[发明专利]生物标记提取装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物信息学(Bioinformatics)技术，尤其涉及一种基于在序列上出现的变异对基因功能导致的危害性的分析，提取可靠性更高的生物标记的装置及其方法。

背景技术

人类基因项目完成后，开始解读人类DNA碱基序列，并开始揭开人类基因的多样的功能。尤其，发现了多样的基因变异，从而揭开了其不仅导致人类性状的差异，而且有可能成为特定疾病的原因，对人类基因的分析研究也进一步加速。然而，要揭开在人类基因中有可能产生的庞大的遗传性变异中哪些变异实际上成为病因，还存在困难。

最近，作为解决这种问题的对策，正在研究下一代基因测序技术(Next Generation Sequencing)。通过该技术可以对个别人类的整个基因进行碱基序列化，并且通过疾病群与正常群的碱基序列及变异比较分析方法，可以提取疾病特异性的基因变异。

另一方面，与其相反，还在研究不是碱基序列测序，而是通过单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism)芯片，依据种群(population)统计分析进行的全基因组关联研究(Genome Wide Association Study)分析技术。根据该技术，通过自数千至数万名中取得的单核苷酸多态性(SNP)数据分析，可以提取在特定疾病群中频繁发生的显著的遗传性变异。

然而，即使通过多样的分析技术提取遗传性变异，但要确认包括这种遗传性变异的基因的实际表达以及功能上障碍与否，还需要进一步实验，这在时间以及费用方面造成相当的损失。尤其，仅仅通过个别基因变异信息，不能对引发特定疾病的多样的病因提供足够的说明。

为了克服这些问题，还在研究，分析生物学要素的相互作用，并据此解读生物系统的所谓系统生物学的技术。即、由基因表达的生物学功能与其他基因表达的功能一起，为了维持生命而工作，从而在不断改变的外部环境下，仍然维持动态平衡而能够继续生存。这种技术通过生物学要素的网络分析，进行具有各个变异的基因的功能位置以及相互作用的分析，就能够明确遗传性变异对周边要素的影响及该影响如何传播。并且，为说明遗传性变异与公知基因的相互作用、基因调控电路、蛋白质相互作用、代谢，信号传达电路有什么关联性，提供基础。

为了正常的细胞活动所需的细胞内多样的流程是，通过所谓功能模块的更小、特殊的蛋白质或基因团，进行工作的。作为对在个别基因中由于个别的非同义单核苷酸多态性(non-synonymous Single Nucleotide Polymorphism)而发生的蛋白质功能的危害性进行预测的一系列方法，有SIFT(Sorting Tolerant From Intolerant)、PolyPhen、MAPP(Map Annotator and Pathway Profiler)等，然而仅仅使用这些方法，为比较复杂的疾病，找出病因或疾病标记(marker)，存在一定限制。

并且在通常单核苷酸多态性(SNP)中，对蛋白质功能有危害的单核苷酸多态性(SNP)的比率很低。从而，若利用基因集合富集度分析(Gene set enrichment analysis)与单核苷酸多态性(SNP)分析方法，就不区分有可能对蛋白质功能导致危害的单核苷酸多态性(SNP)，而利用预测为单核苷酸多态性(SNP)的所有数据，因此有可能误判实际上与特定疾病没有多大关系的生物学途径(pathway)或基因集合为统计上显著。从而有必要开发，基于生物分子网络，分析疾病特异性的基因变异，并对属于发现的生物分子网络的基因的表达模式进行分析，从而能够更为准确找出与特定疾病有关的生物标记的技术。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，超越以前仅仅利用基因变异或基因表达模式的各一部分，而进行相互作用模块化以及分析的限制，基于在序列上出现的变异对基因功能导致的危害性分析，而提取可靠性更高的生物标记。

尤其，本发明另一目的在于开发危害性预测技术，其利用多方面方法，对在提取上述生物标记上发挥重要影响的危害性进行定量。

本发明的技术课题并不限于上面所说的技术课题，本领域的技术人员通过下面的记载，能够明确理解上面没有涉及的其他的技术课题。