JP4706815B2

JP4706815B2 - How to protect personal information

Info

Publication number: JP4706815B2
Application number: JP2001252500A
Authority: JP
Inventors: 肇一柴; 東大内
Original assignee: Fujirebio Inc
Current assignee: Fujirebio Inc
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: JP2002345486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝情報などの個人情報を保護するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲノムDNA上の個々の生物個体の遺伝情報はDNAの形で保持されており、その情報はRNAを介し、タンパク質等の機能性分子として出力される。したがって遺伝情報は、いずれも化学的形態をもつ物質であると同時に情報媒体であると見なすことができる。遺伝情報は電気的なデジタル信号ではないが、その情報のセキュリティーを維持するシステムは、個人の遺伝情報を安全に管理する上で重要である。
【０００３】
多くの生物は個体ごとのすべての遺伝情報をデータベース化し、その情報を遺伝子という化学的分子形態で細胞中に保持している。遺伝情報は、必要に応じて随時RNAの形でデータベースより取り出され、生命活動の維持に働いている。多細胞生物においては、個体を構成する細胞１つ１つのすべてに個体全体の情報のすべてがゲノムDNAの形で保持されている。つまり、１つの個体には、その個体を構成する細胞数と同じ数だけデータベースのコピーが存在することになる。情報のコピーが多数存在するためにそのセキュリティーの維持は非常に難しい課題である。
【０００４】
一方ゲノムDNA中に保持されている情報の中には、セキュリティーを必要とするものが多数存在する。現在、ヒトのゲノムDNAの塩基配列が決定されつつある。ゲノムDNA上の遺伝情報は、それぞれの生物種ではもちろんのこと、同種の生物においても個体間で小さいながらも多くの相違がある。この相違が、個々の個体の生物学的性質（表現型）の違いとなって現れる。寿命や特定の疾病に対するリスク、更にはある種の性格に至るまで、ゲノムDNAの影響を受けているとも言われている。このような遺伝的な素因は、場合によって社会的に大きな意味を持つ場合がある。したがって、その情報には高度なセキュリティーが望まれる。たとえば、遺伝的にある疾患に対するリスクが高いという情報は、第三者が容易にアクセスできる状態に置くべきではない。
【０００５】
ゲノムの構造が次第に明らかにされ、遺伝情報の解析は飛躍的なスピードアップを遂げると予測されている。その結果、セキュリティーの維持を必要とする遺伝情報も増えつづけるものと思われる。したがって、ゲノムDNAに記録されている遺伝情報の解析を、防止することができる技術は重要である。
【０００６】
ゲノムDNAの情報のみならず、生体試料の解析によって明らかにすることができる個人的な情報には、重要なものが多く存在する。たとえば特定のウイルスに感染しているという情報は、一般的には本人の同意無く検査することはできないとされている。この種の情報が簡単に公になるようであれば、個人の人間性や意志に関係なく、個人が社会的に不利な待遇を受ける原因となる恐れがある。したがって、生体試料に由来する情報の管理を可能とする技術が提供されれば有用である。
【０００７】
このようにDNAやRNAもしくはそれ以外の化学的分子形態をもつ個体情報の漏洩を積極的に阻止するセキュリティーシステムが必要不可欠であるにも関わらず、有効な手法は存在していない。個々の個体のDNAやRNAの解析がなされ、その遺伝情報が電子的なデジタル信号に変換されてしまった段階でのセキュリティー維持に関しては多くの技術が存在する。また電子的な情報であれば、コンピューターによる集中管理も可能である。ところがDNAのような化学物質として記録された情報については、電子的な情報管理技術でセキュリティーを維持することはできない。情報源は個体を構成する細胞の中に保持されているのである。１つの個体に多数のコピーが存在し、しかも血液細胞や粘膜細胞等は簡単に採取することができる。更に採取した細胞の培養や、遺伝子の増幅技術まで存在する以上、細胞単位でセキュリティーを維持することは不可能と言って良い。
【０００８】
そのため現在は、本人の同意無く検査を行わないというルール、あるいはモラルによってのみ、セキュリティーが維持されている状態である。したがって、このような生体から得ることができる情報のセキュリティーを、より確実に維持することができる技術の提供は重要な課題である。特に既にゲノムドラフトが明らかにされ、ポストシークエンス時代を迎えつつある現在、遺伝情報の保護はきわめて重要な課題となっていくものと予測される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、個人情報の保護を可能とする方法の提供を課題とする。より具体的には、たとえば細胞のような生体試料の解析を通じて得ることができる個人情報のセキュリティーの維持を可能とする技術の提供が本発明の課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、本人の同意無しで情報が解析されることを技術的に防止することができれば、遺伝情報をはじめとする、多くの情報のセキュリティーを高めることができると考えた。つまり、ルールやモラルといった、社会的なセキュリティーの維持システムではなく、技術的に情報の解析を防ぐことこそが、情報の管理に必要であると考えた。そして、生体試料の解析を効果的に妨げることができる技術について研究を重ね、本発明を完成した。すなわち本発明は、以下の個人情報の保護方法、並びにその応用に関する。
〔１〕生体試料に、保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を加えることによって、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護する方法。
〔２〕保護すべき個人情報が遺伝情報である〔１〕に記載の方法。
〔３〕遺伝情報を与える成分が、核酸、または蛋白質である〔２〕に記載の方法。
〔４〕核酸が、ゲノムまたはmRNAである〔３〕に記載の方法。
〔５〕解析を妨害する成分が、個人情報を与える塩基配列を含む領域からなるDNAである〔４〕に記載の方法。
〔６〕DNAの個人情報を与える塩基配列に変異を含む、〔５〕に記載の方法。
〔７〕解析を妨害する成分が、次の(a)〜(d)で構成される群から選択された少なくとも１つのDNA解析妨害剤である〔４〕に記載の方法。
(a)ランダムプライマー、
(b)DNAポリメラーゼの反応阻害剤、
(c)核酸合成阻害剤、および
(d)核酸分解酵素、
〔８〕妨害するために加えられた前記成分の妨害作用を取り除く工程を含む、〔１〕に記載の方法によって保護された個人情報を解析するための方法。
〔９〕妨害する成分がDNAであり、このDNAの選択的な分離、分解、あるいは修飾によって、その妨害作用を取り除く工程を含む、〔８〕に記載の方法。
〔１０〕予めDNAに付加されたタグとの親和結合によってDNAを選択的に分離する工程を含む〔９〕に記載の方法。
〔１１〕タグが、親和結合性物質、および／または人為的に付加された塩基配列である〔１０〕に記載の方法。
〔１２〕妨害する成分がDNAであり、このDNAが、解析すべき塩基配列には存在しない制限酵素認識配列を含んでおり、当該制限酵素を作用させることによってこのDNAを選択的に分解してその妨害作用を取り除く工程を含む〔９〕に記載の方法。
〔１３〕次の工程を含む〔８〕に記載の方法。
（ａ）個人情報を与える塩基配列を含み、かつその塩基配列中に変異を含むDNAを、解析を妨害する成分として生体試料に添加する工程、
（ｂ）プライマーおよび／またはプローブによって、前記生体試料中に含まれる核酸の個人情報を与える塩基配列を解析する工程であって、前記プライマーおよび／またはプローブが生体試料に由来する核酸にはハイブリダイズすることができるが、工程（ａ）において加えられたDNAに対しては、該DNAに含まれる変異によってそのハイブリダイズが阻害される塩基配列を有している工程、および
（ｃ）前記プローブおよび／またはプライマーのハイブリダイズを指標として生体試料に由来する核酸に含まれる個人情報を解析する工程
〔１４〕解析を妨害するために加えられた成分の妨害作用を取り除くための手段からなる、保護された個人情報を解析するためのキット。
〔１５〕保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を予め充填したことを特徴とする、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器。
〔１６〕保護すべき個人情報を与える成分の解析が妨害されていることを表示する手段を備えた〔１５〕に記載の容器。
〔１７〕更に妨害を取り除くために必要な情報を表示する手段を備えた〔１５〕に記載の容器。
〔１８〕表示が暗号化されている〔１７〕に記載の容器。
〔１９〕保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を予め充填したことを特徴とする、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器と、個々の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段とを対応付けたデータベース。
〔２０〕次の工程を含む、個人情報の保護方法。
(1)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を予め充填したことを特徴とする、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器と、個々の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段とを対応付ける工程、
(2)解析を必要とする者の求めに応じて、特定の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段を開示する工程
〔２１〕次の手段を備える試料解析装置。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、当該容器を特定することができる情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る手段、
b)容器を特定することができる情報を〔１９〕に記載のデータベースに問合せ、当該容器に含まれる妨害成分の影響を除去するために必要な手段を明らかにするための手段、
c)手段b)によって明らかにされた妨害の除去に必要な手段を実行する手段、
d)試料解析手段
〔２２〕容器を特定することができる情報を、ネットワークを介して〔１９〕に記載のデータベースに問合せることを特徴とする〔２１〕に記載の装置。
〔２３〕次の手段を備える試料解析装置。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る手段、
b)a)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する手段、および
c)試料解析手段
〔２４〕前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報が暗号化されており、該暗号の解読手段を有する〔２３〕に記載の解析装置。
〔２５〕暗号の解読に必要な情報をネットワークを介して問い合わせる手段を有する〔２４〕に記載の解析装置。
〔２６〕次の工程を含む生体試料の解析方法。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、当該容器を特定することができる情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る工程、
b)容器を特定することができる情報を〔１９〕に記載のデータベースに問合せ、当該容器に含まれる妨害成分の影響を除去するために必要な手段を明らかにする工程、
c)b)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する工程、および
c)試料を解析する工程
〔２７〕次の工程を含む生体試料の解析方法。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る工程、
b)a)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する工程、および
c)試料を解析する工程
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明における生体試料とは、その生物についての情報を与える化学物質を含み、かつ生物から得ることができるあらゆる分析対象試料を意味する。生体試料は、通常は生物の体を構成する組織や体液、あるいは排泄物を採取することによって得ることができる。組織としては、あらゆる臓器、皮膚、粘膜、毛髪、歯、あるいは爪等が生体試料に含まれる。体液とは、血液、精液、粘液、唾液、胆汁や胃液等の消化液などを示すことができる。また排泄物では、汗、糞便、あるいは尿等が生体試料として用いられる。
【００１２】
本発明において、その生物についての情報を与える化学物質とは、その化学物質の解析によってなんらかの情報が得られる化学的な物質を意味する。化学的な物質とは、分子としての形態をもつ物質であることを意味する。したがって、核酸や蛋白質をはじめとする各種の有機化合物は、その構造や機能が解明されているかどうかに関わらずいずれも化学的な物質である。一方、いったん解析され電子媒体に記録された情報は、本発明における化学物質にはあたらない。
【００１３】
その生物についての情報を与える化学物質は、その物質の解析によって、なんらかの情報を得ることができる物質である。本発明で述べる物質の解析とは、上記の生体試料より人為的に何らかの方法で前記化学物質についての情報を入手し、それを管理できる状態に変換することをさす。つまり化学物質が持つ情報を、もとの化学物質以外の形に変換する行為である。より具体的には、化学物質の解析とは、化学物質自体の物理化学的な性状を明らかにすること、あるいは化学物質の存在の有無や量を明らかにすることと定義することもできる。
なおここで言う存在の有無は、解析時点における物質の存在のみならず、過去にその物質が存在していたことの痕跡を証明する場合も含まれる。物質の解析は、一般に、その物質の構造や存在自体、あるいは存在する量の解析等を意味するが、これらの手法に限定されない。より具体的には、一般に生体試料は、ゲノムDNAそのものをはじめとして、RNA、タンパク質、酵素タンパク質によって代謝された結果生じた様々な代謝物、その個体が摂取した外来性の化合物やその代謝物等を含んでおり、これらの化学物質はいずれも解析によって様々な情報を与えることができる。そして生体試料の解析によって得ることができる、その生体試料が由来する生命体についての情報が、本発明における個人情報である。
【００１４】
以下に生体試料の遺伝情報がDNAやRNAの場合の遺伝情報解読のプロセスを述べる。まず通常は、必要な遺伝情報のみをPCRで増幅する操作が必要となる。生体試料より抽出したDNAを鋳型としてPCRを行うか、抽出したRNAを逆転写酵素によりDNAに変換してからPCRを行う。PCRより増幅されたDNA断片を用いて、遺伝情報の解析を行う。その解析方法は、DNA及びRNAの塩基配列の解析、各種電気泳動法（SSCP法, DNAフィンガープリンティング法, RFLP法等）、特定の塩基配列をもつプローブDNA, RNA, PNAとのハイブリダイゼーション法、DNAチップ等のマイクロアレーを用いた解析法、マススペクトルによる精密分子量測定による解析法、表面プラズモン共鳴やカロリーメーター、水晶発振子を用いた重量測定等の２分子間相互作用の解析技術を用いた解析法等があげられる。
【００１５】
あるいはRCA(rolling circle amplification)法のようにPCR法とは異なる原理に基づいた解析手法も数多く存在する。RCA法によってSNPsを解析する方法が公知である。その他にPCR法とは異なる原理に基づく核酸の解析手法として、RNAを解析ターゲットとするNASBA法が実用化されている。更に、SDA法といった核酸の解析手法もPCR法とは異なる原理に基づく手法として公知である。いずれの解析手法もPCR法とは反応原理を異にしているが、DNAポリメラーゼやRNAポリメラーゼなどの核酸合成酵素を用いる点は、PCR法と共通である。
【００１６】
また、生体試料由来のタンパク質を遺伝情報の解読に用いる場合、その解読方法は、目的タンパク質のアミノ酸配列の解析法、アミノ酸組成の解析法、抗原抗体反応を利用した免疫学的解析法、各種クロマトグラフィーによる解析法、プロテインチップを利用したマイクロアレーによる解析法、マススペクトルによる精密分子量測定による解析法、表面プラズモン共鳴やカロリーメーター、水晶発振子センサーを用いた重量測定等の２分子間相互作用の解析技術を用いた解析法等があげられる。
【００１７】
以下にこれらの化学物質と、その物質の解析を通じて得ることができる情報について具体的に述べる。核酸は、遺伝情報を保持した化学物質として重要である。本発明で述べる生物個体ごとの遺伝情報のバリエーションの形態としては、ゲノムDNAの１塩基の置換による相違［Single Nucleotide Polymorphisms（SNPs）］、１塩基以上の置換による相違、塩基の挿入や脱落によるフレームシフト、繰り返し配列（VNTR）の繰り返し数の違い、特定DNA領域の欠損や重複、逆位、トランスポゾンやウイルス等の挿入による遺伝情報の分断等がある。これらのバリエーションにより、個々の個体の性質の違いが生じる。このバリエーションは先天的なものと、生後突然変異の形で個体内の細胞の一部に遺伝情報の変化として現れるものがある。癌等の重大な疾病は生後の突然変異の発生が大きな原因となっている。この他、たとえばマイクロサテライトマーカーのように、特定の遺伝形質の指標とすることができる遺伝子情報も重要である。
【００１８】
生体から採取された試料からは、生体自身の遺伝情報のみならず、この生体に感染（あるいは寄生）する生命体の遺伝情報を得ることもできる。たとえば、生体の体液中にウイルスゲノムが検出されるときには、ウイルス感染の証拠を与えることになる。また、便や尿中に病原性細菌の遺伝情報が検出されれば、それは細菌感染の証拠となる。そしてこれらの感染の事実が、情報として管理されなければならないとき、その証拠を与える遺伝情報は、本発明によって保護すべき個人情報となる。
【００１９】
本発明では、保護すべき個人情報を与える化学物質の解析を妨害する成分を生体試料に加えることによって、個人情報の保護が達成される。言いかえれば、情報の保護を目的として、その情報を与える化学物質の解析を意図的に妨害することによって、本発明は成立する。様々な化学物質の解析において、その解析を妨害する成分の存在は知られている。しかし、個人情報の保護を目的として解析を意図的に妨害する技術は知られていない。本発明において、ある化学物質の解析を妨げることによって特定の情報の保護が達成されることをロックすると言う。
【００２０】
なお本発明において、いったん妨害された解析を何らかの手段によって再び解析が可能な状態に戻すことを、アンロックするという。ロックは、たとえば解析結果のかく乱、解析のための反応の妨害、解析すべき化学物質の除去や分解などの手法によって達成することができる。個人情報の保護はロックによって達成することができる。したがって、本発明の個人情報を保護する方法は、情報のロックを達成することが目的であり、アンロックが可能であるかどうかは問わない。
【００２１】
しかしながら、本発明の特定の態様においては、情報のアンロックも可能である。すなわち本発明は、妨害するために加えられた前記成分の妨害作用を取り除く工程を含む、前記方法によって保護された個人情報を解析するための方法を提供する。たとえば、解析結果のかく乱や解析のための反応を妨害することによってロックが達成された場合、その原因を取り除くことによってアンロックを実現することができる。より具体的には、たとえば以下に示すような手法によって、ロックとアンロックが達成される。個人情報の解読を不可逆的に阻止する場合には、このアンロックの必要はない。しかしアンロックを可能とすることにより、たとえば認証を受けた一定の機関でのみ解読を可能にすることができる。またアンロックは、個人の認証を条件として解析を可能にすることができる点で、情報の管理システムの柔軟な運用を可能とする。あるいは、情報の解析が個人の意向に優先して行われなければならないときに、緊急回避的な対応を可能とする。
【００２２】
以下に、ゲノムDNAに代表される遺伝子を化学物質として、その解析の妨害によって個人情報を保護するための方法を具体的に述べる。個体ごとの遺伝的バリエーションはゲノムDNA上にその塩基配列の形で記録（エンコード）されている。また、ゲノムDNAより読み出された情報の一部はRNAにエンコードされる。このDNA及びRNAにエンコードされる情報を人為的に解読することで、解析が行われる。現在は、DNAやRNAの解析は、プローブやプライマーのアニールと、DNAポリメラーゼやRNAポリメラーゼなどの酵素反応を利用して実施されることが多い。したがって、これらの反応そのものの妨害や、解析結果をかく乱することができれば、その解析を妨げることができる。本発明において、DNAの解析を妨げることが可能な成分を、DNA解析妨害剤と言う。
【００２３】
・ダミーDNAによる遺伝情報のロック
生体試料に人為的にDNA及びRNA等の核酸を入れておくことにより情報のロックが可能である。本発明ではこのように人為的に加えられる核酸類を総称してダミーDNAと呼ぶ。
ダミーDNAは、野生型の塩基配列からなるもののみを加えることもできるし、あるいは複数の遺伝的バリエーションを持たせることもできる。また通常は存在するはずのない塩基配列を持つダミーDNAを加えることもできる。一般に、より多くのバリエーションを持たせることによって、より確実に遺伝子の解析を妨害することができる。ダミーDNAは、生体試料の由来となる個体のDNAより過剰に添加することが望ましい。たとえばダミーDNAとして複数種の塩基配列からなる核酸分子を加えるときには、人為的に加える核酸分子の総量が、予想される生体試料に含まれる核酸分子に対して過剰量となるように添加する。過剰量とは、少なくとも試料中の分析対象となる遺伝子の等倍以上、好ましくは２倍以上を意味する。現在のところ遺伝子の解析に必須の反応と言っても良いPCRをダミーDNAによって妨害する場合には、特に３倍以上のダミーDNAの添加が効果的である。
【００２４】
ダミーDNAは、生体試料よりDNAを抽出・精製し、その解読を行おうとした時には、生体試料の由来となる個体のDNAがダミーDNAによって完全に隠されてしまう。特にPCRによる増幅の段階でダミーDNAが優位に増幅し、もとの情報をロックする。PCR増幅プロセスなしに遺伝情報の解読を試みたとしても、ダミーDNAが過剰に含まれていればロックは成立する。つまり生体試料の由来となる個体のDNAの情報がダミーDNAにより攪乱されることになり、遺伝情報の解読は不可能となる。このようにして、ダミーDNAにより遺伝情報はロックされたことになる。
【００２５】
ダミーDNAはすべての遺伝情報を含む場合と、目的に応じて単一の、あるいは何種類かの特定の遺伝情報のみを含む場合がある。すべての情報を含む場合は、生体試料由来のすべての情報をロックすることになるが、一部の遺伝情報のみを含む場合は、その一部の情報のみがロックされることになる。つまり、目的に応じてロックすべき遺伝情報を選択的にロックすることが可能である。
【００２６】
ダミーDNAは、解析の対象となる核酸と構造的に近いもの、あるいは同種のものであることが望ましい。たとえばゲノム解析の妨害にはゲノムDNAを、RNA解析の妨害にはRNAを用いればよい。より具体的には、ヒトゲノムDNAの解析を妨害するには、ヒトゲノムをダミーDNAとして用いることができる。ヒトゲノムDNAとしては、特定の染色体における解析の妨害を目的として、特定の染色体のみ、あるいはその断片のみを加えることもできるし、１セット以上の染色体をダミーDNAとして用いることもできる。この他、RNAの解析の妨害を目的として、ダミーRNAや、RNAの解析過程で必ず合成されるであろうcDNAをダミーDNAとして用いることも有効である。なおダミーRNAには、DNAを鋳型としてin vitroで合成することによって得られるRNAや、あるいは生細胞から抽出した天然のRNAを利用することができる。
【００２７】
・ランダムプライマーによる遺伝情報のロック
ダミーＤＮＡを加えてロックする方法がテンプレートの撹乱に対して、プライマーの撹乱を目的としてランダムプライマーを加えることができる。ダミーＤＮＡが特定の遺伝子の解析のロック達成するのに対して、ランダムプライマーによるロックは、PCRでの特定のプライマーからの遺伝子増幅を阻害することによって、特定の遺伝情報の取り出しをロックする手法と言うことができる。
【００２８】
本発明において、遺伝情報の解析を妨げるためにダミーDNAやランダムプライマーのような核酸類を用いるとき、これらの核酸類は生体試料に対して溶液もしくは固体として添加することができる。このとき、ダミーDNA等を予め充填した採取器具や容器を用いることにより、遺伝情報のロックを容易に達成することができる。ダミーDNA等の核酸類をヌクレアーゼ等の分解作用から保護するために、保護材でダミーDNAを封入することができる。
【００２９】
具体的には、マイクロカプセル類、リポゾーム、ゲル等の高分子物質にダミーDNA等を封じ込めることにより、ダミーDNAを保護することができる。本発明に用いる保護材は、DNAまたはRNAの抽出時の細胞の破壊操作と同時に崩壊し、含有されるダミーDNAが放出される性質をもつものとすることにより、遺伝情報の解析の場において、その妨害作用を発現することができる。このような条件を満たす保護材には、リポソームやマイクロカプセル等を示すことができる。
【００３０】
リポソームは、たとえば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、およびコレステロール等を適量比で混合し、ダミーDNA等の水溶液中に分散させて調製することができる。またマイクロカプセルとしては、アガロースビーズ、もしくはアルギン酸とカルシウムの混合物等で作られたマイクロカプセルが公知である。これらの保護材にDNAやRNAを封入する方法は公知である。本発明においては、保護材のみならず、ダミーDNAを安定化する薬剤、ヌクレアーゼ阻害剤等も組み合わせることができる。
【００３１】
・ＤＮＡポリメラーゼの阻害剤でロックする方法
先に述べたように、現在のところDNAポリメラーゼやRNAポリメラーゼは、遺伝子の解析において重要な酵素であるといえる。これらの酵素は、PCR法をはじめとして、RCA法、NASBA法、SDA法等の多くの遺伝子解析技術を構成する重要な酵素である。したがって、これらの酵素の阻害剤を予め生体試料に混入しておけば、遺伝子の解析を妨げることができる。酵素の阻害剤には、酵素に対する抗体やキレート剤、酵素蛋白質を消化するプロテアーゼなどを用いることができる。
【００３２】
・解析対象となる成分を不可逆的に分解、あるいは解析不能な状態にしてしまう方法
アンロックを意図しない場合には、解析対象となる化学物質を不可逆的に分解、あるいは解析不能な状態とすることによって、情報をロックすることもできる。たとえば遺伝情報は、DNAをヌクレアーゼ等の消化酵素によって分解し、解析不能とすることができる。特にRNAは、RNaseによって容易に分解するので、酵素的な分解は情報のロックのための手法として有効である。
【００３３】
また核酸の分解や核酸への結合、または核酸に対するアルキル化等の化学修飾によって核酸の合成を不可逆的に阻害する化合物も、情報のロックに有効である。この種の化合物としては、核酸標的型の抗生物質を用いることができる。より具体的には、例えばマイトマイシン、アクチノマイシン、ブレオマイシン、シスプラチン、あるいはこれらの誘導体等を示すことができる。更に、ナイトロジェンマスタードやＮ−メチル−Ｎ’−ニトロソグアニジン等の化合物も、核酸をアシル化して核酸合成を阻害する化合物として用いることができる。
【００３４】
ここまでに例示した化合物は、いずれも原則として生体試料との混合によって情報のロックを達成するものである。これに対して、特定の条件でのみ、情報のロックを行うことができる化合物を本発明に利用することもできる。たとえば、トリフェナントロリン-ルテニウム錯体や、トリフェナントロリン-コバルト錯体等の化合物は、光の照射によって、ＤＮＡ切断活性を発現することが知られている。また光照射によりＤＮＡと結合してその合成を阻害する物質としてソラレンやその誘導体を示すことができる。このような光照射によって活性化される化合物を利用すれば、光照射によって情報のロックを制御することができる。したがって、たとえば、目的とする試験が終わるまでは遮光しておき、試験終了後は光に当てることによって、情報のロックを行うことができる。
【００３５】
あるいは、加熱条件下でDNAに作用する化合物を利用した情報のロックも可能である。たとえば、生体サンプル中のＤＮＡをジメチルサルフェイト、蟻酸、水酸化ナトリウム、過マンガン酸カリウム等で処理した後、ピペリジンを加えて９０℃で３０分もしくは９０℃より低い温度で長時間加熱することによって、ＤＮＡ及びＲＮＡを切断し、その合成を阻害することができる。
【００３６】
その他、物理的な作用によって核酸の合成を阻害する手法を情報のロックに利用することができる。たとえば、超音波、紫外線、あるいは放射線の照射によって核酸を切断し、合成を阻害することができる。
【００３７】
これらの解析妨害成分は、単独で用いることもできるし、複数の手法を組み合わせることもできる。複数の妨害作用を組み合わせてより多様な妨害を施すことにより、不法に行われる解析をより確実に防止することができる。
【００３８】
既に述べたように、本発明の特定の態様においては、解析の妨害によってロックされた状態にある生体試料を、アンロックすることが可能である。以下にアンロックが可能な態様について、具体的に述べる。アンロックは、解析の妨害のために加えた物質の除去や分解、あるいはその妨害作用を弱めることにより達成することができる。
【００３９】
たとえばダミーDNAによって解析を妨げる場合、このダミーDNAは様々な方法によって、除去、あるいはその妨害作用を弱めることができる。アンロックを可能とする手法の一つに、ダミーDNAを何らかの化合物で修飾しておき、この修飾物質を利用してダミーDNAを生体試料から除去する方法を示すことができる。ダミーDNAが鋳型として作用することにより解析を妨害する場合、そのダミーDNAが鋳型として作用することができる限り、任意の物質を用い、任意の位置において修飾を施すことができる。またダミーDNAがプライマーとして作用する場合には、分子内の３’ 末端以外の場所を任意の物質で修飾することができる。
【００４０】
修飾物質に対して親和性のある物質を接触させれば、ダミーDNAを選択的に吸着除去することができる。このような修飾物質の例としては、親和性化合物との結合活性を備えた物質を挙げることができる。より具体的には、ビオチン、ジゴキシゲニン、レクチン等の化合物は、それぞれ対応する親和性物質との結合活性を持つことが知られている。これらの化合物で標識されたダミーDNAは、次のようにして生体試料から除去することができる。
【００４１】
すなわち、まず、生体試料より抽出・精製したDNAもしくはRNAにこの親和性物質を加える。親和性物質は予めビーズなどの担体に固定化されたもの、あるいは固定化が可能なものを用いることにより、分離を容易に行うことができる。ダミーDNAは親和性物質と結合し、溶液内で沈殿する。この沈殿を遠心分離等の操作により上澄みと分離し、除去する。この分離操作を１回から数回繰り返すことにより、ダミーDNAをほぼ完全に除去できる。
【００４２】
また、親和性物質が抗体の場合はそのまま用いてもよく、この場合は抗体に親和性のある物質（protein Aやprotein G等）を固定化したビーズ等を用いて、親和性物質とそれに結合した抗体全体をトラップすることにより沈殿させることができる。上記の操作により生体試料由来のDNAもしくはRNAよりダミーDNAが除去され、その後のPCR及び遺伝情報解読が可能となる。
【００４３】
ダミーDNAが複数の化合物で修飾されている場合も、それら複数の化合物に対する親和性物質を用いて上記の操作を繰り返すことにより、アンロックが可能となる。本発明において、ダミーDNAは、完全に除去しない場合であってもアンロックを達成することはできる。実施例に示すように、ダミーDNAによる遺伝情報のロックは、試料中に含まれる生体由来の遺伝物質に対してダミーDNAができるだけ多量に存在する場合に、より確実に達成される。言いかえれば、ダミーDNAの量が、生体由来の遺伝情報に対して相対的に少量しか存在しない状況を作りだすことできれば、アンロックを達成することができる。しかしながら、生体試料に由来する遺伝物質の量は、常に十分であるとは限らないため、ダミーDNAのできるだけ完全な除去がアンロックを確実に行うための条件となることは言うまでもない。
【００４４】
修飾物質の吸着によってダミーDNAの除去を可能とする場合には、修飾化合物が何であるかと言う情報を厳しく管理すべきであることは言うまでも無い。この種の情報が漏洩すると、第三者によって情報のアンロックが行われてしまうことになる。また、異なる修飾化合物を施した複数種のダミーDNAを混在させることによって、第三者による不法なアンロックを難しくすることができる。
【００４５】
ダミーDNAは、修飾化合物の親和性物質との結合のみならず、ハイブリダイズによって除去することもできる。以下に、ダミーＤＮＡにハイブリダイズのための特殊な塩基配列を組み込む方法について述べる。DNAは、相補的な塩基配列を持つポリヌクレオチドに水素結合によって結合する。この結合は、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズを行わせることによって、塩基配列に特異的な反応とすることができる。したがって、生体試料中の解析すべき遺伝情報を含む核酸には存在し得ない塩基配列をダミーDNAに付加しておけば、ハイブリダイズによってダミーDNAを特異的に除去することができる。このとき、ダミーDNAの除去のために用いるプローブは、予め固相に結合させておくか、あるいは固相に捕捉することができるタグを結合させることにより、ダミーDNAの分離を容易に行うことができる。
【００４６】
ダミーDNAは、修飾以外の手法によってもアンロックが可能である。以下に修飾によらないアンロックの手法として、ダミーDNAに特異的な制限酵素認識部位を配置する方法を述べる。例えば遺伝子Ａの情報が解析の対象となっている場合、この遺伝子と塩基配列が類似するＤＮＡがダミーＤＮＡとして用いられる。ダミーＤＮＡに制限酵素認識配列を配置しておけば、ダミーＤＮＡを制限酵素によって特異的に切断することができる。このとき用いる制限酵素は、たとえば６塩基以上の多くの塩基配列を認識するものであり、しかも解析対象である遺伝子Ａには、存在しないことが明らかな塩基配列を認識するものとする。たとえばＰＣＲに先だってその制限酵素でロック済みの生体試料を処理すれば、ダミーＤＮＡは増幅されず、生体由来の遺伝物質のみが増幅される。制限酵素を用いる方法は、ダミーDNAを化学的に修飾する必要が無いため、ダミーDNAの製造を容易にする。また、複数の制限酵素を用いなければアンロックが行えないようにすることにより、ロックの確実性を増すことができる。
【００４７】
なお制限酵素によって消化されたダミーDNAの断片は、その3'末端においては制限酵素認識配列を有する。つまり、生体由来の遺伝物質とは異なる塩基配列を持つことになる。プライマーが3'末端において完全に相補的でない場合、通常はポリメラーゼの複製起点とはならないとされている。したがって、ダミーDNAの消化断片がプライマーとして作用し、アンロックを達成できなくなる可能性は低い。
【００４８】
アンロックのために、ダミーDNAとのハイブリダイズが阻害されるプローブおよび／またはプライマーを用いることもできる。すなわち本発明は、次の工程を含む保護された個人情報を解析するための方法に関する。
（ａ）個人情報を与える塩基配列を含み、かつその塩基配列中に変異を含むDNAを、解析を妨害する成分として生体試料に添加する工程、
（ｂ）プライマーおよび／またはプローブによって、前記生体試料中に含まれる核酸の個人情報を与える塩基配列を解析する工程であって、前記プライマーおよび／またはプローブが生体試料に由来する核酸にはハイブリダイズすることができるが、工程（ａ）において加えられたDNAに対しては、該DNAに含まれる変異によってそのハイブリダイズが阻害される塩基配列を有している工程、および
（ｃ）前記プローブおよび／またはプライマーのハイブリダイズを指標として生体試料に由来する核酸に含まれる個人情報を解析する工程
【００４９】
この方法においては、ダミーDNAとして個人情報を与える塩基配列に相当する塩基配列を含みながら、その塩基配列中に変異を有するDNAを用いる。ダミーDNAにおける変異の位置や数は制限されない。少なくとも１、通常２〜４、好ましくは５〜２０、あるいは２０〜５０の位置において変異を有するDNAをダミーDNAとして用いることができる。変異の位置は、連続していても良いし、離れて配置することもできる。保護すべき個人情報を与える可能性が有る領域において、複数の変異を有するダミーDNAは、本発明において望ましいDNAといえる。
【００５０】
保護すべき個人情報を与える可能性が有る領域としては、まず、多型や変異の解析の対象となる領域を挙げることができる。また本発明においては、これらの対象を増幅するためのプライマーがアニールする領域も、保護すべき個人情報を与える可能性が有る領域に含まれる。プライマーは、対象となる領域に隣接し、かつ当該領域の特異的な増幅が期待できる塩基配列を利用してデザインされる。そのため、一般に、ある領域を増幅するためのプライマーは、標的塩基配列上の一定の範囲から選択されることが多い。したがって、個人情報を与える可能性が有る領域が特定されれば、その領域の解析に必要なプライマーがアニールする領域を予測することができる。あるいはDNAチップが解析に用いられることも予想される。この場合には、DNAチップにおいてプローブとして用いられる可能性のあるDNAのターゲットとなる領域において変異を有するDNAがダミーDNAとして好ましい。
【００５１】
ダミーDNAは、通常の解析手法で解析した場合には、生体由来の核酸の解析結果をかく乱し、個人情報を保護する。ダミーDNAの影響を受けることなく生体試料に由来する個人情報を解析するために、本発明においてはキープライマーあるいはキープローブが用いられる。キープライマーとは、生体由来のDNAに対してはプライマーとして機能するが、ダミーDNAに対しては、その変異のためにプライマーとして機能することができないプライマーを言う。このようなプライマーは、たとえばダミーDNAの変異に対してプライマーの3'末端が位置するようにデザインされた塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを合成することによって得ることができる。キープライマーを用いることによって、生体試料に由来する核酸を特異的に合成することができる。キープライマーの塩基配列は、ダミーDNAとして加えたDNAにおける変異の位置を正しく知っていなければデザインすることができないので、キープライマーを用いたアンロックが成立する。
【００５２】
以下に、キープライマーを用いて生体試料由来のターゲットＤＮＡのみをＰＣＲで増幅させる方法について、更に具体的に述べる。この場合、ダミーＤＮＡにはその配列中の予め決まった塩基に生体サンプル由来のＤＮＡとは違った塩基になるような１塩基置換による変異を挿入しておく。すべてのダミーＤＮＡはこの変異部分で生体由来のＤＮＡと塩基配列が異なることとなる。図１０の例で示したように、生体由来のＤＮＡは一般的にシトシン（Ｃ）である塩基部分に、ダミーＤＮＡではグアニン（Ｇ）（図１０、ダミーＤＮＡ-1）、アデニン（Ａ）（図１０、ダミーＤＮＡ-2）もしくはチミン（Ｔ）（図１０、ダミーＤＮＡ-3）の塩基を持っている。この塩基部分がＰＣＲのためのプライマーの３'末端にアニールするようなプライマーを用いれば、このプライマーはダミーＤＮＡとの間では３' 末端のミスマッチが生じ、ＰＣＲでの増幅が困難となる。しかしながら、このプライマーは生体由来のＤＮＡとはミスマッチを生じることなく完全にアニールするため、生体由来のＤＮＡのみを増幅させることができる。このプライマーをキープライマーと呼び、増幅させたいＤＮＡ部分の上流と下流それぞれにアニールする２つのキープライマーの配列がわからないと、生体由来のＤＮＡを選択的に増幅させることは不可能となる。
【００５３】
ダミーＤＮＡに生体由来のＤＮＡと違う点突然変異を多数挿入しておけば、どの部分がすべてのダミーＤＮＡに共通の変異であるかは容易にはわからない。従って、２つのキープライマーを探し出すには、1000塩基対のターゲットＤＮＡを増幅させる場合で２０万種類以上のプライマーの組み合わせを試す必要があり、容易には探し出せない。
【００５４】
またキープローブとは、キープライマーと同様に、生体由来のDNAに対してはハイブリダイズすることができるが、ダミーDNAに対してはその変異のためにハイブリダイズが阻害されるような塩基配列からなるDNAを言う。DNAチップを用いた解析は、ミスマッチプローブ（１塩基の相違を有するプローブ）とのシグナル強度の比較に基づいて解析が行われる。つまり、１塩基の相違をシグナルの差として識別できる条件の元で解析が行われている。したがって、本発明におけるキープローブによって、１塩基の相違を有するダミーDNAと、生体由来のDNAに由来するシグナルとの識別は可能である。キープローブを含むDNAチップのみが、ロックされた生体試料を正しく解析することができる。このように、キープローブによるアンロックも可能である。
【００５５】
生体の遺伝情報は核酸のみならず、その翻訳産物である蛋白質から得ることもできる。蛋白質は、そのアミノ酸配列を解析することによって遺伝子の塩基配列の変異を知ることができる場合がある。また、特定の変異を持つかどうかを、抗体との免疫学的な反応性や、生物学的な活性を解析することによって知ることもできる。本発明における、保護すべき個人情報を与える化学物質には蛋白質が含まれる。
【００５６】
生体試料由来のタンパク質を遺伝情報の解読に用いる場合、情報のロックには核酸の場合と同様にダミータンパク質を用いることが可能である。ダミータンパク質は、野生型もしくは種々の変異タンパク質を含み、生体試料由来のタンパク質と区別できないので、生体試料由来の情報のみを取り出すことは不可能である。
【００５７】
また、ダミータンパク質の除去によるアンロックも、ダミーDNAと同様な方法を用いることにより可能となる。つまり、ダミータンパク質に予め化学修飾を施し、その修飾物質に特異的に親和性を持つ物質を加えることにより、ダミータンパク質を除去し、アンロックすることができる。ダミー蛋白質として、特定の蛋白質を付加した融合蛋白質を利用することもできる。融合蛋白質は遺伝子工学的な手法によって容易に得ることができる。融合蛋白質として付加した蛋白質が抗原性物質の場合には、この抗原性物質を認識する抗体によって、ダミー蛋白質を除去することができる。あるいは、ヒスチジンタグのような金属イオン親和性の蛋白質であれば、ニッケルカラム等によって吸着することができる。あるいはダミー蛋白質のアミノ酸配列に予め特定のプロテアーゼ認識アミノ酸配列を配置しておき、酵素的に分解することも可能である。
【００５８】
本発明において、タンパク質から得られる情報をロックするために、タンパク質を修飾したり、変性させることにより、解析を妨げることもできる。タンパク質の修飾や変性のための技術は公知である。たとえば、タンパク質を含む生体試料を加熱処理することにより、タンパク質を変性させることができる。また、生体試料にプロテアーゼを作用させれば、タンパク質はランダムに消化され、そのアミノ酸配列を解析することはできなくなる。
【００５９】
上記のDNA、RNAもしくはタンパク質由来の生体情報のロック及びアンロックに応用できるダミー分子を用いた技術は、生体に含まれる全ての分子に応用可能であり、生体の代謝物やホルモン、酵素活性に測定等を通じた生体情報の獲得を管理することもできる。
【００６０】
本発明に基づく、保護された個人情報を解析するための方法に必要な試薬成分は、予め組み合わせたキットとして供給することができる。すなわち本発明は、解析を妨害するために加えられた成分の妨害作用を取り除くための手段からなる、保護された個人情報を解析するためのキットを提供する。前記手段は、単一であっても良いし、複数種を組み合わせることもできる。妨害作用を取り除くための処理を均一系で実施できる場合には、複数の手段を混合して、本発明のキットとすることもできる。本発明のキットには、必要に応じて解析に必要な試薬を組み合わせることができる。
【００６１】
たとえば、親和性物質で修飾したダミーDNAが加えられている場合には、当該親和性物質の結合パートナーからなるキットを用いることができる。このキットには、目的とする解析を実施するために必要なプライマーを組み合わせることができる。親和性物質として複数の化合物の組み合わせを利用することによって、情報のロックは効果的に行われることは既に述べた。こうしてロックされた情報をアンロックするには、複数の結合パートナーを組み合わせた試薬が求められる。
【００６２】
これに対応して、あらゆる組み合わせに対応したアンロックのための試薬の組み合わせについて、予め必要な結合パートナーを組み合わせて、キットとして供給することには意義がある。結合パートナーの組み合わせからなる本発明のキットには、組み合わせに応じて任意の名称を与えることができる。キットの名称からは、キットを構成する結合パートナーは予測できないようにする。このとき、ロックに用いたダミーDNAを修飾した親和性物質の種類を明示せず、単にアンロックに必要なキットの名称を指定することによって、アンロックを許すことができる。第三者はキットの名称からアンロックに必要な結合パートナーを特定することはできない。その結果、キットの流通と内容物の情報を管理することによって、個人情報のセキュリティを高めることができる。
【００６３】
すなわち本発明は、解析を妨害するために加えられた成分の妨害作用を取り除くための複数の手段からなり、前記複数の手段の異なる組み合わせを構成する前記複数の手段を予めセットしたキットに関する。
【００６４】
あるいは、ダミーDNAとして変異を有するDNAが添加された場合には、キープローブやキープライマーからなるキットが用いられる。キープライマーやキープローブは、それ自体が前記妨害作用を取り除くための手段であると同時に、目的とする解析を実施するために必要な試薬としても機能することになる。
【００６５】
本発明においては、個人情報の保護のために添加されたダミーDNAの塩基配列によって、アンロックに必要なキープライマーやキープローブの塩基配列は変化する。したがって、たとえば予め複数組のダミーDNAを設定し、対応するキープライマーやキープローブの全ての組み合わせについて、必要なDNAを組み合わせたキットを用意しておくことができる。先の例と同様に、アンロックに必要なキットの名称でアンロックに必要なキープライマーを指定することができる。
【００６６】
さて、生体から採取された細胞は、自身が遺伝情報を含む試料であると同時に、遺伝情報のデータソースとしても機能する。したがって、たとえば、採取された細胞の培養によって遺伝情報のコピーを作り出すことができる。あるいは解読プロセスを行う前に、生体試料中の細胞を培養し、増殖させたのち、その細胞から遺伝情報を抽出することも可能である。したがって遺伝情報の管理のためには、いったん採取された細胞の培養を防ぐことも重要な課題である。そのためには、採取した細胞を死滅させたり、あるいは細胞の生理活動を可逆的に停止させる薬物を添加すればよい。本発明には、細胞の生理活動を停止させる薬物によるロックも含まれる。ダミーDNAやDNAポリメラーゼの阻害剤などによる遺伝情報のロックは、細胞の培養によって、その効果が不充分となる恐れがある。したがって、細胞の培養を阻止することは、情報のロックにおいて有効である。
【００６７】
たとえば、呼吸酵素阻害剤や各種抗生物質は、細胞の生理的な活動を停止させるために用いることができる。具体的には、核酸に作用しない抗生物質や呼吸酵素阻害剤の添加によって、不可逆的に細胞の生理活動を停止させることができる。核酸に作用しない抗生物質としては、たとえばカナマイシンやその誘導体を用いることができる。あるいは、呼吸酵素阻害剤としてはシアン化合物が知られている。細胞の生理活動を不可逆的に停止させる薬物は、細胞の分離後も、その培養を阻止することになるので、より確実なロックを期待できる。他方、細胞の生理活動を可逆的に停止させる薬物は、細胞の分離によって情報のアンロックを可能とする点において有用である。
【００６８】
これらの薬物は、確実な効果を達成できるように十分な濃度で生体試料に添加するのが望ましい。具体的には、たとえば薬物としてシアン化カリウムを用い、リンパ球などの血液細胞の生理活動を停止させる場合、少なくとも１μM以上、通常は5〜500μMの濃度となるように添加される。実際には、試料の採取器具や採取容器内に、予め想定された試料の量に応じて、十分な作用を達成できる濃度となるように、これらの薬物を充填しておくと便利である。
【００６９】
なお、生体試料は、本来、なんらかの情報を得るために採取するものである。したがって、その遺伝情報の解析を本発明に基づいて防ぐとともに、必要な検査に対してはできるだけ影響を与えないことが望ましい。たとえばダミーDNAの添加は、多くの酵素反応には影響を与える心配が無いため、本発明の遺伝情報のロックのための手法として望ましい。現在、血清脂質や血中酵素等の、多くの生化学的な試験は、酵素反応に基づいて行われているが、これらの酵素反応は、一般に核酸の影響を受けにくいとされている。
【００７０】
本発明の個人情報の保護方法は、解析を妨害する成分を予め充填しておいた試料採取容器を利用することにより、容易に実施することができる。たとえば血液採取用の容器が市販されている。現在市販されている血液採取用の容器には、採取の目的に応じて、血清分離剤、抗凝固剤、解糖阻止剤等の様々な薬剤が予め充填されている。これらの薬剤に加えて、本発明における解析を妨害する成分を合わせて充填しておくことができる。このような容器を用いることにより、試料の採取と同時に、個人情報のロックが達成できる。
【００７１】
本発明に基づいて、生体試料に保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を加えるとき、必要に応じてその事実を明示することができる。特に、アンロックを必要とする場合には、どのようなロックが施されているのかを明示することは、有用である。ただし、第三者による不法なアンロックを容易とするような形で明示すべきでないことは、言うまでも無い。たとえば、親和性物質との結合によってダミーDNAの除去を行うときには、アンロックに用いられる親和性物質を意味する暗号化されたコードなどにより、ロックの事実を明示することができる。
【００７２】
本発明において、試料採取容器における情報の表示は、その表示手段を限定されない。情報の表示は、たとえば試料容器への情報の印刷、情報が印刷されたラベルの貼付、情報を記録した磁気媒体の貼付等が含まれる。また試料容器そのものに対する情報の付与のみならず、試料採取容器に対して間接的に情報を表示することもできる。間接的な情報の表示とは、たとえば、試料容器を保持するラック、試料容器の蓋や試料容器のカバーに情報を表示する場合が含まれる。したがって、ラックに情報を表示し、試料採取容器のラック内における配置によって、個々の試料採取容器を特定することもできる。更に本発明における情報とは、文字情報のみならず、記号や色、試料容器並びに蓋の色、形、あるいは材質による識別も含まれる。
【００７３】
また本発明は、保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を予め充填したことを特徴とする、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器と、個々の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段とを対応付けたデータベースに関する。データベースとは、機械可読な状態で情報を保持した媒体、あるいはこの情報を必要に応じて照会することができるシステムを言う。本発明のデータベースは、本発明に基づいて解析を妨害するための成分を加えた、個人情報を保護するための生体試料採取容器を作製した機関が、当該容器毎に、妨害成分の影響を受けないで正確な解析を行うために必要な手段を管理するために用いることができる。試料容器を特定することができれば、このデータベースに照会することによって、解析に必要な情報を得ることができる。
データベースは、生体試料採取容器を作製した機関が管理し、その内容が無制限に公開されないように維持される。当該試料採取容器に採取された生体試料の解析を希望する第三者は、必要に応じて当該機関に解析に必要な情報を問い合わせるか、あるいはデータベースの使用の許可を求めることにより、必要な情報を入手することができる。
本発明のデータベースには、妨害の影響を受けることなく解析を行うために必要な情報のみならず、解析結果を評価するための情報を合わせて蓄積することもできる。具体的には、たとえばPCR用のプライマーに関する情報を開示する場合には、当該プライマーによって合成される塩基配列の長さやバンドの数を提供することもできる。
【００７４】
本発明において、個々の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段とは、前記アンロックのための手段を意味する。より具体的には、正確な解析に必要な、PCR用のプライマーや、DNAチップを特定する情報、あるいは妨害成分の除去に必要な情報などを示すことができる。プライマーやチップのように塩基配列で記述することができる情報に対しては、塩基配列を直接開示することもできる。あるいは、予め与えられた塩基配列の集合の中から、ある塩基配列を特定することによって、必要な情報を開示することもできる。
更に塩基配列のみならず、より適切な反応を行うための諸条件を合わせて開示することもできる。反応を左右する可能性のある諸条件を、できるだけ妨害成分の影響を受けにくい条件に統一することによって、より適正な解析を期待することができる。
【００７５】
また本発明は、以下の工程を含む、個人情報の保護方法を提供する。
(1)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分を予め充填したことを特徴とする、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器と、個々の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段とを対応付ける工程、
(2)解析を必要とする者の求めに応じて、特定の容器について前記妨害成分の影響を除去するのに必要な手段を開示する工程
前記工程(1)は、たとえば前記データベースを整備することによって行うことができる。また本発明において、解析を必要とする者とは、その生体試料を採取された被検者、あるいは当該被検者が解析を許可した解析機関を言う。したがって、前記工程(2)においては、解析を必要とする者が、真に解析条件の開示が許された者であるかどうかを認証する工程が含まれる。認証工程は、たとえば予め被検者毎に設定された認証コードによって行うことができる。より具体的には、被検者自身によって設定されたパスワードによって、認証を行うことができる。
【００７６】
更に本発明に基づいて、次の工程を含む生体試料の解析方法が提供される。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、当該容器を特定することができる情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る工程、
b)容器を特定することができる情報を前記記載のデータベースに問合せ、当該容器に含まれる妨害成分の影響を除去するために必要な手段を明らかにする工程、
c)b)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する工程、および
c)試料を解析する工程
【００７７】
本発明において、当該容器を特定することができる情報とは、たとえば試料容器の製造ロット番号であっても良い。あるいは、個々の試料容器にユニークな番号や記号とすることもできる。ロット番号に依存する場合には、同一ロット内のアンロックのための手法が利用者に開示されることになる。したがって、個々の容器に固有の表示を与える方が、より強固なセキュリティを期待することができる。
容器を特定するための表示は、文字の印刷、色や記号の印刷、バーコード、あるいは磁気媒体等の公知の手法によって付与することができる。これらの表示は、機械的に読み取ることができる。
【００７８】
前記表示手段の内容に基づいて前記データベースに問い合わせることにより、解析に必要な情報が得られる。得られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行し、更に試料を解析することによって、本発明の解析方法は実施される。本発明において、妨害の除去に必要な手段を実行する工程とは、たとえば解析に必要なプライマーを選択して、解析のための反応を準備する工程である。準備が完了すれば、通常の解析方法にしたがって、解析を実行することができる。一連の工程は、装置によって自動化することができる。
【００７９】
すなわち本発明は、次の手段を備える試料解析装置に関する。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、当該容器を特定することができる情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る手段、
b)容器を特定することができる情報を前記のデータベースに問合せ、当該容器に含まれる妨害成分の影響を除去するために必要な手段を明らかにするための手段、
c)手段b)によって明らかにされた妨害の除去に必要な手段を実行する手段、および
d)試料解析手段
【００８０】
本発明の装置において、前記データベースは、当該装置がローカルに保持することもできるし、ネットワークを介してデータベースを管理する機関に問い合わせることもできる。データベースを管理する機関とは、たとえば先に述べた本発明の試料容器を作成した機関である。あるいは、当該機関が作製したデータベースの複製を、定められた第２の機関に置くこともできる。データベースは、認証を経て、予め使用を許された装置に対してのみ、データベースの照会を許可するように管理されている。したがって、データベースに対する照会が機械的に行われる場合であっても、セキュリティは維持される。
本発明の装置は、手段b)によって明らかにされた妨害の除去に必要な手段を実行する手段を有する。手段c)には、たとえば、PCRによる解析を行うために必要な適切なプライマーを選択し、オペレーターに指示する手段が含まれる。あるいは、予め装置にセットされた複数のプライマーセットの中から、適切なプライマーを装置自身が自動的に選択し、解析を開始するようにデザインすることもできる。
【００８１】
本発明に基づく個人情報の保護と、保護された情報の利用形態の具体的な例を図１３に示した。図１３においては、以下のようなシステムの構成を模式的に示している。まず、解析を妨害する成分が予め充填された試料採取容器と、個々の試料採取容器について、容器ごとに妨害成分の影響を受けない解析手法に関する情報を「個人ゲノム情報保護管理機関」が保持している。医療機関や臨床検査会社などの臨床検査受託サービス機関は、当該試料採取容器によって遺伝情報の解析が妨害されることは知ることができる。しかし、どうすれば妨害を受けない解析を行えるのかについての情報は開示されていない。したがって、医療機関や臨床検査受託サービス機関において、当該試料の解析が必要な場合には、試料を提供した個人の許諾のもとに、「個人ゲノム情報保護管理機関」に解析に必要な情報の開示を要求することができる。この過程は、図１３においては、「セキュリティー機能付きの遺伝情報解析装置」と、「個人ゲノム情報保護管理機関」が保有するデータベースの通信によって行われている。両者はネットワークによって接続されている。まず「セキュリティー機能付きの遺伝情報解析装置」は解析を指示された試料採取容器を特定し、当該容器に採取された試料の解析に必要な情報（アンロックコード）の開示を、「個人ゲノム情報保護管理機関」が保有するデータベースに要求する。「個人ゲノム情報保護管理機関」が保有するデータベースシステムは、「セキュリティー機能付きの遺伝情報解析装置」の認証を経て、要求に応じて解析に必要な情報を開示する。「セキュリティー機能付きの遺伝情報解析装置」は、開示されたアンロックコードに基づいて、妨害を受けない条件下で試料の解析を進めることができる。
【００８２】
試料を提供した患者は、特定の「セキュリティー機能付きの遺伝情報解析装置」においてのみ、試料の解析を許可することができる。したがって、たとえば当該生体試料が外部に流出することがあっても、正確な解析を行うことはできない。また実際に解析を行う医療機関や臨床検査受託サービス機関においては、正しい結果を得るために必要な情報は装置間の通信によって自動的に入手されるため、個人情報の保護のための特別な手続きは不要である。したがって、大量の検体の管理も大きな負担にはならない。
【００８３】
本発明においては、妨害手段の影響を取り除くために必要な情報を試料容器に直接表示しておくこともできる。すなわち本発明は、次の工程を含む生体試料の解析方法に関する。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る工程、
b)a)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する工程、および
c)試料を解析する工程
たとえば、解析に必要なプライマーを特定する記号を容器に表示しておくことにより、利用者は解析に必要なプライマーを知ることができる。プライマーセットが複数存在していれば、試料容器に対応するプライマーセットを特定することができなければ、正しいプライマーを選択することはできないので、一定のセキュリティを期待することは可能である。更に、表示を暗号化することによって、よりセキュリティを高めることもできる。表示自体が暗号化されている場合には、容器に解析に必要なプライマーの塩基配列を表示することさえ可能である。
【００８４】
また本発明は、前記解析方法を実施することができる解析装置を提供する。すなわち本発明は、次の手段を備える試料解析装置に関する。
a)保護すべき個人情報を与える成分の解析を妨害する成分が予め充填された、生体試料の解析によって得ることができる個人情報を保護するための生体試料採取容器であって、前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報を表示する手段を備えた容器の該表示を読み取る手段、
b)a)によって読み取られた情報に基づいて、妨害の除去に必要な手段を実行する手段、および
c)試料解析手段
前記妨害手段の影響を取り除くために必要な情報が暗号化されている場合には、本発明の装置に該暗号の解読手段を組み合せることもできる。あるいは暗号の解読に必要な情報をネットワークを介して問い合わせる手段を組み合せても良い。
【００８５】
前記装置における試料解析手段とは、通常の生体試料の解析に必要な機構を言う。具体的には、たとえば核酸の解析を目的とする装置であれば、血液細胞から核酸を抽出し、試料と必要な試薬を混合してPCRを行い、その結果を解析するための機構を備えることができる。本発明の装置には、解析結果を記録するための機構を備えることもできる。本発明の解析方法は、個人情報の保護を目的としていることから、解析結果も暗号化したうえで記録するのが望ましい。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００８６】
【実施例】
実施例１：
ダミーＤＮＡを含んだ採血管を用いた癌遺伝子ras検出の撹乱
採血管中に８種類のダミーDNAのいずれかを予め加えて採血管内で乾固させたものを準備した。これらのDNAは原癌遺伝子の１つであるc-Ki-ras遺伝子の一部を含む領域128塩基対（bp）で、添付の配列表に示した配列をもつ。それぞれのダミーDNAはそのDNA断片の68から70番目の塩基（下線の部分でRasタンパクの61番目のコドンをコードする部位）のいずれかが健常人［野生型、(WT）］と異なっている。野生型と異なっている塩基は配列表中に大文字で表記した。また、配列番号：１の野生型（WT）以外の配列については、括弧内にその配列がコードする61番目のアミノ酸を示した。
【００８７】

【００８８】
配列表に示した配列番号：１、配列番号：４、配列番号：５、および配列番号：６の塩基配列からなるDNAをそれぞれ0.3 μgをダミーDNAとして採血管（ヘパリンナトリウム含有）に加え、乾固させた。これらのダミーDNAはその５´末端をビオチンによって修飾したものを用いた。ダミーDNAを含む採血管と通常の採血管（ダミーDNAをふくまないもの）それぞれに、健常人から採血した血液（3 ml）を入れて、ローテーターを用いてゆっくりと攪拌した。室温で１時間放置した後、採血管より血液0.1mlをマイクロチューブにとりDNA抽出キット（Genとるくん、宝酒造製、商品名）を用いてDNAを抽出した。抽出したDNAを鋳型として、以下の反応系及び条件でポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を行った。尚、PCRには東洋紡製のKOD-dash DNAポリメラーゼとその十倍濃度添付バッファーを用いた。PCRは94℃ 30秒、52℃ 10秒、74℃ 30秒のサイクルを２５回行った。
【００８９】

* プライマーの塩基配列は以下の通りである。

【００９０】
PCRの結果、いずれの採血管で採取した血液より抽出したDNAを鋳型とした場合においても、図１に示したように128塩基対のDNA断片の増幅が確認された。増幅したDNA断片の塩基配列を、プライマーFとBigDye terminator cycle sequence ready reaction kit（パーキン・エルマー社製）を用いて、ABI 310 genetic analyzer（パーキン・エルマー社製）で解析した。図２に示したように、通常の採血管で採血した血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列は、解析の結果が明瞭となるプライマーの30塩基下流より配列番号：１と全く同じであった（図２）。それに対して、ダミーDNAを含む採血管で採血した血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列は、４種類のダミーで相異なる部位（Rasタンパクの61番目のコドンをコードする部位）でシグナルが混在し、正確な塩基配列が読みとれなくなっている（図３）。つまり、健常人のCAAという配列がCTAに読み違えられている。ダミーDNAはCAA, CTA, CCA, CGAの４種類を含むので、理論通りにコドンの２番目に４種類のピークが混在しているのがわかる。従って、被験者の血液サンプルを用いたras遺伝子の解析はダミーDNAを含んだ採血管を用いることによって、攪乱されロックされていることがわかる。
【００９１】
実施例２：
ゲノム情報のアンロック
次に、攪乱によってロックされた塩基配列の情報から攪乱因子（ダミーDNA）を取り除くことにより、アンロックされ、もとの情報が読みとれることを確かめた。ダミーDNAはビオチンにより修飾されているので、ストレプトアビジンが結合した磁気ビーズを用いてダミーDNAを除去することができる。
【００９２】
ストレプトアビジンが結合した磁気ビーズ（Dynabeads M-280 Streptavidin、DYNAL社製）0.15 mlをマイクロチューブに移し、磁石スタンド上で磁気ビーズと上清とに分離した。上清を捨て、B&W buffer (10 mM Tris-HCl pH7.5, 1 mM EDTA, 2M NaCl) でビーズを洗浄したのち、B&W buffer 50 μlとダミーDNAを含む採血管の血液由来のDNA 50 μl (約0.3 μg) を磁気ビーズと混合した。混合液を15分間室温で放置した後、磁気スタンド上でビーズと上清を分離し上清を回収した。上清に含まれるDNAを鋳型として、実施例１と同様にPCRを行い、増幅したDNA断片の塩基配列を、プライマーFとBigDye terminator cycle sequence ready reaction kit（パーキン・エルマー社製）を用いて、ABI 310 genetic analyzer（パーキン・エルマー社製）で解析した。図４はその結果を示したものである。
【００９３】
磁気ビーズに結合したストレプトアビジンが、ビオチン化されたダミーDNAと結合することにより、ダミーDNAをほぼ完全にビーズ表面にトラップし、アンロックを行わなかった場合に見られたシグナルの混在が全く見られないことがわかる。つまり上清には被験者血液由来のDNAしか含まれておらず、健常者のras遺伝子配列であるCAA（Rasタンパクの61番目のコドンをコードする部位）のシグナルが確認できた。このことから、化学修飾されたダミーDNAの特異的な除去法の実施により、ロックされたゲノム情報のアンロックが実際に可能であることが証明された。
【００９４】
実施例３：
８種類のダミーDNAを用いたロックとダミーDNA量の影響
次に、採血管に加えるダミーDNAの種類を増やし、８種類すべてを用いてロックをおこなった。実施例１と同じ方法で８種類のダミーDNA（各０．３μg）を含む採血管に血液を採取し、DNAの抽出を行った。ただしこの時、採血管に加えるダミーDNA量比を表１のように変化させてシグナルの変化をみた。
【００９５】
結果は図５に示したようであった。配列番号：２、配列番号：４の量を他の配列の3.5倍加えたもの（それぞれ図６及び図７）でも、等倍加えたもの（図５）でもシグナルはいずれもCAAと判定されており、野生型となっている。配列番号：２（６８〜７０番目の塩基がAAA）と、配列番号：４（６８〜７０番目の塩基がCGA）が、他の配列の3.5倍量存在するにもかかわらず、すべて野生型の配列として検出されている。つまり野生型以外の特定の配列が３．５倍混入した場合でも、それぞれのダミーDNAが等量混合した場合と同様に、検出された配列は全て野生型(CAA)であった。
【００９６】
このことは、ダミーDNAの種類が増えて、68、69、70番目のそれぞれの塩基中で一番存在率の高い塩基のシグナルが強く出たためと考えられる（表２参照）。また、本実施例での血液由来のras遺伝子は野生型（配列番号：１）であるが、それぞれのダミーDNAは血液サンプル由来のras遺伝子より大過剰存在しており、塩基配列の解析により得られた配列（CAA）はダミーDNA由来のもので、血液由来のものではないと考えられる。上記のことから、過剰量の野生型ダミーDNAの存在が、変異配列を隠してしまう機能をもつことがわかる。つまり、血液由来のDNAに変異が存在しても、過剰に存在する野生型ダミーDNAの配列に置換されることによって、ゲノム情報のロックがより確実となり、そのゲノム情報がロックされているかどうかすら確認することが難しくなることを明確に示している。
【００９７】
【表１】

【００９８】
【表２】

【００９９】
実施例４：
ビオチン以外の物質によって化学修飾されたダミーDNAを用いた情報のロックとアンロック（ジゴキシゲニンを用いた場合）
ジゴキシゲニンを用いて５’末端を修飾したダミーDNAを用いて実施例１と同様にc-Ki-ras遺伝子の情報のロックを試みた。採血管に配列番号：１の野生型ＤＮＡ（0.3μg）と配列番号：４、配列番号：５、配列番号：６、配列番号：７を等量混合したダミーＤＮＡを野生型ＤＮＡの３倍（1μg）加え、野生型遺伝情報のロックを行った。その混合液を鋳型とし、プライマーＦとプライマーＤを用いて、実施例１と同じ方法でPCRを行った。増幅したDNA断片を鋳型にして、プライマーＤを用いて、実施例１と同じ方法でその塩基配列を解析したところ、図８で示したようにシグナルの攪乱が確認でき、69番目の塩基配列は決定できなかった。
【０１００】
次に、上記混合液に20μlの抗ジゴキシゲニン抗体（ベーリンガー・マンハイム社製）を加え、約30μgのプロテインGセファロース（アマシャム・ファルマシャ社製）を加えて、３７℃で１０分間保温した。３０００ｇで１分間遠心分離し、ダミーDNAをその抗体とプロテインGセファロースの複合体として沈殿除去したのち、その上澄み１μlを鋳型として、実施例１と同様の方法でPCRを行った。PCR後のサンプル３μlを鋳型とし、プライマーＦを用いてその塩基配列を実施例１と同じ方法で解析した。その結果、図９で示したように、６９番目の塩基のシグナルの撹乱は消失しており、野生型としての正しい塩基であるAがはっきりと読みとれるようになった。つまり、化学修飾を受けたダミーDNAが、修飾部位の親和性物質である抗体によって特異的に認識され、その抗体に親和性を示すプロテインGセファロースによってほぼ完全に沈殿の形で除去できたことが証明された。
【０１０１】
実施例５：
１塩基置換を行ったダミーＤＮＡを用いてロックを行った野生型（配列番号：１）のアンロックを試みた。ダミーＤＮＡは以下の配列が等モル比で混合されたものを用いた。それぞれのダミーＤＮＡの変異部分（野生型と違う部分）はすべて大文字で示し、本実施例でのキープライマーの特異性を左右する置換部分をアンダーラインで示した。
【０１０２】

【０１０３】
野生型ＤＮＡ（配列番号：１）を生体サンプル由来のＤＮＡとして、配列番号：１１から配列番号：１９のダミーＤＮＡが等モル比で混合された混合ダミーＤＮＡと野生型ＤＮＡをモル比で１対３（実施例４−１）、もしくは１対９（実施例４−２）になるように混合し、ロックした。この状態のロックされたＤＮＡサンプルから、キープライマーを用いたアンロックが確実に行われるかどうか調べる目的で、５０倍希釈したロック済みサンプル１μl（7.1 fmol）を鋳型として、配列番号：９及び配列番号：１０に示す塩基配列からなるキープライマーを用いて、ＰＣＲによる増幅を行った。また、鋳型としては、配列番号：１の野生型ＤＮＡのみを実施例４−１、４−２と同量含むサンプル（比較例４−０）、配列番号：１１から配列番号：１９までのダミーＤＮＡのみを実施例４−１、４−２と同量含むサンプル（比較例４−３）も用意し、実施例と同様にＰＣＲを行った。
【０１０４】
ＰＣＲの反応系（50μl）は、20 pmolのキープライマーと0.2 mMのdNTPを加え、耐熱性ＤＮＡポリメラーゼにはTaq DNA polymerase (Sigma社製、１ unit)を用いた。ＰＣＲは94℃で1分処理後、94℃（30秒）、55℃（30秒）、72℃（1分）のサイクルを19回行った。この時、10、13、16、19回のそれぞれのサイクルで10μlずつサンプリングを行い、それぞれ3μlずつを５％ポリアクリルアミド電気泳動にかけて解析した（図１１）。
【０１０５】
電気泳動の結果、比較例４−０の野生型のみが鋳型になった場合では10サイクル目ですでに目的ＤＮＡ断片の増幅がはっきりと確認され（図１１、レーン２）、サイクルが増加するごとに増幅ＤＮＡの濃度は高くなっている（図１１、レーン３−５）。これに対して、ダミーＤＮＡを野生型の３倍混合したもの（野生型の濃度は比較例４−０の１／３）を鋳型とした場合、１０サイクル目でわずかに増幅が確認でき（図１１、レーン６）、１３、１６サイクル目でも比較例４−０に比べて低い濃度で増幅している（図１１、レーン７−９）。またさらにダミーＤＮＡを野生型の９倍混合したもの（野生型の濃度は比較例４−０の１／９）では、全サイクルで比較例４−０よりも低い濃度の増幅が見られ、実施例４−１よりもさらに増幅量は少なかった（図１１、レーン１０−１３）。また、ダミーＤＮＡのみを混合した鋳型（比較例４−３）の場合、目的ＤＮＡ断片の増幅は全く見られなかった（図１１、レーン１４−１７）。
【０１０６】
以上のことから、キープライマーによって増幅したＤＮＡは野生型である配列番号：１のみであると考えられる。ＰＣＲによる増幅断片の濃度がもともとの鋳型に含まれている野生型ＤＮＡの濃度に依存していることと、ダミーＤＮＡのみの鋳型からは全く増幅していないことがその根拠となる。
【０１０７】
更に、それぞれの実施例及び比較例４−０において１９サイクル増幅させたＤＮＡ断片のシークエンシングを行い、増幅断片が実際に野生型の配列を持つかどうか調べた。図１２パネルＡ、Ｂで示したように、野生型のみの鋳型より増幅した断片（比較例４−０）は野生型の配列を示すのは当然であるが、図１２パネルＢ、Ｃ及びパネルＤ、Ｅで示したように、ダミーＤＮＡを野生型の３倍（実施例４−１）もしくは９倍（実施例４−２）混合した鋳型より増幅したＤＮＡにおいても、比較例４−０と同様に野生型の塩基配列を持ったＤＮＡが増幅していることがわかった。シークエンシングの結果からキープライマーによって野生型ＤＮＡのみを選択的に増幅することが可能であり、キープライマーを用いたアンロックが実際に可能であることが証明された。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によって、本人が意図しない個人情報の解析を、積極的に防ぐことが可能となる。血液に代表される生体試料は、重要な個人情報を与える情報源であるのにもかかわらず、そのセキュリティは、運用ルールやモラルによってのみ、保護されているのが現状である。つまり、個人の情報でありながら、その管理は、まったく他人任せにとなってしまっていると言って良い。本発明は、個人情報のセキュリティーを、自分自身で積極的に管理することを可能とする。生体試料からえらる情報を、技術的に、しかも確実に保護する方法は、本発明によってはじめて達成された。
ポストゲノム時代を迎え、遺伝情報の解析スピードは飛躍的に高まると予想されている。今後の遺伝情報の解析の進行に伴って、遺伝情報の重要性もますます大きくなる。本発明によれば、本人の望まない個人情報の解析を確実に防ぐことにより、情報のセキュリティーを維持することができる。
【０１０９】
【配列表】

【図面の簡単な説明】
【図１】ras遺伝子断片の増幅結果を示す写真。レーン１はDNA分子量マーカー、レーン２はダミーDNA無添加、そしてレーン３がダミーDNAを添加した場合の増幅結果を示す。
【図２】ダミーDNAを加えない血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図３】ダミーDNAを加えた血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図４】添加したダミーDNAをストレプトアビジン結合磁気ビーズで除去した血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図５】ダミーDNA（等倍）を加えた血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図６】ダミーDNA（３．５倍）を加えた血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図７】ダミーDNA（３．５倍）を加えた血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図８】ダミーDNAを加えた血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーDを用いた。
【図９】添加したダミーDNAをプロテインGセファロースで除去した血液由来のDNAを鋳型とした増幅断片の塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。塩基配列解析のためのポリメラーゼ反応には、プライマーFを用いた。
【図１０】キープライマーによる生体由来ＤＮＡの選択的増幅のしくみについての模式図。
【図１１】キープライマーを用いた野生型ＤＮＡの選択的増幅の結果を示す写真。
【図１２】図１１で増幅したＤＮＡの塩基配列の解析結果を示す図。蛍光強度のピークには、そのピークから解析された塩基が記入されている。
【図１３】本発明に基づく個人情報の保護と、保護された情報の利用形態のしくみを例示する図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for protecting personal information such as genetic information.
[0002]
[Prior art]
Genetic information of individual organisms on the genomic DNA is held in the form of DNA, and the information is output as functional molecules such as proteins via RNA. Therefore, genetic information can be considered as an information medium as well as a substance having a chemical form. Genetic information is not an electrical digital signal, but a system that maintains the security of the information is important for safely managing individual genetic information.
[0003]
Many organisms create a database of all genetic information for each individual, and store that information in cells in the chemical molecular form of genes. Genetic information is extracted from the database in the form of RNA from time to time as necessary, and works to maintain life activities. In a multicellular organism, all of the information of the entire individual is held in the form of genomic DNA in all the cells that make up the individual. That is, one individual has as many copies of the database as the number of cells constituting the individual. Because there are many copies of information, maintaining its security is a very difficult task.
[0004]
On the other hand, there are many pieces of information that require security among information stored in genomic DNA. Currently, the base sequence of human genomic DNA is being determined. The genetic information on the genomic DNA has many small differences among individuals, not only in each species, but also in the same species. This difference appears as a difference in the biological properties (phenotype) of individual individuals. It is also said to be affected by genomic DNA from life expectancy, risk to certain diseases, and even to certain types of personality. Such genetic predispositions may have great social significance in some cases. Therefore, high security is desired for the information. For example, information that indicates a high risk for a genetic disease should not be readily accessible to third parties.
[0005]
As the structure of the genome is gradually revealed, it is predicted that the analysis of genetic information will be dramatically accelerated. As a result, genetic information that needs to maintain security will continue to increase. Therefore, a technique that can prevent the analysis of genetic information recorded in genomic DNA is important.
[0006]
There are many important pieces of personal information that can be clarified by analyzing biological samples as well as information on genomic DNA. For example, information indicating that a particular virus is infected cannot generally be examined without the consent of the person. If this kind of information is easily made public, it may cause an individual to receive socially unfavorable treatment regardless of the individuality or will of the individual. Therefore, it would be useful to provide a technique that enables management of information derived from a biological sample.
[0007]
Although a security system that actively prevents leakage of individual information having DNA, RNA, or other chemical molecular forms is indispensable, there is no effective method. There are many techniques for maintaining security at the stage where individual individuals' DNA and RNA have been analyzed and their genetic information has been converted into electronic digital signals. If it is electronic information, centralized management by computer is also possible. However, information recorded as chemical substances such as DNA cannot be maintained with electronic information management technology. Information sources are held in the cells that make up an individual. A large number of copies exist in one individual, and blood cells and mucosal cells can be easily collected. Furthermore, it can be said that it is impossible to maintain security on a cell-by-cell basis as long as the culture of collected cells and gene amplification technology exist.
[0008]
Therefore, at present, security is maintained only by rules or morals that inspection is not performed without the consent of the person. Therefore, it is an important issue to provide a technology that can more reliably maintain the security of information that can be obtained from such a living body. In particular, since the genomic draft has already been clarified and the post-sequence era is approaching, the protection of genetic information is expected to become a very important issue.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method capable of protecting personal information. More specifically, it is an object of the present invention to provide a technique capable of maintaining security of personal information that can be obtained through analysis of biological samples such as cells.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention thought that if information can be technically prevented from being analyzed without the consent of the person, the security of a lot of information including genetic information can be improved. In other words, I thought that it was necessary for information management to technically prevent analysis of information rather than social security maintenance systems such as rules and morals. And research was repeated about the technique which can prevent the analysis of a biological sample effectively, and this invention was completed. That is, the present invention relates to the following personal information protection method and its application.
[1] A method for protecting personal information that can be obtained by analyzing a biological sample by adding to the biological sample a component that interferes with the analysis of the component that provides the personal information to be protected.
[2] The method according to [1], wherein the personal information to be protected is genetic information.
[3] The method according to [2], wherein the component that provides genetic information is a nucleic acid or a protein.
[4] The method according to [3], wherein the nucleic acid is a genome or mRNA.
[5] The method according to [4], wherein the component that disturbs analysis is DNA comprising a region containing a base sequence that gives personal information.
[6] The method according to [5], comprising a mutation in a base sequence that gives personal information of DNA.
[7] The method according to [4], wherein the component that interferes with the analysis is at least one DNA analysis interfering agent selected from the group consisting of the following (a) to (d):
(a) random primer,
(b) a DNA polymerase reaction inhibitor,
(c) a nucleic acid synthesis inhibitor, and
(d) a nucleolytic enzyme,
[8] A method for analyzing personal information protected by the method according to [1], which includes a step of removing the interfering action of the component added for interfering.
[9] The method according to [8], wherein the interfering component is DNA, and the step includes removing the interfering action by selective separation, degradation, or modification of the DNA.
[10] The method according to [9], comprising a step of selectively separating DNA by affinity binding to a tag previously added to DNA.
[11] The method according to [10], wherein the tag is an affinity binding substance and / or an artificially added base sequence.
[12] The interfering component is DNA, and this DNA contains a restriction enzyme recognition sequence that does not exist in the base sequence to be analyzed, and this DNA is selectively decomposed by the action of the restriction enzyme. The method according to [9], comprising a step of removing the interfering action.
[13] The method according to [8], including the following steps.
(A) adding a DNA containing a base sequence that gives personal information and having a mutation in the base sequence to a biological sample as a component that interferes with the analysis;
(B) a step of analyzing a base sequence that gives personal information of a nucleic acid contained in the biological sample with a primer and / or a probe, wherein the primer and / or probe is hybridized to a nucleic acid derived from the biological sample The DNA added in step (a) has a base sequence whose hybridization is inhibited by a mutation contained in the DNA, and
(C) a step of analyzing personal information contained in nucleic acid derived from a biological sample using hybridization of the probe and / or primer as an index
[14] A kit for analyzing protected personal information, comprising means for removing the disturbing action of components added to interfere with analysis.
[15] A biological sample collection container for protecting personal information obtainable by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that interferes with analysis of a component that gives personal information to be protected.
[16] The container according to [15], comprising means for indicating that the analysis of the component giving the personal information to be protected is obstructed.
[17] The container according to [15], further comprising means for displaying information necessary for removing interference.
[18] The container according to [17], wherein the display is encrypted.
[19] A biological sample collection container for protecting personal information obtainable by analysis of a biological sample, which is pre-filled with components that interfere with analysis of components that give personal information to be protected; A database in which the containers necessary for removing the influence of the disturbing components are associated with each other.
[20] A method for protecting personal information, including the following steps.
(1) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analyzing biological samples, characterized in that it is pre-filled with components that interfere with analysis of components that give personal information to be protected, and individual Associating with the necessary means for removing the influence of the interfering components on the container of
(2) A process of disclosing means necessary for removing the influence of the interfering component on a specific container in response to a request from a person who needs analysis
[21] A sample analyzer comprising the following means.
a) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with components that interfere with the analysis of the component that provides the personal information to be protected. Means for reading the display of the container with means for displaying information that can be
b) Means for querying the database described in [19] for information that can identify the container and clarifying the means necessary for removing the influence of the interfering components contained in the container,
c) means for carrying out the means necessary for the removal of the obstructions revealed by means b);
d) Sample analysis means
[22] The apparatus according to [21], wherein information that can identify the container is queried to the database according to [19] via a network.
[23] A sample analyzer comprising the following means.
a) a biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that interferes with the analysis of the component that gives the personal information to be protected. Means for reading the display of the container with means for displaying information necessary to remove the effect;
b) means for performing the means necessary for the removal of disturbances based on the information read by a), and
c) Sample analysis means
[24] The analysis device according to [23], wherein information necessary for removing the influence of the disturbing means is encrypted, and the decrypting means for the encryption is provided.
[25] The analysis device according to [24], further including means for inquiring information necessary for decryption via a network.
[26] A biological sample analysis method including the following steps.
a) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with components that interfere with the analysis of the component that provides the personal information to be protected. Reading the display of the container provided with means for displaying information that can be performed;
b) querying the database described in [19] for information that can identify the container, and clarifying the means necessary to eliminate the influence of interfering components contained in the container;
c) performing the necessary measures to remove the disturbance based on the information read by b); and
c) Sample analysis process
[27] A method for analyzing a biological sample including the following steps.
a) a biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that interferes with the analysis of the component that gives the personal information to be protected. Reading the display of the container with means for displaying the information necessary to remove the effect;
b) performing the necessary measures for the removal of disturbances based on the information read by a), and
c) Sample analysis process
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The biological sample in the present invention means any sample to be analyzed that contains a chemical substance that gives information about the organism and can be obtained from the organism. A biological sample can be usually obtained by collecting tissues, body fluids, or excreta constituting a body of an organism. Tissues include all organs, skin, mucous membranes, hair, teeth, nails, and the like. The body fluid can include blood, semen, mucus, saliva, digestive fluid such as bile and gastric juice. For excrement, sweat, feces, urine, or the like is used as a biological sample.
[0012]
In the present invention, a chemical substance that gives information about an organism means a chemical substance that can obtain some information by analysis of the chemical substance. A chemical substance means a substance having a molecular form. Accordingly, various organic compounds such as nucleic acids and proteins are chemical substances regardless of whether their structures and functions have been elucidated. On the other hand, the information once analyzed and recorded on the electronic medium does not correspond to the chemical substance in the present invention.
[0013]
A chemical substance that gives information about the organism is a substance from which some information can be obtained by analyzing the substance. The analysis of a substance described in the present invention means that information on the chemical substance is artificially obtained from the above-described biological sample by some method and converted into a manageable state. In other words, it is an act of converting information possessed by a chemical substance into a form other than the original chemical substance. More specifically, the analysis of a chemical substance can be defined as clarifying the physicochemical properties of the chemical substance itself, or clarifying the presence or amount of the chemical substance.
The presence / absence mentioned here includes not only the existence of a substance at the time of analysis but also a case of proving a trace of the existence of the substance in the past. The analysis of a substance generally means an analysis of the structure or existence of the substance itself, or the amount present, but is not limited to these methods. More specifically, in general, biological samples include genomic DNA itself, various metabolites generated as a result of being metabolized by RNA, protein, enzyme protein, foreign compounds ingested by the individual, and metabolites thereof. All of these chemical substances can give various information by analysis. Information about a living body from which the biological sample can be obtained by analysis of the biological sample is personal information in the present invention.
[0014]
The process for decoding genetic information when the genetic information of the biological sample is DNA or RNA is described below. First, it is usually necessary to amplify only the necessary genetic information by PCR. PCR is performed using DNA extracted from a biological sample as a template, or the extracted RNA is converted to DNA by reverse transcriptase and then PCR is performed. Genetic information is analyzed using DNA fragments amplified by PCR. Analysis methods include DNA and RNA base sequence analysis, various electrophoresis methods (SSCP method, DNA fingerprinting method, RFLP method, etc.), hybridization methods with probe DNA, RNA, and PNA having specific base sequences, Analytical method of bimolecular interaction such as analysis method using microarray such as DNA chip, analysis method by precise molecular weight measurement by mass spectrum, surface plasmon resonance, calorimeter, weight measurement using crystal oscillator Analysis method and the like.
[0015]
There are also many analysis methods based on principles different from the PCR method, such as the RCA (rolling circle amplification) method. A method for analyzing SNPs by the RCA method is known. In addition, as a nucleic acid analysis method based on a principle different from the PCR method, the NASBA method using RNA as an analysis target has been put into practical use. Furthermore, nucleic acid analysis methods such as the SDA method are also known as methods based on principles different from the PCR method. Each analysis method has a reaction principle different from that of the PCR method, but the point of using a nucleic acid synthesizing enzyme such as DNA polymerase or RNA polymerase is common to the PCR method.
[0016]
When a protein derived from a biological sample is used for decoding genetic information, the decoding method includes amino acid sequence analysis of the target protein, amino acid composition analysis, immunological analysis using antigen-antibody reaction, various chromatographic methods. Analytical methods by chromatography, microarray analysis using protein chip, analysis method by precise molecular weight measurement by mass spectrum, surface plasmon resonance, calorimeter, weight measurement using crystal oscillator sensor, etc. An analysis method using an analysis technique can be given.
[0017]
The chemical substances and the information that can be obtained through the analysis of those substances are described in detail below. Nucleic acids are important as chemical substances that retain genetic information. The form of variation of genetic information for each individual organism described in the present invention includes differences due to single nucleotide substitution of genomic DNA [Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)], differences due to substitution of one or more bases, frames due to insertion or deletion of bases. There are shifts, differences in the number of repeats of the repeat sequence (VNTR), deletion or duplication of specific DNA regions, inversion, disruption of genetic information due to insertion of transposons, viruses, etc. These variations cause differences in the properties of individual individuals. This variation is congenital, while others appear as changes in genetic information in some of the cells in the individual in the form of postnatal mutations. Serious diseases such as cancer are largely caused by the occurrence of mutations after birth. In addition, genetic information that can be used as an indicator of a specific genetic trait, such as a microsatellite marker, is also important.
[0018]
From a sample collected from a living body, not only genetic information of the living body itself but also genetic information of an organism that infects (or parasitizes) the living body can be obtained. For example, when a viral genome is detected in a biological fluid, it will provide evidence of viral infection. In addition, if genetic information of pathogenic bacteria is detected in stool or urine, it is evidence of bacterial infection. When the fact of these infections must be managed as information, the genetic information that provides the evidence becomes personal information to be protected by the present invention.
[0019]
In the present invention, protection of personal information is achieved by adding to the biological sample a component that interferes with the analysis of the chemical substance that provides the personal information to be protected. In other words, for the purpose of protecting information, the present invention is established by intentionally interfering with the analysis of a chemical substance that provides the information. In the analysis of various chemical substances, the existence of components that interfere with the analysis is known. However, there is no known technique that intentionally interferes with analysis for the purpose of protecting personal information. In the present invention, it is said to lock the protection of specific information by preventing the analysis of a certain chemical substance.
[0020]
In the present invention, returning an analysis that has been once disturbed to a state where it can be analyzed again by some means is called unlocking. Locking can be achieved, for example, by techniques such as disturbance of analysis results, interference of reactions for analysis, removal or decomposition of chemical substances to be analyzed. Protection of personal information can be achieved by locking. Therefore, the method for protecting personal information of the present invention is aimed at achieving information locking, regardless of whether unlocking is possible.
[0021]
However, in certain aspects of the invention, information can also be unlocked. That is, the present invention provides a method for analyzing personal information protected by the method, including the step of removing the disturbing action of the component added to interfere. For example, when the lock is achieved by disturbing the analysis result or the analysis response, the unlock can be realized by removing the cause. More specifically, for example, locking and unlocking are achieved by the following method. This unlocking is not necessary when irreversibly blocking the decryption of personal information. However, by enabling unlocking, for example, decryption can be performed only by a certain authorized organization. Unlocking enables flexible operation of an information management system in that analysis can be performed under the condition of personal authentication. Alternatively, emergency analysis can be performed when the analysis of information must be performed in preference to the individual's intention.
[0022]
Hereinafter, a method for protecting personal information by interfering with analysis using a gene represented by genomic DNA as a chemical substance will be described in detail. The genetic variation for each individual is recorded (encoded) on the genomic DNA in the form of its base sequence. Also, part of the information read from genomic DNA is encoded in RNA. Analysis is performed by artificially decoding the information encoded in the DNA and RNA. Currently, analysis of DNA and RNA is often carried out using annealing of probes and primers and enzymatic reactions such as DNA polymerase and RNA polymerase. Therefore, if the reaction itself can be disturbed or the analysis result can be disturbed, the analysis can be prevented. In the present invention, a component capable of interfering with DNA analysis is referred to as a DNA analysis interfering agent.
[0023]
・ Locking genetic information with dummy DNA
Information can be locked by artificially putting nucleic acids such as DNA and RNA into a biological sample. In the present invention, such artificially added nucleic acids are collectively referred to as dummy DNA.
As the dummy DNA, only a DNA having a wild-type base sequence can be added, or a plurality of genetic variations can be provided. It is also possible to add dummy DNA having a base sequence that should not normally exist. In general, gene analysis can be more reliably prevented by having more variations. It is desirable to add the dummy DNA in excess of the DNA of the individual from which the biological sample is derived. For example, when adding nucleic acid molecules comprising a plurality of types of base sequences as dummy DNA, the total amount of artificially added nucleic acid molecules is added so as to be in excess of the expected nucleic acid molecules contained in the biological sample. The excess amount means at least equal to, preferably twice or more, the gene to be analyzed in the sample. When PCR, which can be said to be an indispensable reaction for gene analysis at present, is disturbed by dummy DNA, it is particularly effective to add more than three times as much dummy DNA.
[0024]
When dummy DNA is extracted from a biological sample, purified, and decoded, the individual DNA from which the biological sample is derived is completely hidden by the dummy DNA. In particular, dummy DNA amplifies preferentially during PCR amplification, and locks the original information. Even if you attempt to decipher genetic information without the PCR amplification process, the lock will be established if there is an excess of dummy DNA. In other words, the DNA information of the individual from which the biological sample is derived is disturbed by the dummy DNA, making it impossible to decode the genetic information. In this way, genetic information is locked by the dummy DNA.
[0025]
The dummy DNA may include all genetic information, or may include only a single or several types of specific genetic information depending on the purpose. When all the information is included, all the information derived from the biological sample is locked, but when only some of the genetic information is included, only that part of the information is locked. That is, genetic information to be locked can be selectively locked according to the purpose.
[0026]
The dummy DNA is preferably structurally similar to or similar to the nucleic acid to be analyzed. For example, genomic DNA may be used for interference with genomic analysis, and RNA may be used for interference with RNA analysis. More specifically, the human genome can be used as dummy DNA to interfere with analysis of human genomic DNA. As human genomic DNA, for the purpose of interfering with analysis in a specific chromosome, only a specific chromosome or only a fragment thereof can be added, or one or more sets of chromosomes can be used as dummy DNA. In addition, for the purpose of interfering with RNA analysis, it is also effective to use dummy RNA or cDNA that will be synthesized in the course of RNA analysis as dummy DNA. As the dummy RNA, RNA obtained by in vitro synthesis using DNA as a template or natural RNA extracted from living cells can be used.
[0027]
・ Locking genetic information with random primers
A random primer can be added for the purpose of primer perturbation in the method of locking by adding dummy DNA to the template perturbation. While the dummy DNA achieves the lock of analysis of a specific gene, the lock by a random primer locks the extraction of specific genetic information by inhibiting gene amplification from a specific primer in PCR. I can say that.
[0028]
In the present invention, when nucleic acids such as dummy DNA and random primers are used to hinder analysis of genetic information, these nucleic acids can be added as a solution or a solid to a biological sample. At this time, genetic information can be easily locked by using a sampling instrument or container pre-filled with dummy DNA or the like. In order to protect nucleic acids such as dummy DNA from degradation action such as nuclease, the dummy DNA can be encapsulated with a protective material.
[0029]
Specifically, the dummy DNA can be protected by enclosing the dummy DNA or the like in a polymer substance such as microcapsules, liposomes or gels. In the field of genetic information analysis, the protective material used in the present invention has the property of being destroyed at the same time as the cell destruction operation during DNA or RNA extraction, and the contained dummy DNA is released. Its interfering action can be expressed. Examples of the protective material satisfying such conditions include liposomes and microcapsules.
[0030]
Liposomes can be prepared, for example, by mixing phosphatidylcholine, phosphatidylglycerol, cholesterol, and the like in an appropriate ratio and dispersing them in an aqueous solution of dummy DNA or the like. As microcapsules, microcapsules made of agarose beads or a mixture of alginic acid and calcium are known. Methods for encapsulating DNA and RNA in these protective materials are known. In the present invention, not only a protective material but also a drug that stabilizes dummy DNA, a nuclease inhibitor, and the like can be combined.
[0031]
・ Method of locking with DNA polymerase inhibitor
As mentioned earlier, DNA polymerase and RNA polymerase can be said to be important enzymes in gene analysis at present. These enzymes are important enzymes constituting many gene analysis techniques such as PCR method, RCA method, NASBA method, SDA method and the like. Therefore, if an inhibitor of these enzymes is mixed in a biological sample in advance, gene analysis can be prevented. As the enzyme inhibitor, an antibody against the enzyme, a chelating agent, a protease that digests the enzyme protein, and the like can be used.
[0032]
・ Method of irreversibly decomposing components to be analyzed or making analysis impossible
If unlocking is not intended, the information can be locked by irreversibly decomposing the chemical substance to be analyzed or making the analysis impossible. For example, genetic information can be made unanalyzable by degrading DNA with a digestive enzyme such as a nuclease. In particular, since RNA is easily degraded by RNase, enzymatic degradation is effective as a method for locking information.
[0033]
A compound that irreversibly inhibits nucleic acid synthesis by chemical modification such as nucleic acid degradation, binding to nucleic acid, or alkylation of nucleic acid is also effective for locking information. As this type of compound, a nucleic acid-targeted antibiotic can be used. More specifically, for example, mitomycin, actinomycin, bleomycin, cisplatin, or derivatives thereof can be shown. Furthermore, compounds such as nitrogen mustard and N-methyl-N′-nitrosoguanidine can also be used as compounds that inhibit nucleic acid synthesis by acylating nucleic acids.
[0034]
In principle, all of the compounds exemplified so far achieve information locking by mixing with a biological sample. On the other hand, a compound capable of locking information only under specific conditions can be used in the present invention. For example, compounds such as triphenanthroline-ruthenium complex and triphenanthroline-cobalt complex are known to express DNA cleavage activity upon irradiation with light. In addition, psoralen and its derivatives can be shown as substances that bind to DNA by light irradiation and inhibit its synthesis. If such a compound activated by light irradiation is used, information lock can be controlled by light irradiation. Therefore, for example, the information can be locked by keeping the light shielded until the intended test is completed and exposing the light to light after the test is completed.
[0035]
Alternatively, it is possible to lock information using a compound that acts on DNA under heating conditions. For example, by treating DNA in a biological sample with dimethyl sulfate, formic acid, sodium hydroxide, potassium permanganate, etc., and then adding piperidine and heating at 90 ° C. for 30 minutes or at a temperature lower than 90 ° C. for a long time. Can cleave DNA and RNA and inhibit their synthesis.
[0036]
In addition, a technique of inhibiting nucleic acid synthesis by a physical action can be used for information locking. For example, nucleic acids can be cleaved by irradiation with ultrasonic waves, ultraviolet rays, or radiation to inhibit synthesis.
[0037]
These analysis interference components can be used alone or in combination with a plurality of methods. By combining a plurality of interfering actions to give more various types of interference, illegally performed analysis can be prevented more reliably.
[0038]
As already mentioned, in certain embodiments of the invention it is possible to unlock a biological sample that is locked due to interference with the analysis. In the following, the mode capable of unlocking is specifically described. Unlocking can be achieved by removing or decomposing substances added to interfere with the analysis, or by weakening the disturbing action.
[0039]
For example, when the analysis is hindered by a dummy DNA, the dummy DNA can be removed or weakened by various methods. One method for unlocking can be a method in which dummy DNA is modified with some compound and the dummy DNA is removed from a biological sample using this modifying substance. When the dummy DNA acts as a template and interferes with the analysis, any substance can be used and modified at any position as long as the dummy DNA can act as a template. Further, when the dummy DNA acts as a primer, a site other than the 3 ′ end in the molecule can be modified with an arbitrary substance.
[0040]
If a substance having affinity for the modifying substance is brought into contact, the dummy DNA can be selectively adsorbed and removed. Examples of such modifying substances include substances having binding activity with affinity compounds. More specifically, it is known that compounds such as biotin, digoxigenin, and lectin each have a binding activity with a corresponding affinity substance. The dummy DNA labeled with these compounds can be removed from the biological sample as follows.
[0041]
That is, first, this affinity substance is added to DNA or RNA extracted and purified from a biological sample. Separation can be easily performed by using an affinity substance that has been previously immobilized on a carrier such as a bead or a substance that can be immobilized. The dummy DNA binds to the affinity substance and precipitates in the solution. This precipitate is separated from the supernatant by an operation such as centrifugation, and removed. By repeating this separation operation once to several times, the dummy DNA can be removed almost completely.
[0042]
If the affinity substance is an antibody, it may be used as it is. In this case, the affinity substance is bound to the affinity substance using beads etc. that have affinity for the antibody (protein A, protein G, etc.). The whole antibody can be precipitated by trapping. By the above operation, dummy DNA is removed from DNA or RNA derived from a biological sample, and subsequent PCR and genetic information decoding are possible.
[0043]
Even when the dummy DNA is modified with a plurality of compounds, unlocking is possible by repeating the above operation using an affinity substance for the plurality of compounds. In the present invention, the dummy DNA can be unlocked even if it is not completely removed. As shown in the Examples, the genetic information lock by the dummy DNA is more reliably achieved when the dummy DNA is present in as much amount as possible with respect to the genetic material derived from the living body contained in the sample. In other words, unlocking can be achieved if a situation can be created in which the amount of dummy DNA is relatively small relative to genetic information derived from living organisms. However, since the amount of genetic material derived from a biological sample is not always sufficient, it goes without saying that the removal of dummy DNA as completely as possible is a condition for ensuring unlocking.
[0044]
Needless to say, when the dummy DNA can be removed by adsorption of the modifying substance, the information on what the modifying compound is should be strictly managed. If this type of information is leaked, the information will be unlocked by a third party. Moreover, illegal unlocking by a third party can be made difficult by mixing a plurality of types of dummy DNAs with different modifying compounds.
[0045]
The dummy DNA can be removed not only by binding of the modifying compound to the affinity substance but also by hybridization. A method for incorporating a special base sequence for hybridization into dummy DNA will be described below. DNA binds to a polynucleotide having a complementary base sequence by hydrogen bonding. This binding can be made to be a reaction specific to the base sequence by allowing hybridization under highly stringent conditions. Therefore, if a base sequence that cannot exist in nucleic acid containing genetic information to be analyzed in a biological sample is added to the dummy DNA, the dummy DNA can be specifically removed by hybridization. At this time, the probe used for removing the dummy DNA can be easily separated by either preliminarily binding to the solid phase or by binding a tag that can be captured on the solid phase. it can.
[0046]
The dummy DNA can be unlocked by a technique other than modification. The following describes a method for placing a restriction enzyme recognition site specific to dummy DNA as a method of unlocking without modification. For example, when the information of gene A is the object of analysis, DNA having a base sequence similar to this gene is used as dummy DNA. If a restriction enzyme recognition sequence is arranged in the dummy DNA, the dummy DNA can be specifically cleaved by the restriction enzyme. The restriction enzyme used at this time recognizes many base sequences of, for example, 6 bases or more, and recognizes a base sequence that is clearly not present in the gene A to be analyzed. For example, if a biological sample locked with the restriction enzyme is processed prior to PCR, the dummy DNA is not amplified and only the genetic material derived from the living body is amplified. The method using a restriction enzyme facilitates the production of dummy DNA because there is no need to chemically modify the dummy DNA. Moreover, the certainty of locking can be increased by preventing unlocking unless a plurality of restriction enzymes are used.
[0047]
The dummy DNA fragment digested with the restriction enzyme has a restriction enzyme recognition sequence at its 3 ′ end. That is, it has a base sequence different from that of genetic material derived from a living body. If the primer is not perfectly complementary at the 3 'end, it is usually not considered to be the origin of polymerase replication. Therefore, it is unlikely that the digested fragment of the dummy DNA acts as a primer and unlocking cannot be achieved.
[0048]
Probes and / or primers that inhibit hybridization with dummy DNA can also be used for unlocking. That is, the present invention relates to a method for analyzing protected personal information including the following steps.
(A) adding a DNA containing a base sequence that gives personal information and having a mutation in the base sequence to a biological sample as a component that interferes with the analysis;
(B) a step of analyzing a base sequence that gives personal information of a nucleic acid contained in the biological sample with a primer and / or a probe, wherein the primer and / or probe is hybridized to a nucleic acid derived from the biological sample The DNA added in step (a) has a base sequence whose hybridization is inhibited by a mutation contained in the DNA, and
(C) a step of analyzing personal information contained in nucleic acid derived from a biological sample using hybridization of the probe and / or primer as an index
[0049]
In this method, a DNA having a mutation in the base sequence while containing a base sequence corresponding to a base sequence giving personal information as a dummy DNA is used. The position and number of mutations in the dummy DNA are not limited. A DNA having a mutation at least at 1, usually 2 to 4, preferably 5 to 20, or 20 to 50 can be used as a dummy DNA. The positions of the mutations may be continuous or may be arranged apart. In an area where there is a possibility of providing personal information to be protected, a dummy DNA having a plurality of mutations can be said to be a desirable DNA in the present invention.
[0050]
As an area where there is a possibility of providing personal information to be protected, first, an area to be analyzed for polymorphism or mutation can be mentioned. In the present invention, the region where the primer for amplifying these objects anneals is also included in the region that may give personal information to be protected. The primer is designed using a base sequence that is adjacent to the region of interest and is expected to specifically amplify the region. Therefore, in general, a primer for amplifying a certain region is often selected from a certain range on the target base sequence. Therefore, if a region having the possibility of giving personal information is specified, it is possible to predict a region where a primer necessary for analyzing the region anneals. Alternatively, a DNA chip is expected to be used for analysis. In this case, a DNA having a mutation in a target region of DNA that can be used as a probe in a DNA chip is preferable as a dummy DNA.
[0051]
When the dummy DNA is analyzed by a normal analysis method, the analysis result of the nucleic acid derived from the living body is disturbed and the personal information is protected. In order to analyze personal information derived from a biological sample without being affected by the dummy DNA, a key primer or a key probe is used in the present invention. A key primer refers to a primer that functions as a primer for DNA derived from a living body but cannot function as a primer for dummy DNA due to its mutation. Such a primer can be obtained, for example, by synthesizing an oligonucleotide having a base sequence designed so that the 3 ′ end of the primer is located with respect to the mutation of the dummy DNA. By using a key primer, a nucleic acid derived from a biological sample can be specifically synthesized. Since the base sequence of the key primer cannot be designed unless the position of the mutation in the DNA added as the dummy DNA is correctly known, unlocking using the key primer is established.
[0052]
Hereinafter, a method for amplifying only a target DNA derived from a biological sample by PCR using a key primer will be described more specifically. In this case, a mutation by single base substitution is inserted into the dummy DNA at a predetermined base in the sequence so that the base is different from the DNA derived from the biological sample. All dummy DNAs are different in base sequence from DNA derived from living organisms at this mutated portion. As shown in the example of FIG. 10, DNA derived from living organisms generally has a base moiety that is cytosine (C), and dummy DNA has guanine (G) (FIG. 10, dummy DNA-1), adenine (A) ( It has a base of FIG. 10, dummy DNA-2) or thymine (T) (FIG. 10, dummy DNA-3). If a primer whose base part anneals to the 3 ′ end of the primer for PCR is used, a 3 ′ end mismatch occurs between this primer and the dummy DNA, making amplification by PCR difficult. However, since this primer anneals completely without causing any mismatch with DNA derived from living organisms, only DNA derived from living organisms can be amplified. This primer is called a key primer, and it is impossible to selectively amplify DNA derived from a living body unless the sequences of two key primers that anneal upstream and downstream of the DNA portion to be amplified are known.
[0053]
If a large number of point mutations different from DNA derived from living organisms are inserted into the dummy DNA, it is not easy to know which part is a mutation common to all the dummy DNAs. Therefore, in order to find two key primers, it is necessary to try a combination of 200,000 or more kinds of primers when a target DNA of 1000 base pairs is amplified, which cannot be easily found.
[0054]
A key probe, like a key primer, can hybridize to DNA derived from living organisms, but has a base sequence that prevents hybridization to dummy DNA due to its mutation. Say DNA. Analysis using a DNA chip is performed based on comparison of signal intensity with a mismatch probe (probe having a difference of one base). That is, the analysis is performed under the condition that a single base difference can be identified as a signal difference. Therefore, the key probe in the present invention makes it possible to distinguish between a dummy DNA having a difference of one base and a signal derived from DNA derived from a living body. Only a DNA chip containing a key probe can correctly analyze a locked biological sample. In this way, unlocking with a key probe is also possible.
[0055]
The genetic information of living organisms can be obtained not only from nucleic acids but also from proteins that are translation products. A protein may be able to know a mutation in the base sequence of a gene by analyzing its amino acid sequence. In addition, whether or not a specific mutation is present can be determined by analyzing immunological reactivity with an antibody and biological activity. In the present invention, the chemical substance that provides personal information to be protected includes proteins.
[0056]
When a protein derived from a biological sample is used for decoding genetic information, a dummy protein can be used to lock the information as in the case of nucleic acids. Since dummy proteins include wild-type or various mutant proteins and cannot be distinguished from proteins derived from biological samples, it is impossible to extract only information derived from biological samples.
[0057]
In addition, unlocking by removing the dummy protein can be performed by using a method similar to that for the dummy DNA. That is, the dummy protein can be removed and unlocked by chemically modifying the dummy protein in advance and adding a substance having specific affinity for the modified substance. As a dummy protein, a fusion protein to which a specific protein is added can also be used. The fusion protein can be easily obtained by genetic engineering techniques. When the protein added as a fusion protein is an antigenic substance, the dummy protein can be removed by an antibody that recognizes the antigenic substance. Alternatively, a metal ion affinity protein such as a histidine tag can be adsorbed by a nickel column or the like. Alternatively, a specific protease-recognizing amino acid sequence may be arranged in advance in the amino acid sequence of the dummy protein and enzymatically decomposed.
[0058]
In the present invention, in order to lock information obtained from the protein, the analysis can be prevented by modifying or denaturing the protein. Techniques for protein modification and denaturation are known. For example, the protein can be denatured by heat-treating a biological sample containing the protein. In addition, if protease is allowed to act on a biological sample, the protein is randomly digested and the amino acid sequence cannot be analyzed.
[0059]
The technology using dummy molecules that can be applied to the locking and unlocking of biological information derived from DNA, RNA, or proteins described above can be applied to all molecules contained in living organisms. It is also possible to manage the acquisition of biological information through measurement or the like.
[0060]
The reagent components necessary for the method for analyzing protected personal information based on the present invention can be supplied as a pre-combined kit. That is, the present invention provides a kit for analyzing protected personal information comprising means for removing the disturbing action of components added to interfere with analysis. The said means may be single and can also combine multiple types. When the treatment for removing the disturbing action can be carried out in a homogeneous system, a plurality of means can be mixed to form the kit of the present invention. In the kit of the present invention, reagents necessary for analysis can be combined as necessary.
[0061]
For example, when dummy DNA modified with an affinity substance is added, a kit comprising a binding partner of the affinity substance can be used. In this kit, primers necessary for carrying out the target analysis can be combined. It has already been described that information locking is effectively performed by using a combination of a plurality of compounds as affinity substances. In order to unlock the information thus locked, a reagent combining a plurality of binding partners is required.
[0062]
Correspondingly, it is meaningful to combine the necessary binding partners in advance and supply them as a kit for combinations of unlocking reagents corresponding to all combinations. An arbitrary name can be given to the kit of the present invention comprising a combination of binding partners depending on the combination. The name of the kit should not predict the binding partners that make up the kit. At this time, unlocking can be permitted by simply designating the name of the kit necessary for unlocking without specifying the type of affinity substance modified with the dummy DNA used for locking. The third party cannot identify the binding partner required for unlocking from the name of the kit. As a result, the security of personal information can be enhanced by managing the distribution of the kit and the information on the contents.
[0063]
That is, the present invention relates to a kit comprising a plurality of means for removing the disturbing action of components added to interfere with the analysis, wherein the plurality of means constituting different combinations of the plurality of means are set in advance.
[0064]
Alternatively, when a DNA having a mutation is added as a dummy DNA, a kit including a key probe and a key primer is used. The key primer or key probe itself is a means for removing the disturbing action, and at the same time functions as a reagent necessary for carrying out the intended analysis.
[0065]
In the present invention, the base sequences of the key primer and key probe necessary for unlocking vary depending on the base sequence of the dummy DNA added for protecting personal information. Therefore, for example, a plurality of sets of dummy DNAs can be set in advance, and a kit in which necessary DNAs are combined for all combinations of corresponding key primers and key probes can be prepared. As in the previous example, the key primer necessary for unlocking can be designated by the name of the kit necessary for unlocking.
[0066]
Now, a cell collected from a living body functions as a data source of genetic information as well as a sample containing genetic information. Thus, for example, a copy of the genetic information can be created by culturing the collected cells. Alternatively, before performing the decoding process, cells in a biological sample can be cultured and expanded, and then genetic information can be extracted from the cells. Therefore, in order to manage genetic information, it is also important to prevent the culture of cells once collected. For this purpose, a drug that kills the collected cells or reversibly stops the physiological activity of the cells may be added. The present invention also includes a drug lock that stops the physiological activity of the cell. The effect of locking genetic information due to dummy DNA or DNA polymerase inhibitors may be insufficient due to cell culture. Therefore, blocking cell culture is effective in locking information.
[0067]
For example, respiratory enzyme inhibitors and various antibiotics can be used to stop the physiological activity of cells. Specifically, the physiological activity of cells can be irreversibly stopped by the addition of antibiotics or respiratory enzyme inhibitors that do not act on nucleic acids. As an antibiotic that does not act on nucleic acid, for example, kanamycin or a derivative thereof can be used. Alternatively, cyanide compounds are known as respiratory enzyme inhibitors. A drug that irreversibly stops the physiological activity of cells will prevent the culture of the cells even after the cells are separated, so that a more reliable lock can be expected. On the other hand, a drug that reversibly stops the physiological activity of cells is useful in that information can be unlocked by separating cells.
[0068]
These drugs are desirably added to the biological sample at a concentration sufficient to achieve a certain effect. Specifically, for example, when potassium cyanide is used as a drug and the physiological activity of blood cells such as lymphocytes is stopped, it is added so as to have a concentration of at least 1 μM, usually 5 to 500 μM. Actually, it is convenient to fill these drugs in a sample collection device or collection container so as to achieve a concentration that can achieve a sufficient action according to the amount of the sample assumed in advance.
[0069]
The biological sample is originally collected for obtaining some information. Therefore, it is desirable to prevent analysis of the genetic information based on the present invention and to have as little influence as possible on necessary tests. For example, the addition of dummy DNA is desirable as a method for locking genetic information according to the present invention because there is no fear of affecting many enzyme reactions. Currently, many biochemical tests such as serum lipids and blood enzymes are performed based on enzyme reactions, but these enzyme reactions are generally considered to be hardly affected by nucleic acids.
[0070]
The personal information protection method of the present invention can be easily implemented by using a sampling container pre-filled with components that interfere with analysis. For example, blood collection containers are commercially available. The blood collection containers currently on the market are pre-filled with various drugs such as serum separating agents, anticoagulants, and glycolysis inhibitors according to the purpose of collection. In addition to these drugs, components that interfere with the analysis in the present invention can be filled together. By using such a container, the locking of personal information can be achieved simultaneously with the collection of the sample.
[0071]
Based on the present invention, when adding a component that interferes with the analysis of the component that provides the personal information to be protected to the biological sample, the fact can be specified as necessary. In particular, when unlocking is required, it is useful to specify what kind of locking is applied. However, it goes without saying that it should not be specified in a way that facilitates illegal unlocking by a third party. For example, when the dummy DNA is removed by binding with an affinity substance, the fact of the lock can be clearly indicated by an encrypted code or the like that means the affinity substance used for unlocking.
[0072]
In the present invention, the display means for displaying information in the sampling container is not limited. The display of information includes, for example, printing of information on a sample container, sticking of a label on which information is printed, sticking of a magnetic medium on which information is recorded, and the like. In addition to providing information to the sample container itself, information can also be displayed indirectly to the sample collection container. Indirect information display includes, for example, a case where information is displayed on a rack that holds a sample container, a lid of the sample container, or a cover of the sample container. Therefore, information can be displayed on the rack, and the individual sampling containers can be specified by the arrangement of the sampling containers in the rack. Further, the information in the present invention includes not only character information but also identification by symbol, color, sample container and lid color, shape, or material.
[0073]
The present invention also provides a biological sample collection container for protecting personal information obtainable by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that obstructs analysis of a component that gives personal information to be protected. The present invention relates to a database in which individual containers are associated with means necessary for removing the influence of the disturbing components. A database refers to a medium that holds information in a machine-readable state, or a system that can query this information as needed. In the database of the present invention, the organization that created the biological sample collection container for protecting personal information, to which the component for interfering with the analysis based on the present invention is added, is affected by the interfering component for each container. It can be used to manage the means necessary to perform accurate analysis without. If the sample container can be specified, information necessary for the analysis can be obtained by referring to this database.
The database is managed by the organization that created the biological sample collection container, and is maintained so that its contents are not open to the public. A third party who wishes to analyze the biological sample collected in the sampling container inquires necessary information for analysis from the institution or requests permission to use the database as necessary. Can be obtained.
In the database of the present invention, not only information necessary for performing analysis without being affected by interference, but also information for evaluating analysis results can be stored together. Specifically, for example, when information on a primer for PCR is disclosed, the length of the base sequence synthesized by the primer and the number of bands can be provided.
[0074]
In the present invention, the means necessary for removing the influence of the disturbing component on each container means the means for unlocking. More specifically, PCR primers, information for identifying a DNA chip, information necessary for removing interfering components, and the like necessary for accurate analysis can be indicated. For information that can be described by a base sequence such as a primer or a chip, the base sequence can also be disclosed directly. Alternatively, necessary information can be disclosed by specifying a certain base sequence from a set of base sequences given in advance.
Furthermore, not only the base sequence but also various conditions for carrying out a more appropriate reaction can be disclosed together. A more appropriate analysis can be expected by unifying the various conditions that may influence the reaction into conditions that are as resistant to the influence of interfering components as possible.
[0075]
Moreover, this invention provides the protection method of personal information including the following processes.
(1) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analyzing biological samples, characterized in that it is pre-filled with components that interfere with analysis of components that give personal information to be protected, and individual Associating with the necessary means for removing the influence of the interfering components on the container of
(2) A process of disclosing means necessary for removing the influence of the interfering component on a specific container in response to a request from a person who needs analysis
The step (1) can be performed, for example, by preparing the database. Further, in the present invention, a person who requires analysis refers to a subject from whom the biological sample has been collected or an analysis organization that the subject has permitted analysis. Therefore, the step (2) includes a step of authenticating whether or not the person who needs the analysis is a person who is truly permitted to disclose the analysis conditions. An authentication process can be performed by the authentication code preset for every subject, for example. More specifically, authentication can be performed with a password set by the subject himself / herself.
[0076]
Furthermore, based on this invention, the analysis method of the biological sample including the following processes is provided.
a) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with components that interfere with the analysis of the component that provides the personal information to be protected. Reading the display of the container provided with means for displaying information that can be performed;
b) querying the database described above for information that can identify the container, and clarifying the means necessary to remove the effects of interfering components contained in the container;
c) performing the necessary measures to remove the disturbance based on the information read by b); and
c) Sample analysis process
[0077]
In the present invention, the information that can identify the container may be, for example, a production lot number of the sample container. Alternatively, a unique number or symbol can be used for each sample container. When depending on the lot number, an unlocking method in the same lot is disclosed to the user. Therefore, stronger security can be expected by giving a unique display to each container.
The display for specifying the container can be given by a known method such as character printing, color or symbol printing, barcode, or magnetic medium. These indications can be read mechanically.
[0078]
Information necessary for analysis can be obtained by making an inquiry to the database based on the contents of the display means. Based on the obtained information, the analysis method of the present invention is carried out by executing necessary means for removing the interference and further analyzing the sample. In the present invention, the step of executing means necessary for removing the interference is a step of preparing a reaction for analysis by selecting a primer necessary for the analysis, for example. When the preparation is completed, the analysis can be executed according to a normal analysis method. The series of steps can be automated by the device.
[0079]
That is, the present invention relates to a sample analyzing apparatus including the following means.
a) A biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with components that interfere with the analysis of the component that provides the personal information to be protected. Means for reading the display of the container with means for displaying information that can be
b) means for querying the database for information that can identify the container and clarifying the means necessary to eliminate the influence of interfering components contained in the container;
c) means for carrying out the means necessary for the removal of the disturbance revealed by means b); and
d) Sample analysis means
[0080]
In the apparatus of the present invention, the database can be held locally by the apparatus, or an inquiry can be made to an organization that manages the database via a network. The organization that manages the database is, for example, the organization that created the sample container of the present invention described above. Alternatively, a copy of the database created by the institution can be placed in a predetermined second institution. The database is managed so as to permit inquiries of the database only to devices that have been previously authorized through authentication. Thus, security is maintained even when the database is queried mechanically.
The device according to the invention has means for performing the means necessary for the removal of the disturbances revealed by means b). The means c) includes a means for selecting an appropriate primer necessary for performing an analysis by PCR and instructing the operator, for example. Alternatively, it can be designed so that the apparatus itself automatically selects an appropriate primer from a plurality of primer sets set in the apparatus in advance and starts analysis.
[0081]
FIG. 13 shows a specific example of protection of personal information and a use form of protected information based on the present invention. In FIG. 13, the following system configuration is schematically shown. First, the “Personal Genome Information Protection Management Organization” holds information on analysis methods that are not affected by interfering components for each sampling container and individual sampling containers that are pre-filled with components that interfere with analysis. ing. A clinical laboratory contract service organization such as a medical institution or a clinical laboratory company can know that the analysis of genetic information is hindered by the sampling container. However, no information is disclosed about how to perform an unhindered analysis. Therefore, when analysis of the sample is necessary at a medical institution or clinical laboratory contract service service organization, with the permission of the individual who provided the sample, the “Personal Genome Information Protection Management Organization” Disclosure can be requested. In FIG. 13, this process is performed by communication between a “genetic information analysis apparatus with a security function” and a database held by the “personal genome information protection management organization”. Both are connected by a network. First, the “genetic information analyzer with security function” identifies the sample collection container instructed for analysis, and discloses the information (unlock code) necessary for the analysis of the sample collected in the container. Requests to database held by “Protection Management Authority”. The database system possessed by the “personal genome information protection management organization” discloses the information necessary for the analysis upon request through the authentication of the “genetic information analyzer with security function”. Based on the disclosed unlock code, the “genetic information analyzer with security function” can proceed with sample analysis under conditions that are not subject to interference.
[0082]
The patient who provided the sample can permit the analysis of the sample only in a specific “genetic information analyzer with security function”. Therefore, for example, even if the biological sample flows out, accurate analysis cannot be performed. In medical institutions and clinical laboratory service providers that actually perform analysis, information necessary to obtain correct results is automatically obtained through communication between devices, so special procedures for protecting personal information are required. Is unnecessary. Therefore, management of a large number of samples is not a big burden.
[0083]
In the present invention, information necessary for removing the influence of the disturbing means can be displayed directly on the sample container. That is, the present invention relates to a biological sample analysis method including the following steps.
a) a biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that interferes with the analysis of the component that gives the personal information to be protected. Reading the display of the container with means for displaying the information necessary to remove the effect;
b) performing the necessary measures for the removal of disturbances based on the information read by a), and
c) Sample analysis process
For example, by displaying a symbol for identifying a primer necessary for analysis on the container, the user can know the primer necessary for the analysis. If there are a plurality of primer sets, the correct primer cannot be selected unless the primer set corresponding to the sample container can be specified, and therefore it is possible to expect a certain level of security. Furthermore, security can be further enhanced by encrypting the display. When the display itself is encrypted, it is even possible to display the base sequence of the primer necessary for the analysis on the container.
[0084]
The present invention also provides an analysis apparatus capable of performing the analysis method. That is, the present invention relates to a sample analyzing apparatus including the following means.
a) a biological sample collection container for protecting personal information that can be obtained by analysis of a biological sample, which is pre-filled with a component that interferes with the analysis of the component that gives the personal information to be protected. Means for reading the display of the container with means for displaying information necessary to remove the effect;
b) means for performing the means necessary for the removal of disturbances based on the information read by a), and
c) Sample analysis means
When information necessary for removing the influence of the disturbing means is encrypted, the decryption means for the encryption can be combined with the apparatus of the present invention. Alternatively, it is possible to combine means for inquiring information necessary for decryption via a network.
[0085]
The sample analysis means in the apparatus refers to a mechanism necessary for analyzing a normal biological sample. Specifically, for example, if the device is intended for nucleic acid analysis, it must be equipped with a mechanism for extracting nucleic acid from blood cells, mixing the sample with the necessary reagents, performing PCR, and analyzing the results. Can do. The apparatus of the present invention can be provided with a mechanism for recording the analysis result. Since the analysis method of the present invention aims to protect personal information, it is desirable to record the analysis result after encryption.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
[0086]
【Example】
Example 1:
Disruption of oncogene ras detection using blood collection tubes containing dummy DNA
One of 8 types of dummy DNAs was previously added to the blood collection tube and dried in the blood collection tube. These DNAs have a region of 128 base pairs (bp) containing a part of the c-Ki-ras gene, which is one of the proto-oncogenes, and have the sequences shown in the attached sequence listing. Each dummy DNA is different from that of a healthy person (wild type, (WT)) in any of the 68th to 70th bases of the DNA fragment (site that encodes the 61st codon of Ras protein in the underlined portion). . Bases that differ from the wild type are shown in capital letters in the sequence listing. For the sequence other than wild type (WT) of SEQ ID NO: 1, the 61st amino acid encoded by the sequence is shown in parentheses.
[0087]

[0088]
Add 0.3 μg each of the DNA comprising the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, and SEQ ID NO: 6 shown in the Sequence Listing as dummy DNA to a blood collection tube (containing heparin sodium), and dry Solidified. These dummy DNAs used were those whose 5 ′ ends were modified with biotin. Blood (3 ml) collected from a healthy person was placed in each of a blood collection tube containing dummy DNA and a normal blood collection tube (not containing dummy DNA), and the mixture was slowly stirred using a rotator. After standing at room temperature for 1 hour, 0.1 ml of blood was collected from a blood collection tube in a microtube, and DNA was extracted using a DNA extraction kit (Gento-kun, Takara Shuzo, trade name). Polymerase chain reaction (PCR) was carried out using the extracted DNA as a template under the following reaction system and conditions. For PCR, KOD-dash DNA polymerase manufactured by Toyobo and its 10-fold concentrated buffer were used. PCR was performed 25 times at 94 ° C. for 30 seconds, 52 ° C. for 10 seconds, and 74 ° C. for 30 seconds.
[0089]

* The base sequence of the primer is as follows.

[0090]
As a result of PCR, amplification of a 128 base pair DNA fragment was confirmed as shown in FIG. 1 when DNA extracted from blood collected from any blood collection tube was used as a template. The base sequence of the amplified DNA fragment was analyzed with ABI 310 genetic analyzer (Perkin Elmer) using Primer F and BigDye terminator cycle sequence ready reaction kit (Perkin Elmer). As shown in FIG. 2, the base sequence of the amplified fragment using blood-derived DNA collected from a normal blood collection tube as a template is exactly the same as SEQ ID NO: 1 from the 30 bases downstream of the primer with clear analysis results. (FIG. 2). On the other hand, the base sequence of the amplified fragment using DNA derived from blood collected in a blood collection tube containing dummy DNA as a template is different in four types of dummy (site encoding the 61st codon of Ras protein). Signals are mixed and the correct base sequence cannot be read (FIG. 3). In other words, the CAA sequence of a healthy person is misread by CTA. Since the dummy DNA contains four types of CAA, CTA, CCA, and CGA, it can be seen that the four types of peaks are mixed in the second codon as expected. Therefore, it can be seen that the analysis of the ras gene using the blood sample of the subject is disturbed and locked by using a blood collection tube containing dummy DNA.
[0091]
Example 2:
Unlock genome information
Next, by removing the disturbance factor (dummy DNA) from the information on the base sequence locked by the disturbance, it was confirmed that the original information could be read by being unlocked. Since the dummy DNA is modified with biotin, the dummy DNA can be removed using magnetic beads bound with streptavidin.
[0092]
Streptavidin-bound magnetic beads (Dynabeads M-280 Streptavidin, DYNAL) (0.15 ml) were transferred to a microtube and separated on a magnetic stand into magnetic beads and supernatant. Discard the supernatant, wash the beads with B & W buffer (10 mM Tris-HCl pH7.5, 1 mM EDTA, 2M NaCl), and then add 50 μl of B & W buffer and 50 μl of blood-derived DNA containing the dummy DNA from the blood collection tube ( About 0.3 μg) was mixed with magnetic beads. The mixture was allowed to stand at room temperature for 15 minutes, and then the beads and the supernatant were separated on a magnetic stand and the supernatant was collected. PCR was performed in the same manner as in Example 1 using the DNA contained in the supernatant as a template, and the base sequence of the amplified DNA fragment was determined using primer F and BigDye terminator cycle sequence ready reaction kit (manufactured by Perkin Elmer). Analysis was performed with ABI 310 genetic analyzer (Perkin Elmer). FIG. 4 shows the result.
[0093]
The streptavidin bound to the magnetic beads binds to the biotinylated dummy DNA, so that the dummy DNA is almost completely trapped on the bead surface, and there is no signal mixing observed when unlocking is not performed. I can't understand. That is, the supernatant contained only DNA derived from the blood of the subject, and the signal of CAA (the site encoding the 61st codon of Ras protein), which is the ras gene sequence of a healthy subject, was confirmed. From this, it was proved that the unlocked genome information can actually be unlocked by carrying out the specific removal method of the chemically modified dummy DNA.
[0094]
Example 3:
Effects of lock and dummy DNA amount using 8 types of dummy DNA
Next, the number of types of dummy DNA added to the blood collection tube was increased, and locking was performed using all eight types. In the same manner as in Example 1, blood was collected into a blood collection tube containing 8 types of dummy DNA (each 0.3 μg), and DNA was extracted. However, at this time, the change in signal was observed by changing the amount of dummy DNA added to the blood collection tube as shown in Table 1.
[0095]
The result was as shown in FIG. The signal was determined to be CAA regardless of whether the amount of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 was added 3.5 times that of the other sequences (FIGS. 6 and 7 respectively) or the same amount (FIG. 5). It is wild type. SEQ ID NO: 2 (the 68th to 70th bases are AAA) and SEQ ID NO: 4 (the 68th to 70th bases are CGA) are all wild-type in spite of the presence of 3.5 times the amount of the other sequences. It is detected as an array. That is, even when a specific sequence other than the wild type was mixed 3.5 times, the detected sequences were all wild type (CAA), as in the case where equal amounts of each dummy DNA were mixed.
[0096]
This is thought to be because the number of dummy DNAs increased and the signals of bases with the highest abundance among the 68th, 69th, and 70th bases were strongly emitted (see Table 2). In addition, the blood-derived ras gene in this example is a wild type (SEQ ID NO: 1), but each dummy DNA is present in a larger excess than the blood sample-derived ras gene, and is obtained by analyzing the nucleotide sequence. The obtained sequence (CAA) is derived from dummy DNA and is not considered to be derived from blood. From the above, it can be seen that the presence of an excessive amount of wild-type dummy DNA has a function of hiding the mutated sequence. In other words, even if there is a mutation in blood-derived DNA, it is replaced with the wild-type dummy DNA sequence that exists in excess, so that the genome information is locked more reliably, and even if the genome information is locked. It clearly shows that it will be difficult to confirm.
[0097]
[Table 1]

[0098]
[Table 2]

[0099]
Example 4:
Information lock and unlock using dummy DNA chemically modified with substances other than biotin (when digoxigenin is used)
The c-Ki-ras gene information was tried to be locked in the same manner as in Example 1 using a dummy DNA whose 5 ′ end was modified with digoxigenin. A dummy DNA in which an equal amount of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, and SEQ ID NO: 7 was mixed in a blood collection tube with SEQ ID NO: 1 wild type DNA (0.3 μg) three times the wild type DNA ( 1 μg) and wild type genetic information was locked. PCR was performed in the same manner as in Example 1 using the mixed solution as a template and using primer F and primer D. When the amplified DNA fragment was used as a template and the base sequence was analyzed by the same method as in Example 1 using Primer D, signal disturbance was confirmed as shown in FIG. 8, and the 69th base sequence was Could not be determined.
[0100]
Next, 20 μl of anti-digoxigenin antibody (Boehringer Mannheim) was added to the above mixture, about 30 μg of protein G Sepharose (Amersham Pharmacia) was added, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 10 minutes. After centrifugation at 3000 g for 1 minute, the dummy DNA was precipitated and removed as a complex of the antibody and protein G sepharose, and PCR was performed in the same manner as in Example 1 using 1 μl of the supernatant as a template. Using 3 μl of the sample after PCR as a template, the base sequence was analyzed by the same method as in Example 1 using primer F. As a result, as shown in FIG. 9, the signal disturbance of the 69th base disappeared, and A, which is the correct base as a wild type, can be clearly read. In other words, the chemically modified dummy DNA was specifically recognized by the antibody, which is an affinity substance at the modification site, and could be removed almost completely in the form of a precipitate by protein G sepharose, which shows affinity for the antibody. Proven.
[0101]
Example 5:
An attempt was made to unlock a wild-type (SEQ ID NO: 1) that was locked using a dummy DNA that had undergone a single base substitution. As the dummy DNA, the following sequences were mixed in an equimolar ratio. All the mutated parts of the dummy DNA (parts different from the wild type) are shown in capital letters, and the substitution parts that influence the specificity of the key primer in this example are shown in underlines.
[0102]

[0103]
Using a wild-type DNA (SEQ ID NO: 1) as a DNA derived from a biological sample, a pair of mixed dummy DNA in which the dummy DNAs of SEQ ID NO: 11 to SEQ ID NO: 19 are mixed at an equimolar ratio and the wild-type DNA at a molar ratio 3 (Example 4-1) or 1 to 9 (Example 4-2). From the locked DNA sample in this state, in order to check whether or not the unlocking using the key primer is surely performed, using 1 μl (7.1 fmol) of the locked sample diluted 50 times as a template, SEQ ID NO: 9 and the sequence Amplification by PCR was performed using a key primer consisting of the base sequence shown in No. 10. Further, as a template, a sample containing only the wild type DNA of SEQ ID NO: 1 in the same amount as in Examples 4-1 and 4-2 (Comparative Example 4-0), a dummy from SEQ ID NO: 11 to SEQ ID NO: 19 Samples (Comparative Example 4-3) containing the same amount of DNA as in Examples 4-1 and 4-2 were also prepared, and PCR was performed in the same manner as in the examples.
[0104]
In the PCR reaction system (50 μl), 20 pmol key primer and 0.2 mM dNTP were added, and Taq DNA polymerase (manufactured by Sigma, 1 unit) was used as the thermostable DNA polymerase. PCR was performed at 94 ° C. for 1 minute, and then subjected to 19 cycles of 94 ° C. (30 seconds), 55 ° C. (30 seconds), and 72 ° C. (1 minute). At this time, 10 μl was sampled in each of 10, 13, 16, and 19 cycles, and 3 μl each was analyzed by 5% polyacrylamide electrophoresis (FIG. 11).
[0105]
As a result of electrophoresis, when only the wild type of Comparative Example 4-0 was used as a template, amplification of the target DNA fragment was already clearly confirmed in the 10th cycle (FIG. 11, lane 2), and the cycle increased. In addition, the concentration of the amplified DNA is high (FIG. 11, lanes 3-5). On the other hand, when the template was prepared by mixing 3 times the wild type of the dummy DNA (the concentration of the wild type is 1/3 of Comparative Example 4-0), amplification can be confirmed slightly in the 10th cycle (see FIG. In the 11th, lane 6), 13th, and 16th cycles, amplification was performed at a lower concentration than that in Comparative Example 4-0 (FIG. 11, lanes 7-9). Furthermore, in the case where the dummy DNA was mixed 9 times that of the wild type (the concentration of the wild type was 1/9 of that of Comparative Example 4-0), amplification at a lower concentration than that of Comparative Example 4-0 was observed in all cycles. The amount of amplification was smaller than that of Example 4-1 (FIG. 11, lanes 10-13). In addition, in the case of the template mixed with only dummy DNA (Comparative Example 4-3), no amplification of the target DNA fragment was observed (FIG. 11, lanes 14-17).
[0106]
From the above, it is considered that the DNA amplified by the key primer is only the wild type SEQ ID NO: 1. The grounds are that the concentration of the amplified fragment by PCR depends on the concentration of the wild-type DNA contained in the original template, and that no amplification is performed from the template of only dummy DNA.
[0107]
Further, the DNA fragments amplified for 19 cycles in each Example and Comparative Example 4-0 were sequenced, and it was examined whether the amplified fragments actually had a wild type sequence. As shown in FIG. 12 panels A and B, it is natural that the fragment (Comparative Example 4-0) amplified from the template of wild type alone shows the wild type sequence. As shown by D and E, in the DNA amplified from the template obtained by mixing the dummy DNA 3 times (Example 4-1) or 9 times (Example 4-2) of the wild type, Similarly, it was found that DNA having a wild-type base sequence was amplified. From the result of sequencing, it was proved that only the wild-type DNA can be selectively amplified by the key primer, and unlocking using the key primer is actually possible.
[0108]
【The invention's effect】
According to the present invention, analysis of personal information that is not intended by the person can be actively prevented. Although biological samples such as blood are information sources that give important personal information, their security is currently protected only by operational rules and morals. In other words, although it is personal information, it can be said that the management is completely left to others. The present invention makes it possible to actively manage the security of personal information by itself. A method for technically and reliably protecting information obtained from a biological sample has been achieved for the first time by the present invention.
In the post-genomic era, the speed of genetic information analysis is expected to increase dramatically. As the analysis of genetic information progresses in the future, the importance of genetic information will also increase. According to the present invention, the security of information can be maintained by reliably preventing the analysis of personal information not desired by the person.
[0109]
[Sequence Listing]

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a photograph showing the result of amplification of a ras gene fragment. Lane 1 shows the DNA molecular weight marker, lane 2 shows the result of amplification when no dummy DNA was added, and lane 3 shows the case where dummy DNA was added.
FIG. 2 is a view showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA without adding dummy DNA as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 3 is a diagram showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA added with dummy DNA as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 4 is a view showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA obtained by removing the added dummy DNA with streptavidin-conjugated magnetic beads. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 5 is a diagram showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA added with dummy DNA (same size) as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 6 is a diagram showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA added with dummy DNA (3.5 times) as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 7 is a view showing the base sequence analysis result of an amplified fragment using blood-derived DNA added with dummy DNA (3.5 times) as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 8 is a view showing the base sequence analysis result of an amplified fragment using blood-derived DNA added with dummy DNA as a template. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer D was used for polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 9 is a view showing the analysis result of the base sequence of an amplified fragment using blood-derived DNA obtained by removing added dummy DNA with protein G sepharose. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity. Primer F was used for the polymerase reaction for base sequence analysis.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a mechanism for selective amplification of DNA derived from a living body using a key primer.
FIG. 11 is a photograph showing the result of selective amplification of wild-type DNA using a key primer.
12 is a view showing the analysis result of the base sequence of the DNA amplified in FIG. The base analyzed from the peak is written in the peak of the fluorescence intensity.
FIG. 13 is a diagram exemplifying the protection of personal information based on the present invention and how the protected information is used.

Claims

A method of protecting personal information that can be obtained by nucleic acid analysis by adding dummy DNA to the nucleic acid.

The method according to claim 1, wherein the nucleic acid is a genome or mRNA.

The method for analyzing the personal information protected by the method of Claim 1 including the process of removing dummy DNA.

The method according to claim 3, comprising a step of removing the DNA by selective separation, degradation, or modification of the dummy DNA.

The method according to claim 4, further comprising the step of selectively separating the DNA by affinity binding to a tag previously added to the dummy DNA.

The method according to claim 5, wherein the tag is an affinity binding substance and / or an artificially added base sequence.

The dummy DNA includes a restriction enzyme recognition sequence that does not exist in the base sequence to be analyzed, and includes a step of selectively decomposing the dummy DNA and removing the DNA by the action of the restriction enzyme. The method described.

The method of claim 3 comprising the following steps;
(A) adding a DNA containing a base sequence that gives personal information and having a mutation in the base sequence to a nucleic acid as a dummy DNA;
(B) a step of analyzing a nucleotide sequence that gives personal information of the nucleic acid by a primer and / or probe, wherein the primer and / or probe can hybridize to the nucleic acid, in step (a) The added DNA has a nucleotide sequence whose hybridization is inhibited by a mutation contained in the DNA, and (c) the nucleic acid using the probe and / or primer hybridization as an index. The process of analyzing the included personal information.

A kit for analyzing personal information protected by the method according to claim 1, comprising means for removing dummy DNA.

A nucleic acid collection container for protecting personal information that can be obtained by nucleic acid analysis, which is pre-filled with dummy DNA, and has means for displaying information necessary for removing the dummy DNA container.

The container according to claim 10, further comprising means for indicating that the analysis of the nucleic acid is hindered.

11. A container according to claim 10, wherein the display is encrypted.

A method for protecting personal information, including the following steps:
(1) A nucleic acid collection container for protecting personal information obtained by nucleic acid analysis, which is pre-filled with dummy DNA, and necessary for removing the influence of the dummy DNA on each individual container The process of associating with various means,
(2) A step of disclosing means necessary for removing the influence of the dummy DNA on a specific container in response to a request from a person who needs analysis.

A nucleic acid analyzer comprising the following means;
a) A nucleic acid collection container pre-filled with dummy DNA for protecting personal information that can be obtained by nucleic acid analysis, and comprising a means for displaying information that can identify the container Means for reading the display;
b) Queries a database that associates the nucleic acid collection container with the means necessary to remove the influence of dummy DNA for each nucleic acid collection container for information that can identify the container, and identifies the dummy DNA contained in the container. Means to clarify the means necessary to remove the effect,
c) means for carrying out the means necessary for removing the effects of the dummy DNA revealed by means b);
d) Nucleic acid analysis means.

Queries the database that associates the nucleic acid collection container for protecting personal information via the network and the means necessary for removing the influence of dummy DNA for each container for information that can identify the container. The apparatus according to claim 14.

A nucleic acid analyzer comprising the following means;
a) A nucleic acid collection container for protecting personal information preliminarily filled with dummy DNA, which can be obtained by nucleic acid analysis, and comprising means for displaying information necessary for removing the influence of the dummy DNA Means for reading the indication on the container,
b) means for performing the means necessary for removing the effects of the dummy DNA based on the information read by a); and
c) Nucleic acid analysis means.

The analysis apparatus according to claim 16, wherein information necessary for removing the influence of the dummy DNA is encrypted, and has a means for decrypting the code.

18. The analysis apparatus according to claim 17, further comprising means for inquiring information necessary for decryption of the code via a network.

A nucleic acid analysis method comprising the following steps;
a) A nucleic acid collection container pre-filled with dummy DNA for protecting personal information that can be obtained by nucleic acid analysis, and comprising a means for displaying information that can identify the container Reading the display;
b) In order to remove the influence of the dummy DNA contained in the container by querying the database that associates each container and the means necessary for removing the influence of the dummy DNA with information that can identify the container. Clarification of necessary means,
c) performing the steps necessary to remove the effects of the dummy DNA based on the information read by b); and
d ) A step of analyzing the nucleic acid.

A nucleic acid analysis method comprising the following steps;
a) A nucleic acid collection container for protecting personal information preliminarily filled with dummy DNA, which can be obtained by nucleic acid analysis, and comprising means for displaying information necessary for removing the influence of the dummy DNA Reading the indication on the container
b) performing steps necessary to remove the effects of the dummy DNA based on the information read by a), and
c) A step of analyzing nucleic acid.