｍｅ  １，  Ｎｕｍｂｅｒ  ２，  （Ｊｕｌｙ  １９９９）．（インターネット上でも、次のＵＲＬから入手可能＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｂｉ．ｇｏｖ／ｈｑ／ｌａｂ／ｆｓｃ／ｂａｃｋｉｓｓｕ／ｊｕｌｙ１９９９／ｂｕｄｏｗｌｅ．ｈｔｍ＞
【非特許文献２】“Ｆｏｒｅｎｓｉｃ  ＤＮＡ  Ｔｙｐｉｎｇ，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ：  Ｂｉｏｌｏｇｙ，  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  ｏｆ  ＳＴＲ  Ｍａｒｋｅｒｓ”，  Ｊｏｈｎ  Ｍ．  Ｂｕｔｌｅｒ．  （２００５）．  ｐｐ．  ８５−１１７，  ３４５−３７０，  ａｎｄ  ３７３−３８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
個体識別のための上述した従来のＤＮＡ解析では、大型の電気泳動装置を使用する必要があり、そのため、電気泳動に要する時間が長くなって解析時間が長くなる、という問題点がある。この原因は、ＤＮＡの解析とＤＮＡデータベースとの照合において、アンプリコンの長さの計測を１ｂｐ（塩基対）の精度で行っているからである。このように１ｂｐといった高い精度で解析しているのは、例えばヒトのＤＮＡを用いた個体識別の方式としてＦＢＩが提唱しているＣＯＤＩＳなどでは、そこで使用されているローカスのアンプリコンのＤＮＡサイズの最小の変化幅が２ｂｐ程度であるので、１ｂｐ程度の精度で塩基長を認識しないと、データベースとの照合ができなくなるからである。【００１９】
アンプリコンの長さの計測精度を確保するためには、電気泳動装置において現在使用されているキャピラリーよりも短いキャピラリーを用いたり、電気泳動の路長をより短くしたりすることができない。そのため、電気泳動装置などの構成を簡素化したり、あるいは短時間で電気泳動の解析を行うことができない。【００２０】
本発明の目的は、読み取り精度の低い電気泳動装置を用いても必要な精度を確保でき、かつ、短時間での解析を可能とする個体識別方法を提供することにある。【００２１】
本発明の別の目的は、読み取り精度の低い電気泳動装置を用いても必要な精度を確保でき、かつ、短時間での解析を可能とする個体識別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
個体識別のためのＤＮＡ解析の運用を考えると、あらかじめデータベースを構築した上で、新たに入手した検体のＤＮＡを解析し、その解析結果がデータベースに格納されたものと一致するかどうかを照合することになる。ここで、短時間での処理、あるいは簡素化された装置での処理が要求されるのは、新たに入手した検体のＤＮＡの解析であり、データベースにあらかじめ格納しておくデータのためのＤＮＡ解析には、簡素化された装置での処理や短時間での処理に対する要求はあまりない。そこで本発明では、新たに入手した検体のＤＮＡ解析を、今までは個体識別のためのＤＮＡ解析には使用できなかったような精度の低い電気泳動装置を用いて行えるようにする。以下、新たに入手した検体のことを新サンプルと呼ぶ。【００２３】
なお、データベース登録のための試料（サンプル）は、その出所、すなわち誰の、あるいはいつどこで採取されたものか、が明確なものであり、出所を特定するための識別子が付与されている。そこで、以下の説明において、データベース登録のための試料（サンプル）を識別子付きサンプルと呼ぶことにする。識別子付きサンプルをデータベース（すなわち識別子付きサンプル解析データ蓄積部）に蓄積するときのＤＮＡ解析には、従来用いられていような相対的に精度の高い電気泳動装置を用いてもよいし、従来は使用できなかったような相対的に精度の低い電気泳動装置を用いてよい。後述するように、本発明では、識別子付きサンプルの解析及び新サンプルの解析の両方に低精度の電気泳動装置と用いたとしても、データベースでの照合を精度よく行えるようにしている。【００２４】
本発明の目的は、ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別方法であって、個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析する第１の解析段階と、識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに識別子付きサンプル解析データ蓄積部に蓄積する段階と、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを、識別子付きＤＭＡサンプルを解析したときの精度よりも低い精度で解析し、結果を新サンプル解析結果とする第２の解析段階と、新サンプル解析結果に基づいて、識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する段階と、を有する固体識別方法によって達成される。【００２５】
この個体識別方法においては、例えば、識別子付きＤＮＡサンプル及び新サンプルを解析する際に、電気泳動法によってそのサンプルの塩基長に関する情報が求められ、特に、そのサンプルにおけるマイクロサテライトの繰り返し回数に関する情報が取得される。【００２６】
この個体識別方法において、典型的には、第１の解析段階における解析精度は、新サンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できる精度であり、第２の解析段階における解析精度は、最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できない精度である。【００２７】
また第２の解析段階は、例えば、それぞれ１種のアンプリコンを含んだサンプルの集合から複数のサンプルを任意の組み合わせで選択し、選択されたサンプルを混合して多種アンプリコン・サンプルを生成する段階と、多種アンプリコン・サンプルを電気泳動によって解析する第３の解析段階と、第３の解析段階で得られた結果と、当該多種アンプリコン・サンプルにおける塩基長情報とを組にして多種アンプリコン・データ蓄積部に蓄積する段階と、電気泳動によって新サンプルを解析し、新サンプル電気泳動結果データを得る第４の解析段階と、新サンプル電気泳動結果データに基づいて多種アンプリコン・データ蓄積部を検索し、結果を新サンプル解析結果とする検索段階と、を有する。【００２８】
あるいは本発明の目的は、ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別方法であって、個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析して識別子付きＤＮＡサンプルの塩基長に関する情報を得る第１の解析段階と、識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに識別子付きサンプル解析データ蓄積部に蓄積する段階と、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析し、新サンプルの塩基長に関する情報を含む結果を新サンプル解析結果とする第２の解析段階と、新サンプル解析結果に基づいて、識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する段階と、を有し、第１の解析段階および第２の解析段階における解析の精度は、個体識別対象となるＤＮＡサンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できない精度である固体識別方法によっても達成される。【００２９】
本発明の第２の目的は、ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別装置であって、個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析する第１の解析手段と、第１の解析手段で識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに蓄積する識別子付きサンプル解析データ蓄積部と、第１の解析手段より低い解析精度を有し、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析して結果を新サンプル解析結果とする第２の解析手段と、新サンプル解析結果に基づいて、識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索し、個体識別結果を得る識別手段と、を有する個体識別装置によって達成される。【００３０】
あるいは本発明の第２の目的は、ＤＮＡサンプルを電気泳動によって解析することによって個体を識別する個体識別装置であって、個体に対する識別子が付与された識別子付きＤＮＡサンプルを解析して識別子付きＤＮＡサンプルの塩基長に関する情報を得る第１の解析手段と、識別子付きＤＮＡサンプルを解析して得られた結果を対応する識別子とともに蓄積する識別子付きサンプル解析データ蓄積部と、個体識別対象となるＤＮＡサンプルである新サンプルを解析し、新サンプルの塩基長に関する情報を含む結果を新サンプル解析結果とする第２の解析手段と、新サンプル解析結果に基づいて、識別子付きサンプル解析データ蓄積部を検索する識別手段と、を有し、第１の解析手段および第２の解析手段における解析の精度は、個体識別対象となるＤＮＡサンプルでの塩基長の考え得る最小の変化量だけ塩基長が異なる２つのＤＮＡを識別できない精度である個体識別装置によっても達成される。【００３１】
上述した本発明の個体識別方法及び装置は、ＤＮＡサンプルを解析することによって個体識別を行うものであるが、さらに、指紋情報、掌紋情報、虹彩情報、顔情報などの他のバイオメトリック情報と組み合わせることによって、個体識別の精度をさらに向上させることができる。【００３２】
本発明によれば、特に、個体識別の対象となるサンプルすなわち新サンプルの電気泳動による解析の際に、現在使用されているキャピラリーよりも短いキャピラリーや、短い電気泳動の路長を用いることができるから、解析に必要な時間が短縮され、その結果、ＤＮＡを用いた個体識別を短時間で行うことが可能となる。【００３３】
また、このように短いキャピラリーや短い電気泳動の路長を用いるため、以下のような有利な点を享受することができる：
（１）従来の個体識別装置に比べてサイズを小さくして装置構成を簡略化することができ、その結果、屋内屋外を問わず必要な場所でＤＮＡを用いた個体識別が可能となる；
（２）装置の全体を覆ったりして外部からの雑物の混入を防ぐことが容易になるとともに、装置構成が簡易であるので、温度や湿度などの電気泳動に影響を与える外部要因を制御するのが容易になり、その結果、外部からの雑物の混入や解析装置の環境の不安定性に起因する誤解析を防ぐことが可能となる；
（３）装置全体を覆うことなどよって、温度や湿度などの装置に影響を与える外部要因を制御するのが容易になり、保守性の向上や耐故障性の向上が可能となる。【００３４】
上述したように、本発明によれば、短時間でのＤＮＡを用いた個体識別が可能となり、屋内屋外を問わず必要な場所でＤＮＡを用いた個体識別が可能となり、誤解析を防ぐことが可能となる。これにより、他のバイオメトリック情報によって個体識別を行う機器との組み合わせが容易に行えるようになり、他のバイオメトリック情報を用いた個体認識との組み合わせよって認識精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態の個体識別装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す個体識別装置における低精度電気泳動解析部の構成を示す図である。
【図３】２種類のアンプリコンを含んだＤＮＡサンプルを混合したものを解析したシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の個体識別装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施形態の個体識別装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第７の実施形態の個体識別装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態の個体識別装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１    １種アンプリコン・サンプル保管部
１０２    選択サンプル
１０３    多種アンプリコン・サンプル
１０４    電気泳動解析部
１０５    多種アンプリコン電気泳動結果データ
１０６    多種アンプリコン・データ蓄積部
１０７    新サンプル
１０８    新サンプル電気泳動解析部
１０９    新サンプル電気泳動結果データ
１１０    新サンプル結果データ解析部
１１１    新サンプル解析結果
２０１    補間データ作成部
２０２    補間データ蓄積部
３０１    パラメータ推定機能付き新サンプル結果データ解析部
４０１    １種アンプリコン電気泳動結果データ
４０２    １種アンプリコン・データ蓄積部
４０３    補間多種アンプリコン・データ作成部
４０４    補間多種アンプリコン・データ蓄積部
５０１    識別子付きサンプル
５０２    高精度電気泳動解析装置
５０３    サンプル解析結果
５０４    識別子付きサンプル解析データ蓄積部
５０５    低精度電気泳動解析部
５０６    個体識別部
５０７    個体識別結果
６０１    低精度識別子付きサンプル解析結果
６０２    低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部
６０３    低精度個体識別部
６０４    低精度個体識別結果
７０１    高精度個体識別部
７０２    高精度個体識別結果
９０１    新サンプル取得対象
９０２    ＤＮＡサンプル
９０３    ＤＮＡ解析に基づく個体識別部
９０４    識別子付きＤＮＡ解析データ蓄積部
９０５    ＤＮＡ解析に基づく個体識別結果
９０６    指紋サンプル
９０７    指紋解析に基づく個体識別部
９０８    識別子付き指紋解析データ蓄積部
９０９    指紋解析に基づく個体識別結果
９１０    複数情報による個体識別部
９１１    複数情報による個体識別結果
１００１    （５，５）混合サンプル
１００２    （５，５．２）混合サンプル
１００３    （５，６）混合サンプル
１００４    （５，６．２）混合サンプル
１００５    （５，７）混合サンプル
１００６    （５，７．２）混合サンプル
１００７    （５，８）混合サンプル
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態の個体識別装置の構成を示している。この個体識別装置は、識別子付きサンプル５０１を電気泳動により解析する高精度電気泳動解析装置５０２と、高精度電気泳動解析装置５０２から出力されるサンプル解析結果５０３を蓄積する識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４と、新サンプル１０７を電気泳動により解析する低精度電気泳動解析部５０５と、低精度電気泳動解析部５０５から出力される新サンプル解析結果１１１に基づいて識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４内のデータを検索して新サンプル１０７の個体識別を行い、個体識別結果５０７を出力する個体識別部５０６と、を備えている。新サンプル１０７は、個体識別を行おうとするＤＮＡのサンプルであり、第１の実施形態の個体識別装置は、新サンプル１０７でのＤＮＡのＳＴＲ回数を計測し、その計測結果に応じてデータベースすなわち識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４を検索して個体識別を行うものである。【００３８】
識別子付きサンプル５０１は、個体の識別子がついたサンプルの集合であり、高精度電気泳動解析装置５０２は、このような識別子付きサンプル５０１の各サンプルを、従来使用されているような充分な読み取り精度で解析する装置である。サンプル解析結果５０３は、識別子付きサンプル５０１を高精度電気泳動解析装置５０２を用いて解析した結果であり、識別子付きサンプル５０１に含まれているＤＮＡ中の複数のＳＴＲ回数のセットを示すデータからなっている。識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４は、識別子付きサンプル５０１の個体ごとに、従来使用されているような充分な読み取り精度で解析されたサンプル解析結果５０３である複数のＳＴＲ回数のセットと識別子付きサンプル５０１の個体の識別子とを組にして蓄積する。【００３９】
新サンプル１０７を解析する低精度電気泳動解析部５０５の構成の詳細については後述するが、低精度電気泳動解析部５０５自体も、電気泳動解析装置を備えて構成されており、第１の実施形態では、この低精度電気泳動解析部５０５は、高精度電気泳動解析装置５０２に比べて、読み取り精度が、同程度か低いことを想定している。新サンプル解析結果１１１は、新サンプル１０７の解析結果であり、複数のＳＴＲ回数のセットを示すデータからなっている。個体識別部５０６では、新サンプル解析結果１１１の複数のＳＴＲ回数のセットと識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４の各エントリのＳＴＲ回数のセットとに重なりがある識別子を識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４内で検索し、個体識別結果５０７とする。個体識別結果５０７には、個体識別子が１つ含まれている場合または複数含まれている場合があり、さらに、個体識別子が全く含まれない場合もある。【００４０】
次に、低精度電気泳動解析部５０５の構成について、図２を用いて説明する。【００４１】
第１の実施形態では、低精度電気泳動解析部５０５は、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１と、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１から選択されたＤＮＡサンプルすなわち選択サンプル１０２を混合して得られる多種アンプリコン・サンプル１０３を電気泳動によって解析する電気泳動解析部１０４と、電気泳動解析部１０４から出力される多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５を蓄積する多種アンプリコン・データ蓄積部１０６と、新サンプル１０７を電気泳動によって解析する新サンプル電気泳動解析部１０８と、新サンプル電気泳動解析部１０８が出力する新サンプル電気泳動結果データ１０９に基づいて多種アンプリコン・データ蓄積部１０６内を検索し、検索結果を新サンプル解析結果１１１として出力する新サンプル結果データ解析部１１０と、を備えている。【００４２】
ここで、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１は、それぞれが１種類ずつのアンプリコンを含んだＤＮＡのサンプルである１種アンプリコン・サンプルを複数個保管するものであり、アンプリコン・サンプルごとにそれらのサンプルにおけるＳＴＲ回数も保持している。選択サンプル１０２は、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１の中から複数のサンプルを任意の組み合わせで選択したもの（集合）である。このように選択された複数種類の選択サンプル１０２を混合することによって、多種アンプリコン・サンプル１０３が得られる。したがって、多種アンプリコン・サンプル１０３は、単一のサンプル中に複数種類の、すなわちＳＴＲ回数が異なる複数のアンプリコンが含まれていることになる。【００４３】
低精度電気泳動解析部５０５では、電気泳動解析部１０４によって、多種アンプリコン・サンプル１０３が解析され、その結果として多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５が得られることになる。多種アンプリコン・データ蓄積部１０６は、多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５と、その多種アンプリコン電気泳動データ１０５に対応する多種アンプリコン・サンプル１０３を構成する各アンプリコンのＳＴＲ回数とを組にして蓄積する。また、新サンプル１０７を新サンプル電気泳動解析部１０８によって解析した結果が新サンプル電気泳動結果データ１０９であり、新サンプル結果データ解析部１１０は、新サンプル電気泳動結果データ１０９に基づいて多種アンプリコン・データ蓄積部１０６のデータを検索することにより、新サンプル１０７のＳＴＲ回数を解析し、そのＳＴＲ回数解析の結果を新サンプル解析結果１１１として出力する。【００４４】
次に、この個体識別装置の動作について説明する。【００４５】
まず、データベース（すなわち識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４）にデータを蓄積するために、高精度電気泳動解析装置５０２によって、識別子付きサンプル５０１の各サンプルを充分な読み取り精度で解析し、これらのサンプルにおけるＳＴＲ回数の情報を読み取る。その結果、識別子付きサンプル５０１に含まれているＤＮＡ中の複数のＳＴＲ回数がサンプル解析結果５０３として得られるので、識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４は、サンプル解析結果５０３である情報と、識別子付きサンプル５０１に対応する個体の識別子とを組にして蓄積する。【００４６】
次に、個体識別の対象である新サンプル１０７を低精度電気泳動解析部５０５で解析し、その解析結果として、複数のＳＴＲ回数のセットである新サンプル解析結果１１１を得る。以下、低精度電気泳動解析部５０５での処理について、図２を参照して説明する。【００４７】
上述したように、複数のＤＮＡサンプルとそれらのＳＴＲ回数とが１種アンプリコン・サンプル保管部１０１に保管されているから、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１より２種またはそれ以上のサンプルを任意の組み合わせで選択し選択サンプル１０２とし、これらの選択サンプル１０２のＤＮＡサンプルを混合して多種アンプリコン・サンプル１０３を作成する。そしてこの多種アンプリコン・サンプル１０３を電気泳動解析部１０４において電気泳動によって解析し、結果として多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５を得る。電気泳動解析部１０３での電気泳動の結果としては、山型波形のピーク位置および山型波形の形状特徴、または、そのいずれかを用いる。山型波形の形状特徴としては、（ａ）ピーク高さ、（ｂ）ピーク幅、（ｃ）山形波形の面積、（ｄ）波形の変曲点、のうちの１つ以上が含まれる。電気泳動結果の解析手法は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。【００４８】
多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５が得られたら、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に、その多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５と選択サンプル１０２でのＳＴＲ回数とを組にして蓄積する。上述したようにＳＴＲ回数はアンプリコンの塩基長情報であるから、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６には、多種アンプリコンの塩基長情報が蓄積されることになる。これらの処理により、複数種類のアンプリコンのＤＮＡのサンプルの組み合わせによって電気泳動の解析結果がどのようなバリエーションになるかが測定され、統計データとして得られたことになる。なお、多種アンプリコン電気泳動結果データは、ＳＴＲ回数とは関連付けられるものであるが、複数のＳＴＲ回数を有する対照用のサンプルとしてのみ用いられるものであって、実在の個体とは直接的には関連付けられるものではない。【００４９】
個体識別対象である新サンプル１０７は、新サンプル電気泳動解析部１０８によって、電気泳動法を用いて解析される。ここで新サンプル電気泳動解析部１０８は、上述した電気泳動解析部１０４とは、同一またはほぼ同等の解析性能を有するものである。単一の電気泳動解析装置を電気泳動解析部１０４及び新サンプル電気泳動解析部１０８として共用するようにしてもよい。新サンプル１０７を新サンプル電気泳動解析部１０８によって解析することにより結果として新サンプル電気泳動結果データ１０９が得られるから、新サンプル結果データ解析部１１０は、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に蓄積されている多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５のうち、新サンプル電気泳動結果データ１０９と類似するものを検索することによって、新サンプル１０７のＳＴＲ回数を解析すし、その解析結果を新サンプル解析結果１１１として出力する。【００５０】
第１の実施形態では、上述したように、低精度電気泳動解析部５０５の読み取り精度は、高精度電気泳動解析装置５０２に比べて同程度か低いことを想定している。その後、個体識別部５０６（図１参照）は、新サンプル解析結果１１１の複数のＳＴＲ回数のセットと識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４の各エントリのＳＴＲ回数のセットとに重なりがある識別子を検索し、個体識別結果５０７とする。個体識別結果５０７には、個体識別子が、１つ含まれている場合または複数含まれている場合があり、さらに、個体識別子が全く含まれない場合もある。【００５１】
以下、読み取り精度が十分でない低精度電気泳動解析部５０５を用いて新サンプル１０７を解析しても、十分な精度で個体識別結果が得られることについて説明する。【００５２】
第１の実施形態では、低精度電気泳動解析部５０５の新サンプル電気泳動解析部１０８もしくは電気泳動解析部１０４として、従来から個体識別に用いられている電気泳動解析装置と比較して簡便なものを用いることを想定している。この状況では、ＰＣＲによって１種類のマイクロサテライト領域を増幅しようとしても、ＤＮＡの不完全な複製によって多少違うアンプリコンが生成される場合があることや、同じサイズのアンプリコンであってもキャピラリー中での移動の際に拡散の影響を受けることなどから、１種類のマイクロサテライト領域からのサンプルを電気泳動させた場合であっても、キャピラリー他端に到達する際にはその到達時間が前後することになる。その結果、電気泳動結果において、到達時間に対して、アンプリコンが幅をもって分布するようになり、その濃度を観察すると山型の波形になる。この現象は、電気泳動の媒体してキャピラリーなどを用いる場合にもゲル板を用いる場合でも発生し、アンプリコンのサイズ解析の精度を低下させる。【００５３】
ヘテロ接合のヒトのＤＮＡマイクロサテライト領域において同程度のサイズのアンプリコンが２種類ある場合、電気泳動の結果として、それぞれが別個のアンプリコンに対応する２つの山型波形が重なり合ってしまい、見かけ上、１つの山型波形として観察されることがある。しかしながら、２種類のアンプリコンのサイズが、山型波形の幅に比べて、大きく異なる場合には、２つの山型波形は別の部位に発生するため、重なることは起こらず、各々の山型波形の位置や濃度は各アンプリコンのサイズに起因するものとして、正しく解析される。【００５４】
近接している波形が分離されなくなるのは、電気泳動時の拡散等に起因する解像度の問題であり、このような現象の発生を抑えた解像度の高い装置、すなわち読み取り精度の高い電気泳動解析装置では、解析結果における山型波形の幅が狭くなるため、２種類のアンプリコンのサイズがほぼ同じでも、波形を分離して観測することができる。【００５５】
２種類のアンプリコンの濃度がほとんど同じである場合、２種類のアンプリコンによって合成によって発生する山型波形のピーク位置は、それぞれのアンプリコンの電気泳動によって生成されるであろうと考えられる２つの山型波形のそれぞれのピークの中間に位置する。例えば、２種類のアンプリコンが、５のＳＴＲ回数すなわち３０塩基と、５．２のＳＴＲ回数すなわち３２塩基とであった場合は、３１塩基にピークを有する山型波形として観察される。２ｂｐの読み取り誤差があるとすると、このサンプルは、３０〜３２塩基として認識される。したがって、ＳＴＲ回数が５のものか、ＳＴＲ回数が５．２のものか、どちらかのものであるかの判定がつかない。【００５６】
この状況を説明するために、山型波形の形状をガウス分布で近似し、ＳＴＲ回数が５のものと、ＳＴＲ回数が５〜８の２種類のアンプリコンを含んだＤＮＡサンプルを混合したものを解析した時の結果をシミュレーションした結果を図３に示す。図３において、ｘ軸はＤＮＡのサイズである。ここでＳＴＲ繰り返しの単位が４ｂｐ（塩基対）であることを仮定すると、（５，５）混合サンプル１００１は（５，５）の混合サンプルの山型波形の形状を示している。ここで（ｘ、ｙ）混合サンプルとは、ＳＴＲ回数がｘのサンプルとＳＴＲ回数がｙのサンプルとを混合していることを意味する。ｘ＝ｙであればホモ接合であり、ｘ≠ｙであればヘテロ接合である。図３のシミュレーションから分かるように、拡散等の影響によりアンプリコンを電気泳動させたときの到達時間にばらつきが生じるため、山型波形の幅が広くなっており、ＳＴＲ回数が１違うところにも影響が出ている。以下、ＳＴＲ回数が１異なることを、「１ＳＴＲの違い」のように表記する。【００５７】
このように１ＳＴＲ違うところに影響が出る程度、山形波形の幅が広くなるような解像度では、例えば、（５，７）混合サンプル１００５、（５，７．２）混合サンプル１００６、（５，８）混合サンプル１００７では、ヘテロ結合のＤＮＡサンプルであるとはっきり認識できる。このため、ここで示したような解像度では、２ＳＴＲ以上の違いがある混合サンプルでは、ヘテロ接合であると正しく認識できると思われる。なお、１．２ＳＴＲ（すなわち６ｂｐ）違いの（５，６．２）混合サンプル１００４でも、解像が２ｂｐ以下であれば、正しくヘテロ接合が認識できると思われる。１ＳＴＲ（すなわち４ｂｐ）違いの（５，６）混合サンプル１００３は、他に類似の山型波形の波形がなく、ピーク位置もずれていないことから、ピーク位置を手がかりにすれば、正しく認識できると思われる。【００５８】
しかしながら、このような解像度において、２つのアンプリコンの違いが２ｂｐである（５，５．２）混合サンプル１００２では、単峰性の山形波形しか得られていない。この山形波形は、ホモ接合（（５，５）混合サンプル１００１）の山形波形と形状が似ているために、山形波形の形状からは、ヘテロ接合なのか、ホモ接合なのかを特定することができない。ホモ接合である（５，５）混合サンプル１００１のピークと、ヘテロ接合である（５，５．２）混合サンプル１００２のピークとは、位置が約１ｂｐ程度ずれているので、ＤＮＡの長さに対して精度の高い解析ができる場合には両者の違いを認識することは可能であるが、ＤＮＡの長さに対する精度が低い場合には、正しい認識を行うことは難しい。【００５９】
結論として、上記のシミュレーション条件では、山形波形の形状の特異性と電気泳動の正確性を考え合わせると、１ＳＴＲ以上の違いは区別できるが、１ＳＴＲ未満の違いでは、ホモ接合かヘテロ接合かの区別ができない、ということになる。第１の実施形態では、低精度電気泳動解析部５０５内の新サンプル電気泳動解析部１０８もしくは電気泳動解析部１０４は、従来の電気泳動装置と比較して読み取り精度が低いとしている。したがって、高い精度での解析に基づく結果を蓄積した識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４を、このような低精度電気泳動解析部５０５によって得られたデータに基づいて直接検索し、照合を行ったとしても、完全一致するデータを検索することができないことがあり得る。これは、２ｂｐ程度やそれよりも悪い精度を有する読み取り装置で解析を行うと、ヒトにおいてＳＴＲ回数として出現し得るｘｘとｘｘ．２などとを区別できないためである。【００６０】
しかしながら、上記の例のように解像度が２ｄｐ程度であるとして、測定された塩基長が３０塩基程度であれば、ＳＴＲ回数は５もしくは５．２であると判断することはできる。そこで、このような場合、５または５．２のＳＴＲ回数として取り扱ってデータベースを照合することにより、正しいＳＴＲ回数を含むエントリの検索が可能となる。もっともこの場合、真のＳＴＲ回数が５であるとすると、ＳＴＲ回数が５．２のものも余分に検索されてしまうことが問題となる。すなわち、解像度の悪い機器で測定された新サンプル電気泳動結果データ１０９が得られた場合に、ＳＴＲ回数として可能性があるものを考慮して、高い解像度のデータから生成されたデータベースを検索した場合、新サンプル１０７に含まれているＳＴＲ回数のエントリを含んで検索できるが、間違ったエントリも余分に検索されてしまう。このように余分な結果も得られてしまう、という問題は、後述する他の手法、例えば多種のローカス情報を用いる方法などと組み合わせることによって、実際の使用の場面においては、実はほとんど問題にならない。【００６１】
以下、余分な結果が得られることが個体識別のための障害とはなりえないことについて説明する。【００６２】
ここでは、説明のため、状況として起こりえるＳＴＲ回数の種類が、４，５，５．２，６，７の５通りであり、それぞれの塩基長は、２６，３０，３２，３４，３８塩基であるとする。【００６３】
例題として、ＤＮＡサンプル（新サンプル１０７）のアンプリコンの真のＳＴＲ回数が（５，５．２）であるとする。低い解像度（２ｂｐ程度）で新サンプル電気泳動結果データが得られているのであれば、１ｂｐなどのような高い精度で読み取りを行って作成されたデータベース中の｛（５，５），（５，５．２），（５．２，５．２），（５．２，６）｝の４種類のＳＴＲ回数のうちのどれと一致するのか区別できない場合がある。すなわち、１ｂｐの解像度を有する機器を用いた場合に比較して、ＳＴＲ回数を特定する能力が低下する。しかしながら、解析したＤＮＡサンプル（新サンプル１０７）は、上述の４種類以外のものではないことは、認識できる。【００６４】
同様に、新サンプルのアンプリコンの真のＳＴＲ回数が（５．２，５．２）であるとする。このときは、データベースとの照合の結果、｛（５，５），（５，５．２），（５．２，５．２），（５．２，６），（６，６）｝のいずれかであるとの認識がなされることになる。真のＳＴＲ回数（ここでは、（５．２．５．２））は含まれてはいるものの、真のもの以外を含めて多めに検索される。ここで、山型波形のピークの読み取り誤差、つまり正確性は、およそ１塩基として考える。言い換えれば、３４塩基と読み取られたとしても、実際のＤＮＡサイズとしては、３３，３４，３５塩基の可能性があるということである。解像度は２ｂｐ程度であるとする。つまり、２ｂｐだけ異なるアンプリコンを有するヘテロ接合の場合、２つの山型波形が重なり合ってしまい、１つの山型波形として読み取られる、として考える。例えば、図３に示した例のように、塩基長が３０ｂｐと３２ｂｐのアンプリコンからなるヘテロ接合の場合には、３１ｂｐ辺りにピークがある単峰型の山型波形として読み取られる。ヘテロ接合の場合、それぞれ独立して塩基長に関して読み取り誤差が発生するとしているが、アンプリコンサイズの差が４ｂｐ以下の場合は、電気泳動結果のグラフにおいて隣接するアンプリコンなので、これらの２つのアンプリコンの相対的な読み取り誤差は、ないとして考える。【００６５】
表２は、２種類のアンプリコンの混合物の電気泳動結果の例を示すものであって、上記の状況において２種類のアンプリコンの混合物が、電気泳動によってどのように解析されるかを示したものである。行頭の番号が＊＊であるのは、観測されるＤＮＡサイズの対が同じであるものが存在することを示す。例えば、真のＳＴＲ回数が（４，５）の場合と（４，５．２）の場合では、電気泳動解析装置によって、両方とも（２５ｂｐ，３１ｂｐ）の組み合わせと解析される可能性があることを示している。【００６６】
【表２】
2007119779.tif 000004
【００６７】
ＦＢＩによる複合ＤＮＡインデックスシステム（ＣＯＤＩＳ）等で使用されているローカスのＤＮＡデータを調べてみると、ｘｘ．１、ｘｘ．２またはｘｘ．３と記載される、ＳＴＲ回数が非整数であるものの発現回数が少ない。以下の説明において、ｘｘ．１、ｘｘ．２およびｘｘ．３のいずれかのことを、ｘｘ．｛１，２，３｝と表記する。例えば、上述した表１に示したローカスＦＧＡの多様性を示すデータでは、ＳＴＲ回数には１８通りのＳＴＲ回数が存在し、そのうち４種類のみが非整数の回数のもの、ここではｘｘ．２のタイプのものである。【００６８】
上述したＢｕｄｏｗｌｅらの論文（非特許文献１）中で公表されている“ｄｎａｌｏｃｉ．ｔｘｔ”には、アフリカ系アメリカ人におけるローカスＦＧＡの多様性を示すデータだけでなく、他のローカス、他の人口グループ（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  ｇｒｏｕｐ）における同様の多様性に関するデータを含んでいる。以下、Ｂｕｄｏｗｌｅらの論文に付属する生データ“ｄｎａｌｏｃｉ．ｔｘｔ”を用いて、第１の実施形態の個体識別装置が個体を正確に識別できることを説明する。表３は、以下の説明において用いるデータの概要を示したものであって、ローカスごとのＳＴＲ回数と出現頻度との関係を示している。ここでは、４ｂｐ程度の精度で解析することが難しいと思われるＳＴＲ回数のものに限って示している。【００６９】
【表３】
2007119779.tif 000005
【００７０】
ここで用いるデータには、アメリカ合衆国における６つの人口グループ（アフリカ系アメリカ人（ＡＦＲＩＣＡＮ  ＡＭＥＲＩＣＡＮ）、米国カフカス人（Ｕ．Ｓ．  ＣＡＵＣＡＳＩＡＮ）、南部ヒスパニック（ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＥＲＮ  ＨＩＳＰＡＮＩＣ）、バハマ人（ＢＡＨＡＭＩＡＮ），ジャマイカ人（ＪＡＭＡＩＣＡＮ），トリニダード人（ＴＲＩＮＩＤＡＤＩＡＮ））についてのデータを含んでいる。以下、平均的な能力を知るために、アメリカ合衆国における人口グループの構成比として、アフリカ系アメリカ人が２５％、米国カフカス人が４５％、南部ヒスパニックが２０％、残り１０％がバハマ人、ジャマイカ人、トリニダード人であるとする。仮に、バハマ人、ジャマイカ人、トリニダード人の割合をそれぞれ４，４，２％と仮定し、データを作成して、統計的な解析を進める。また、上記生データ中で“＜ｘｘ”，“＞ｘｘ”などの表記は、ｘｘよりもＳＴＲ回数が小さいものや大きいものの確率を示すものであるが、処理が煩雑になり、また、出現回数が少ないために、省略した。【００７１】
ｘｘ．｛１，２，３｝のタイプのＳＴＲ回数は、７つのローカス（ＣＳＦ１ＰＯ，Ｄ１８Ｓ５１，Ｄ２１Ｓ１１，Ｄ３Ｓ１３５８，Ｄ７Ｓ８２０，ＦＧＡ，ＴＨＯ１）に含まれ、合計３２種類である。ＳＴＲ回数の種類を全ローカスにわたって総計を求めると１６３種類であるので、種類の比率としては、ｘｘ．｛１，２，３｝型のデータは、１９％となる。ｘｘ．｛１，２，３｝の出現比率は、３．８５％である。【００７２】
ＣＯＤＩＳ自体は１３種類のローカスを用いるものであって、これらのローカスにおいてｘｘ．｛１，２，３｝の出現頻度は、合計すると５０．６５％となる。なお全１３ローカスなので、頻度の総計は１３００％となる。頻度データに注目すると、ローカスＤ２１Ｓ１１ではｘｘ．｛１，２，３｝の頻度が多いが、それ以外のローカスでは、ｘｘ．｛１，２，３｝頻度が非常に少なく、ｘｘ．｛１，２，３｝型のＳＴＲ回数にあまり遭遇しないといえる。つまり、ｘｘ．｛１，２，３｝とｘｘの区別ができない装置を用いて、ＳＴＲ回数がおよそ１８と判定された場合、真のＳＴＲ回数は１８もしくは１８．２であるが、１８．２の発現回数が０．０１４と少ないので、１８と１８．２を１つにまとめて判断しても、判別能力がほとんど変わらない、と予想される。なお、正確な見積もりについては後述する。【００７３】
認識能力を正確に見積もるために、各人の各ＳＴＲ回数が独立して出現するものとする。その時に偶然に２人のＳＴＲ回数が一致する確率について考える。これは、識別力（Ｄｉｓｃｒｉｍａｔｉｏｎ  Ｐｏｗｅｒ）と呼ばれる値であり、ある解析手法がどのくらいの認識能力を有するかを示す量である。偶然に２人のＳＴＲ回数が一致する確率が低い程、認識能力が高いとされる。【００７４】
表３に示したアメリカ合衆国での６つの人口グループのデータの混合の例で考えると、ＦＧＡの１つのＳＴＲ回数が２５である確率は０．１００、２４である確率が０．１８６となる。したがって、ランダムに選んだ１人のＦＧＡが（２４，２５）である確率は、０．１００×０．１８６×２となる。ここで、ランダムに選んだ２人のＦＧＡが、偶然にともにＦＧＡが（２４，２５）である確率は、（０．１００×０．１８６×２）２となる。ＦＧＡを用いた場合の識別力は、全てのＦＧＡに関するＳＴＲ回数の組み合わせについてランダムに選んだ２人がともに同じＳＴＲ回数である確率であるので、以下の総和で求めることができる。ただし、注意しないといけないのは、上記のヘテロ接合の例とは違うホモ接合の場合であり、ホモ接合の場合には、出現確率は、例えば、（２４，２４）の場合は、０．１８６×０．１８６のように、ヘテロ接合の場合と異なって、２倍にするための項が出てこない。【００７５】
ヘテロ接合とホモ接合のそれぞれについての出現確率は以下のようになる。【００７６】
ヘテロ接合の場合：【００７７】
【数１】
2007119779.tif 000006
【００７８】
ホモ接合の場合：【００７９】
【数２】
2007119779.tif 000007
【００８０】
正確な見積もりとしては、上述したように、ＳＴＲ回数の組み合わせが５人以下の場合は５人いたとして確率を計算するが、このデータでは、６通りの人口グループのデータをミックスして仮想しているために、そこまでの正確性は必要ないものとして、そのような計算を行うことは省略した。【００８１】
ローカスＦＧＡの場合には、識別力、すなわち２人のＳＴＲ回数が偶然にマッチする確率は、０．３０３９１となる。ＣＯＤＩＳで用いられている他のローカスについて、識別力は表４に示すようになる。表４は、ローカスごとの識別力と、１３種類のローカスすべてを用いたときにランダムに選んだ２人のＳＴＲ回数のすべてが一致する確率とを示している。【００８２】
【表４】
2007119779.tif 000008
【００８３】
表４の左から３カラム目のカッコ内の数字は、「識別力（すなわち、偶然にマッチする確率）」の−ｌｏｇ１０表記である。したがって、カッコ内の数字が１．０の場合、１０人に１人の割合で偶然にＳＴＲ回数が合致することを意味する。最後のカラムの数字は、ローカスごとのＳＴＲ回数の種類数である。ＳＴＲ回数の種類数が多いと、偶然にマッチする確率は低くなる。もっとも、ＳＴＲ回数の種類数が同じであったとしても、ＳＴＲ回数の分布に偏りがあるあるため、「偶然にマッチする確率」が同じになるわけではない。【００８４】
上記の１３通りのローカスにおける全１６３種類のＳＴＲ回数を用いた時、ランダムに選んだ２人が偶然に一致する確率は、ローカスごとの識別力の積であるから、６．４４４９８６×１０−１６（＝１０−１５．１９０７７８）となり、１．５５１５９４×１０＋１５人（＝１／６．４４４９８６×１０−１６）に１人の確率で合致することになる。【００８５】
第１の実施形態では、上述したような条件で、低精度電気泳動解析部５０５内の新サンプル電気泳動解析部１０８もしくは電気泳動解析部１０４を用いて、ＤＮＡサンプルすなわち新サンプル１０７の解析結果を新サンプル解析結果１１１として得て、この解析結果に基づいてデータベースを検索することにより、ＤＮＡサンプルに含まれているＳＴＲ回数のエントリを検索できる。この場合、上述したように、間違ったエントリも余分に検索されてしまう。そこで、間違ったエントリも余分に検索されてしまうような状況において「ランダムに選んだ２人が偶然に一致する確率」を考える。【００８６】
低精度電気泳動解析部５０５を用いたことによる低い精度読み取り精度のために、ｘｘとｘｘ．２とｘｘ＋１の区別がつかないとする。つまり、これらが「１種類のＳＴＲ回数として認識される」といった状況を考える。表５は、このような状況における識別力を、電気泳動における解析精度が１ｂｐ程度である場合の識別力と対比して示したものであり、低精度電気泳動解析装置を用いた場合における、ローカスごとの識別力と、１３種類のローカスすべてを用いたときにランダムに選んだ２人のＳＴＲ回数のすべてが一致する確率とを示している。【００８７】
【表５】
2007119779.tif 000009
【００８８】
表５の１番左のカラムはローカス名を示し、左から２番目と３番目のカラムは、解析精度が１ｂｐ程度である高精度電気泳動解析装置を用いたときの識別力とその−ｌｏｇ１０表記を示している。なお、左から２番目と３番目のカラムにおける数値は、表４に示したものと同じである。低精度電気泳動解析装置と記載されている表５の左から４番目のカラムは、上述したような解像度が４ｂｐである低精度電気泳動解析部５０５を用いたことによる識別力を示し、５番目のカラムは、４番目のカラムの識別力を−ｌｏｇ１０表記したものである。表５の右端のカラムは、３番目のカラムと５番目のカラムとの間の差を示している。右端のカラムの数値をｃとして、その１０のべき乗、すなわち１０ｃを考えると、低精度電気泳動解析部５０５を用いたことにより、識別力が１０ｃだけ低下することになる。【００８９】
ローカスＤ１２Ｓ３１７，Ｄ１６Ｓ５３９，Ｄ５Ｓ８１８，Ｄ８Ｓ１１７９，ＴＰＯＸ，ｖＷＡでは、ＳＴＲ回数においてｘｘ．｛１，２，３｝のタイプのものが存在しないことにより、電気泳動における精度が上述したように低下したとしても、異なるＳＴＲ回数を正確に識別することができ、したがって、識別力の低下は起こらない。このことは、表５において、右端のカラムの値が０であることによって示されている。これに対し、ローカスＤ２１Ｓ１１，ＴＨＯ１では、右端のカラムに示された値が、−ｌｏｇ１０表記での差として、０．２程度であることから、０．６３（＝１０−０．２）倍に、識別力が低下することが分かる。【００９０】
表５の最下行に示すように、ここで示した１３ローカスの全部のＳＴＲ回数を用い、上述したような低精度電気泳動解析部５０５を使用したとすると、ランダムに選んだ２人が偶然に一致する確率は、１．９７２３３２×１０−１５（＝１０−１４．７０５０２０）となり、５．０７０１４×１０＋１４人に１人の確率で合致することになる。ここで用いている１３ローカスは、ＣＯＤＩＳで用いられている１３ローカスと同じである。【００９１】
これに対し、従来用いられているように、解析精度が１ｄｐである電気泳動解析装置を用い、１３ローカスの全部のＳＴＲ回数を用いた時、ランダムに選んだ２人が偶然に一致する確率は、６．４４４９８６×１０−１６（＝１０−１５．１９０７７８）となり、１．５５１５９４×１０＋１５人（＝１／６．４４４９８６×１０−１６）に１人の確率で合致することになる。つまり、低精度電気泳動解析部５０５を用いたことによって、ＣＯＤＩＳなどで使用されている１３ローカスでは、識別力が１／（１．５５１５９４×１０＋１５）から１／（５．０７０１４×１０＋１４）に悪化することが分かる。すなわち、０．３２６７６９９倍に識別力が悪化することが分かる。【００９２】
平均的に、検索条件としてＳＴＲ回数を１回使用するごとに対象を１／１０程度の絞り込めることを考えると、ＣＯＤＩＳの１３ローカスを用いて個体認識を行う場合、分解能が１ｂｐである電気泳動解析装置を用いるときと分解能が４ｂｐである電気泳動解析装置を用いるときとの認識能力差（０．３２６７７６９９倍）は、「ある１つのローカスの情報を使わなかった」のと同程度か、それ以下の認識能力の低下とみなすことができる。【００９３】
識別力を用いて、「目の前にあるサンプルのＳＴＲ回数がデータベースのうちのあるエントリと一致したとき、それはどのくらい起こりえるか？」の指標を計算することができる。この数字は、鑑定の証明力などを立証するために法廷などで使用される数字である。識別力は「ランダムに選んだ２人がともに同じ個体の遺伝子型である確率」であるのに対し、この指標は、「目の前にあるサンプルのＳＴＲ回数がデータベースのうちのエントリと一致して、他のｎ人のサンプルのＳＴＲ回数はデータベースと一致しない」確率を示している。ここで、「ランダムに選んだ２人がともに同じ個体の遺伝子型である確率」をｐとすると、「データベースと一致しない」確率は、１−ｐとなる。それがｎ人なので、ｎ人の全てがデータベースと一致しない確立は、（１−ｐ）ｎとなる。このようなことそれ自体が滅多に起こらないよう、１％以下の危険率で計算すると、（１−ｐ）ｎ≧１−０．０１が得られる。【００９４】
この状況をアメリカ合衆国規模の人口に当てはめると、ｎは３億人となり、（１−ｐ）ｎ≒１−ｎｐと近似できることに注意すると、ｐ≦３．３３×１０−１１となる。【００９５】
この数字と、１ｂｐの解像度で読み取った時のランダムに選んだ２人のＳＴＲ回数が偶然に一致する確率の６．４４４９８６×１０−１６（＝１０−１５．１９０７７８）と、４ｂｐの解像度で読み取った時のランダムに選んだ２人のＳＴＲ回数が偶然に一致する確率の１．９７２３３２×１０−１５（＝１０−１４．７０５０２０）とを比較する必要がある。【００９６】
（１−ｐ）ｎ  ≧  １−危険率
１−ｎｐ  ≧  １−危険率
危険率  ≧  ｎｐ
に注意すると、１ｂｐの解像度で読み取った時の危険率と、上記の条件に示すような低い解像度（４ｂｐ）での危険率は、それぞれ、１．９３３４９６×１０−７（＝６．４４４９８６×１０−１６×３×１０８）、５．９１６９９６×１０−７（＝１．９７２３３２×１０−１５×３×１０８）となる。低い解像度の場合の危険率は、１ｂｐの場合の危険率に比べて約３倍大きい。【００９７】
以上まとめると、従来の高い解像度で解析した時には、「目の前にあるサンプルのＳＴＲ回数がデータベースのうちのエントリと一致して、他のｎ人のサンプルのＳＴＲ回数はデータベースと一致しない」と言うことに対して、９９．９９９９８％（＝１．０−１．９３３４９６×１０−７）の確からしさで表明できる。これに対し、低精度電気泳動解析部５０５の低い読み取り精度のために、ｘｘとｘｘ．２とｘｘ＋１の区別がつかない状況では、「目の前にあるサンプルのＳＴＲ回数がデータベースのうちのエントリと一致して、他のｎ人のサンプルのＳＴＲ回数はデータベースと一致しない」と言うことに対して、９９．９９９９４％（＝１．０−５．９１６９９６×１０−７）の確からしさで表明するかの違いになる。つまり、「ランダムに選んだ２人がともに同じ個体の遺伝子型である確率」が、小数点第５位の値が多少変化するだけなので、実用上ほとんど問題にならないことがわかる。【００９８】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態の個体識別装置を説明する。この個体識別装置は、図１に示した第１の実施形態の個体識別装置と同様のものであるが、低精度電気泳動解析部５０５の構成において異なっている。図４は、第２の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部５０５の構成を示している。【００９９】
上述した第１の実施形態では、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に蓄積されるべきデータの作成において、全ての組み合わせの多種アンプリコン・サンプル１０３を用意したが、この第２の実施形態では、すべての組み合わせの多種アンプリコン・サンプル１０３を用意するのではなく、適当な組み合わせでＳＴＲ回数のＤＮＡサンプル（選択サンプル１０２）を用意してこれらを混合して多種アンプリコン・サンプル１０３を生成し、電気泳動解析部１０４によって解析し、解析により得られた多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５を多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に保存する。この場合、アンプリコンの考えられる組み合わせのうち、実際に多種アンプリコン・サンプル１０３が生成されていないＳＴＲ回数の組み合わせが存在するが、このようなＳＴＲ回数の組み合わせに関しては、測定済みの多種アンプリコン・データ蓄積部１０６のデータから、シミュレーション方法などを用いた補間などにより、データを生成する。このため、第２の実施形態では、低精度電気泳動解析部５０５は、測定されて多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に蓄積されたデータから、補間によってデータを生成する補間データ作成部２０１と、補間データ生成部２０１で生成されたデータを補間する補間データ蓄積部２０２と、を備えている。新サンプル結果データ解析部１１０は、新サンプル１０７を電気泳動で解析した結果である新サンプル電気泳動結果データ１０９と多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に蓄積されたデータと補間データ蓄積部２０２に蓄積されたデータとを比較解析することによって、新サンプル１０７のＳＴＲ回数を推定し、新サンプル解析結果１１１として出力する。【０１００】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態の個体識別装置を説明する。この個体識別装置は、図１に示した第１の実施形態の個体識別装置と同様のものであるが、低精度電気泳動解析部５０５の構成において異なっている。図５は、第３の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部５０５の構成を示している。【０１０１】
上述した第１の実施形態では、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に蓄積されるべきデータの作成において、全ての組み合わせの多種アンプリコン・サンプル１０３を用意したが、この第３の実施形態では、すべての組み合わせの多種アンプリコン・サンプル１０３を用意するのではなく、適当な組み合わせでＳＴＲ回数のＤＮＡサンプル（選択サンプル１０２）を用意してこれらを混合して多種アンプリコン・サンプル１０３を生成し、電気泳動解析部１０４によって解析し、解析により得られた多種アンプリコン電気泳動結果データ１０５を多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に保存する。この場合、アンプリコンの考えられる組み合わせのうち、実際に多種アンプリコン・サンプル１０３が生成されていないＳＴＲ回数の組み合わせが存在するが、第３の実施形態では、新サンプル結果データ解析部として、パラメータ推定機能を有するパラメータ推定機能付き新サンプル結果データ解析部３０１を使用する。【０１０２】
パラメータ推定機能付き新サンプル結果データ解析部３０１は、新サンプル１０７を新サンプル電気泳動解析部１０８で解析した結果である新サンプル電気泳動結果データ１０９に基づいて多種アンプリコン・データ蓄積部１０６内のデータを検索し、新サンプル電気泳動結果データ１０９を解析する際に、多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に既に蓄積されているデータを用いて、ＳＴＲ回数の変化に基づく新サンプル電気泳動結果データ１０９の変化の様子をパラメータ化し、解析に用いる。パラメータ推定機能付き新サンプル結果データ解析部３０１は、新サンプル電気泳動結果データ１０９のＳＴＲ回数を解析して新サンプル解析結果１１１を出力する。【０１０３】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態の個体識別装置を説明する。この個体識別装置は、図１に示した第１の実施形態の個体識別装置と同様のものであるが、低精度電気泳動解析部５０５の構成において異なっている。図６は、第４の実施形態の個体識別装置における低精度電気泳動解析部５０５の構成をしている。【０１０４】
第１の実施形態では、多種アンプリコン・サンプル１０３を生成して電気泳動によって解析し、解析結果を多種アンプリコン・データ蓄積部１０６に格納するようにしていたが、第４の実施形態では、多種アンプリコン・サンプルを生成することなく１種アンプリコン・サンプルのままで電気泳動解析を行い、その電気泳動解析から、複数のアンプリコンを含むサンプルの解析結果を補間によって求めて蓄積し、蓄積された結果に基づいて新サンプル電気泳動結果データ１０９を解析することによって、新サンプル１０７に対する解析結果を新サンプル解析結果１１１として得るようにしている。【０１０５】
すなわち、第４の実施形態において、低精度電気泳動解析部５０５は、低精度電気泳動解析部５０５は、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１と、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１から選択されたＤＮＡサンプル（選択サンプル１０２）を電気泳動によって解析する電気泳動解析部１０４と、電気泳動解析部１０４から出力される１種アンプリコン電気泳動結果データ４０１を蓄積する１種アンプリコン・データ蓄積部４０２と、１種アンプリコン・データ蓄積部４０２に蓄積されたデータに基づいて補間多種アンプリコン・データを作成する補間多種アンプリコン・データ作成部４０３と、作成された補間多種アンプリコン・データを蓄積する補間多種アンプリコン・データ蓄積部４０４と、新サンプル１０７を電気泳動によって解析する新サンプル電気泳動解析部１０８と、新サンプル電気泳動解析部１０８が出力する新サンプル電気泳動結果データ１０９に基づいて１種アンプリコン・データ蓄積部４０２及び／または補間多種アンプリコン・データ蓄積部４０４内を検索し、検索結果を新サンプル解析結果１１１として出力する新サンプル結果データ解析部１１０と、を備えている。【０１０６】
ここで、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１は、それぞれが１種類ずつのアンプリコンを含んだＤＮＡのサンプルである１種アンプリコン・サンプルを複数個保管するものであり、アンプリコン・サンプルごとにそれらのサンプルにおけるＳＴＲ回数も保持している。選択サンプル１０２は、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１の中から１種のサンプルを選択したものである。選択サンプル１０２を電気泳動解析部１０４によって電気泳動によって解析した結果が１種アンプリコン電気泳動結果データ４０１があり、１種アンプリコン・データ蓄積部４０２には、１種アンプリコン電気泳動結果データ４０１と、その１種アンプリコン電気泳動結果データ４０１に対応するアンプリコンのＳＴＲ回数を組にして蓄積する。第４の実施形態では、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１より全てのサンプルを選択してそれぞれ選択サンプル１０２とし、電気泳動の結果がどのようなバリエーションになるかを測定し、統計データとする。【０１０７】
第４の実施形態では、複数のアンプリコンを含むサンプルが示すであろう電気泳動結果を補間法で求める。そのため、補間多種アンプリコン・データ作成部４０３は、１種アンプリコン・データ蓄積部４０２に蓄積されているデータから、シミュレーション方法などを用いてそのようなデータ、すなわち補間多種アンプリコン・データを作成し、その作成された補間多種アンプリコン・データを補間多種アンプリコン・データ蓄積部４０４に保管する。【０１０８】
新サンプル結果データ解析部１１０は、新サンプル１０７を電気泳動で解析した結果である新サンプル電気泳動結果データ１０９と補間多種アンプリコン・データ蓄積部４０４に蓄積されたデータとを比較解析することによって、新サンプル１０７のＳＴＲ回数を推定し、新サンプル解析結果１１１として出力する。【０１０９】
第４の実施形態の別の例では、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１に格納されている全ての１種アンプリコン・サンプルをそれぞれ選択サンプル１０２とするのではなく、１種アンプリコン・サンプル保管部１０１から一部のサンプルを選択し選択サンプル１０２としてもよい。【０１１０】
なお第４の実施形態では、新サンプル結果データ解析部１１０は、新サンプル電気泳動結果データ１０９を解析する際に、補間多種アンプリコン・データ蓄積部４０４に蓄積されたデータに加え、１種アンプリコン・データ蓄積部４０２に蓄積されている１種アンプリコン電気泳動結果データ４０１を使用するようにしてもよい。【０１１１】
《第５の実施形態》
図７は、本発明の第５の実施形態の個体識別装置の構成を示している。この個体識別装置は、第１の実施形態のものと類似しているが、識別子付きサンプル５０１の解析に高精度電気泳動解析装置ではなく、低精度電気泳動解析部５０５を用いる点で、第１の実施形態のものと大きく異なっている。低精度電気泳動解析部５０５は、識別子付きサンプル５０１の各サンプルを、低い精度で解析し、その結果を低精度識別子付きサンプル解析結果６０１として出力する。低精度識別子付きサンプル解析結果６０１は、識別子付きサンプル５０１の個体ごとに、識別子とともに低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部６０２に蓄積される。【０１１２】
個体認識の対象である新サンプル１０７は、第１の実施形態と同様に低精度電気泳動解析部５０５で解析され、その結果、新サンプル解析結果１１１が得られる。低精度個体識別部６０３は、低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部６０２を参照して、新サンプル解析結果１１１と共通のＳＴＲ回数を有するエントリを検索し、見つかったエントリを低精度個体識別結果６０４として出力する。【０１１３】
電気泳動における解析精度が低下すれば、その分、識別力も低下するが、第１の実施形態において説明したように、識別力がどれだけ低下するかを評価することができる。識別子付きサンプル５０１に対する電気泳動解析の解像度の低下は、実効的に、識別子付きサンプル５０１に対する解析精度は低下しなかったものの新サンプル解析結果１１１における解析精度がさらに低下したものとして扱うことができる。そのように新サンプル解析結果１１１における解析精度がさらに低下したとして識別力を算出し、それが許容できるものであれば、識別子付きサンプル５０１を低精度電気泳動解析部５０５で解析したとしても、問題は生じない。【０１１４】
《第６の実施形態》
図８は、本発明の第６の実施形態の個体識別装置の構成を示している。この個体識別装置は、第１の実施形態のものと類似しているが、新サンプル１０７を低精度電気泳動解析部５０５で解析して識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４内のデータと照合し、個体識別結果５０７を得た際に、その個体識別結果５０７によれば新サンプル１０７が複数の個体のＳＴＲ回数と一致する可能性がある場合、新サンプル１０７を改めて高精度電気泳動解析装置５０２で解析する点で、第１の実施形態とは異なっている。新サンプル１０７を高精度電気泳動解析装置５０２で解析するとサンプル結果５０３が得られる。この個体識別装置は、高精度個体識別部７０１を備えており、高精度個体識別部７０１は、新サンプル１０７から得られたサンプル解析結果５０３に基づき、識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４内のエントリのうち、サンプル解析結果５０３と共通のＳＴＲ回数を有するエントリを検索し、検索結果を高精度個体識別結果７０２として出力する。【０１１５】
《第７の実施形態》
図９は、本発明の第７の実施形態の個体識別装置の構成を示している。この個体識別装置は、第５の実施形態（図７参照）の場合と同様の手順によって低精度識別子付きサンプル解析結果６０１が蓄積される低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部６０２と、第６の実施形態（図８参照）の場合と同様の手順によって識別子付きサンプル５０１のサンプル解析結果５０３が蓄積される識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４と、を備えている。そしてこの個体識別装置では、第５の実施形態の場合と同様にして、新サンプル１０７をまず低精度電気泳動解析部５０５で解析して新サンプル解析結果１１１を取得し、低精度個体識別部６０３は、新サンプル解析結果１１１に基づいて低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部６０２を検索して、低精度個体識別結果６０４を出力する。この低精度個体識別結果６０４において、個体識別されたエントリが１つまたは複数ある場合には、今度は、第１の実施形態などの場合と同様に、先に求めた新サンプル解析結果１１１に基づき、個体識別部５０６によって識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４内を参照し、新サンプル解析結果１１１のＳＴＲ回数のセットと識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４の各エントリのＳＴＲ回数のセットとに重なりがある識別子を検索し、その検索結果を個体識別結果５０７とする。【０１１６】
この個体識別結果５０７において検索されたエントリが１または複数存在する場合には、識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４に完全一致するエントリが存在する可能性がある。これを調査するために、次に、第６の実施形態の場合と同様にして新サンプル１０７を高精度電気泳動解析装置５０２で解析し、サンプル解析結果５０３を得る。高精度個体識別部７０１は、新サンプル１０７から得たサンプル解析結果５０３に基づいて、識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４中のエントリのうちサンプル解析結果５０３と共通のＳＴＲ回数を有するエントリを検索し、検索結果を高精度個体識別結果７０２として出力する。【０１１７】
《第８の実施形態》
図１０は、本発明の第６の実施形態の個体識別装置の構成を示している。この個体識別装置は、ＤＮＡ解析を行うとともに、指紋などの他の個体識別情報（バイオメトリック情報）を用いて個体識別を行うものである。ここでは、ＤＮＡサンプル９０２と指紋サンプル９０６などを採取できる対象を新サンプル取得対象９０１として、新サンプル取得対象９０１の個体識別を行う場合を説明する。【０１１８】
この個体識別装置は、ＤＮＡ解析に基づく個体識別部９０３と、識別子付きＤＮＡ解析データ蓄積部９０４と、指紋解析に基づく個体識別部９０７と、識別子付き指紋解析データ蓄積部９０８と、複数情報に基づく個体識別部９１０と、を備えている。ここで、ＤＮＡ解析に基づく個体識別部９０３は、上述の各実施形態のいずれかにおける個体識別装置と同様のものであり、ＤＮＡサンプル９０２（上述の各実施形態における新サンプル１０７）を解析し、その解析結果に基づいて識別子付きＤＮＡ解析データ蓄積部９０４を検索し、検索結果をＤＮＡ解析に基づく個体識別結果９０５として出力する。識別子付きＤＮＡ解析データ蓄積部９０４は、上述の実施形態における識別子付きサンプル解析データ蓄積部５０４（あるいは低精度識別子付きサンプル解析データ蓄積部６０２）に該当するものであり、識別子付き、すなわち起源が明確である、ＤＮＡサンプルにおける解析結果を蓄積したものである。【０１１９】
同様に、識別子付き指紋解析データ蓄積部９０８は、識別子付き、すなわち起源が明確である、指紋データを解析した結果を蓄積するものである。指紋解析に基づく個体識別部９０７は、新サンプル取得対象９０１から採取した指紋サンプル９０６について、指紋解析を行い、識別子付き指紋解析データ蓄積部９０８を参照して、指紋サンプル９０６がどの個体に識別されたかを示す情報を指紋解析に基づく個体識別結果９０９として出力する。なお、指紋解析の技法に関しては、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。【０１２０】
このように、ＤＮＡ解析に基づく個体識別結果９０５と指紋解析に基づく個体識別結果９０９が得られると、複数情報による個体識別部９１０は、これらの個体識別結果９０５、９０６を組み合わせることにより、複数情報による個体識別結果９１１を出力する。第８の実施形態の個体識別装置では、ＤＮＡ解析による結果と指紋解析などによる結果とを組み合わせて個体識別を行うので、個体識別能力を向上させることができる。【０１２１】
第８の実施形態では、ＤＮＡ解析の結果と組み合わされる他の個体識別情報としては、上述した指紋解析情報のほか、虹彩、掌紋あるいは顔などを利用した個体識別技術によって得られる情報を用いることが可能である。また、これらの技術の複数の組み合わせも、可能である。これらの個々の解析技術に関しては、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。
【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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【国際調査報告】
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