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公開番号2025105745
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025069596,2020104040
出願日2025-04-21,2020-06-16
発明の名称遺伝子検索装置、遺伝子検索方法および遺伝子検索プログラム
出願人合同会社H.U.グループ中央研究所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C12M 1/34 20060101AFI20250703BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】対象となる微生物種等の情報を設定するだけで当該対象に特異的な遺伝子情報を検索することができ、延いては、微生物検出に最適な核酸プローブを簡易に設計可能とすることに貢献する遺伝子検索装置等を提供すること。
【解決手段】核酸プローブ設計を支援するための遺伝子検索装置は、所定の複数の微生物における所定の複数の遺伝子の保有数と、当該所定の複数の微生物の系統情報と、を含む保有遺伝子データテーブルから、設定された系統情報に紐付く微生物が共通して保有し、且つ、当該テーブルで管理されている、当該微生物以外の全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を検索する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
核酸プローブ設計を支援するための、制御部を備える遺伝子検索装置であって、
所定の複数の微生物における所定の複数の遺伝子の保有数と、前記所定の複数の微生物の系統情報と、を含む保有遺伝子情報にアクセス可能であり、
前記制御部は、設定された系統情報に紐付く微生物が共通して保有し、且つ、前記保有遺伝子情報で管理されている、前記微生物以外の全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を、前記保有遺伝子情報から検索する検索手段を備える、
遺伝子検索装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記所定の複数の微生物および前記系統情報は、全ゲノム解析結果から得られたものであり、
前記所定の複数の遺伝子は、前記全ゲノム解析結果に登録されている前記所定の複数の微生物の全ゲノム配列から各全ゲノム配列上の遺伝子領域配列を予測し、前記予測した各遺伝子領域配列の機能アノテーションを行うことによって決定されたものである、
請求項１に記載の遺伝子検索装置。
【請求項３】
前記保有遺伝子情報は、さらに、メタゲノム解析を行うことによって得られた微生物叢由来の単一または複数のコンティグ配列における前記所定の複数の遺伝子の保有数と、前記単一または複数のコンティグ配列が属するグループのグループ情報であって系統情報に相当するものと、を含み、
前記検索手段は、設定されたグループ情報で特定されるグループが共通して保有し、且つ、前記保有遺伝子情報で管理されている、前記グループ以外の全てのコンティグ配列と全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を、前記保有遺伝子情報から検索する、
請求項１または２に記載の遺伝子検索装置。
【請求項４】
前記設定されたグループ情報は、完全性を有するコンティグ配列が属するグループのグループ情報である、請求項３に記載の遺伝子検索装置。
【請求項５】
前記完全性は、単一コピー遺伝子セットの保有率とコンタミネーション率で定義されるものである、請求項４に記載の遺伝子検索装置。
【請求項６】
前記グループ情報は、塩基組成とデータカバレッジに関する情報を基に前記複数のコンティグ配列のビニング（ｂｉｎｎｉｎｇ）を行った結果得られたビン（ｂｉｎ）の識別情報である、請求項３に記載の遺伝子検索装置。
【請求項７】
前記検索手段は、前記保有率が最下位の遺伝子を検索する、請求項１または２に記載の遺伝子検索装置。
【請求項８】
前記微生物は、細菌、ウイルスまたは真菌である、請求項１または２に記載の遺伝子検索装置。
【請求項９】
制御部を備える情報処理装置において実行される、核酸プローブ設計を支援するための遺伝子検索方法であって、
所定の複数の微生物における所定の複数の遺伝子の保有数と、前記所定の複数の微生物の系統情報と、を含む保有遺伝子情報にアクセス可能な前記情報処理装置の前記制御部において実行される、
設定された系統情報に紐付く微生物が共通して保有し、且つ、前記保有遺伝子情報で管理されている、前記微生物以外の全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を、前記保有遺伝子情報から検索する検索ステップを含む、
遺伝子検索方法。
【請求項１０】
制御部を備える情報処理装置において実行させるための、核酸プローブ設計を支援するための遺伝子検索プログラムであって、
所定の複数の微生物における所定の複数の遺伝子の保有数と、前記所定の複数の微生物の系統情報と、を含む保有遺伝子情報にアクセス可能な前記情報処理装置の前記制御部において実行させるための、
設定された系統情報に紐付く微生物が共通して保有し、且つ、前記保有遺伝子情報で管理されている、前記微生物以外の全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を、前記保有遺伝子情報から検索する検索ステップを含む、
遺伝子検索プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸プローブ設計を支援するための、遺伝子検索装置、遺伝子検索方法および遺伝子検索プログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
マイクロバイオーム研究では、次世代シーケンサー（ＮＧＳ：ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＳｅｑｕｅｎｃｅｒ）と呼ばれる超並列シーケンサーを用いた網羅的解析が主流である。また、当該網羅的解析は微生物や遺伝子のスクリーニング手法として強力である。
【０００３】
一方で、検出対象となる菌種が定まった後には、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ）などの別の測定手法により遺伝子の検出が行われるようになることが考えられる。
【０００４】
なお、遺伝子抽出に関連する先行技術文献として、非特許文献１および非特許文献２が挙げられる。非特許文献１には、ウイルスに特徴的な遺伝子を抽出し、当該抽出した遺伝子を未知のウイルスの分類に使用する技術が開示されている。非特許文献２には、対象となる生物種のゲノム中の保存配列のみを抽出し、当該抽出した保存配列を対象にプライマーを設計する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
Ｔａｘｏｎｏｍｉｃａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｏｆｕｎｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｐｒｏｋａｒｙｏｔｉｃｖｉｒｕｓｇｅｎｏｍｅｓｉｓｅｎａｂｌｅｄｂｙｇｅｎｅ－ｓｈａｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１９）ＤＯＩ：１０．１０３８／ｓ４１５８７－０１９－０１００－８
ＨｉＭＡＰ：Ｒｏｂｕｓｔｐｈｙｌｏｇｅｎｏｍｉｃｓｆｒｏｍｈｉｇｈｌｙｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄａｍｐｌｉｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ．ＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｃｏｌｏｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ（２０１８）ｄｏｉ：１０．１１１１／１７５５－０９９８．１２７８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、検出対象となる菌に特異的な遺伝子（例えば病原性遺伝子など）を対象にプライマーを設計する場合、当該遺伝子を検索するにあたって、菌ごとに深い事前知識と文献調査が必要となる。また、例えば、多くの菌が有する遺伝子（例えば生育必須遺伝子など）を対象にプライマーを設計する場合、特異性を確保することが困難である。
【０００７】
本発明は、対象となる微生物種等の情報を設定するだけで当該対象に特異的な遺伝子情報を検索することができ、延いては、微生物検出に最適な核酸プローブを簡易に設計可能とすることに貢献する遺伝子検索装置、遺伝子検索方法および遺伝子検索プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る遺伝子検索装置は、核酸プローブ設計を支援するための、制御部を備える遺伝子検索装置であって、所定の複数の微生物における所定の複数の遺伝子の保有数と、前記所定の複数の微生物の系統情報と、を含む保有遺伝子情報にアクセス可能であり、前記制御部は、設定された系統情報に紐付く微生物が共通して保有し、且つ、前記保有遺伝子情報で管理されている、前記微生物以外の全ての微生物における保有率が下位の遺伝子を、前記保有遺伝子情報から検索する検索手段を備える。
【０００９】
ここで、核酸プローブとは、標的核酸とハイブリダイズし得る核酸分子である。標的核酸とは、検出対象となる微生物に特異的な遺伝子をコードする核酸である。核酸プローブは、概念的に、核酸増幅法におけるプライマーやＣＲＩＳＰＲ（ＣｌｕｓｔｅｒｅｄＲｅｇｕｌａｒｌｙＩｎｔｅｒｓｐａｃｅｄＳｈｏｔＰａｌｉｎｄｒｏｍｉｃＲｅｐｅａｔ）－ＣＡＳ（ＣＲＩＳＰＲ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ）システムなどにおけるガイド、核酸検査におけるプローブなどを含む。核酸プローブは、標的核酸と異なる核酸から構成されてもよい。標的核酸と異なる核酸から核酸プローブが構成されるとは、標的核酸の主鎖構造（糖部分およびリン酸部分から構成される構造）と異なる主鎖構造を、主鎖構造の一部または全体として核酸プローブが有することを意味する。例えば、標的核酸がＤＮＡである場合、標的核酸とは異なる核酸の核酸プローブとしては、ＤＮＡプローブ以外の核酸プローブ（例えばＲＮＡプローブ）を用いることができる。
【００１０】
なお、本発明に係る遺伝子検索装置において、前記所定の複数の微生物および前記系統情報は、全ゲノム解析結果から得られたものでもよく、前記所定の複数の遺伝子は、前記全ゲノム解析結果に登録されている前記所定の複数の微生物の全ゲノム配列から各全ゲノム配列上の遺伝子領域配列を予測し、前記予測した各遺伝子領域配列の機能アノテーションを行うことによって決定されたものでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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