核酸配列の検査方法
【課題】核酸配列の有無とその内容を容易かつ迅速に判断することのできる検査方法を提供すること。
【解決手段】核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように整数を対応させ、次に、検査対象の塩基に対応する数値と基準の数値の差を算出し、この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する。
【解決手段】核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように整数を対応させ、次に、検査対象の塩基に対応する数値と基準の数値の差を算出し、この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法に関する。
【０００２】
本発明によれば、例えば、特定の病原菌の第１世代の核酸配列を基準とし、その後の世代の核酸配列を検査対象として、この両者を比較することにより、突然変異の有無を検査したり、その突然変異が病原性に与える影響の有無を推定することができる。
【０００３】
また、本発明によれば、個体の臓器の核酸配列を経時的に検査して、ガン等の疾病が発病する危険の有無とその可能性の大小を推定することができる。
【背景技術】
【０００４】
周知のように、ＤＮＡやＲＮＡなどの核酸配列は、糖−燐酸骨格に４種類の塩基が結合したものである。すなわち、ＤＮＡは、アデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）及びシトシン（Ｃ）の４種類の塩基が糖−燐酸骨格に結合して構成されている。このうち、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）はプリンを塩基骨格とする塩基であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）はピリミジンを塩基骨格とする塩基である。また、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）は互いに相補的な関係にあり、ＤＮＡの二重鎖構造においてはアデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）が水素結合して対となっている。また、同様に、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）は互いに相補的な関係にあり、ＤＮＡの二重鎖構造においてグアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）が水素結合して対となっている。
【０００５】
他方、ＲＮＡは、アデニン（Ａ）、ウラシル（Ｕ）、グアニン（Ｇ）及びシトシン（Ｃ）の４種類の塩基が糖−燐酸骨格に結合して構成されたものである。なお、このＲＮＡに含まれるウラシル（Ｕ）はピリミジンを塩基骨格とする塩基である。そして、ＲＮＡにおいても、アデニン（Ａ）とウラシル（Ｕ）は互いに相補的な関係にあり、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）も互いに相補的な関係にある。
【０００６】
そして、生体内においては、これら４種類の塩基の配列をアミノ酸に翻訳してたんぱく質を合成している。生体内のたんぱく質を構成するアミノ酸は２０種類あるから、連続する３個の塩基配列（コドン）が前記アミノ酸のそれぞれに対応する。表１にＤＮＡのコドンとアミノ酸の対応関係を示す。
【０００７】
【表１】
表１から分かるように、コドンの塩基配列が異なる場合であっても、その３個の塩基のうち１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格が同一の場合には、対応するアミノ酸が同一である場合が多い（同義置換）。例えば、表１中、左上のコドンに着目するとその塩基配列はＴＴＴで、これに対応するアミノ酸はフェニルアラニン（Ｐｈｅ）であり、その３番目の塩基Ｔの塩基骨格はピリミジンである。そして、１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格がピリミジンであるコドンＴＴＣも、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）に対応する。
【０００８】
また、その右側のコドンはＴＣＴであり、対応するアミノ酸はセリン（Ｓｅｒ）である。そして、その３番目の塩基Ｔを、同一の塩基骨格（ピリミジン）の塩基シトシン（Ｃ）で置換したコドンＴＣＣに対応するアミノ酸もセリン（Ｓｅｒ）である。
【０００９】
表１から分かるように、１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格が同一であるにも拘らず、対応するアミノ酸が異なる場合（非同義置換）は、表１中、下線を施した２つの場合のみである。すなわち、コドンＡＴＡに対応するアミノ酸はイソロイシン（Ｉｌｅ）であり、他方、コドンＡＴＧに対応するアミノ酸はメチオニン（Ｍｅｔ）である。また、コドンＴＧＡに対応するアミノ酸は存在せず、読み取り終了（Ｔｅｒ）を示している。他方、コドンＴＧＧに対応するアミノ酸はトリプトファン（Ｔｒｐ）である。これら２つの場合は、いずれも、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換であり、プリンを塩基骨格とする２種類の塩基の間の置換である。なお、１番目の塩基と２番目の塩基が共通で、３番目の塩基の置換がチミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間の置換である場合、すなわち、ピリミジンを塩基骨格とする２種類の塩基の間の置換の場合、いずれのコドンにおいても同義置換である。
【００１０】
ところで、遺伝に伴って、あるいは、個体の新陳代謝に伴う細胞分裂の際に、これら塩基配列に変異が生じることがある。例えば、世代交代の多い病原体においては、世代交代の際の突然変異や個体変異によって、その核酸配列が変化することがある。しかし、これら変異によって核酸配列に変異が生じた場合であっても、同義置換の場合には合成されるたんぱく質も同一であるから、その病原性に変化はないと推定できる。他方、非同義置換の場合には、合成されるたんぱく質が異なることになるから、その病原性も変化する可能性がある。例えば、その病原体の伝染能力の強さ、毒性の強さ、医薬品耐性等である。このため、非同義置換が確認された場合には、新世代の病原体について、より詳細な分析と検討とを加える必要があるが、変異が生じていない場合や同義置換の場合には、これに詳細な分析と検討とを加えることは時間と費用の浪費につながる可能性が高い。
【００１１】
また、個体の新陳代謝に伴う細胞分裂の際に核酸配列が変異した場合においても、その変異が同義置換の場合には合成されるたんぱく質も同一であるから、生体に対する影響はないものと推定できる。しかし、核酸配列の変異が非同義置換の場合には合成されるたんぱく質に変化が生じるから、その生体の性質が変化することがある。例えば、特許文献１及び２は、このような核酸配列の変異に基づいて皮膚の色が異なることを指摘している。また、後述するように、ガンなどの疾病の発生率等が変わることもある。この場合にも、個体の性質や疾病の可能性を効率的に検討するため、変異が生じているか否か、あるいは、変異が生じている場合であっても、その変異が同義置換であるか非同義置換であるかについて、簡単かつ迅速に検査することが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１０７３９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することによって、核酸配列の有無とその内容を容易かつ迅速に判断することのできる検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定
数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法である。
【００１５】
例えば、ＤＮＡの核酸配列において、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）は同一の塩基骨格（プリン）を有するから、アデニン（Ａ）に整数ａを対応させ、グアニン（Ｇ）には整数ａ＋ｎを対応させる。また、シトシン（Ｃ）とチミン（Ｔ）も同一の塩基骨格（ピリミジン）を有するから、シトシン（Ｃ）に整数ｂを対応させ、チミン（Ｔ）にはｂ＋ｎを対応させる。すなわち、塩基骨格がプリンであるかピリミジンであるかに関わりなく、同一の塩基骨格を有する塩基の間で前記整数の差を算出すると、その絶対値はｎである。このため、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出すると、この両塩基の塩基骨格が同一であれば、その差の絶対値はｎである。なお、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とが同一の場合には、前記差は０である。
【００１６】
他方、例えば、アデニン（Ａ）とシトシン（Ｃ）とは異なる塩基骨格を有する。このため、この両者に対応する整数の差がｎとは異なる数値となるように、両者に整数を対応させる。すなわち、ｂはａと異なり、また、ａ＋ｎとも異なる数値である。また、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）との間、グアニン（Ｇ）とチミン（Ｔ）との間についても同様の関係が成立するように整数を付与する。このため、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出すると、この両塩基の塩基骨格が異なる場合、その差の絶対値はｎとは異なる数値となる。
【００１７】
例えば、アデニン（Ａ）にａ、グアニン（Ｇ）にａ＋１、チミン（Ｔ）にａ＋３、シトシン（Ｃ）にａ＋４の数値を対応させれば、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間では整数の差の絶対値が１であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間でも整数の差の絶対値が１である。他方、これ以外の場合には、整数の差の絶対値は２以上の数値になる。
【００１８】
このように、請求項１に記載の発明によれば、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出することにより、核酸配列の相違の有無を判断できるだけでなく、相違が存在する場合、その相違が同一の塩基骨格の塩基間のトランジッション変化であるか、それとも、異なる塩基骨格の塩基間のトランスバージョン変化であるか、という点についても、容易に判断することが可能となる。
【００１９】
そして、基準の病原体や生体に強い病原性や疾病発症の可能性がない場合、核酸配列の相違がなかったり、あるいはその相違が３番目のトランジッション変化である場合、検査対象の病原体や生体にも強い病原性や疾病発症の可能性が少ないと推定できる。このため、より詳細な分析や検討を省略してその効率化を図ることが可能となる。
【００２０】
なお、この発明は、基準の塩基配列が未知の場合にも適用できる。例えば、基準の塩基配列が病原性の低い病原体で、塩基配列が未知の場合、新世代の病原体の塩基配列を検査
対象として、この検査対象と基準の塩基配列との間に相違がなかったり、たとえ相違があっても、その相違が３番目のトランジッション変化であった場合には、更に検討を加える必要がないと推定することが可能となる。
【００２１】
次に、請求項２に記載の発明は、核酸配列に相違が存在した場合、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定することを可能とするものである。
【００２２】
すなわち、請求項２に記載の発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、かつ、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定すると共に、
前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の和を算出し、
この和と、前記差の絶対値とに基づいて、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法である。
【００２３】
この発明においては、核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに整数を対応させる際に、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させる。
【００２４】
例えば、アデニン（Ａ）に正の整数ａ、グアニン（Ｇ）にａ＋１、チミン（Ｔ）に−ａ、シトシン（Ｃ）に−（ａ＋１）の数値を対応させれば、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間では整数の差の絶対値が１であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間でも整数の差の絶対値が１である。他方、これ以外の場合には、整数の差の絶対値は２以上の数値になる。
【００２５】
他方、互いに相補性のある２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数が対応している。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では、アデニン（Ａ）にａ、チミン（Ｔ）に−ａが対応している。また、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）とのの間では、グアニン（Ｇ）にａ＋１、シトシン（Ｃ）に−（ａ＋１）が対応している。
【００２６】
そして、この場合、表２に示すように、その差の絶対値と和とは両塩基の種類に応じて異なるから、これら差の絶対値と和を算出し、予め分かっている基準の塩基配列から、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定することができる。
【００２７】
【表２】
例えば、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち１番目の塩基Ａに対応する整数と検査対象の塩基配列の１番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、
和が２ａ＋１である場合、基準の塩基配列の１番目のアデニン（Ａ）がグアニン（Ｇ）に置換されていることが分かる。この場合、共通の塩基骨格（プリン）を有する塩基間の置換、すなわち、トランジッション変化である。なお、１番目の塩基の置換の場合には、非同義置換の可能性が高い。
【００２８】
また、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち３番目の塩基Ｔに対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が２ａ＋１、和が１である場合、基準の塩基配列の３番目のチミン（Ｔ）がグアニン（Ｇ）に置換されていることが分かる。この場合、異なる塩基骨格を有する塩基間の置換、すなわち、トランスバージョン変化である。この変異も非同義置換の可能性が高い。
【００２９】
そして、これらの例のように、コドンの１番目又は２番目の塩基が変化した場合には、非同義置換の可能性があり、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。また、コドンの３番目の塩基がトランスバージョン変化を生じている場合にも、非同義置換の可能性があり、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。
【００３０】
他方、コドンの３番目の塩基がトランジッション変化を生じている場合、例外を除いて、同義置換と推定できるから、生体の性質に変化が生じている可能性はなく、更に検討を加える必要がないと判断できる。例えば、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち３番目の塩基Ｔに対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、和が−（２ａ＋１）である場合、基準の塩基配列の３番目のチミン（Ｔ）がシトシン（Ｃ）に置換されていることが分かる。この場合、共通の塩基骨格（ピリミジン）を有する塩基間の置換、すなわち、トランジッション変化である。そして、この置換は、表１から分かるように、同義置換である。
【００３１】
前述のように、コドンの３番目の塩基がトランジッション変化を生じている場合であっても、その変異がアデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換の場合、例外的に非同義置換のことがある。例えば、基準の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、和が２ａ＋１の場合、この変異はアデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換である。そして、この場合には、トランジッション変化であるにも拘らず、非同義置換の可能性がある。そして、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。
【００３２】
このため、この発明は、基準となる塩基配列が未知の場合であっても適用できる。すなわち、基準の塩基配列が病原性の低い病原体で、塩基配列が未知の場合、新世代の病原体の塩基配列を検査対象として、この検査対象と基準の塩基配列との間に相違がなかったり、たとえ相違があっても、その相違が３番目の塩基のトランジッション変化であり、しかも、ピリミジン骨格を有する塩基間の置換であった場合には、更に検討を加える必要がないと推定することが可能となる。
【００３３】
次に、請求項３に記載の発明は、前記整数を具体的に特定したもので、すなわち、前記４種類の整数が、１，２，−１，−２であることを特徴とする請求項２に記載の検査方法である。
【００３４】
また、請求項４に記載の発明は、病原体や生体の性質に影響を与える可能性のある変異であるか否かについて検査するもので、すなわち、前記検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とがコドンであり、このコドン中の変化の位置を検査することを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の検査方法である。
【００３５】
次に、請求項５及び６に記載の発明は、その適用分野を特定したもので、請求項５に記載の発明は、基準の核酸配列を第１世代の核酸配列とするとき、検査対象の核酸配列がその後の世代の核酸配列であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査方法であり、また、請求項６に記載の発明は、疾病の原因となる核酸配列の有無を検査することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法である。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、検査対象に対応する数値と基準に対応する数値とを演算することによって、核酸配列の相違の有無とその内容を判断することができる。そして、この演算は単なる数値演算であるから、既存のコンピュータによって簡単かつ迅速に演算することができ、このため、核酸配列の相違の有無とその内容を簡単かつ迅速に判断することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明に係る検査方法においては、その検査の前に、核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させる必要がある。その条件は、次の条件１〜２のとおりである。
【００３８】
条件１；同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させる．
条件２；塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させる。
【００３９】
望ましくは、次の条件３を充足するように４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させるべきである。
【００４０】
条件３；相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆となるように整数を対応させる。
【００４１】
これら条件１〜３を充足させるためには、例えば、アデニン（Ａ）に１、グアニン（Ｇ）に２、チミン（Ｔ）に−１、シトシン（Ｃ）に−２の数値を対応させればよい。この場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間、すなわち、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間、及びチミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間では、前記整数の差の絶対値は１である。他方、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値は１にはならない。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では２、アデニン（Ａ）と、シトシン（Ｃ）との間では３、グアニン（Ｇ）とチミン（Ｔ）との間では３、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）との間では４である。
【００４２】
また、互いに相補性のある２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数が対応している。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では、アデニン（Ａ）に１、チミン（Ｔ）に−１が対応している。また、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）とのの間では、グアニン（Ｇ）に２、シトシン（Ｃ）に−２が対応している。
【００４３】
この例においては、表３に示すように、前記整数の差の絶対値と和が分かれば、変異の前後の塩基の種類を判定することができる。
【００４４】
【表３】
次に、アデニン（Ａ）に１、グアニン（Ｇ）に２、チミン（Ｔ）に−１、シトシン（Ｃ
）に−２の数値を対応させた場合について、その有用性を検証するため、主要な疾病とコドンの変異との関係に関する既存の知識に適用した場合について検討した。この結果を表４〜表９に示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
この表は、常態のコドンと発症の可能性のあるコドンとを対比して、その塩基配列のうち相違する塩基の位置、対応する整数の差の絶対値及び和を一覧にしたものである。なお、表４〜表９は表示の便宜上分離して示したもので、一連の表である。
【００５１】
そして、これら表４〜表９の左の欄は主要な疾病、左から２番目の欄は遺伝子を示している。そして、常態のコドンとこれに対応するアミノ酸、この常態から変化して疾病を発症させる可能性のあるコドンとこれに対応するアミノ酸を記載している。
【００５２】
また、右側から２番目の列には、常態のコドンと変化後のコドンとを比較して、相違のある塩基の位置（コドン位置）を示している。例えば、表４中最上欄のＮｏ．１のコドン位置は「１」である。この場合、常態のコドンと変化後のコドンとは、１番目の塩基に相違がある。すなわち、常態のコドンはＣＧＡ、変化後のコドンはＴＧＡであり、その１番目の塩基が相違している。
【００５３】
また、常態の欄に設けられた「number」は、前記相違のある塩基に対応する整数を示している。例えば、表４中最上欄のＮｏ．１の常態の欄の「number」は−２であり、この数値はシトシン（Ｃ）を示している。変化の欄に設けられた「number」も同様であり、例えば、表４中最上欄のＮｏ．１の変化の欄の「number」は−１である。この数値はチミン（Ｔ）を意味している。
【００５４】
そして、これら常態の欄と変化の欄に並べて、これら常態のnumberと変化のnumberとの差の絶対値と、和とを表示している。
【００５５】
これら表４〜表９から分かるように、主要な疾病を発症させる可能性のある塩基配列と常態の塩基配列とは、コドンの１番目又は２番目の塩基に相違がある場合が多い。この場合については、相違のある塩基の位置を確認すればよい。
【００５６】
また、コドンの３番目の塩基に相違がある場合にも、疾病を発症させる可能性のあることがある。表１０は、表４〜表９のうち、３番目の塩基に相違がある場合を抜き出してまとめたものである。
【００５７】
【表１０】
表１０から分かるように、疾病を発症させる可能性のある塩基配列と常態の塩基配列との間で、３番目の塩基に相違がある場合は、その相違がトランスバージョン変化である場合が多い（表１０中、Ｎｏ．２，８，１４，３１，４６，５２，６３，８４，９２，９５
，９６，１０７，１０８，１１５。すなわち、Ｎｏ．８３を除く全てである）。言い換えると、３番目の塩基に相違がトランジッション変化である場合には、一部の例外（表１０中、Ｎｏ．８３）を除いて、疾病を発症させる可能性がない。
【００５８】
そして、表１０から分かるように、トランスバージョン変化の場合には、常態のｎｕｍｂｅｒと変化のｎｕｍｂｅｒとの差の絶対値が０と１を除く数値となっており、他方、トランジッション変化である場合には１となっているから、前記差の絶対値を算出することによってトランスバージョン変化であるかトランジッション変化であるかを判定できることが確認できる。
【００５９】
また、表１０中、Ｎｏ．８３は、３番目の塩基にトランジッション変化が生じているケースである。この場合には、前記差の絶対値は１であるが、和が３であり、このため、表３を参照することにより、グアニン（Ｇ）とアデニン（Ａ）との間の置換であることが分かる。この場合には、プリン骨格を有する塩基間の置換であるから、この置換が同義置換であるか非同義置換であるかについては判定することができない。このため、更に進んだ分析と検討を必要とする。もっとも、基準の塩基配列が分かっている場合には、表１から、非同義置換であると判定することが可能である。なお、３番目の塩基にトランジッション変化が生じていても、その変化がピリミジン骨格を有する塩基間の置換である場合、基準の塩基配列が既知であるか否かを問わず、表１０の疾病を発症させる可能性はないことが分かる。
【００６０】
以上のように、本発明によれば、基準となる塩基配列が既知であるか否かに拘わらず、この基準の塩基配列と検査対象の塩基配列との間に相違があるか否かについて簡単かつ迅速に検査することが可能となり、より詳細な分析や検討を行うか否かについて判断する際参考となる情報をもたらすことができる。また、非同義置換の可能性があるか、その可能性がないか、についても判定することができる。更に、基準となる塩基配列が既知である場合には、その変異の内容についても簡単かつ迅速に判定することが可能となり、より詳細な分析や検討を行うか否かについて判断する際に参考となる一層重要な情報をもたらすことができる。そして、このため、これら核酸配列の分析・検討を一層効率化することが可能となるのである。
【００６１】
なお、前記差の絶対値の算出、和の算出、同義置換か否かの判定等については、既存のコンピュータで迅速に実行することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法に関する。
【０００２】
本発明によれば、例えば、特定の病原菌の第１世代の核酸配列を基準とし、その後の世代の核酸配列を検査対象として、この両者を比較することにより、突然変異の有無を検査したり、その突然変異が病原性に与える影響の有無を推定することができる。
【０００３】
また、本発明によれば、個体の臓器の核酸配列を経時的に検査して、ガン等の疾病が発病する危険の有無とその可能性の大小を推定することができる。
【背景技術】
【０００４】
周知のように、ＤＮＡやＲＮＡなどの核酸配列は、糖−燐酸骨格に４種類の塩基が結合したものである。すなわち、ＤＮＡは、アデニン（Ａ）、チミン（Ｔ）、グアニン（Ｇ）及びシトシン（Ｃ）の４種類の塩基が糖−燐酸骨格に結合して構成されている。このうち、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）はプリンを塩基骨格とする塩基であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）はピリミジンを塩基骨格とする塩基である。また、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）は互いに相補的な関係にあり、ＤＮＡの二重鎖構造においてはアデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）が水素結合して対となっている。また、同様に、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）は互いに相補的な関係にあり、ＤＮＡの二重鎖構造においてグアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）が水素結合して対となっている。
【０００５】
他方、ＲＮＡは、アデニン（Ａ）、ウラシル（Ｕ）、グアニン（Ｇ）及びシトシン（Ｃ）の４種類の塩基が糖−燐酸骨格に結合して構成されたものである。なお、このＲＮＡに含まれるウラシル（Ｕ）はピリミジンを塩基骨格とする塩基である。そして、ＲＮＡにおいても、アデニン（Ａ）とウラシル（Ｕ）は互いに相補的な関係にあり、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）も互いに相補的な関係にある。
【０００６】
そして、生体内においては、これら４種類の塩基の配列をアミノ酸に翻訳してたんぱく質を合成している。生体内のたんぱく質を構成するアミノ酸は２０種類あるから、連続する３個の塩基配列（コドン）が前記アミノ酸のそれぞれに対応する。表１にＤＮＡのコドンとアミノ酸の対応関係を示す。
【０００７】
【表１】
表１から分かるように、コドンの塩基配列が異なる場合であっても、その３個の塩基のうち１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格が同一の場合には、対応するアミノ酸が同一である場合が多い（同義置換）。例えば、表１中、左上のコドンに着目するとその塩基配列はＴＴＴで、これに対応するアミノ酸はフェニルアラニン（Ｐｈｅ）であり、その３番目の塩基Ｔの塩基骨格はピリミジンである。そして、１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格がピリミジンであるコドンＴＴＣも、フェニルアラニン（Ｐｈｅ）に対応する。
【０００８】
また、その右側のコドンはＴＣＴであり、対応するアミノ酸はセリン（Ｓｅｒ）である。そして、その３番目の塩基Ｔを、同一の塩基骨格（ピリミジン）の塩基シトシン（Ｃ）で置換したコドンＴＣＣに対応するアミノ酸もセリン（Ｓｅｒ）である。
【０００９】
表１から分かるように、１番目の塩基（１ｓｔ ｂａｓｅ）と２番目の塩基（２ｎｄ ｂａｓｅ）が同一で、３番目の塩基（３ｒｄ ｂａｓｅ）の塩基骨格が同一であるにも拘らず、対応するアミノ酸が異なる場合（非同義置換）は、表１中、下線を施した２つの場合のみである。すなわち、コドンＡＴＡに対応するアミノ酸はイソロイシン（Ｉｌｅ）であり、他方、コドンＡＴＧに対応するアミノ酸はメチオニン（Ｍｅｔ）である。また、コドンＴＧＡに対応するアミノ酸は存在せず、読み取り終了（Ｔｅｒ）を示している。他方、コドンＴＧＧに対応するアミノ酸はトリプトファン（Ｔｒｐ）である。これら２つの場合は、いずれも、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換であり、プリンを塩基骨格とする２種類の塩基の間の置換である。なお、１番目の塩基と２番目の塩基が共通で、３番目の塩基の置換がチミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間の置換である場合、すなわち、ピリミジンを塩基骨格とする２種類の塩基の間の置換の場合、いずれのコドンにおいても同義置換である。
【００１０】
ところで、遺伝に伴って、あるいは、個体の新陳代謝に伴う細胞分裂の際に、これら塩基配列に変異が生じることがある。例えば、世代交代の多い病原体においては、世代交代の際の突然変異や個体変異によって、その核酸配列が変化することがある。しかし、これら変異によって核酸配列に変異が生じた場合であっても、同義置換の場合には合成されるたんぱく質も同一であるから、その病原性に変化はないと推定できる。他方、非同義置換の場合には、合成されるたんぱく質が異なることになるから、その病原性も変化する可能性がある。例えば、その病原体の伝染能力の強さ、毒性の強さ、医薬品耐性等である。このため、非同義置換が確認された場合には、新世代の病原体について、より詳細な分析と検討とを加える必要があるが、変異が生じていない場合や同義置換の場合には、これに詳細な分析と検討とを加えることは時間と費用の浪費につながる可能性が高い。
【００１１】
また、個体の新陳代謝に伴う細胞分裂の際に核酸配列が変異した場合においても、その変異が同義置換の場合には合成されるたんぱく質も同一であるから、生体に対する影響はないものと推定できる。しかし、核酸配列の変異が非同義置換の場合には合成されるたんぱく質に変化が生じるから、その生体の性質が変化することがある。例えば、特許文献１及び２は、このような核酸配列の変異に基づいて皮膚の色が異なることを指摘している。また、後述するように、ガンなどの疾病の発生率等が変わることもある。この場合にも、個体の性質や疾病の可能性を効率的に検討するため、変異が生じているか否か、あるいは、変異が生じている場合であっても、その変異が同義置換であるか非同義置換であるかについて、簡単かつ迅速に検査することが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１０７３９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することによって、核酸配列の有無とその内容を容易かつ迅速に判断することのできる検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定
数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法である。
【００１５】
例えば、ＤＮＡの核酸配列において、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）は同一の塩基骨格（プリン）を有するから、アデニン（Ａ）に整数ａを対応させ、グアニン（Ｇ）には整数ａ＋ｎを対応させる。また、シトシン（Ｃ）とチミン（Ｔ）も同一の塩基骨格（ピリミジン）を有するから、シトシン（Ｃ）に整数ｂを対応させ、チミン（Ｔ）にはｂ＋ｎを対応させる。すなわち、塩基骨格がプリンであるかピリミジンであるかに関わりなく、同一の塩基骨格を有する塩基の間で前記整数の差を算出すると、その絶対値はｎである。このため、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出すると、この両塩基の塩基骨格が同一であれば、その差の絶対値はｎである。なお、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とが同一の場合には、前記差は０である。
【００１６】
他方、例えば、アデニン（Ａ）とシトシン（Ｃ）とは異なる塩基骨格を有する。このため、この両者に対応する整数の差がｎとは異なる数値となるように、両者に整数を対応させる。すなわち、ｂはａと異なり、また、ａ＋ｎとも異なる数値である。また、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）との間、グアニン（Ｇ）とチミン（Ｔ）との間についても同様の関係が成立するように整数を付与する。このため、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出すると、この両塩基の塩基骨格が異なる場合、その差の絶対値はｎとは異なる数値となる。
【００１７】
例えば、アデニン（Ａ）にａ、グアニン（Ｇ）にａ＋１、チミン（Ｔ）にａ＋３、シトシン（Ｃ）にａ＋４の数値を対応させれば、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間では整数の差の絶対値が１であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間でも整数の差の絶対値が１である。他方、これ以外の場合には、整数の差の絶対値は２以上の数値になる。
【００１８】
このように、請求項１に記載の発明によれば、検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出することにより、核酸配列の相違の有無を判断できるだけでなく、相違が存在する場合、その相違が同一の塩基骨格の塩基間のトランジッション変化であるか、それとも、異なる塩基骨格の塩基間のトランスバージョン変化であるか、という点についても、容易に判断することが可能となる。
【００１９】
そして、基準の病原体や生体に強い病原性や疾病発症の可能性がない場合、核酸配列の相違がなかったり、あるいはその相違が３番目のトランジッション変化である場合、検査対象の病原体や生体にも強い病原性や疾病発症の可能性が少ないと推定できる。このため、より詳細な分析や検討を省略してその効率化を図ることが可能となる。
【００２０】
なお、この発明は、基準の塩基配列が未知の場合にも適用できる。例えば、基準の塩基配列が病原性の低い病原体で、塩基配列が未知の場合、新世代の病原体の塩基配列を検査
対象として、この検査対象と基準の塩基配列との間に相違がなかったり、たとえ相違があっても、その相違が３番目のトランジッション変化であった場合には、更に検討を加える必要がないと推定することが可能となる。
【００２１】
次に、請求項２に記載の発明は、核酸配列に相違が存在した場合、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定することを可能とするものである。
【００２２】
すなわち、請求項２に記載の発明は、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、かつ、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定すると共に、
前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の和を算出し、
この和と、前記差の絶対値とに基づいて、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法である。
【００２３】
この発明においては、核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに整数を対応させる際に、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させる。
【００２４】
例えば、アデニン（Ａ）に正の整数ａ、グアニン（Ｇ）にａ＋１、チミン（Ｔ）に−ａ、シトシン（Ｃ）に−（ａ＋１）の数値を対応させれば、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間では整数の差の絶対値が１であり、チミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間でも整数の差の絶対値が１である。他方、これ以外の場合には、整数の差の絶対値は２以上の数値になる。
【００２５】
他方、互いに相補性のある２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数が対応している。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では、アデニン（Ａ）にａ、チミン（Ｔ）に−ａが対応している。また、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）とのの間では、グアニン（Ｇ）にａ＋１、シトシン（Ｃ）に−（ａ＋１）が対応している。
【００２６】
そして、この場合、表２に示すように、その差の絶対値と和とは両塩基の種類に応じて異なるから、これら差の絶対値と和を算出し、予め分かっている基準の塩基配列から、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定することができる。
【００２７】
【表２】
例えば、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち１番目の塩基Ａに対応する整数と検査対象の塩基配列の１番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、
和が２ａ＋１である場合、基準の塩基配列の１番目のアデニン（Ａ）がグアニン（Ｇ）に置換されていることが分かる。この場合、共通の塩基骨格（プリン）を有する塩基間の置換、すなわち、トランジッション変化である。なお、１番目の塩基の置換の場合には、非同義置換の可能性が高い。
【００２８】
また、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち３番目の塩基Ｔに対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が２ａ＋１、和が１である場合、基準の塩基配列の３番目のチミン（Ｔ）がグアニン（Ｇ）に置換されていることが分かる。この場合、異なる塩基骨格を有する塩基間の置換、すなわち、トランスバージョン変化である。この変異も非同義置換の可能性が高い。
【００２９】
そして、これらの例のように、コドンの１番目又は２番目の塩基が変化した場合には、非同義置換の可能性があり、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。また、コドンの３番目の塩基がトランスバージョン変化を生じている場合にも、非同義置換の可能性があり、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。
【００３０】
他方、コドンの３番目の塩基がトランジッション変化を生じている場合、例外を除いて、同義置換と推定できるから、生体の性質に変化が生じている可能性はなく、更に検討を加える必要がないと判断できる。例えば、基準の塩基配列がＡＣＴであり、この基準の塩基配列のうち３番目の塩基Ｔに対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、和が−（２ａ＋１）である場合、基準の塩基配列の３番目のチミン（Ｔ）がシトシン（Ｃ）に置換されていることが分かる。この場合、共通の塩基骨格（ピリミジン）を有する塩基間の置換、すなわち、トランジッション変化である。そして、この置換は、表１から分かるように、同義置換である。
【００３１】
前述のように、コドンの３番目の塩基がトランジッション変化を生じている場合であっても、その変異がアデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換の場合、例外的に非同義置換のことがある。例えば、基準の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数と検査対象の塩基配列の３番目の塩基に対応する整数との差の絶対値が１、和が２ａ＋１の場合、この変異はアデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間の置換である。そして、この場合には、トランジッション変化であるにも拘らず、非同義置換の可能性がある。そして、生体の性質に変化が生じている可能性があるから、その具体的変化の有無と内容について更に検討を進めることができる。
【００３２】
このため、この発明は、基準となる塩基配列が未知の場合であっても適用できる。すなわち、基準の塩基配列が病原性の低い病原体で、塩基配列が未知の場合、新世代の病原体の塩基配列を検査対象として、この検査対象と基準の塩基配列との間に相違がなかったり、たとえ相違があっても、その相違が３番目の塩基のトランジッション変化であり、しかも、ピリミジン骨格を有する塩基間の置換であった場合には、更に検討を加える必要がないと推定することが可能となる。
【００３３】
次に、請求項３に記載の発明は、前記整数を具体的に特定したもので、すなわち、前記４種類の整数が、１，２，−１，−２であることを特徴とする請求項２に記載の検査方法である。
【００３４】
また、請求項４に記載の発明は、病原体や生体の性質に影響を与える可能性のある変異であるか否かについて検査するもので、すなわち、前記検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とがコドンであり、このコドン中の変化の位置を検査することを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の検査方法である。
【００３５】
次に、請求項５及び６に記載の発明は、その適用分野を特定したもので、請求項５に記載の発明は、基準の核酸配列を第１世代の核酸配列とするとき、検査対象の核酸配列がその後の世代の核酸配列であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査方法であり、また、請求項６に記載の発明は、疾病の原因となる核酸配列の有無を検査することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法である。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、検査対象に対応する数値と基準に対応する数値とを演算することによって、核酸配列の相違の有無とその内容を判断することができる。そして、この演算は単なる数値演算であるから、既存のコンピュータによって簡単かつ迅速に演算することができ、このため、核酸配列の相違の有無とその内容を簡単かつ迅速に判断することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明に係る検査方法においては、その検査の前に、核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させる必要がある。その条件は、次の条件１〜２のとおりである。
【００３８】
条件１；同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させる．
条件２；塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させる。
【００３９】
望ましくは、次の条件３を充足するように４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させるべきである。
【００４０】
条件３；相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆となるように整数を対応させる。
【００４１】
これら条件１〜３を充足させるためには、例えば、アデニン（Ａ）に１、グアニン（Ｇ）に２、チミン（Ｔ）に−１、シトシン（Ｃ）に−２の数値を対応させればよい。この場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間、すなわち、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間、及びチミン（Ｔ）とシトシン（Ｃ）との間では、前記整数の差の絶対値は１である。他方、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値は１にはならない。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では２、アデニン（Ａ）と、シトシン（Ｃ）との間では３、グアニン（Ｇ）とチミン（Ｔ）との間では３、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）との間では４である。
【００４２】
また、互いに相補性のある２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数が対応している。すなわち、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）との間では、アデニン（Ａ）に１、チミン（Ｔ）に−１が対応している。また、グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）とのの間では、グアニン（Ｇ）に２、シトシン（Ｃ）に−２が対応している。
【００４３】
この例においては、表３に示すように、前記整数の差の絶対値と和が分かれば、変異の前後の塩基の種類を判定することができる。
【００４４】
【表３】
次に、アデニン（Ａ）に１、グアニン（Ｇ）に２、チミン（Ｔ）に−１、シトシン（Ｃ
）に−２の数値を対応させた場合について、その有用性を検証するため、主要な疾病とコドンの変異との関係に関する既存の知識に適用した場合について検討した。この結果を表４〜表９に示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
この表は、常態のコドンと発症の可能性のあるコドンとを対比して、その塩基配列のうち相違する塩基の位置、対応する整数の差の絶対値及び和を一覧にしたものである。なお、表４〜表９は表示の便宜上分離して示したもので、一連の表である。
【００５１】
そして、これら表４〜表９の左の欄は主要な疾病、左から２番目の欄は遺伝子を示している。そして、常態のコドンとこれに対応するアミノ酸、この常態から変化して疾病を発症させる可能性のあるコドンとこれに対応するアミノ酸を記載している。
【００５２】
また、右側から２番目の列には、常態のコドンと変化後のコドンとを比較して、相違のある塩基の位置（コドン位置）を示している。例えば、表４中最上欄のＮｏ．１のコドン位置は「１」である。この場合、常態のコドンと変化後のコドンとは、１番目の塩基に相違がある。すなわち、常態のコドンはＣＧＡ、変化後のコドンはＴＧＡであり、その１番目の塩基が相違している。
【００５３】
また、常態の欄に設けられた「number」は、前記相違のある塩基に対応する整数を示している。例えば、表４中最上欄のＮｏ．１の常態の欄の「number」は−２であり、この数値はシトシン（Ｃ）を示している。変化の欄に設けられた「number」も同様であり、例えば、表４中最上欄のＮｏ．１の変化の欄の「number」は−１である。この数値はチミン（Ｔ）を意味している。
【００５４】
そして、これら常態の欄と変化の欄に並べて、これら常態のnumberと変化のnumberとの差の絶対値と、和とを表示している。
【００５５】
これら表４〜表９から分かるように、主要な疾病を発症させる可能性のある塩基配列と常態の塩基配列とは、コドンの１番目又は２番目の塩基に相違がある場合が多い。この場合については、相違のある塩基の位置を確認すればよい。
【００５６】
また、コドンの３番目の塩基に相違がある場合にも、疾病を発症させる可能性のあることがある。表１０は、表４〜表９のうち、３番目の塩基に相違がある場合を抜き出してまとめたものである。
【００５７】
【表１０】
表１０から分かるように、疾病を発症させる可能性のある塩基配列と常態の塩基配列との間で、３番目の塩基に相違がある場合は、その相違がトランスバージョン変化である場合が多い（表１０中、Ｎｏ．２，８，１４，３１，４６，５２，６３，８４，９２，９５
，９６，１０７，１０８，１１５。すなわち、Ｎｏ．８３を除く全てである）。言い換えると、３番目の塩基に相違がトランジッション変化である場合には、一部の例外（表１０中、Ｎｏ．８３）を除いて、疾病を発症させる可能性がない。
【００５８】
そして、表１０から分かるように、トランスバージョン変化の場合には、常態のｎｕｍｂｅｒと変化のｎｕｍｂｅｒとの差の絶対値が０と１を除く数値となっており、他方、トランジッション変化である場合には１となっているから、前記差の絶対値を算出することによってトランスバージョン変化であるかトランジッション変化であるかを判定できることが確認できる。
【００５９】
また、表１０中、Ｎｏ．８３は、３番目の塩基にトランジッション変化が生じているケースである。この場合には、前記差の絶対値は１であるが、和が３であり、このため、表３を参照することにより、グアニン（Ｇ）とアデニン（Ａ）との間の置換であることが分かる。この場合には、プリン骨格を有する塩基間の置換であるから、この置換が同義置換であるか非同義置換であるかについては判定することができない。このため、更に進んだ分析と検討を必要とする。もっとも、基準の塩基配列が分かっている場合には、表１から、非同義置換であると判定することが可能である。なお、３番目の塩基にトランジッション変化が生じていても、その変化がピリミジン骨格を有する塩基間の置換である場合、基準の塩基配列が既知であるか否かを問わず、表１０の疾病を発症させる可能性はないことが分かる。
【００６０】
以上のように、本発明によれば、基準となる塩基配列が既知であるか否かに拘わらず、この基準の塩基配列と検査対象の塩基配列との間に相違があるか否かについて簡単かつ迅速に検査することが可能となり、より詳細な分析や検討を行うか否かについて判断する際参考となる情報をもたらすことができる。また、非同義置換の可能性があるか、その可能性がないか、についても判定することができる。更に、基準となる塩基配列が既知である場合には、その変異の内容についても簡単かつ迅速に判定することが可能となり、より詳細な分析や検討を行うか否かについて判断する際に参考となる一層重要な情報をもたらすことができる。そして、このため、これら核酸配列の分析・検討を一層効率化することが可能となるのである。
【００６１】
なお、前記差の絶対値の算出、和の算出、同義置換か否かの判定等については、既存のコンピュータで迅速に実行することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法。
【請求項２】
検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、かつ、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定すると共に、
前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の和を算出し、
この和と、前記差の絶対値とに基づいて、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法。
【請求項３】
前記４種類の整数が、１，２，−１，−２であることを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とがコドンであり、このコドン中の変化の位置を検査することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査方法。
【請求項５】
基準の核酸配列を第１世代の核酸配列とするとき、検査対象の核酸配列がその後の世代の核酸配列であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査方法。
【請求項６】
疾病の原因となる核酸配列の有無を検査することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項１】
検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法。
【請求項２】
検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とを比較することにより、両者の相違の有無とその内容について検査する方法において、
核酸配列を構成する４種類の塩基のそれぞれに互いに異なる整数を対応させ、
この際、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基の間では、前記整数の差の絶対値が一定数ｎとなるように前記整数を対応させると共に、塩基骨格の異なる塩基の間では前記整数の差の絶対値が前記一定数ｎと異なる数値となるように前記整数を対応させ、かつ、相補性を有する２種類の塩基の間では、絶対値が同一で、互いに正負が逆の整数を対応させ、
次に、前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の差を算出し、
この差が０の場合、検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とは同一であると判定すると共に、０でない場合には相違があると判定し、
前記差の絶対値がｎの場合、同一の塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定し、前記差の絶対値が０とｎのいずれでもない場合、異なる塩基骨格を有する２種類の塩基間の相違であると判定すると共に、
前記検査対象の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値と基準の核酸配列に含まれる塩基に対応する前記数値の和を算出し、
この和と、前記差の絶対値とに基づいて、検査対象の核酸配列に含まれる塩基の種類を判定する、
ことを特徴とする核酸配列の検査方法。
【請求項３】
前記４種類の整数が、１，２，−１，−２であることを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記検査対象の核酸配列と基準の核酸配列とがコドンであり、このコドン中の変化の位置を検査することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査方法。
【請求項５】
基準の核酸配列を第１世代の核酸配列とするとき、検査対象の核酸配列がその後の世代の核酸配列であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査方法。
【請求項６】
疾病の原因となる核酸配列の有無を検査することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【公開番号】特開２０１１−２４４３８（Ｐ２０１１−２４４３８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１１２９（Ｐ２００９−１７１１２９）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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