WO2021194227A1 - 이종생물 유래의 유전자 마커 매칭에 기반한 하나 혹은 그 이상의 모델생물의 유전자 마커와 그 패턴 정보를 목표하는 생물의 유전자 마커 정보로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법 - Google Patents

이종생물 유래의 유전자 마커 매칭에 기반한 하나 혹은 그 이상의 모델생물의 유전자 마커와 그 패턴 정보를 목표하는 생물의 유전자 마커 정보로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법 Download PDF

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genetic
genetic marker
target organism
model
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French (fr)
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박종화
조윤성
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Clinomics Inc
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    • G16B20/00—ICT specially adapted for functional genomics or proteomics, e.g. genotype-phenotype associations
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    • G—PHYSICS
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    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
    • G16B30/10—Sequence alignment; Homology search

Definitions

  • the present invention is based on a technique of matching genetic markers, marker sets, or pattern information of heterogeneous organisms, research of well-known genes and their functions has already been performed scientifically in depth and well annotated in the literature. It relates to a method of providing a genetic test service using one or more genetic markers of representative model organisms, a set of genetic markers, and the distribution pattern information of the markers as the genetic marker information of a target organism. It provides a method to find out or predict genetic variation information and related functional information by using it as a genetic marker of a target organism.
  • a genetic marker refers to a genetic type or characteristic that indicates the phenotype of each living organism, including humans. So far, many studies have been conducted comparing normal and disease samples in humans, and in livestock and pets, there have been many studies comparing samples with and not having excellent economic and symbolic traits in each population. Genetic markers representing these phenotypes exist on the genome of living things or in the exogenous genome (epigenome), but in the case of the full-length genome, they are very vast, so they have been studied mainly on important genes known to be basically related to traits. Currently, due to the rise of the Next Generation Sequencing (NGS) technique, decoding (sequence) information and genetic traits are being excavated as a large amount of data.
  • NGS Next Generation Sequencing
  • at least one single nucleotide polymorphism (Single Nucleotide Polymorphism) marker associated with at least one trait among the genetic information of a subject is obtained, and at least one single with reference to the expression type of the nucleotide polymorphic marker, determining the score of the at least one single nucleotide polymorphic marker according to the effect of the at least one single nucleotide polymorphic marker on the at least one trait;
  • the composition for estimating the aptitude of the subject based on the score, the sequence of the gene sample is analyzed to extract the mutation data mapped to the gene, and a hazard score is calculated that quantifies the disorder occurring in the function of the gene due to the mutation data, , a configuration for searching on a gene network for submodules in which genes having a hazard score equal to or greater than a predetermined threshold value are aggregated are disclosed.
  • genetic testing has only identified numerous genetic markers associated with various diseases and phenotypes mainly in humans, and only genetic markers associated with some phenotypes have been identified in other animals with high homology, not humans.
  • the revealed genetic marker is also a genetic marker corresponding to a specific disease or phenotype, genetic testing using a genetic marker other than a specific disease or phenotype is impossible. Accordingly, in consideration of the genetic markers, genetic marker sets, or distribution pattern information of markers of a model organism for which genetic markers have been identified, such as humans, the target species is matched or transcribed to another organism, and There is a need to develop a method for predicting the derived trait function change and using it as a genetic marker of a target organism.
  • An embodiment of the present invention matches or transcribes information such as genes, exogenous genes, or combinations and distribution patterns of these types of markers in a model organism for which genetic markers are identified, such as humans, to a target organism, and the matched genetic markers
  • bioinformatics-derived trait function changes and immediately using them as a genetic marker of a target heterogeneous organism, it is possible to easily translate and match genetic markers that were not revealed through experimental research or verification in the target organism. Accordingly, it is possible to bioinformatically find or predict the genetic marker of the target organism, which is the species to be tested, without additional expensive new research and development by using theoretically and inferentially the established information of the model organism.
  • the method according to an embodiment of the present invention is a method of providing a genetic test service for another species based on the use of a genetic marker of a model organism as a genetic marker of a target organism by using genetic marker matching information of a heterogeneous organism.
  • the technical task to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical task as described above, and other technical tasks may exist. Not only genes, but also exogenous information can be matched and utilized in other organisms in the same principle, and even if referred to only as a gene in the present specification, the contents may be equally or similarly applied to the case of exogenous genes.
  • an embodiment of the present invention includes the steps of selecting at least one gene or exogenous marker from a pre-stored model organism, the selected at least one genetic marker is pre-analyzed information
  • the genetic marker finally selected may be a 1:1 relationship resulting from comparison through the above-described matching process, etc., may be a relationship of a set of such markers, or may be related to the genetic markers. If there is a pattern such as distribution, additional information such as distribution pattern within the genetic region may be used together.
  • a genetic marker or a set of markers of a model organism for which a genetic marker has been identified, such as a human, is matched or transcribed to a target organism, and a change in trait function derived from the matched genetic marker is detected.
  • a genetic marker of the target organism which are species, can be inferred and found, and a genetic test report for the target organism can be easily and quickly generated and provided as a final result by using this.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a system for providing a genetic test service using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a genetic test service providing server included in the system of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example in which a genetic test service using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an operation flowchart for explaining a process of comparing genome information between heterogeneous organisms of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is an operation flowchart illustrating a method of providing a genetic test service using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism according to an embodiment of the present invention.
  • a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both.
  • one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware.
  • mapping or matching with the terminal means mapping or matching the terminal's unique number or personal identification information, which is the identification data of the terminal. can be interpreted as
  • a genetic test service providing system 1 that uses a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism includes at least one user terminal 100 and a genetic test service providing server. 300 , and at least one database server 400 .
  • the genetic test service providing system 1 that uses the genetic marker of the model organism based on the genetic marker matching of the heterogeneous organism of FIG. 1 as the genetic marker of the target organism is only an embodiment of the present invention, through FIG. The present invention should not be construed as being limited.
  • each component of FIG. 1 is generally connected through a network 200 .
  • at least one user terminal 100 may be connected to the genetic test service providing server 300 through the network 200 .
  • the genetic test service providing server 300 may be connected to at least one user terminal 100 and at least one database server 400 through the network 200 .
  • the at least one database server 400 may be connected to the genetic test service providing server 300 through the network 200 .
  • the network refers to a connection structure in which information exchange is possible between each node, such as a plurality of terminals and servers, and an example of such a network includes RF, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, Long Term (LTE). Evolution) network, 5th Generation Partnership Project (5GPP) network, WIMAX (World Interoperability for Microwave Access) network, Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network) , PAN (Personal Area Network), Bluetooth (Bluetooth) network, NFC network, satellite broadcasting network, analog broadcasting network, DMB (Digital Multimedia Broadcasting) network, and the like are included, but are not limited thereto.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term
  • Evolution Fifth Generation Partnership Project
  • 5GPP Fifth Generation Partnership Project
  • WIMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
  • Internet Internet
  • LAN Local Area Network
  • Wireless LAN Wireless Local Area Network
  • WAN
  • At least one user terminal 100 using a genetic test service-related web page, app page, program or application that uses a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism, may It may be a terminal of a user who requests a genetic test for other biological species.
  • the at least one user terminal 100 may be a terminal that requests a genetic test result for a genetic sample of a subject or a test species to the genetic test service providing server 300 .
  • the at least one user terminal 100 may be a terminal that receives a genetic test result for a subject or a test species from the genetic test service providing server 300 as a genetic test report.
  • the at least one user terminal 100 may be implemented as a computer that can access a remote server or terminal through a network.
  • the computer may include, for example, a navigation device, a laptop computer equipped with a web browser, a desktop computer, and a laptop computer.
  • the at least one user terminal 100 may be implemented as a terminal capable of accessing a remote server or terminal through a network.
  • At least one user terminal 100 for example, as a wireless communication device that guarantees portability and mobility, navigation, PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communications), PDC (Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) ) terminal, a smart phone, a smart pad, a tablet PC, etc. may include all kinds of handheld-based wireless communication devices.
  • PCS Personal Communication System
  • GSM Global System for Mobile communications
  • PDC Personal Digital Cellular
  • PHS Personal Handyphone System
  • PDA Personal Digital Assistant
  • IMT International Mobile Telecommunication
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA(W-Code Division Multiple Access) Wideband Internet
  • Wibro Wireless Broadband Internet
  • the genetic test service providing server 300 may be a server that provides a genetic test service web page, an app page, a program or an application using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism.
  • the genetic test service providing server 300 selects at least one genetic marker from the model organism, and the selected genetic marker has already been studied. In the case of a genetic marker that has been revealed and known through various methods and is of high importance, the genome information of the model organism and the genome information of the target organism are compared.
  • It may be a server that generates a genetic test report on the genetic mutation of a target organism by predicting a change in the function of a genetic marker of an organism.
  • the degree of publicity may be determined depending on whether the search is performed on at least one database server 400 or whether the importance has been studied and revealed, or what the level of importance is even if it is discovered, but various variables other than the listed parameters or conditions may exist.
  • the genetic test service providing server 300 may be implemented as a computer capable of accessing a remote server or terminal through a network.
  • the computer may include, for example, a navigation device, a laptop computer equipped with a web browser, a desktop computer, and a laptop computer.
  • the at least one database server 400 uses or does not use a genetic test service related web page, app page, program or application that uses a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism,
  • the genetic test service providing server 300 requests a response to the existence of the genetic marker or whether it is important or well known
  • at least one database server 400 transmits the response data to the genetic test service providing server 300 .
  • It may be a sending server.
  • the at least one database server 400 may be a server that collects, maps, and stores information on at least one genetic marker, a reference standard genome map, importance, and whether or not it is well known.
  • the genetic test service providing server 300 stores the information in advance and builds the information for each genetic marker, and then at least one database server 400 stores the genetic markers.
  • the presence or absence of is received as an Ack, it may be implemented as a method of integrating and using two pieces of information based on a genetic marker.
  • the at least one database server 400 may be implemented as a computer that can connect to a remote server or terminal through a network.
  • the computer may include, for example, a navigation device, a laptop computer equipped with a web browser, a desktop computer, and a laptop computer.
  • the at least one database server 400 may be implemented as a terminal capable of accessing a remote server or terminal through a network.
  • At least one database server 400 is, for example, as a wireless communication device that is guaranteed portability and mobility, navigation, PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communications), PDC (Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) ) terminal, a smart phone, a smart pad, a tablet PC, etc. may include all kinds of handheld-based wireless communication devices.
  • PCS Personal Communication System
  • GSM Global System for Mobile communications
  • PDC Personal Digital Cellular
  • PHS Personal Handyphone System
  • PDA Personal Digital Assistant
  • IMT International Mobile Telecommunication
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA(W-Code Division Multiple Access) Wideband Internet
  • Wibro Wireless Broadband Internet
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a genetic test service providing server included in the system of FIG. 1
  • FIG. 3 is a target organism with a genetic marker of a genetic marker matching-based model organism of a heterogeneous organism according to an embodiment of the present invention. It is an operation flowchart illustrating an embodiment in which a genetic test service used as a genetic marker of
  • FIG. 4 is an operation flowchart illustrating a process of comparing genomic information between heterogeneous organisms of FIG. 3 .
  • the genetic test service providing server 300 may include a selection unit 310 , a comparison unit 320 , and a providing unit 330 .
  • the gene test service providing server 300 is a gene of a heterogeneous organism.
  • a genetic test service application, program, app page, web page, etc. using a genetic marker of a marker matching-based model organism as a genetic marker of a target organism, at least one user terminal 100 and at least one database server 400 ) can install or open a genetic test service application, program, app page, web page, etc. that uses a genetic marker of a model organism as a genetic marker of a target organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism.
  • the service program may be driven in at least one user terminal 100 and at least one database server 400 by using a script executed in a web browser.
  • the web browser is a program that enables the use of a web (WWW: world wide web) service, and refers to a program that receives and displays hypertext written in HTML (hyper text mark-up language), for example, Netscape , Explorer, Chrome, and the like.
  • the application means an application on the terminal, for example, includes an app (app) executed in a mobile terminal (smartphone).
  • the selection unit 310 may select at least one genetic marker from a pre-stored model organism.
  • the model organism refers to an organism in which a genetic marker corresponding to a phenotypic gene indicating a disease or physical characteristic has been identified through many studies and experiments, such as a human or a mouse.
  • the genetic marker of A has been identified for disease B or physical characteristics C through research and experiments, the significance and association between the genetic marker A and disease B or between the genetic marker A and C physical characteristics have already been confirmed.
  • the correspondence between genetic markers-disease and genetic marker-physical features such as AB and AC can be known, and if it is found that the genetic marker of A is present in any Z patient, disease B and physical characteristics C appear. It can be predicted that has occurred, is about to appear, or has the potential to appear. Based on this, in one embodiment of the present invention, the matching rate of genetic markers of not only homogeneous organisms, but also heterogeneous organisms, for example, humans and mice, humans and cats, humans and horses, humans and dogs, etc., is revealed, and human It takes advantage of the fact that if the A gene marker shown in the dog is also present in dogs, it can be predicted that disease B and physical characteristics C will appear.
  • the at least one genetic marker may be a genetic marker selected from a preset functional region of the pre-stored model organism.
  • the preset functional region may be a region including any one or a combination of at least one of a protein coding region, a 5', 3' region, a promoter region, and a splice region, but as described above do not limit
  • it may be a genomic region having a lot of functional information, such as an intergenetic region, an intron, or a combination thereof.
  • the preset functional region may be a region that is functionally meaningful among genetic markers for diseases, physical characteristics, and phenotypes previously studied for a model organism, such as an exogenously important region, and the genetic marker is selected from these preset functional regions.
  • the preset functional region is not limited to a specific genomic region.
  • the at least one genetic marker is a single nucleotide sequence variation (Single Nucleotide Variant), a gene copy number variation (Copy Number Variation), Gene mutation type corresponding to any one or at least one combination of Indels, Structural Variation, Epigenomic Markers, and RNA Expression may include
  • the at least one genetic marker may be any type of genetic mutation, because if the gene is mutated in the model organism, the gene may be mutated in the target organism as well. Of course, it is not immediately applied because it is used after identifying function changes due to genetic mutations as a pre-stored function change prediction program, which will be described later.
  • the type of the at least one genetic marker is not limited to a specific mutation type, is not limited to those listed, and is not excluded for reasons not listed.
  • the comparison unit 320 may compare the genome information of the target organism to which the genetic testing service is to be performed with the genome information of the model organism when the selected at least one genetic marker is a previously published genetic marker as previously analyzed information. At this time, when the at least one selected genetic marker is not a previously published genetic marker as previously analyzed information, the comparison unit 320 predicts a functional change due to genetic mutation through a pre-stored function change prediction program. and at least one genetic marker whose score corresponding to the predicted functional change exceeds a preset score may be selected.
  • the pre-stored function change prediction program may be a program for predicting the importance of a function, such as Sift or Polyphen-2, but the type of the program is not limited to those described above. This is because the function change prediction program can be easily implemented in various ways even if it is not the above-described program.
  • the comparison unit 320 may compare the reference standard genome map corresponding to the genome information of the model organism and the reference standard genome map corresponding to the genome information of the target organism by whole genome alignment. For example, when comparing the reference standard genome map of a human as a model organism and the reference standard genome map of a dog as a target organism, the major genetic markers present on the genome map are matched (Liftover) and the matching rate is lowered. If the preset value is exceeded, it can be considered that the two genetic markers perform the same function. The reason is that the genome, called the genome, means all DNA (deoxyribonucleic acid) including genes in living things and contains all the biological information necessary to make living things and sustain life.
  • the genetic markers and marker sets on the genome of the target organism similar or identical to the model organism are matched, especially the genetic markers preset as important,
  • the matching result exceeds a preset value or is sorted, it can be predicted that a phenotype such as a disease or physical characteristic of the model organism will be displayed in the target organism in the order of the genetic marker with the highest matching rate.
  • the comparison unit 320 compares the genome information of the target organism to be subjected to the genetic testing service with the genome information of the model organism, When the reference standard genome map corresponding to the genome information of the organism does not exist, after aligning the gene sequence of the target organism to the reference standard genome map of the model organism (Sequence Alignments), at least the selected at least After matching (Liftover) with one genetic marker, the genome information of the target organism can be genomically mapped.
  • a reference standard genome map of a target organism for example, a cat
  • align the cat's gene sequence to the human reference standard genome map When matching with at least one selected genetic marker and the matching rate exceeds a preset value or satisfies a preset rank when sorted in ascending order, it can be seen that a genetic marker in a region with a high matching rate is also present in cats. , it is possible to generate a genome map through this.
  • the providing unit 330 may provide a gene mutation-based gene report for the target organism based on the comparison result of the genome information of the target organism and the model organism. In this case, as a result of the comparison, when the matching rate of at least one genetic marker previously selected on the genomic information of the model organism to the target organism exceeds a predetermined value, the providing unit 330 may be configured to at least one of the target organism exceeding the predetermined value. of genetic markers, it is possible to predict functional changes due to genetic mutations through a pre-stored functional change prediction program.
  • the providing unit 330 the reliability of at least one genetic marker for which the score corresponding to the predicted functional change exceeds a preset score, the functional association of the genetic mutation between the target organism and the model organism and the functional change of the genetic mutation You can create a gene report by setting it as a genetic marker with
  • the level that is, the degree of reliability according to the functional change and the functional relevance of the gene mutation in both the target organism and the model organism, may be classified differently according to the following four examples. That is, each reliability score may be given differently, which will be described below.
  • the comparison unit 330 may provide the target organism with at least one preselected at least one selected from the genome information of the model organism as a result of the comparison.
  • the matching rate of the genetic markers of the target organism exceeds a preset value
  • the reliability of functional changes in genetic mutations can be set at a lower level. Reliability may be classified into a low level, a median level, and a high level.
  • the first embodiment may be given the lowest score
  • the second and third embodiments may be given a higher score than the first embodiment
  • the fourth embodiment may be given the highest score.
  • the first embodiment for example, in the case of a genetic mutation marker that is already functionally very well known in a human model organism, it is applied to the target organism as it is. At this time, it is assumed that the existing scientific research results will have the same or similar effect in other species. In this case, it is assumed that the mutation information of a model organism in a disease-related database such as ClinVar or Omim, for example, a human genome genetic mutation is a meaningful mutation having the same function in the target species. Since all data is based on assumptions, the confidence score can be given the lowest sub-level.
  • the comparison unit 330 provides the gene mutation-based gene report for the target organism based on the comparison result of the genomic information of the target organism and the model organism, i) the comparison result of the target organism has been previously selected from the genome information of the model organism When the matching rate of the at least one genetic marker exceeds a preset value, ii) at least one genetic marker of the model organism corresponding to the at least one genetic marker of the target organism exceeding the preset value is functional in the model organism iii) If at least one genetic marker of the target organism that exceeds a preset value, the function change score of the function change prediction program stored in advance exceeds the preset score, iv) the model organism of the genetic mutation is applied to the target organism, and the reliability can be set to the median level.
  • the genetic mutation on the genome map of the matched target organism is predicted for functional change such as Sift or Polyphen-2
  • functional change such as Sift or Polyphen-2
  • the change in function appears to be large, it can be used as a mutation that predicts the genetic mutation and functional change of another target species, that is, the target organism.
  • This may score slightly higher than the first embodiment as described above, for example, the reliability may be given a median level. Alternatively, the reliability may be calculated by a scoring method that gives more points than in the first embodiment as described above.
  • the providing unit 330 is configured to i) the comparison result of the target organism selected previously on the genomic information of the model organism When the matching rate of at least one genetic marker exceeds a preset value, ii) at least one genetic marker of the model organism corresponding to the at least one genetic marker of the target organism exceeding the preset value is selected from the model organism If it is a genetic mutation marker not included in the constructed database, and iii) the function change score of the function change prediction program stored in advance exceeds the preset score, iv) the genetic mutation of the model organism is applied to the target organism, and the reliability is medium. level can be set.
  • the functional change is cases that are expected to appear.
  • the score may be slightly higher than in the first embodiment, and for example, the reliability may be given a median level.
  • the reliability may be calculated by a scoring method that gives more points than in the first embodiment as described above.
  • the score of the second embodiment and the third embodiment may be the same, but different settings may be made.
  • the providing unit 330 provides a gene mutation-based gene report for the target organism based on the comparison result of genomic information between the target organism and the model organism, i) As a result of comparison, when the matching rate of at least one genetic marker previously selected on the genomic information of the model organism to the target organism exceeds a preset value, ii) a model corresponding to the at least one genetic marker of the target organism exceeding the preset value At least one genetic marker of an organism is a genetic mutation marker that is not included in a database established in the model organism, and iii) Pre-stored function change prediction with respect to at least one genetic marker of a target organism exceeding a preset value If the function change score of the program exceeds the preset score, iv) the genetic mutation of the model organism is applied to the target organism, and the reliability can be set to the intermediate level.
  • the genetic mutation is not known in the mutation information database already known in the model organism, that is, the pre-established database, Clinvar, but it is predicted that the functional change will occur when predicted by a functional change prediction program such as Sift or Polyphen-2.
  • a functional change prediction program such as Sift or Polyphen-2.
  • the comparison unit 340 provides the gene mutation-based gene report for the target organism based on the comparison result of the genomic information of the target organism and the model organism, i) the comparison result of the target organism has been previously selected from the genome information of the model organism
  • the matching rate of the at least one genetic marker exceeds a preset value
  • the at least one genetic marker of the target organism exceeding the preset value is a functionally well-known genetic mutation marker in the model organism
  • the genetic mutation of the model organism is applied to the target organism, and the reliability can be set to a higher level.
  • the change prediction program When the change prediction program is run, if the functional change continues to be large, it is used as a genetic mutation to predict the genetic mutation and functional change of the target organism, and the reliability is set as the one with the greatest functional change.
  • the score may be higher than that of the second embodiment or the third embodiment, and for example, a higher level of reliability may be given.
  • the reliability may be calculated by a scoring method that gives more points than the second or third embodiment as described above.
  • the first embodiment has the lowest score
  • the second embodiment and the third embodiment are higher than the first embodiment
  • the second embodiment and the third embodiment have the same score or within the error range
  • the fourth embodiment has the same score
  • the genetic test service providing server 300 selects a genetic marker from the model organism (S3100), and confirms that the selected genetic marker is classified as important based on previously analyzed information and is a known genetic marker ( S3200), as a result of confirmation, i) previously analyzed information, ii) classified as important, and iii) if it is a known genetic marker, the genome information of the model organism and the genome information of the target organism are compared.
  • the genetic test service providing server 300 predicts a functional change due to genetic mutation in the model organism and performs scoring, and a high score These can be utilized by making assumptions and predictions that there will be important functional changes even in the target species, the target organism.
  • the score is not limited to any numerical value because the set value may be different for each genetic marker or genetic mutation.
  • the genetic test service providing server 300 compares the genomic information of the model organism with the genome information of the target organism. ), the result of genetic mutation of the target organism can be predicted based on the analyzed information of the model organism and the target organism, and reliability can be given as described above.
  • the analyzed information may be research result information, but is not limited thereto, and different scores may be given to reliability as described above.
  • the genetic test service providing server 300 may provide a gene mutation-based gene report for the target organism.
  • the method for providing a genetic test service using the genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism of FIGS. 2 to 4 as a genetic marker of a target organism is described above with reference to FIG. 1 as a genetic marker of a heterogeneous organism.
  • the following description will be omitted because it is the same as or can be easily inferred from the description of the method of providing a genetic test service using the genetic marker of the matching-based model organism as the genetic marker of the target organism.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating data transmission and reception between components included in a system for providing a genetic test service using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism of FIG. 1 as a genetic marker of a target organism according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a drawing showing the process.
  • an example of a process in which data is transmitted and received between each component will be described with reference to FIG. 5, but the present application is not limited to such an embodiment, and the example shown in FIG. 5 according to the various embodiments described above will be described. It is apparent to those skilled in the art that the data transmission/reception process may be changed.
  • the genetic test service providing server selects at least one genetic marker from pre-stored model organisms (S5100), and when the selected at least one genetic marker is a previously published genetic marker with pre-analyzed information,
  • the genome information of the target organism and the genome information of the model organism to be used for the genetic testing service are compared (S5200), and a gene mutation-based gene report for the target organism is provided based on the comparison result of the genome information of the target organism and the model organism (S5300).
  • the method of providing a genetic test service using the genetic marker of a model organism as a genetic marker of a target organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism of FIG. The following description will be omitted because it is the same as or can be easily inferred from the description of the method of providing a genetic test service using the genetic marker of the matching-based model organism as the genetic marker of the target organism.
  • the method of providing a genetic test service using a genetic marker of a model organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism according to an embodiment described with reference to FIG. 5 as a genetic marker of a target organism is a computer-like application or program module executed by a computer It may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by the .
  • Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Also, computer-readable media may include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • the method for providing a genetic test service using a genetic marker of a model organism as a genetic marker of a target organism based on genetic marker matching of a heterogeneous organism includes an application installed basically in a terminal (which is basically installed in the terminal) (which may include a program included in the platform or operating system) installed directly on the master terminal through an application store server, an application, or an application providing server such as a web server related to the service (i.e., , program) can also be executed.
  • the method for providing a genetic test service using a genetic marker of a heterogeneous organism as a genetic marker of a target organism based on genetic marker matching is basically installed in a terminal or directly by a user. It may be implemented as an installed application (ie, a program) and recorded in a computer-readable recording medium such as a terminal.

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Abstract

이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법이 제공되며, 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하는 단계, 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계 및 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

이종생물 유래의 유전자 마커 매칭에 기반한 하나 혹은 그 이상의 모델생물의 유전자 마커와 그 패턴 정보를 목표하는 생물의 유전자 마커 정보로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법
본 발명은 이종생물의 유전자 마커, 마커세트, 혹은 그 마커들의 패턴 정보를 매칭하는 기법에 기반하여, 이미 잘 알려진 유전자와 그 기능의 연구가 이미 과학적으로 심도있게 수행되고, 문헌에 잘 주석이 된 대표적 모델생물들의 하나 혹은 그 이상의 유전자 마커와 유전자 마커 세트 및 마커들의 분포 패턴 정보를 목표생물의 유전자 마커 정보로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 기 분석된 모델생물의 유전자 마커를 검사하고자 하는 목표생물의 유전자 마커로 이용하여 유전 변이 정보와 그 연관된 기능정보를 알아내거나 예측할 수 있는 방법을 제공한다.
유전자 마커란 인간을 비롯한 각 생명체의 표현형질을 나타내는 유전적 타입 혹은 특성을 말한다. 지금까지 인간에 있어서 정상과 질병 샘플을 비교한 연구가 많이 진행되었으며, 가축과 애완동물에 있어서는 각 개체군에서 우수한 경제적, 기호적 형질을 가진 샘플과 그렇지 않은 샘플을 비교한 연구가 다수 행해진 바 있다. 이러한 표현형질을 나타내는 유전자 마커는 생명체의 게놈 상이나 외유전체(에피게놈: epigenome)에 존재하고 있으나, 전장게놈의 경우 매우 방대하기에 기본적으로 형질과 관련되어 있다고 알려진 중요한 유전자 위주로 연구되고 있었다. 현재, 차세대게놈해독법 NGS(Next Generation Sequencing) 기법의 대두로 인하여 해독(시퀀스) 정보와 유전형질이 많은 양의 데이터로 발굴되고 있고. 이러한 NGS 데이터가 많이 쏟아져 나옴에 따라 기능 유전체(functional genomics) 분야의 연구가 가속화되고 있다. 인간 뿐만 아니라 애완동물, 가축 등 경제동물 및 식물에서도 유전체 및 외유전체의 기능을 밝히기 위한 많은 NGS 데이터를 생성해 내고 있으며, QTL(Quantitative Trait Locus)등을 비롯한 많은 게놈상의 영역에 대한 기능이 밝혀지고 있다.
이때, 유전자 마커를 이용하여 유전자 검사를 수행하는 방법이 연구 및 개발되었는데, 이와 관련하여, 선행기술인 한국공개특허 제2019-0019395호(2019년02월27일 공개) 및 한국등록특허 제10-1325736호(2013년11월08일 공고)에는, 피검자의 유전자 정보 중 적어도 하나의 형질과 연관되는 적어도 하나의 단일 염기 다형성(Single Nucleotide Polymorphism) 마커(marker)에 관한 정보를 획득하고, 적어도 하나의 단일 염기 다형성 마커의 발현 유형을 참조하여, 적어도 하나의 단일 염기 다형성 마커가 적어도 하나의 형질에 미치는 영향에 따라 적어도 하나의 단일 염기 다형성 마커의 스코어를 결정하고, 결정되는 적어도 하나의 단일 염기 다형성 마커의 스코어에 기초하여 피검자의 적성을 추정하는 구성과, 유전자 샘플의 서열을 분석하여 유전자에 매핑된 변이 데이터를 추출하고, 변이 데이터로 인하여 유전자의 기능에 발생되는 장애를 정량화한 유해도 스코어를 산출하고, 유해도 스코어가 소정의 임계값 이상이 되는 유전자들이 집합된 서브 모듈을 유전자 네트워크 상에서 탐색하는 구성이 각각 개시되어 있다.
다만, 유전자검사는 인간을 대상 및 중심으로 다양한 질병 및 표현형과 연관된 수많은 유전자 마커가 규명되었을 뿐이고, 인간이 아닌 상동성(homology)이 큰 기타 동물은 일부 표현형과 연관된 유전자 마커만 밝혀진 상태이다. 또, 밝혀진 유전자 마커도 특정 질병이나 표현형에 대응하는 유전자 마커이기 때문에, 특정 질병이나 표현형이 아닌 유전자 마커를 이용한 유전자 검사는 불가능한 상황이다. 이에, 인간과 같이 유전자 마커가 규명된 모델생물의 유전자 마커, 유전자 마커 세트, 혹은 마커들의 분포 패턴 정보들을 고려하여 목표하는, 종(species)이 다른 생물에 매칭하거나 전사시키고, 매칭된 유전자 마커의 유래 형질 기능 변화를 예측하여 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는, 인간과 같이 유전자 마커가 규명된 모델생물의 유전자, 외유전자, 혹은 이러한 종류의 마커들의 조합과 분포 패턴 등의 정보를 목표생물에 매칭하거나 전사시키고, 매칭된 유전자 마커의 유래 형질 기능 변화를 생정보학적으로(bioinformatics) 예측하여 목표하는 이종의 생물의 유전자 마커로 즉시 이용함으로써, 목표생물에서 실험연구나 검증으로 밝혀지지 않았던 유전자 마커를 쉽게 번역 및 매칭할 수 있으며, 이에 따라 모델생물의 기 구축된 정보를 이론적, 추론적으로 이용하여 별도의 고 비용의 새로운 연구 및 개발 없이도 검사대상 생물종인 목표생물의 유전자 마커를 생정보학적으로 찾아낼 수 있거나 예측하고 이를 이용하여 목표생물에 대한 예측된 기능용 유전자 검사 리포트를 쉽고 빠르게 생성 및 제공할 수 있는 장점을 가진다. 그러나 이론적 추론에 기반하였으므로, 정확도에 있어서는 의도치 않게 일부 희생이 발생될 수도 있다. 결론적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 이종생물의 유전자 마커 매칭 정보를 이용하여, 모델생물 유전자 마커의 목표생물 유전자 마커로써의 활용에 기반한 타 생물종 유전자 검사 서비스 제공 방법이다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. 유전자뿐만 아니라, 외유전자 정보도 똑같은 원리로 타 생물에 매칭 및 활용 가능하며, 본 명세서에서 유전자로만 지칭이 되었다고 하더라도, 해당 내용이 외유전자 등의 경우에도 동일, 유사하게 적용될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 또는 외유전자 마커를 선택하는 단계, 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계 및 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공하는 단계를 포함한다. 목표생물에서 사용될 마커의 선정 과정에서, 최종적으로 선정되는 유전자 마커는 전술한 매칭 과정 등을 통한 비교에서 나오는 1:1 관계일 수도 있고, 그런 마커들의 세트의 관계일 수도 있고, 그 유전자 마커들에 분포 등의 패턴이 있을 경우, 유전자 지역 내에서의 분포 패턴 등의 추가적인 정보를 함께 활용할 수도 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 인간과 같이 유전자 마커가 규명된 모델생물의 유전자 마커나 마커의 세트를 목표생물에 매칭하거나 전사시키고, 매칭된 유전자 마커의 유래 형질 기능 변화를 예측하여 목표생물의 유전자 마커로 이용함으로써, 목표생물에서 밝혀지지 않았던 유전자 마커를 쉽게 번역 및 매칭할 수 있으며, 이에 따라 모델생물의 기 구축된 정보를 이용하여 별도의 새로운 연구 및 개발 없이도 검사대상 생물종인 목표생물의 유전자 마커를 추론하여 찾아낼 수 있고 이를 이용하여 최종적 결과로서 목표생물에 대한 유전자 검사 리포트를 쉽고 빠르게 생성 및 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 유전자 검사 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스가 진행되는 일 실시예를 설명한 동작 흐름도이다.
도 4는 도 3의 이종생물 간 게놈 정보를 비교하는 과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 이종 생물간 유전자 마커의 매칭의 경우, 단순한 1:1 매칭뿐만 아니라, 마커들의 세트, 마커들의 분포패턴, 각 생물에서의 발생빈도패턴등 추가 정보들도 최종 매칭과정에 활용이 될 수 있다.
명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
본 명세서에서 있어서, 단말과 매핑(Mapping) 또는 매칭(Matching)으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는, 단말의 식별 정보(Identifying Data)인 단말기의 고유번호나 개인의 식별정보를 매핑 또는 매칭한다는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 “유전자” 용어는, 항상 외유전자(epigenetic)도 포함하여 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 혹은 외유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 시스템(1)은, 적어도 하나의 사용자 단말(100), 유전자 검사 서비스 제공 서버(300), 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 시스템(1)은, 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1을 통하여 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.
이때, 도 1의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(network, 200)를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은 네트워크(200)를 통하여 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)와 연결될 수 있다. 그리고, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크(200)를 통하여 적어도 하나의 사용자 단말(100) 및 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)와 연결될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 네트워크(200)를 통하여 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)와 연결될 수 있다.
여기서, 네트워크는, 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 RF, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5GPP(5th Generation Partnership Project) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
하기에서, 적어도 하나의 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시예에 따라 변경가능하다 할 것이다.
적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 자신이나 타인 또는 기타 생물종에 대한 유전자 검사를 의뢰하는 사용자의 단말일 수 있다. 이때, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 피검자 또는 피검종(Species)의 유전자 샘플에 대한 유전자 검사 결과를 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)로 요청하는 단말일 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 피검자 또는 피검종에 대한 유전자 검사 결과를 유전자 검사 리포트로 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)로부터 수신하는 단말일 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 제공하는 서버일 수 있다. 그리고, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 사용자 단말(100)로부터 피검자 또는 피검종에 대한 유전자 검사 요청을 수신하는 경우, 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하고, 선택된 유전자 마커가 이미 연구 등을 통하여 밝혀지고 주지하면서도 중요도가 높은 유전자 마커인 경우, 모델생물의 게놈 정보와 목표 생물의 게놈 정보를 비교하고, 매칭률 또는 유사도가 높은 유전자 마커가 존재하면, 피검자 또는 피검종에 대응하는 목표생물의 유전자 마커의 기능 변화를 예측함으로써 목표생물의 유전자 변이에 대한 유전자 검사 리포트를 생성하는 서버일 수 있다. 이때, 주지성의 정도는 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)에서 검색이 되는 것인지 또는 중요도가 연구되어 밝혀진 것인지, 밝혀졌더라도 중요도 레벨이 어느 정도인지 등에 따라 결정될 수 있으나, 나열된 파라미터나 조건 이외에도 다양한 변수가 존재할 수 있다.
여기서, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하거나 이용하지 않고, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)에서 유전자 마커의 존재 유무 또는 중요도나 주지성 여부에 대한 응답을 요청하는 경우, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는 이에 대한 응답 데이터를 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)로 전송하는 서버일 수 있다. 이때, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 적어도 하나의 유전자 마커, 참조표준게놈지도, 중요도, 주지성 여부 등에 대한 정보를 수집 및 매핑하여 저장하는 서버일 수 있다. 만약, 중요도나 주지성 여부 또는 참조표준게놈지도가 존재하지 않을 경우, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)에서 기 저장하고 정보를 유전자 마커별로 구축하고 있다가, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)에서 유전자 마커의 존재 유무가 응답(Ack)으로 수신되는 경우, 유전자 마커를 기준으로 두 개의 정보를 통합하여 이용하는 방법으로 구현될 수도 있다.
여기서, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 유전자 검사 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스가 진행되는 일 실시예를 설명한 동작 흐름도이고, 도 4는 도 3의 이종생물 간 게놈 정보를 비교하는 과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 선택부(310), 비교부(320) 및 제공부(330)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)나 연동되어 동작하는 다른 서버(미도시)가 적어도 하나의 사용자 단말(100) 및 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)로 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 전송하는 경우, 적어도 하나의 사용자 단말(100) 및 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)는, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 설치하거나 열 수 있다. 또한, 웹 브라우저에서 실행되는 스크립트를 이용하여 서비스 프로그램이 적어도 하나의 사용자 단말(100) 및 적어도 하나의 데이터베이스 서버(400)에서 구동될 수도 있다. 여기서, 웹 브라우저는 웹(WWW: world wide web) 서비스를 이용할 수 있게 하는 프로그램으로 HTML(hyper text mark-up language)로 서술된 하이퍼 텍스트를 받아서 보여주는 프로그램을 의미하며, 예를 들어 넷스케이프(Netscape), 익스플로러(Explorer), 크롬(chrome) 등을 포함한다. 또한, 애플리케이션은 단말 상의 응용 프로그램(application)을 의미하며, 예를 들어, 모바일 단말(스마트폰)에서 실행되는 앱(app)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 선택부(310)는, 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택할 수 있다. 이때, 모델생물이란, 인간이나 쥐와 같이 이미 많은 연구와 실험을 통하여 질병이나 신체적 특징을 나타내는 표현형 유전자에 대응하는 유전자 마커가 규명된 생물을 의미한다. 인간이라는 생물종에 대하여 A의 유전자 마커가 연구 및 실험으로 B 질병이나 C 신체적 특징에 대하여 밝혀졌다면, 이미 A라는 유전자 마커와 B 질병 또는 A 유전자 마커와 C 신체적 특징에 대한 유의도, 연관성 등이 밝혀진 것이므로, A-B, A-C와 같이 유전자 마커-질병, 유전자 마커-신체적 특징의 대응관계를 알 수 있고, 임의의 Z 환자에게서 A의 유전자 마커가 존재함이 파악되었다면, B 질병과 C 신체적 특징이 나타났거나, 나타날 예정이거나, 나타날 잠재성이 있다는 것을 예측할 수 있다. 이를 바탕으로, 본 발명의 일 실시예에서는, 동종생물 뿐만 아니라, 이종생물, 예를 들어, 인간과 쥐, 인간과 고양이, 인간과 말, 인간과 개 등의 유전자 마커의 매칭률을 밝히고, 인간에게서 나타난 A 유전자 마커가 개에게서도 나타난다면, B 질병과 C 신체적 특징이 나타날 것이라는 예측을 할 수 있다는 점을 이용한다. 물론, 상술한 설명은 과정을 단순화한 것이고 상세한 설명은 후술하겠지만, 인간과 개에게서 A 유전자 마커가 동일하게 존재하고, A 유전자 마커의 유전자 변이에 대응하는 기능 변화가 일어날 것이라고 예측되는 경우, 개에게서도 B 질병이나 C 신체적 특징이 나타날 것이라고 예측할 수 있다는 점을 이용한다.
이를 위하여, 선택부(310)에서 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택할 때, 적어도 하나의 유전자 마커는, 기 저장된 모델생물의 기 설정된 기능영역으로부터 선택된 유전자 마커일 수 있다. 이때, 기 설정된 기능영역은, 단백질 코딩 영역(Protein Coding Region), 5',3' 영역, 프로모터 영역 및 스플라이스 영역 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 포함하는 영역일 수 있으나, 상술한 것들로 한정하지는 않는다. 또, 유전자 간 영역(Intergenetic Region), 인트론(Intron) 등 많은 기능 정보를 가진 게놈 영역일 수도 있고 또는 그 조합일 수도 있다. 또, 기 설정된 기능영역은, 외유전체적으로 중요한 지역 등, 모델생물에 대하여 기 연구된 질병, 신체적 특징, 표현형 유전자 마커 중 기능적으로 의미가 많은 영역일 수 있고, 유전자 마커는 이러한 기 설정된 기능 영역에서 선택될 수 있다. 다만, 기 설정된 기능영역은 특정 게놈 영역으로 한정하지 않는다.
또, 선택부(310)에서 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택할 때, 적어도 하나의 유전자 마커는, 단일염기서열변이(Single Nucleotide Variant), 유전자복제수변이(Copy Number Variation), 인델스(Indels), 유전자구조적변이(Structural Variation), 외유전자마커(Epigenomic Markers), RNA 유전자발현(RNA Expression) 중 단백질유전자발현(Protein Expression) 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합에 대응하는 유전자 변이 타입을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 유전자 마커는, 유전자 변이 타입이라면 그 어느 것이든 가능할 수 있는데, 그 이유는 모델생물에서 유전자가 변이되는 것이라면, 목표생물에서도 유전자가 변이될 수 있기 때문이다. 물론, 유전자 변이에 따른 기능 변화 등을 후술할 기 저장된 기능변화예측 프로그램으로 파악한 후 사용하므로 바로 적용되는 것은 아니다. 또, 적어도 하나의 유전자 마커의 종류는, 특정 변이 타입으로 한정하지는 않으며, 열거된 것들로 한정되지 않고 나열되지 않은 이유로 배제되지 않는다.
비교부(320)는, 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 모델생물의 게놈 정보를 비교할 수 있다. 이때, 비교부(320)는, 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커가 아닌 경우, 기 저장된 기능변화예측 프로그램을 통하여 유전자 변이에 의한 기능 변화(Functional Change)를 예측하고, 예측된 기능 변화에 대응하는 점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 적어도 하나의 유전자 마커를 선택할 수 있다. 이때, 기 저장된 기능변화예측 프로그램은, Sift 또는 Polyphen-2 등과 같은 기능의 중요도를 예측하는 프로그램일 수 있으나, 프로그램의 종류는 상술한 것들로 한정하지는 않는다. 기능변화예측 프로그램은 상술한 프로그램이 아니더라도 용이하게 다양한 방법으로 구현할 수 있기 때문이다.
비교부(320)는, 모델생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도와, 목표생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도를 전장게놈정렬(Whole Genome Alignment)하여 비교를 수행할 수 있다. 예를 들어, 모델생물인 인간의 참조표준게놈지도와, 목표생물인 개(Dog)의 참조표준게놈지도를 비교하는 경우, 게놈지도 상에 존재하는 주요한 유전자 마커를 매칭(Liftover)하고 매칭률이 기 설정된 값을 초과한다면, 두 개의 유전자 마커는 동일한 기능을 수행한다고 볼 수 있다. 그 이유는, 유전체라고 불리우는 게놈(Genome)은, 생물체에 있는 유전자를 포함하는 모든 DNA(Deoxyribonucleic acid)를 의미하고 생물체를 만들고 생명을 유지하기 위해 필요한 모든 생물학적 정보를 갖고 있기 때문이다.
한 생명체의 유전체 정보를 파악한다는 것은 그 생명체의 생명현상을 이해하고 유전자형과 표현형인 유전자와 환경의 영향에 의해 형성된 생물의 형질 사이의 관계를 이해하는데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 혈류에 있는 과잉 콜레스테롤을 제거하도록 간세포에게 지시하는 어떤 유전자가 있다면 이 유전자는 간세포에게 특정 단백질을 만들도록 지시하고 만들어진 단백질이 과잉 콜레스테롤을 제거하는 일을 수행하게 된다. 그런데 만약 이 유전자가 돌연변이(Mutation) 또는 변형(Change)될 경우 생성된 단백질이 올바르게 작동하지 않거나 전혀 만들어지지 않을 수 있어 과도한 콜레스테롤을 제거하지 못하게 된다. 이러한 가족성 고(高)콜레스테롤 혈증과 연관 있는 유전자의 위치를 발견하고 변형을 발견하기 위해 유전체의 염기서열을 알아내는 것이 중요하다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 참조표준게놈지도를 전장게놈정렬을 수행함으로써 모델생물과 유사 또는 동일한 목표생물의 게놈 상 유전자 마커 및 마커 세트, 특히 주요하다고 기 설정된 유전자 마커를 매칭시키고, 매칭 결과가 기 설정된 값을 초과하거나 정렬했을 때 매칭률이 높은 유전자 마커순으로 목표생물에서도 모델생물의 질병이나 신체적 특징과 같은 표현형이 나올 것이라고 예측할 수 있다.
한편, 비교부(320)는, 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 모델생물의 게놈 정보를 비교할 때, 목표생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도가 존재하지 않는 경우, 목표생물의 유전자 서열을 모델생물의 참조표준게놈지도에 정렬(Sequence Alignments)한 후, 모델생물의 게놈 정보 상에 존재하는 선택된 적어도 하나의 유전자 마커와 매칭(Liftover)한 후, 목표생물의 게놈 정보를 게놈지도화할 수 있다. 목표생물, 예를 들어 고양이의 참조표준게놈지도가 존재하지 않는 경우를 가정해보면, 인간의 참조표준게놈지도에 고양이의 유전자 서열을 정렬하고, 인간의 참조표준게놈지도, 즉 게놈 정보 상에 존재하는 선택된 적어도 하나의 유전자 마커와 매칭을 시키고 매칭률이 기 설정된 값을 초과하거나 높은순으로 정렬했을 때 기 설정된 순위를 만족하는 경우, 매칭률이 높은 영역의 유전자 마커가 고양이에게도 존재한다는 것을 알 수 있으며, 이를 통하여 게놈지도를 생성할 수 있다.
제공부(330)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 수 있다. 이때, 제공부(330)는, 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커를, 기 저장된 기능변화예측 프로그램을 통하여 유전자 변이에 의한 기능 변화(Functional Change)를 예측할 수 있다. 또, 제공부(330)는, 예측된 기능 변화에 대응하는 점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 적어도 하나의 유전자 마커를, 목표생물과 모델생물의 유전자 변이의 기능 연관성 및 유전자 변이의 기능 변화에 신뢰도가 있는 유전자 마커로 설정하여 유전자 리포트를 생성할 수 있다.
이때, 목표생물과 모델생물 두 가지 종 모두에 유전자 변이의 기능연관성과 기능 변화에 따른 신뢰도가 존재한다고 보는 레벨, 즉 정도가 이하의 4 가지 실시예에 따라 다르게 구분될 수 있다. 즉, 신뢰도의 점수가 각각 서로 다르게 부여될 수 있는데, 이는 이하에서 설명한다.
<제 1 실시예>
비교부(330)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 때, 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커이면, 모델생물의 유전자 변이를 목표생물에 적용하고, 유전자 변이의 기능 변화 신뢰도는 하위레벨로 설정할 수 있다. 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류될 수 있다. 다만, 상술한 레벨 뿐만 아니라 점수나 퍼센트로 부여가 될 수도 있다. 제 1 실시예는 가장 낮은 점수, 제 2 실시예 및 제 3 실시예는 제 1 실시예보다 높은 점수, 제 4 실시예는 가장 높은 점수 등으로 부여할 수도 있다. 제 1 실시예는, 예를 들어, 인간인 모델생물에서 이미 기능적으로 매우 잘 알려진 유전자 변이 마커인 경우에는, 이를 목표생물에서도 그대로 적용하는 것이다. 이때, 기존의 과학연구 결과가 타종에서도 같거나 비슷한 효과가 있을 것이라고 가정한다. 이러한 경우는, ClinVar나 Omim과 같은 질병 관련 데이터베이스의 모델생물, 예를 들어, 인간게놈 유전변이의 변이 정보가 목적하는 종에서도 같은 기능을 가지는 의미있는 변이라고 가정한다. 모든 데이터가 가정에 기반하므로 신뢰도 점수는 최하위인 하위 레벨을 줄 수 있다.
<제 2 실시예>
비교부(330)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 때, i) 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, ii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커가 아니고, iii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 경우, iv) 모델생물의 유전자 변이를 목표생물에 적용하고, 신뢰도는 중위레벨로 설정할 수 있다. 제 2 실시예는, 모델생물에서 유의하다고 연구가 되지 않아서, 그 기능 변화에 대한 정보가 없지만, 매칭(Liftover)한 목표생물의 게놈 지도 상의 유전자 변이를, Sift 또는 Polyphen-2 등과 같은 기능변화예측 프로그램으로 구동시킨 결과, 기능 변화가 큰 것으로 나타나는 경우, 그 목적하는 타 종, 즉 목표생물의 유전자 변이 및 기능 변화를 예측하는 변이로 활용할 수 있는 것이다. 이는, 상술한 바와 같이 제 1 실시예보다 점수가 약간 더 높을 수 있고, 예를 들어, 신뢰도는 중위레벨을 부여할 수 있다. 또는, 신뢰도는, 상술한 바와 같이 제 1 실시예보다 점수를 더 부여하는 스코어링 방법으로 산출되는 것도 가능하다.
<제 3 실시예>
제공부(330)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 때, i) 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과한 경우, ii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 모델생물에서 기 구축된 데이터베이스 내에는 포함되지 않은 유전자 변이 마커이고, iii) 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, iv) 모델생물의 유전자 변이를 목표생물에 적용하고, 신뢰도는 중위레벨로 설정할 수 있다. 이 경우는, 모델생물에서 이미 알려진 변이 정보 데이터베이스, 즉 기 구축된 데이터베이스인 Clinvar에서는 유전자 변이가 알려져 있지 않지만, i) Sift나 Polyphen-2와 같은 기능변화예측 프로그램에서 예측을 할 경우, 기능 변화가 나타날 것으로 예측되는 경우를 의미한다. 이때에는 상술한 바와 같이 제 1 실시예보다 점수가 약간 더 높을 수 있고, 예를 들어, 신뢰도는 중위레벨을 부여할 수 있다. 또는, 신뢰도는, 상술한 바와 같이 제 1 실시예보다 점수를 더 부여하는 스코어링 방법으로 산출되는 것도 가능하다. 여기서, 제 2 실시예와 제 3 실시예의 점수는 동일할 수도 있지만 서로 다르게 설정을 하는 것도 가능하다. 그리고, 레벨도 중위레벨 중에서도 하위레벨을 세분화하여 다르게 설정하는 것도 가능하다.
또, 제 3 실시예인 경우가 하나 더 존재하는데, 제공부(330)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 때, i) 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과한 경우, ii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 모델생물에서 기 구축된 데이터베이스 내에는 포함되지 않은 유전자 변이 마커이고, iii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대하여, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, iv) 모델생물의 유전자 변이를 목표생물에 적용하고, 신뢰도는 중위레벨로 설정할 수 있다. 이 경우는, 모델생물에서 이미 알려진 변이 정보 데이터베이스, 즉 기 구축된 데이터베이스인 Clinvar에서는 유전자 변이가 알려져 있지 않지만, Sift나 Polyphen-2와 같은 기능변화예측 프로그램에서 예측을 할 경우, 기능 변화가 나타날 것으로 예측되는 경우에, 이를 매칭하는 목표생물의 게놈 지도 상에 유전자 서열에서도 Sift나 Polyphen-2와 같은 기능변화예측 프로그램에서 점수가 높게 나오는 경우를 의미한다.
<제 4 실시예>
비교부(340)는, 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 때, i) 비교 결과 목표생물에 모델생물의 게놈 정보 상의 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, ii) 기 설정된 값을 초과하는 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커이고, iii) 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, iv) 모델생물의 유전자 변이를 목표생물에 적용하고, 신뢰도는 상위레벨로 설정할 수 있다. 이 경우는, 모델생물에서 이미 알려져서 유전자 변이가 생기면 중요한 기능 변화가 발생한다는 것이 알려져 있고, 또 매칭한(Liftover) 타 종, 즉 목표생물의 게놈 지도 상의 유전자 변이를 Sift와 Polyphen-2와 같은 기능변화예측 프로그램을 구동했을 때, 계속 기능 변화가 큰 것으로 나타나는 경우, 그 목적하는 목표생물의 유전자 변이 및 기능 변화를 예측하는 유전자 변이로 활용하고, 그 기능 변화의 강도가 큰 것으로 하여 신뢰도를 높게 책정하는 것이다. 이때에는 상술한 바와 같이 제 2 실시예나 제 3 실시예보다 점수가 더 높을 수 있고, 예를 들어, 신뢰도는 상위레벨을 부여할 수 있다. 또는, 신뢰도는, 상술한 바와 같이 제 2 실시예나 제 3 실시예보다 점수를 더 부여하는 스코어링 방법으로 산출되는 것도 가능하다. 전체적으로, 제 1 실시예가 가장 낮은 점수, 제 2 실시예와 제 3 실시예는 제 1 실시예보다 크고, 제 2 실시예와 제 3 실시예는 서로 동일하거나 오차범위 내의 점수, 제 4 실시예는, 제 2 실시예나 제 3 실시예보다 높은 점수를 부여받을 수 있어, 제 1 실시예의 신뢰도 < 제 2 실시예의 신뢰도 ≒ 제 3 실시예의 신뢰도 < 제 4 실시예의 신뢰도 순으로 정리할 수 있다.
이하, 상술한 도 2의 유전자 검사 서비스 제공 서버의 구성에 따른 동작 과정을 도 3 및 도 4를 예로 들어 상세히 설명하기로 한다. 다만, 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나일 뿐, 이에 한정되지 않음은 자명하다 할 것이다.
도 3을 참조하면, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 모델생물로부터 유전자 마커를 선택하고(S3100), 선택된 유전자 마커가 기 분석된 정보로 중요한 것으로 분류되었고 이미 알려진 유전자 마커인지를 확인한 후(S3200), 확인 결과 i) 기 분석된 정보이고, ii) 중요한 것으로 분류되었고, iii) 이미 알려진 유전자 마커인 경우, 모델생물의 게놈 정보와 목표생물의 게놈 정보를 비교한다. 만약, i) 내지 iii) 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합이라도 만족하지 않는다면, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 모델생물에서 유전자 변이에 의한 기능변화를 예측하여 점수화를 수행하고, 점수가 높은 것들은 목적하는 종인 목표생물에서도 중요한 기능의 변화가 있을 것이라는 가정 및 예측을 함으로써 활용할 수 있다. 점수는 각 유전자 마커나 유전자 변이마다 설정값이 다를 수 있으므로 어느 수치로 한정하지는 않는다.
그 다음, 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 모델생물의 게놈 정보와 목표생물의 게놈 정보를 비교하는데, 이때 도 4를 참조하면, 목표생물에서 유전자 변이에 의한 예측하여 점수화를 수행하고(S3410), 모델생물 및 목표생물의 분석된 정보에 기초하여 목표생물의 유전자 변이 결과를 예측하고, 신뢰도를 상술한 바와 같이 부여할 수 있다. 분석된 정보는, 연구결과정보일 수 있으나 이에 한정되지는 않고, 신뢰도는 상술한 바와 같이 서로 다른 점수가 부여될 수 있다. 그리고 나서, 마지막으로 유전자 검사 서비스 제공 서버(300)는, 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공할 수 있다.
이와 같은 도 2 내지 도 4의 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1을 통해 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 시스템에 포함된 각 구성들 상호 간에 데이터가 송수신되는 과정을 나타낸 도면이다. 이하, 도 5를 통해 각 구성들 상호간에 데이터가 송수신되는 과정의 일 예를 설명할 것이나, 이와 같은 실시예로 본원이 한정 해석되는 것은 아니며, 앞서 설명한 다양한 실시예들에 따라 도 5에 도시된 데이터가 송수신되는 과정이 변경될 수 있음은 기술분야에 속하는 당업자에게 자명하다.
도 5를 참조하면, 유전자 검사 서비스 제공 서버는, 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하고(S5100), 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 모델생물의 게놈 정보를 비교하고(S5200) 목표생물과 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 제공한다(S5300).
상술한 단계들(S5100~S5300)간의 순서는 예시일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 단계들(S5100~S5300)간의 순서는 상호 변동될 수 있으며, 이중 일부 단계들은 동시에 실행되거나 삭제될 수도 있다.
이와 같은 도 5의 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 내지 도 4를 통해 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 5를 통해 설명된 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법은, 단말기에 기본적으로 설치된 애플리케이션(이는 단말기에 기본적으로 탑재된 플랫폼이나 운영체제 등에 포함된 프로그램을 포함할 수 있음)에 의해 실행될 수 있고, 사용자가 애플리케이션 스토어 서버, 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버 등의 애플리케이션 제공 서버를 통해 마스터 단말기에 직접 설치한 애플리케이션(즉, 프로그램)에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 의미에서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법은 단말기에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)으로 구현되고 단말기에 등의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 유전자 검사 서비스 제공 서버에서 실행되는 유전자 검사 서비스 제공 방법에 있어서,
    기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하는 단계;
    상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 상기 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계; 및
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계;
    를 포함하는 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하는 단계에서,
    상기 적어도 하나의 유전자 마커는, 상기 기 저장된 모델생물의 기 설정된 기능영역으로부터 선택된 유전자 마커이고,
    상기 기 설정된 기능영역은, 단백질 코딩 영역(Protein Coding Region), 5',3' 영역, 프로모터 영역 및 스플라이스 영역 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 포함하는 영역인 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기 저장된 모델생물로부터 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하는 단계에서,
    상기 적어도 하나의 유전자 마커는, 단일염기서열변이(Single Nucleotide Variant), 유전자복제수변이(Copy Number Variation), 인델스(Indels), 유전자구조적변이(Structural Variation), 후성유전자마커(Epigenomic Markers), RNA 유전자발현(RNA Expression) 중 단백질유전자발현(Protein Expression) 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합에 대응하는 유전자 변이 타입을 포함하는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 상기 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계는,
    상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 상기 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계에서,
    상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커가 아닌 경우, 기 저장된 기능변화예측 프로그램을 통하여 유전자 변이에 의한 기능 변화(Functional Change)를 예측하고, 상기 예측된 기능 변화에 대응하는 점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 적어도 하나의 유전자 마커를 선택하는 단계;
    를 포함하는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 상기 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계는,
    상기 모델생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도와, 상기 목표생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도를 전장게놈정렬(Whole Genome Alignment)하여 비교를 수행하는 단계;
    를 포함하는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커가 기 분석된 정보로 기 공개된 유전자 마커인 경우, 유전자 검사 서비스를 진행할 목표생물의 게놈 정보와 상기 모델생물의 게놈 정보를 비교하는 단계는,
    상기 목표생물의 게놈 정보에 대응하는 참조표준게놈지도가 존재하지 않는 경우, 상기 목표생물의 유전자 서열을 상기 모델생물의 참조표준게놈지도에 정렬(Sequence Alignments)한 후, 상기 모델생물의 게놈 정보 상에 존재하는 상기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커와 게놈 전체 매칭(Liftover)한 후, 상기 목표생물의 게놈 정보를 게놈지도화하는 단계;
    를 포함하는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커를, 기 저장된 기능변화예측 프로그램을 통하여 유전자 변이에 의한 기능 변화(Functional Change)를 예측하는 단계;
    상기 예측된 기능 변화에 대응하는 점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 적어도 하나의 유전자 마커를, 상기 목표생물과 모델생물의 유전자 변이의 기능 연관성 및 상기 유전자 변이의 기능 변화에 신뢰도가 있는 유전자 마커로 설정하여 유전자 리포트를 생성하는 단계;
    를 포함하는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 상기 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커이면, 상기 모델생물의 유전자 변이를 상기 목표생물에 적용하고, 유전자 변이의 기능 변화 신뢰도는 하위레벨로 설정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류되는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 상기 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커가 아니고, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하는 경우, 상기 모델생물의 유전자 변이를 상기 목표생물에 적용하고, 상기 신뢰도는 중위레벨로 설정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류되는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과한 경우, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 상기 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 상기 모델생물에서 기 구축된 데이터베이스 내에는 포함되지 않은 유전자 변이 마커이고, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, 상기 모델생물의 유전자 변이를 상기 목표생물에 적용하고, 상기 신뢰도는 중위레벨로 설정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류되는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과한 경우, 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대응하는 상기 모델생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 상기 모델생물에서 기 구축된 데이터베이스 내에는 포함되지 않은 유전자 변이 마커이고, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커에 대하여, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, 상기 모델생물의 유전자 변이를 상기 목표생물에 적용하고, 상기 신뢰도는 중위레벨로 설정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류되는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표생물과 상기 모델생물의 게놈 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 목표생물에 대한 유전자 변이 기반 유전자 리포트를 생성하여 제공하는 단계는,
    상기 비교 결과 상기 목표생물에 상기 모델생물의 게놈 정보 상의 상기 기 선택된 적어도 하나의 유전자 마커의 매칭률이 기 설정된 값을 초과하는 경우, 상기 기 설정된 값을 초과하는 상기 목표생물의 적어도 하나의 유전자 마커가, 상기 모델생물에서 기능적으로 주지한 유전자 변이 마커이고, 기 저장된 기능변화예측 프로그램의 기능변화점수가 기 설정된 스코어를 초과하면, 상기 모델생물의 유전자 변이를 상기 목표생물에 적용하고, 상기 신뢰도는 상위레벨로 설정하는 단계;
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    상기 신뢰도는, 하위레벨, 중위레벨 및 상위레벨로 분류되는 것인, 이종생물의 유전자 마커 매칭 기반 모델생물의 유전자 마커를 목표생물의 유전자 마커로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
PCT/KR2021/003589 2020-03-26 2021-03-23 이종생물 유래의 유전자 마커 매칭에 기반한 하나 혹은 그 이상의 모델생물의 유전자 마커와 그 패턴 정보를 목표하는 생물의 유전자 마커 정보로 이용하는 유전자 검사 서비스 제공 방법 Ceased WO2021194227A1 (ko)

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