生物信息处理方法、生物信息处理装置及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了能够预测和控制生物体的状态变化的生物信息处理方法、生物信息处理装置及记录介质。在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平；将所测量的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量；根据基线分量的变化或根据周期分量的振幅或周期变化识别时间序列数据的恒定区，并识别所识别出的恒定区之间的因果关系。识别外部环境和内部环境的变化之间的关系，并根据所识别出的恒定区间的因果关系推定生物体的状态变化。此外，根据外部环境和内部环境的变化之间的关系，能够推定生物体内的疾病发作。分子可为血液中的分子或培养基中的分子。

【技术实现步骤摘要】
生物信息处理方法、生物信息处理装置及记录介质本申请是国际申请日2011年6月28日、国际申请号PCT/JP2011/064743的国际申请于2012年12月28日进入国家阶段的申请号为201180032593.4、专利技术名称为“生物信息处理方法和装置、记录介质及程序”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
本技术涉及一种生物信息处理方法和装置、记录介质和程序，具体地涉及一种预测和控制人类生物体状态的未来变化的生物信息处理方法和装置、记录介质和程序。
技术介绍
新的治疗方案、诊断方案和预防方案的开发的生产性低下一直是解决与健康相关的社会问题的重要问题。由于基础生物学中获得的巨大感知不能有效地用于解决临床实践中的问题(非专利文献1)，所以造成生产性低下。根据最新的国际调查，目前患有糖尿病的世界人口已增加至2亿8500万。患有糖尿病的人口预计到2030年将超过4亿3500万，超过北美人口。这表明世界上的成人糖尿病的患病率接近7％。人体包含60万亿个细胞，具有存储每个细胞包含6亿个碱基对的DNA(脱氧核糖核酸)信息的复杂性，并且是在人的一生中进行细胞分裂1016次的动态系统。除了数以百万计的碱基置换之外，在两个个体之间还可观察到DNA结构的多样性，诸如DNA序列的损失、重复和倒位。生物学的特性之一是级别性。人体以包括诸如DNA或蛋白质的分子的“细胞”为基础，且特征在于包括各种细胞的子系统、组织和器官。级别性对来自环境的刺激响应的反应时间尺度多样化。细胞内的信息传播以毫秒或秒为单位进行，细胞之间的信息传播以分钟或小时的尺度为单位进行，以及细胞增殖或分化的过程以天或小时为单位进行。时间尺度的多样性造成生物体的时间延迟。在复杂多样的生命现象中，基础生物学已经阐述了包含在生物体中的分子之间的因果关系以将生物体表象为机械系统。这是通过从多个参数中选择特定的分子参数并变化特定分子参数的方案来实施的。在临床科学中，通过强调减轻相关症状来治疗疾病。此外，为了获得临床效果，根据指定时间内生物学的指标推定诸如给药量的介入与临床结果之间的诸如关系式和规则的实验规则。现代医学的重要课题是提供适合于每个人的健康管理或治疗。当其安全性和有效性已被统计验证的治疗方案或药物治疗被投入市场并被大规模的集团所使用时，对一部分患者观察到副作用或没有疗效。其原因之一是接收治疗的病人的基因多样性。关于由于基因多样性引起的疾病发作的差异，最近“(全基因组关联研究；GWAS)”(非专利文献2)一直在进行分析。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Nature453；840-9,2008非专利文献2：J.Hum.Genet.Doi:10.1038/jhg.2010.19
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题然而，在目前的临床实践中，为了仅在有限的时间内测量有限的生物学的指标，并统计地平均指标，因此抽取对群组中所包含的不同人随着时间所获取的各种特性。此外，与强调微观尺度问题的基础生物学相比，临床研究处理个体级别的宏观尺度问题，诸如身体障碍、生理功能的丧失以及特定疾病或身体状况，作为临床结果。在基础生物学和临床研究中，在级别间存在差别。此外，目前的治疗策略被迫使通过提取随着时间所获取的多样化来构建疾病，因此，每个治疗策略是对症治疗。然而，通过减轻症状，使得无法从疾病恢复到原始健康状态。这些问题表明，当前的基础生物学和临床实践的概念无法预测和控制人类生物体状态的未来变化，因此很难开发有效的预防方案和治疗方案。鉴于上述情况，本专利技术技术被构思出并可预测和控制人类生物体状态的未来变化。问题的解决方案本技术的一个方面是生物信息处理方法，包括以下步骤：在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平；将所测量的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量；根据基线分量的变化或根据周期分量的振幅或周期变化识别时间序列数据的恒定区，并识别所识别的恒定区之间的因果关系；以及根据所识别出的恒定区之间的因果关系推定生物体状态变化。识别步骤可进一步识别生物体状态变化和外部环境之间的关系，且推理步骤可进一步根据所识别出的生物体状态变化和外部环境之间的关系推定生物体的疾病发作。测量步骤可测量代表全身状态、局部状态和染色体状态的分子。分子可以是生物体的血液分子。分子可以是与代谢综合症相关的分子。分子可以是培养基中的分子。根据本技术的一个方面，在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平，所测量的时间序列数据被分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量，根据基线分量的变化或根据周期分量的振幅或周期变化识别时间序列数据的恒定区，并识别所识别出的恒定区之间的因果关系。根据所识别出的恒定区之间的因果关系推定生物体状态变化。本技术的方面的生物信息处理装置、记录介质和程序是与上面描述的技术的方面的生物信息处理方法对应的生物信息处理装置、记录介质和程序。本技术的另一个方面是一种生物信息处理方法，包括以下步骤：获取受试者的生物体的生物分子的细胞记忆信息；获取与受试者的生物体的环境条件相关的环境信息；获取与包含在受试者的生物体中的基因序列相关联的基因信息；以及搜索所述受试者之外的人的生物体的、与所获取的所述细胞记忆信息、所述环境信息和所述基因信息相关联的类似信息。基因信息可以是单核苷酸多态性和结构多态性。可基于所述细胞记忆信息、所述环境信息和所述基因信息间的相关关系的相似度进行搜索。获取细胞记忆信息的步骤包括以下步骤：在特定时间间隔内测量受试者的生物体中的分子的表达水平；将所测量的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量；以及根据基线分量的变化或根据周期分量的振幅或周期变化识别时间序列数据的恒定区，并识别所识别出的恒定区之间的因果关系。根据该本技术的另一方面，获取受试者的生物体的生物分子的细胞记忆信息；获取与受试者的生物体的环境条件相关联的环境信息，获取与包含在受试者的生物体中的基因序列相关联的基因信息；并搜索所述受试者之外的人的生物体的、与所获取的所述细胞记忆信息、所述环境信息和所述基因信息相关联的类似信息。本技术的另一方面的生物信息处理装置、记录介质和程序是与上面描述的技术的另一方面的生物信息处理方法相对应的生物信息处理装置、记录介质和程序。本专利技术的效果如上所述，根据本技术的一个方面和另一个方面，能够预测和控制人类生物体状态的未来变化。附图说明图1是示出生物信息处理装置的实施方式的构造的框图。图2是示出健康状态预测和控制处理的流程图。图3是示出与使用恒定区作为节点的因果关系相关的模型图。图4是示出生物信息处理装置的另一实施方式的构造的框图。图5是示出培养细胞的细胞状态的预测和控制处理的流程图。图6是示出细胞模型的构造的示图。图7是示出细胞状态的变化的示图。图8是示出信息的因果关系的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物信息处理方法，包括以下步骤：/n在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平；/n将测量出的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量；/n根据所述基线分量的变化或根据所述周期分量的振幅或周期变化识别所述时间序列数据的恒定区，并识别所识别的所述恒定区之间的因果关系；以及/n根据所识别出的所述恒定区之间的因果关系推定所述生物体的状态变化。/n

【技术特征摘要】
20100705 JP 2010-153388;20110201 JP 2011-0196321.一种生物信息处理方法，包括以下步骤：
在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平；
将测量出的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应分量和基线分量；
根据所述基线分量的变化或根据所述周期分量的振幅或周期变化识别所述时间序列数据的恒定区，并识别所识别的所述恒定区之间的因果关系；以及
根据所识别出的所述恒定区之间的因果关系推定所述生物体的状态变化。


2.根据权利要求1所述的生物信息处理方法，
其中，所述识别步骤包括进一步识别所述生物体的状态变化和外部环境之间的关系，以及
所述推定步骤包括根据所识别出的所述生物体的状态变化和所述外部环境之间的关系进一步推定所述生物体的疾病发作。


3.根据权利要求1所述的生物信息处理方法，其中，所述测量步骤包括测量代表全身状态、局部状态和染色体状态的分子。


4.根据权利要求1所述的生物信息处理方法，其中，所述分子是所述生物体的血液分子。


5.根据权利要求1所述的生物信息处理方法，其中，所述分子是与代谢综合症相关联的分子。


6.根据权利要求1所述的生物信息处理方法，其中，所述分子是培养基中的分子。


7.一种生物信息处理装置，包括：
测量单元，在特定时间间隔内测量生物体中的分子的表达水平；
分割单元，将测量出的时间序列数据分为周期分量、环境刺激响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：樱田一洋，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP