JPS61233369A - Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid - Google Patents

Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid

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JPS61233369A
JPS61233369A JP7489985A JP7489985A JPS61233369A JP S61233369 A JPS61233369 A JP S61233369A JP 7489985 A JP7489985 A JP 7489985A JP 7489985 A JP7489985 A JP 7489985A JP S61233369 A JPS61233369 A JP S61233369A
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誠 原
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Abstract

PURPOSE:To determine automatically base sequence with high accuracy by determining one sepn. development row as a reference row, determining the relative position based on the inclination of the band of the other sepn. development row, determining the ratio of the sepn. development distance from the relative position and expanding or contracting the sepn. development distance in accordance with the obtd. ratio. CONSTITUTION:The point where the code of the level difference with respect to a one-dimensional waveform 21 inverts is determined and the point 22 where the signal level is max. is found out. A regression straight line 23 is obtd. with one band and an inclination 24 of the line 23 relative to the migration direction is determined, by which the inclination of the band is determined. The reference band 31 detected of the inclination on the reference row with the 2nd slot as the reference row is extended up to an intermediate point 32 with the adjacent row and the intersected point 34 thereof is determined as the relative position of the band 31. The ratio of the sepn. development distance from the relative position is determined with respect to each row except the reference row and the primary wave of the scanning line is extended or contracted at this ratio to correct collectively the migration distance.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、核酸の塩基配列決定のための信号処理方法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid.

[発明の背景] 近年、急速に発達して来た分子生物学の分野においては
、生物体の機能や複製のメカニズムを解明するために、
生物体のもつ遺伝情報を明らかにすることが必須のこと
となっている。とりわけ、特定の遺伝情報を担うDNA
 (もしくはDNA断片物、以下同様)などの核酸の塩
基配列を決定することが必要不可欠なこととなっている
[Background of the Invention] In the field of molecular biology, which has developed rapidly in recent years, in order to elucidate the functions and replication mechanisms of living organisms,
It is essential to clarify the genetic information possessed by living organisms. In particular, DNA that carries specific genetic information
It has become essential to determine the base sequence of nucleic acids such as (or DNA fragments, the same shall apply hereinafter).

DNA、RNAなとの核酸の塩基配列を決定するための
代表的な方法として、オートラジオグラフィーを利用す
るマキサム・ギルバー) (Maxa膳−Gilber
t )法およびサンガー・クールソン(Sanger−
Coulson)法が知られている。前者のマキサム−
ギルバート法は、まず、塩基配列を決定しようとしてい
るDNAあるいはDNA断片物の鎖状分子の一方の端部
に32 p等の放射性同位元素を含む基を結合させるこ
とにより、その対象物を放射性標識物質としたのち、化
学的な手段を利用して鎖状分子の各構成単位間の結合を
塩基特異的に切断する6次に、この操作により得られた
塩基特異的DNA切断分解物の混合物をゲル電気泳動法
により分離展開し、多数の切断分解物がそれぞれ分離展
開されて形成された分離展開パターン(ただし、視覚的
には見ることができない)を得る。この分離展開パター
ンをたとえばX線フィルム上に可視化してそのオートラ
ジオグラフを得、得られたオートラジオグラフと各々の
塩基特異的切断手段とから、放射性元素が結合された鎖
状分子の端部から一定の位置関係にある塩基を順次決定
し、これにより対象物全ての塩基配列を決定することが
できる。
Maxazen-Gilber uses autoradiography as a typical method to determine the base sequence of nucleic acids such as DNA and RNA.
t) method and Sanger-Coulson (Sanger-
Coulson) method is known. The former Maxam
In the Gilbert method, first, a group containing a radioactive isotope such as 32p is attached to one end of a chain molecule of the DNA or DNA fragment whose base sequence is to be determined, thereby radioactively labeling the target. After making the substance, the bonds between each constituent unit of the chain molecule are base-specifically cleaved using chemical means.Next, the mixture of base-specific DNA cleavage products obtained by this operation is Separation and development is performed by gel electrophoresis, and a separation and development pattern (however, this cannot be seen visually) is obtained by separating and developing a large number of cleavage products. This separation development pattern is visualized on, for example, an X-ray film to obtain an autoradiograph thereof, and from the obtained autoradiograph and each base-specific cutting means, the end of the chain molecule to which the radioactive element is bound is determined. By sequentially determining the bases in a certain positional relationship, it is possible to determine the base sequence of the entire target object.

また、後者のサンガーφクールソン法は、DNAあるい
はDNA断片物の鎖状分子と相補的であって、かつ放射
性標識が付与されたDNA合成物を化学的な手段を利用
して塩基特異的に合成し、この塩基特異的DNA合成物
の混合物を用いて上記と同様にしてそのオートラジオグ
ラフから塩基配列を決定する方法である。
The latter Sanger Coulson method uses chemical means to base-specifically synthesize a DNA compound that is complementary to a chain molecule of DNA or DNA fragments and has been given a radioactive label. Then, using this mixture of base-specific DNA compounds, the base sequence is determined from the autoradiograph in the same manner as above.

本出願人は、上記核酸の塩基配列決定を簡易かつ高精度
で行なうことを目的として、それに利用されるオートラ
ジオグラフ測定操作において、上記X線フィルム等の写
真感光材料を用いる従来の放射線写真法の代りに、蓄積
性蛍光体シートを用いる放射線像変換方法を利用する方
法について既に特許出願している(特開昭59−830
57号、特願昭58−201231号)、ここで、蓄積
性蛍光体シートは輝尽性蛍光体からなるものであり、放
射線エネルギーを該蛍光体シートの輝尽性蛍光体に吸収
させたのち、可視乃至赤外領域の電磁波(励起光)で励
起することにより、放射線エネルギーを蛍光として放出
させることができるものである。この方法によれば、露
光時間を大幅に短縮化することができ、また従来より問
題となっていた化学カブリ等が発生することがない、さ
らに、放射性標識物質のオートラジオグラフは、一旦放
射線エネルギーとして蛍光体シートに蓄積されたのち輝
尽光として時系列的に読み出されるから、画像のほかに
記号、数値など任意の形で表示記録することが可能であ
る。
With the aim of determining the base sequence of the above nucleic acids simply and with high precision, the present applicant has proposed a conventional radiographic method using a photosensitive material such as the above X-ray film in the autoradiograph measurement operation used therein. Instead, a patent application has already been filed for a method using a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet (Japanese Patent Laid-Open No. 59-830).
57, Japanese Patent Application No. 58-201231), where the stimulable phosphor sheet is made of stimulable phosphor, and after radiation energy is absorbed by the stimulable phosphor of the phosphor sheet, By exciting it with electromagnetic waves (excitation light) in the visible to infrared region, radiation energy can be emitted as fluorescence. According to this method, exposure time can be significantly shortened and chemical fog, which has been a problem in the past, does not occur.Furthermore, autoradiographs of radioactively labeled substances can be produced by Since the light is stored in a phosphor sheet and then read out in time series as photostimulated light, it is possible to display and record it in any form such as symbols and numbers in addition to images.

従来より、核酸の塩基配列決定をしようとする者は、可
視化されたオートラジオグラフについて、放射性標識が
付与された核酸の塩基特異的切断分解物もしくは塩基特
異的合成物(以下、単に核酸の塩基特異的断片物と称す
る)のそれぞれの分離展開位置を視覚的に判断し、分離
展開列間で相互に比較することにより核酸の塩基配列を
決定している。よって、得られたオートラジオグラフの
解析は通常人間の視覚を通して行なわれており、そのた
めに多大な時間と労力が費されている。
Conventionally, those attempting to determine the base sequence of a nucleic acid have been asked to analyze a visualized autoradiograph with a base-specific cleavage degradation product or a base-specific composite (hereinafter simply referred to simply as a base-specific synthesis product) of a radioactively labeled nucleic acid. The base sequence of the nucleic acid is determined by visually determining the separation and development position of each of the separated and development columns (referred to as specific fragments) and comparing the separated and development columns with each other. Therefore, analysis of the obtained autoradiograph is usually performed through human vision, which requires a great deal of time and effort.

また、人間の目に依存しているため、オートラジオグラ
フを解析して決定された核酸の塩基配列が解析者によっ
て異なるなど得られる情報の精度には限界がある。
Additionally, because it relies on the human eye, there are limits to the accuracy of the information that can be obtained, such as the base sequence of nucleic acids determined by analyzing autoradiographs differing depending on the analyst.

そこで、本出願人は、上記オートラジオグラフをデジタ
ル信号として得た後このデジタル信号に適当な信号処理
を施すことにより、DNAの塩基配列を自動的に決定す
る方法についても既に特許出願している(特開昭59−
128527号、特開昭59−126278号、特願昭
59−89615号、特願昭59−140908号等)
、オートラジオグラフに対応するデジタル信号は、従来
の放射線フィルムを利用する場合には一旦オートラジオ
グラフを該フィルム上に可視画像化したのち1反射光ま
たは透過光を利用して光電的に読み取ることにより得ら
れる。また、蓄積性蛍光体シートを用いる場合には、オ
ートラジオグラフが蓄積記録された蛍光体シートを直接
に読み出すことにより得られる。
Therefore, the applicant has already filed a patent application for a method for automatically determining the base sequence of DNA by obtaining the above-mentioned autoradiograph as a digital signal and then subjecting this digital signal to appropriate signal processing. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 59-
128527, Japanese Patent Application Publication No. 126278/1982, Japanese Patent Application No. 89615/1989, Japanese Patent Application No. 140908/1987, etc.)
If a conventional radiation film is used, the digital signal corresponding to the autoradiograph can be read out photoelectrically using reflected or transmitted light after the autoradiograph is first visualized on the film. It is obtained by When a stimulable phosphor sheet is used, an autoradiograph can be obtained by directly reading out the phosphor sheet on which the stimulable phosphor sheet has been stored.

しかしながら、実際に放射性標識物質を電気泳動法など
により支持媒体上に分離展開させて得られた分離展開パ
ターンには種々の歪みおよびノイズが生じがちである。
However, various distortions and noises tend to occur in separation and development patterns obtained by actually separating and developing radiolabeled substances on a support medium by electrophoresis or the like.

その代表的なものに、支持媒体の中央部の分離展開距離
に比べて両端部の分離展開距離が短くなる現象(スマイ
リング現象)がある、スマイリング現象は、分離展開過
程における放熱(いわゆるエツジ効果)などが原因して
発生する。このような歪みが発生した場合にも、そのオ
ートラジオグラフに対応するデジタル信号を効率良く信
号処理して核酸の塩基配列を高精度で自動決定すること
が望まれている。
A typical example of this is the phenomenon (smiling phenomenon) in which the separation distance at both ends of the support medium is shorter than the separation distance at the center of the support medium. It occurs due to such things. Even when such distortion occurs, it is desired to efficiently process the digital signal corresponding to the autoradiograph and automatically determine the base sequence of the nucleic acid with high precision.

[発明の要旨] 本発明者は、オートラジオグラフィーを利用して核酸の
塩基配列を自動決定する方法において、スマイリング現
象の生じている分離展開パターンであってもそのオート
ラジオグラフに対応するデジタル信号を好適に信号処理
することにより、核酸の塩基配列を簡易かつ高精度で自
動決定することを実現した。
[Summary of the Invention] The present inventor has proposed a method for automatically determining the base sequence of a nucleic acid using autoradiography, in which a digital signal corresponding to the autoradiograph can be obtained even if the separation pattern has a smiling phenomenon. By appropriately processing the signals, we have achieved automatic determination of the base sequence of nucleic acids with ease and high accuracy.

すなわち、本発明は、放射性標識が付与された塩基特異
的DNA断片物もしくは塩基特異的RNA断片物の混合
物が支持媒体上に一次元的方向に分離展開されて形成さ
れた複数の分離展開列のオートラジオグラフに対応する
デジタル信号について信号処理を行なうことにより、核
酸の塩基配列を決定する方法において、 1)各分離展開列について、少なくとも一つのバンドの
分離展開方向に対する傾きを検出する工程、 2)一つの分離展開列を基準列とし、この基準列上の傾
きの検出されたバンドについて、他の各分離展開列のバ
ンドの傾きに基づいて他の各分離展開列における相対位
置を決定する工程、および3)基準列以外の各分離展開
列について、相対位置から分離展開距離の比率を求め、
この比率に基づいて線列の分離展開距離を伸縮させる工
程、を含むことを特徴とする核酸の塩基配列決定のため
の信号処理方法を提供するものである。
That is, the present invention provides a plurality of separation and development arrays formed by separation and development of a mixture of radioactively labeled base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments in a one-dimensional direction on a support medium. A method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a digital signal corresponding to an autoradiograph, comprising the steps of: 1) detecting the slope of at least one band with respect to the separation development direction for each separation development column; ) The step of using one separation development column as a reference column and determining the relative position of a band whose slope has been detected on this reference column in each other separation development column based on the slope of the band in each other separation development column. , and 3) For each separation expansion column other than the reference column, calculate the ratio of separation expansion distance from the relative position,
The present invention provides a signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, which includes a step of expanding or contracting the separation distance of the line array based on this ratio.

また、本発明は、上記オートラジオグラフに対応するデ
ジタル信号について信号処理を行なうことにより、核酸
の塩基配列を決定する方法において、 1)各分離展開列について、少なくとも一つのバンドの
分離展開方向に対す゛る傾きを検出する工程、 2)一つの分離展開列を基準列とし、この基準列上の傾
きの検出されたバンドについて、他の各分離展開列のバ
ンドの傾きに基づいて他の各分離展開列における相対位
置を決定する工程、3)基準列以外の各分離展開列につ
いて、相対位置から分離展開距離の比率を求め、この比
率に基づいて線列の分離展開距離を伸縮させる工程、お
よび 4)各分離展開列上の全てのバンドを検出し、その位置
に基づいてバンドに序列を付する工程、を含むことを特
徴とする核酸の塩基配列決定のための信号処理方法をも
提供するものである。
The present invention also provides a method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a digital signal corresponding to the autoradiograph, including: 1) for each separation and development column, at least one band in the direction of separation and development; 2) One separation development column is used as a reference column, and for the band whose slope has been detected on this reference column, each of the other separations is detected based on the slope of the band in each of the other separation development columns. 3) determining the relative position in the developed row, 3) determining the ratio of the separated developed distance from the relative position for each separated developed row other than the reference row, and expanding or contracting the separated developed distance of the line array based on this ratio; 4) A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid is also provided, which includes the step of detecting all bands on each separation and development column and ranking the bands based on their positions. It is something.

本発明によれば、核酸の塩基特異的断片物の混合物を支
持媒体上で電気泳動させて得られた分離展開パターンに
スマイリング現象が発生している場合でも、そのオート
ラジオグラフに対応するデジタル信号をスマイリングの
補正のための信号処理機能を有する適当な信号処理回路
を通すことにより、核酸の塩基配列を簡易かつ高精度で
得ることができる。
According to the present invention, even if a smiling phenomenon occurs in the separation development pattern obtained by electrophoresing a mixture of base-specific fragments of nucleic acids on a support medium, a digital signal corresponding to the autoradiograph can be obtained. By passing the signal through an appropriate signal processing circuit having a signal processing function for smile correction, the base sequence of the nucleic acid can be obtained easily and with high precision.

通常、スマイリング現象の発生している分離展開パター
ンにおいては、両端部の泳動距離の短い分離展開列上の
各バンド(幅方向に長い帯状の分離展開部位)は、泳動
方向に直角(すなわち、水平)ではなくスマイリング効
果の程度に応じて傾きを有している0本発明者は、この
バンドの傾きに注目して、スマイリング効果の補正を適
性かつ簡単に行なう方法を見い出したものである。そし
て、スマイリングの補正がなされたデジタル信号に更に
適当な信号処理を施すことにより、核酸の塩基配列決定
を簡易かつ高精度で行なうことができる。
Normally, in a separation pattern in which the smiling phenomenon occurs, each band (separation development region long in the width direction) on a separation development row with a short migration distance at both ends is perpendicular to the migration direction (i.e. horizontally ), but has a slope depending on the degree of the smiling effect.The present inventor paid attention to the slope of this band and discovered a method for suitably and easily correcting the smiling effect. Then, by further performing appropriate signal processing on the smiling-corrected digital signal, the base sequence of a nucleic acid can be determined easily and with high precision.

[発明の構成] 本発明において用いられる試料の例としては。[Structure of the invention] Examples of samples used in the present invention include:

放射性標識が付与されたDNA、RNA等の核酸の塩基
特異的断片物の混合物を挙げることができる。ここで、
核酸の断片物とは長鎖状の分子の一部分を意味する。た
とえば、塩基特異的DNA断片物混合物の一種である塩
基特異的DNA切断分解物混合物は、前述のマキサム・
ギルバート法に従って、放射性標識が付与されたDNA
を塩基特異的に切断分解することにより得られる。
Examples include mixtures of base-specific fragments of nucleic acids, such as DNA and RNA, to which radioactive labels have been added. here,
A nucleic acid fragment refers to a portion of a long chain molecule. For example, a base-specific DNA cleavage degradation product mixture, which is a type of base-specific DNA fragment mixture, is a mixture of base-specific DNA fragments.
DNA radioactively labeled according to the Gilbert method
It is obtained by base-specific cleavage and decomposition of .

また、塩基特異的DNA合成物混合物は前述のサンガー
拳り−ルソン法に従って、DNAをテンプレート(鋳型
)として、放射性標識が付与されたデオキシヌクレオシ
ドトリフオスフェートとDNA合成酵素とを用いて合成
することにより得られる。
In addition, the base-specific DNA compound mixture can be synthesized using DNA as a template and a radioactively labeled deoxynucleoside triphosphate and a DNA synthesizing enzyme according to the Sanger Fist-Luzon method described above. It is obtained by

さらに、塩基特異的RNA断片物の混合物も上記と同様
の方法により、切断分解物混合物としてまたは合成物混
合物として得ることができる。なお、DNAはその構成
単位としてアデニン、グアニン、チミン、シトシンの四
種類の塩基からなるが、一方RNAはアデニン、グアニ
ン、ウラシル、シトシンの四種類の塩基からなる。
Furthermore, a mixture of base-specific RNA fragments can also be obtained as a mixture of cleavage products or a mixture of synthetic products by the same method as above. Note that DNA consists of four types of bases as its constituent units: adenine, guanine, thymine, and cytosine, while RNA consists of four types of bases: adenine, guanine, uracil, and cytosine.

放射性標識は、これらの物質に適当な方法で32p、+
AC,31iS、コH,”I す、!’c7)放射性同
位元素を保持させることによって付与される。
The radioactive label can be added to 32p, + by a method appropriate to these substances.
AC,31iS,KOH,"Isu,!'c7) It is given by retaining a radioactive isotope.

試料である放射性標識が付与された核酸の塩基特異的断
片物の混合物はゲル状支持媒体など公知の各種の支持媒
体を用いて、電気泳動法、薄層クロマトグラフィー、カ
ラムクロマトグラフィー、ペーパークロマトグラフィー
なと種々の分離展開方法により支持媒体上に分離展開さ
れる。
The sample, a mixture of base-specific fragments of radioactively labeled nucleic acids, is subjected to electrophoresis, thin layer chromatography, column chromatography, and paper chromatography using various known support media such as gel support media. Separation and development are carried out on a support medium using various separation and development methods.

次に、放射性標識物質が分離展開された支持媒体につい
て、従来の写゛真感光材料を用いる放射線写真法により
、あるいは蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変換方
法によりそのオートラジオグラフが得られ、次いで適当
な読取り(読出し)系を介して放射性標識物質のオート
ラジオグラフに対応するデジタル信号が得られる。
Next, an autoradiograph of the support medium on which the radiolabeled substance has been separated and developed is obtained by radiography using a conventional photosensitive material or by a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet. A digital signal corresponding to the autoradiogram of the radiolabeled substance is then obtained via a suitable readout system.

前者の放射線写真法を利用する場合には、まず支持媒体
とX線フィルム等の写真感光材料とを低温(−90〜−
70℃)で長時間(数十時間)重ね合わせて放射線フィ
ルムを感光させたのち、現像して放射性標識物質のオー
トラジオグラフを放射線フィルム上に可視画像化する0
次いで、画像読取装置を用いて放射線フィルム上に可視
化されたオートラジオグラフを読み取る。たとえば、放
射線フィルムに光ビームを照射してその透過光または反
射光を光電的に検出することにより、オートラジオグラ
フは電気信号として得られる。さらに、この電気信号を
A/D変換することにより、オートラジオグラフに対応
するデジタル信号を得ることができる。
When using the former radiographic method, first the support medium and the photographic material such as X-ray film are heated at a low temperature (-90 to -
The radiographic film is exposed to light by overlapping at 70℃ for a long time (several tens of hours), and then developed to create a visible image of the autoradiograph of the radiolabeled substance on the radiographic film.
The autoradiograph visualized on the radiographic film is then read using an image reading device. For example, an autoradiograph is obtained as an electrical signal by irradiating a radiation film with a light beam and photoelectrically detecting the transmitted or reflected light. Furthermore, by A/D converting this electrical signal, a digital signal corresponding to an autoradiograph can be obtained.

後者の放射線像変換方法を利用する場合には、まず、支
持媒体と蓄積性蛍光体シートとを常温で短時間(数秒〜
数十分間)重ね合わせて蛍光体シートに放射性標識物質
から放出される放射線エネルギーを蓄積させることによ
り、そのオートラジオグラフを蛍光体シートに一種の潜
像として記録する。ここで、蓄積性蛍光体シートは、た
とえばプラスチックフィルムからなる支持体、二価ユー
ロピウム賦活弗化臭化バリウム(BaFBr:Eu”)
等の輝尽性蛍光体からなる蛍光体層、および透明な保護
膜がこの順に積層されたものである。蓄積性蛍光体シー
トに含有されている輝尽性蛍光体は、X線等の放射線が
照射されるとその放射線エネルギーを吸収して蓄積し、
そののち可視乃至赤外領域の光で励起すると蓄積してい
た放射線エネルギーを輝尽光として放出するという特性
を有する。
When using the latter radiation image conversion method, first, the support medium and stimulable phosphor sheet are heated at room temperature for a short period of time (several seconds to
The autoradiograph is recorded as a kind of latent image on the phosphor sheet by overlapping the phosphor sheets (for several tens of minutes) and accumulating the radiation energy emitted from the radiolabeled substance in the phosphor sheet. Here, the stimulable phosphor sheet includes, for example, a support made of a plastic film, divalent europium-activated barium fluoride bromide (BaFBr:Eu")
A phosphor layer made of a stimulable phosphor such as phosphor and a transparent protective film are laminated in this order. When the stimulable phosphor contained in the stimulable phosphor sheet is irradiated with radiation such as X-rays, it absorbs the radiation energy and accumulates it.
It has the characteristic that when excited with light in the visible to infrared region, the accumulated radiation energy is released as photostimulated light.

次いで、読出装置を用いて蓄積性蛍光体シートに蓄積記
録されたオートラジオグラフを読み出す、具体的には、
たとえば蛍光体シートをレーザー光で走査して放射線エ
ネルギーを輝尽光とじて放出させ、この輝尽光を光電的
に検出することにより、放射性標識物質のオートラジオ
グラフは可視画像化することなく直接に電気信号として
得られる。さらに、この電気信号をA/D変換すること
により、オートラジオグラフに対応するデジタル信号を
得ることができる。
Next, the autoradiograph stored and recorded on the stimulable phosphor sheet is read out using a reading device, specifically,
For example, by scanning a phosphor sheet with a laser beam to emit radiation energy as photostimulated light, and then detecting this photostimulated light photoelectrically, an autoradiograph of a radiolabeled substance can be directly obtained without creating a visible image. obtained as an electrical signal. Furthermore, by A/D converting this electrical signal, a digital signal corresponding to an autoradiograph can be obtained.

上述のオートラジオグラフ測定操作およびオートラジオ
グラフに対応するデジタル信号を得る方法の詳細につい
ては、前記特開昭59−83057号、特開昭59−1
28527号、特開昭59−126278号等の各公報
に記載されている。
For details of the above-mentioned autoradiograph measurement operation and method of obtaining a digital signal corresponding to the autoradiograph, see the above-mentioned JP-A-59-83057 and JP-A-59-1.
It is described in various publications such as No. 28527 and JP-A-59-126278.

なお、上記においては、支持媒体上に分離展開された放
射性標識物質のオートラジオグラフに対応するデジタル
信号を得る方法として、従来の放射線写真法および放射
線像変換方法を利用する方法について述べたが、これら
の方法に限定されるものではなく、それ以外の如何なる
方法により得られたデジタル信号であっても放射性標識
物質のオートラジオグラフと対応関係がある限り、本発
明の信号処理方法を適用することが可能である。
In the above, a method using conventional radiography and radiographic image conversion methods was described as a method for obtaining a digital signal corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance separated and developed on a support medium. The signal processing method of the present invention is not limited to these methods, and the signal processing method of the present invention can be applied to any digital signal obtained by any other method as long as it has a correspondence with the autoradiograph of the radiolabeled substance. is possible.

また、上記いずれの方法においてもオートラジオグラフ
の読取り(または読出し)は、放射線フィルム(または
蓄積性蛍光体シート)の全面に亘って行なう必要はなく
、画像領域のみについて行なうことも勿論可能である。
Furthermore, in any of the above methods, it is not necessary to read (or read out) the autoradiograph over the entire surface of the radiation film (or stimulable phosphor sheet), and it is of course possible to perform it only on the image area. .

さらに、本発明においては、予め各分離展開列の位置お
よびバンドの幅等についての情報を入力して読取り(読
出し)条件を設定しておき、読取り(読出し)操作にお
いては各バンド上を二本以上の走査線が通過するような
走査線密度で光ビームによる走査を行なうことにより、
読取(読出)時間を短縮化して必要な情報を効率良く得
ることができる。なお、本発明においてオートラジオグ
ラフに対応するデジタル信号とは、このようにして得ら
れたデジタル信号をも包含する。
Furthermore, in the present invention, reading conditions are set by inputting information about the position of each separation expansion column, band width, etc. in advance, and two lines are read on each band in the reading operation. By scanning with a light beam at a scanning line density that allows the above scanning lines to pass through,
It is possible to shorten reading time and efficiently obtain necessary information. Note that in the present invention, the digital signal corresponding to an autoradiograph includes the digital signal obtained in this manner.

得られたデジタル信号I)xyは、放射線フィルム(ま
たは蛍光体シート)に固定された座標系で表わされた座
標(x 、 y)とその座標における信号のレベル(2
)とからなる、信号のレベルはその座標における画像濃
度、すなわち放射性標識物質の量を表わしている。従っ
て、一連のデジタル信号(すなわち、デジタル画像デー
タ)は放射性標識物質の二次元的な位置情報を有してい
る。
The obtained digital signal I)
), and the signal level represents the image density at that coordinate, ie, the amount of radiolabeled substance. Therefore, the series of digital signals (ie, digital image data) has two-dimensional positional information of the radiolabeled substance.

このようにして得られた支持媒体上に分離展開された放
射性標識物質のオートラジオグラフに対応するデジタル
信号には、以下に述べるような本発明の方法により信号
処理が施されて、目的の核酸の塩基配列の決定が行なわ
れる。
The digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance separated and developed on the support medium obtained in this way is subjected to signal processing by the method of the present invention as described below, and the target nucleic acid is The nucleotide sequence of the nucleotide sequence is determined.

本発明の信号処理方法の実施の態様を、次の四種類の放
射性標識が付与された塩基特異的DNA断片物の組合せ
により形成された泳動列(分離展開列)からなる場合に
ついて説明する。
An embodiment of the signal processing method of the present invention will be described with reference to a case where the electrophoresis array (separation and development array) is formed by a combination of base-specific DNA fragments to which the following four types of radioactive labels have been added.

1)グアニンCG)特異的DNA断片物2)アデニン(
A)特異的DNA断片物3)チミン(T)特異的DNA
断片物 4)シトシン(C)特異的DNA断片物ここで、各塩基
特異的DNA断片物は、塩基特異的に切断分解もしくは
合成された、すなわち末端の塩基を同じくする種々の長
さのDNA断片物からなる。
1) Guanine CG) specific DNA fragment 2) Adenine (
A) Specific DNA fragment 3) Thymine (T) specific DNA
Fragment 4) Cytosine (C)-specific DNA fragment Here, each base-specific DNA fragment is a DNA fragment of various lengths that has been cleaved, degraded, or synthesized in a base-specific manner, that is, has the same terminal base. consists of things.

第1図は、上記四種類の塩基特異的DNA断片物がそれ
ぞれ四個のスロットに電気泳動されてなる泳動パターン
のオートラジオグラフを部分的に示す。
FIG. 1 shows a partial autoradiograph of the electrophoresis pattern obtained by electrophoresing the above-mentioned four types of base-specific DNA fragments into four slots, respectively.

このオートラジオグラフに対応するデジタル信号は、信
号処理回路において一旦メモリ(バラツアーメモリ、ま
たは磁気ディスク等の不揮発性メモリ)に記憶される。
A digital signal corresponding to this autoradiograph is temporarily stored in a memory (a discrete memory or a nonvolatile memory such as a magnetic disk) in a signal processing circuit.

まず、各泳動列(レーン)上の少なくとも一つのバンド
について、泳動方向に対する傾きを検出する。
First, the inclination of at least one band on each electrophoresis column (lane) with respect to the electrophoresis direction is detected.

デジタル信号の検出を、前記のように各バンドについて
少なくとも二本の走査線がかかるような走査線密度で各
レーンに沿って走査することにより行なった場合には(
第1図参照、l:泳動バンド、2:走査線)、直接に各
走査線について位置(y)と信号のレベル(2)とから
なる−次元波形を作成することができる。また、オート
ラジオグラフを全面に渡って読み取った場合には、デジ
タル画像データ上で上記と同様の走査を行なうことによ
り各レーンに沿って信号を抽出したのち、−次元波形を
作成する。
If the digital signal is detected by scanning along each lane at a scanning line density such that at least two scanning lines are applied for each band as described above, then (
(See FIG. 1, 1: migration band, 2: scanning line), it is possible to directly create a -dimensional waveform consisting of position (y) and signal level (2) for each scanning line. Furthermore, when the entire autoradiograph is read, a signal is extracted along each lane by scanning the digital image data in the same manner as described above, and then a -dimensional waveform is created.

第2図は、バンドの傾きを検出する工程を概略的に示す
図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the process of detecting the band inclination.

第2図において、−次元波形21について、たとえば信
号のレベルの差分の符号が反転する点を求めることによ
り、信号レベルが極大となる位置22を探し出す、一つ
のバンドについて、各走査線上の相当する極大値の位置
を結んで回帰直線23を得、この回帰直線の泳動方向(
すなわち走査線の方向)に対する傾き(θ)24を求め
ることにより、該バンドの傾きを検出することができる
。この操作をレーンごとに少なくとも一つのバンドにつ
いて行なう、精度の向上の点から、スマイリング効果が
顕著であり、従って傾きの大きな下部(泳動距離が相対
的に大である領域)のバンドについて傾きを検出するの
が好ましく、また、各レーンの近接したバンド(泳動距
離が同等のバンド)について行なうのが好ましい。
In FIG. 2, for a -dimensional waveform 21, for example, by finding the point where the sign of the difference in signal levels is reversed, the position 22 where the signal level is maximum is found. The regression line 23 is obtained by connecting the positions of the maximum values, and the migration direction of this regression line (
That is, by determining the slope (θ) 24 with respect to the direction of the scanning line, the slope of the band can be detected. This operation is performed for at least one band per lane. From the point of view of improving accuracy, the smiling effect is noticeable, and therefore the slope is detected for the band at the bottom where the slope is large (region where the electrophoresis distance is relatively large). It is preferable to carry out the analysis, and it is also preferable to carry out the analysis on adjacent bands (bands having the same migration distance) in each lane.

次に、基準列(基準レーン)を定め、得られたバンドの
傾きに基づいて基準レーン上のバンドの他のレーン上に
おける相対位置を決定する。
Next, a reference column (reference lane) is determined, and the relative position of the band on the reference lane on other lanes is determined based on the obtained band inclination.

基準レーンは、スマイリング効果の最も小さいレーン、
すなわち傾きの最も小さなレーンとするのが好ましい。
The reference lane is the lane with the least smiling effect,
In other words, it is preferable to use the lane with the smallest slope.

第3図は、レーン上の相対位置を決定する工程を概略的
に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the process of determining the relative position on the lane.

まず、第ニスロットを基準レーンとし、第3図に部分的
に示すように、基準レーン上の傾きの検出された基準バ
ンド31(バンドの位置:y2)を基準レーンと基準レ
ーンに隣接するレーン(第三スロット)との中間点32
まで延長する0次いで、この中間点を基点として、基準
バンド31と位置的に近い隣接レーン上の傾きの検出さ
れたバンド33と同じ傾きをもつ直線(バンド33に平
行な直線)を、隣接レーンまで延長する。この延長線と
隣接レーンとの交点34を基準バンドの相対位!lyコ
と決定する。
First, the second slot is set as a reference lane, and as partially shown in FIG. midpoint 32 with the third slot)
Next, from this intermediate point as a base point, a straight line (a straight line parallel to the band 33) having the same slope as the detected band 33 on the adjacent lane, which is located close to the reference band 31, is drawn on the adjacent lane. extend to. The intersection point 34 between this extension line and the adjacent lane is the relative position of the reference band! Decided to be lyco.

同様の操作を他の傾きの検出されたバンドを用いて残り
のレーンについても行ない、基準バンドの各レーン上に
おける相対位置y8、y4を決定する。基準レーンに直
接隣接しないレーン上で基準バンドの相対位置を決定す
る場合には、基準レーンとこのレーンとの間で直接に相
対位置を決定してもよいし、あるいはまず基準レーンと
隣接レーンとの間で相対位置を決定したのち、順次それ
に隣接するレーンとの間で相対位置を決定する操作を繰
り返してもよい、このようにして、基準レーン上の基準
バンドを基準として各レーユ・が等時間で達した位置を
求めることができる。
Similar operations are performed for the remaining lanes using bands whose inclinations have been detected to determine the relative positions y8 and y4 of the reference band on each lane. When determining the relative position of a reference band on a lane that is not directly adjacent to the reference lane, the relative position may be determined directly between the reference lane and this lane, or first, the relative position may be determined between the reference lane and the adjacent lane. After determining the relative position between lanes, the operation of sequentially determining the relative position between adjacent lanes may be repeated.In this way, each lane is equally spaced with reference to the reference band on the reference lane. You can find the position reached in time.

次いで、得られた各レーン上の相対位置に基づいて、各
レーンについて位置の補正を行なう。
Next, the position is corrected for each lane based on the obtained relative position on each lane.

たとえば第三スロットについて、泳動開始点から該レー
ン上の相対位置y3までの泳動距離V’s、および泳動
開始点から基準レーン上の基準バンドの位置y2までの
泳動圧Ill 3” 2を求めたのち、比率y’t/V
’sを算出する。同様の操作を他のスロットについても
行なうことにより、各レーンについて泳動距離の比率(
同時に泳動速度の比でもある)を算出することができる
For example, for the third slot, the migration distance V's from the migration start point to the relative position y3 on the lane, and the migration pressure Ill3''2 from the migration start point to the reference band position y2 on the reference lane were determined. Later, the ratio y't/V
's is calculated. By performing the same operation for other slots, the ratio of migration distance (
At the same time, it is also possible to calculate the ratio of migration speeds.

−レーンについて二つ以上のバンドの傾きを用いて比率
を算出した場合、あるいは二つ以上の基準バンドを用い
て比率を算出した場合には、その平均の比率を当該レー
ンの比率とする。得られた泳動距離の比率は、各レーン
のスマイリング効果の程度を表わしている。
- When a ratio is calculated using the slopes of two or more bands for a lane, or when a ratio is calculated using two or more reference bands, the average ratio is taken as the ratio for the lane. The ratio of the obtained migration distances represents the degree of the smiling effect of each lane.

この比率に基づいて、基準外以外の各レーンについて泳
動距離を伸縮させる。たとえば、第三スロットについて
は、その走査線の一次元波形をY’t/V’sの比率で
伸長させることにより、泳動距離を一括して補正するこ
とができる。残りのレーンについても各々の泳動距離の
比率に基づいて、泳動距離を一括して伸縮させる。この
ようにして、全てのレーンについてスマイリング効果の
補正を行なうことができる。
Based on this ratio, the migration distance for each lane other than the standard is expanded or contracted. For example, for the third slot, the migration distance can be corrected all at once by extending the one-dimensional waveform of the scanning line at a ratio of Y't/V's. The electrophoresis distances of the remaining lanes are also expanded or contracted all at once based on the ratio of their respective electrophoresis distances. In this way, the smiling effect can be corrected for all lanes.

基準レーンをスマイリング効果の生じていない中央部の
レーンとした場合には、各レーンについて補正して得ら
れた位置は、スマイリング効果が発生しなかったならば
泳動したであろう位置を示すものである。
If the reference lane is the central lane where the smiling effect does not occur, the positions obtained by correcting each lane indicate the positions where the electrophoresis would have occurred if the smiling effect had not occurred. be.

このようにして、泳動パターンにスマイリング現象が生
じている場合であってもスロットごとに泳動距離の補正
のための信号処理を行なうことにより、スマイリング効
果を是正することができる。
In this way, even if a smiling phenomenon occurs in the electrophoresis pattern, the smiling effect can be corrected by performing signal processing for correcting the electrophoresis distance for each slot.

さらに、泳動距離の補正された走査線の一次元波形につ
いて、たとえば、該波形上に現れた信号のレベルが極大
となる全ての位置を検出することにより、各レーン上の
全てのバンドの位置を検出することができる。バンドの
位置は、レーンのほぼ中央部を通る走査線の極大値の位
置としてもよいし、あるいは該レーンの各走査線の極大
値の位置の平均をとってもよい。
Furthermore, for the one-dimensional waveform of the scanning line whose migration distance has been corrected, for example, by detecting all positions where the level of the signal appearing on the waveform is maximum, the positions of all bands on each lane can be determined. can be detected. The position of the band may be the position of the maximum value of a scanning line passing approximately at the center of the lane, or the position of the maximum value of each scanning line of the lane may be averaged.

検出されたバンドの位置に基づいて、全てのバンドを泳
動パターンの下部から順に序列付けを行なう、この際に
、上記四種類の塩基特異的DNA断片物の組合せが排他
的な組合せであることから、レーンを換えて同じ位置に
二つ以上のバンドは検出されないことを利用して、容易
に序列を決定することができる。上記(1)〜(4)の
スロットはそれぞれ(G)、(A)、(T)、(C)か
らなる末端塩基についての情報を有するから、各バンド
の属するスロットに対応する塩基で置換することにより
、DNAの塩基配列(例えばA−G−C−T−A−A−
G−・・・)を得ることができる。
Based on the position of the detected band, all bands are ranked in order from the bottom of the electrophoresis pattern. By changing lanes and taking advantage of the fact that two or more bands are not detected at the same position, the ranking can be easily determined. Since the slots (1) to (4) above each have information about the terminal bases consisting of (G), (A), (T), and (C), they are replaced with the base corresponding to the slot to which each band belongs. By doing so, the DNA base sequence (e.g. A-G-C-T-A-A-
G-...) can be obtained.

このようにして、DNAの片方の鎖状分子についての塩
基配列を決定することができる。なお、DNAの塩基配
列についての情報は、上記の表示形態に限られるもので
はなく、たとえば所望によ。
In this way, the base sequence of one chain molecule of DNA can be determined. Note that the information regarding the DNA base sequence is not limited to the above display format, but may be displayed as desired.

り同時に各バンドの強度(2′)を放射性標識物質の相
対量として表示することも可能である。さらに、DNA
の二本の鎖状分子両方についての塩基配列を表示するこ
ともできる。
At the same time, it is also possible to display the intensity (2') of each band as the relative amount of the radiolabeled substance. Furthermore, DNA
It is also possible to display the base sequences of both two chain molecules.

あるいはまた、上記のスマイリング現象がなされたデジ
タル信号に基づいて画像として表示することもできる。
Alternatively, it is also possible to display an image based on a digital signal subjected to the above-mentioned smiling phenomenon.

この際に同時に、オリジナルのオートラジオグラフを可
視画像化して表示することも可能である。この場合に、
最終的な塩基配列決定は解析者自身がこの表示画像に基
づいて行なうことができる。
At the same time, it is also possible to display the original autoradiograph as a visible image. In this case,
The final base sequence can be determined by the analyst himself based on this displayed image.

なお、上記のおいては、試料である塩基特異的DNA断
片物の混合物として(G、A、T、C)の排他的組合せ
を利用した場合について説明したが、本発明の信号処理
方法はこの組合せに限定されるものではなく、例えば(
G、G+A、T+C,C)などの種々の組合せに適用す
ることができる。また同様に、塩基特異的RNA断片物
の混合物(例えば、G、A、U、Cの組合せ)について
も本発明の信号処理方法を適用することができる。さら
に、スマイリング現象の補正は、−組の核酸の塩基特異
的断片物の分離展開列に限定されるものではなく、支持
媒体上に同時に分離展開された全ての分離展開列につい
て行なうことが可能である。
In the above, the case where an exclusive combination of (G, A, T, C) is used as a mixture of base-specific DNA fragments as a sample has been described, but the signal processing method of the present invention It is not limited to combinations, for example (
It can be applied to various combinations such as G, G+A, T+C, and C). Similarly, the signal processing method of the present invention can be applied to a mixture of base-specific RNA fragments (for example, a combination of G, A, U, and C). Furthermore, the correction of the smiling phenomenon is not limited to the separation and development array of base-specific fragments of nucleic acids of the set, but can be performed for all separation and development arrays that are simultaneously separated and developed on the support medium. be.

このようにして得られた塩基配列情報についてはこのほ
かにも、たとえば、既に記録保存されている他の核酸の
塩基配列と照合するなどの遺伝言語学的情報処理を行な
うことも可能である。
The base sequence information obtained in this way can also be subjected to genetic linguistic information processing, such as comparing it with the base sequences of other nucleic acids that have already been recorded and preserved.

上述の信号処理により決定された核酸の塩基配列につい
ての情報は、信号処理回路から出力されたのち、次いで
直接的に、もしくは必要により、磁気ディスクや磁気テ
ープなどの記憶保存手段を介して記録装置に伝送される
The information about the base sequence of the nucleic acid determined by the signal processing described above is output from the signal processing circuit and then stored in a recording device directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic disk or magnetic tape. transmitted to.

記録装置としては、たとえば、感光材料上をレーザー光
等で走査して光学的に記録するもの、CRT等に表示さ
れた記号・数値をビデオ・プリンター等に記録するもの
、熱線を用いて感熱記録材料上に記録するものなど種々
の原理に基づいた記録装置を用いることができる。
Recording devices include, for example, those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam, etc., those that record symbols and numbers displayed on a CRT etc. on a video printer, etc., and those that record using heat rays. Recording devices based on various principles can be used, such as those that record on material.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、スマイリング現象が発生した分離展開パター
ンの例を示す部分図である。 第2図は、バンドの傾きを検出する工程を概略的に示す
図である。 第3図は、レーン上の相対位置を決定する工程を概略的
に示す図である。 l:泳動バンド、2:走査線、 21ニ一次元波形、22二極大値、 23:回帰直線、24:バンドの傾きθ、31:基準バ
ンド、32:中間点、 33:傾きの検出されたバンド、    ゛34:相対
位置、
FIG. 1 is a partial diagram showing an example of a separation development pattern in which a smiling phenomenon occurs. FIG. 2 is a diagram schematically showing the process of detecting the band inclination. FIG. 3 is a diagram schematically showing the process of determining the relative position on the lane. 1: Electrophoresis band, 2: Scanning line, 21: Two one-dimensional waveform, 22: Two maximum values, 23: Regression line, 24: Band slope θ, 31: Reference band, 32: Midpoint, 33: Detected slope Band, ゛34: Relative position,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、放射性標識が付与された塩基特異的DNA断片物も
しくは塩基特異的RNA断片物の混合物が支持媒体上に
一次元的方向に分離展開されて形成された複数の分離展
開列のオートラジオグラフに対応するデジタル信号につ
いて信号処理を行なうことにより、核酸の塩基配列を決
定する方法において、 1)各分離展開列について、少なくとも一つのバンドの
分離展開方向に対する傾きを検出する工程、 2)一つの分離展開列を基準列とし、この基準列上の傾
きの検出されたバンドについて、他の各分離展開列のバ
ンドの傾きに基づいて他の各分離展開列における相対位
置を決定する工程、および3)基準列以外の各分離展開
列について、相対位置から分離展開距離の比率を求め、
この比率に基づいて該列の分離展開距離を伸縮させる工
程、を含むことを特徴とする核酸の塩基配列決定のため
の信号処理方法。 2、上記デジタル信号を、各バンドに少なくとも二本の
走査線がかかるようにオートラジオグラフ上を走査する
ことにより得、そして第一工程において、各走査線にお
ける信号のレベルが極大となる位置を求め、この位置に
基づいて傾きを検出することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方
法。 3、上記第一工程において、各分離展開列の下部のバン
ドの傾きを検出することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 4、上記第二工程において、バンドの分離展開方向に対
する傾きの最も小さい分離展開列を基準列とすることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の核酸の塩基配列
決定のための信号処理方法。 5、上記第二工程において、基準列のバンドの傾きと他
の分離展開列のバンドの傾きとから基準列の該バンドを
当該他の列に外挿し、該バンドの他の列における相対位
置を決定することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 6、上記塩基特異的DNA断片物の混合物が、(1)グ
アニン特異的DNA断片物、 (2)アデニン特異的DNA断片物、 (3)チミン特異的DNA断片物、 (4)シトシン特異的DNA断片物、 の四種類からなり、分離展開列が、これら四種類の塩基
特異的DNA断片物がそれぞれ支持媒体上に分離展開さ
れて形成された四列の分離展開列からなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の核酸の塩基配列決定の
ための信号処理方法。 7、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号が
、支持媒体と輝尽性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体シー
トとを重ね合わせて、支持媒体上の放射性標識物質のオ
ートラジオグラフを該蛍光体シートに蓄積記録したのち
、該蛍光体シートに励起光を照射して該オートラジオグ
ラフを輝尽光として光電的に読み出すことにより、得ら
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の核酸
の塩基配列決定のための信号処理方法。 8、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号が
、支持媒体と写真感光材料とを重ね合わせて、支持媒体
上の放射性標識物質のオートラジオグラフを該感光材料
に感光記録したのち、該感光材料上に可視化されたオー
トラジオグラフを光電的に読み取ることにより得られた
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 9、放射性標識が付与された塩基特異的DNA断片物も
しくは塩基特異的RNA断片物の混合物が支持媒体上に
一次元的方向に分離展開されて形成された複数の分離展
開列のオートラジオグラフに対応するデジタル信号につ
いて信号処理を行なうことにより、核酸の塩基配列を決
定する方法において、 1)各分離展開列について、少なくとも一つのバンドの
分離展開方向に対する傾きを検出する工程、 2)一つの分離展開列を基準列とし、この基準列上の傾
きの検出されたバンドについて、他の各分離展開列のバ
ンドの傾きに基づいて他の各分離展開列における相対位
置を決定する工程、 3)基準列以外の各分離展開列について、相対位置から
分離展開距離の比率を求め、この比率に基づいて該列の
分離展開距離を伸縮させる工程、および 4)各分離展開列上の全てのバンドを検出し、その位置
に基づいてバンドに序列を付する工程、を含むことを特
徴とする核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 10、上記デジタル信号を、各バンドに少なくとも二本
の走査線がかかるようにオートラジオグラフ上を走査す
ることにより得、そして第一工程において、各走査線に
おける信号のレベルが極大となる位置を求め、この位置
に基づいて傾きを検出することを特徴とする特許請求の
範囲第9項記載の核酸の塩基配列決定のための信号処理
方法。 11、上記第一工程において、各分離展開列の下部のバ
ンドの傾きを検出することを特徴とする特許請求の範囲
第9項記載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法
。 12、上記第二工程において、バンドの分離展開方向に
対する傾きの最も小さい分離展開列を基準列とすること
を特徴とする特許請求の範囲第9項記載の核酸の塩基配
列決定のための信号処理方法。 13、上記第二工程において、基準列のバンドの傾きと
他の分離展開列のバンドの傾きとから基準列の該バンド
を当該他の列に外挿し、該バンドの他の列における相対
位置を決定することを特徴とする特許請求の範囲第9項
記載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 14、上記第四工程において、走査線における信号のレ
ベルが極大となる位置を求めることにより、各分離展開
列上の全てのバンドを検出することを特徴とする特許請
求の範囲第10項記載の核酸の塩基配列決定のための信
号処理方法。 15、上記塩基特異的DNA断片物の混合物が(1)グ
アニン特異的DNA断片物、 (2)アデニン特異的DNA断片物、 (3)チミン特異的DNA断片物、 (4)シトシン特異的DNA断片物、 の四種類からなり、分離展開列が、これら四種類の塩基
特異的DNA断片物がそれぞれ支持媒体上に分離展開さ
れて形成された四列の分離展開列からなることを特徴と
する特許請求の範囲第9項記載の核酸の塩基配列決定の
ための信号処理方法。 16、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号
が、支持媒体と輝尽性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体シ
ートとを重ね合わせて、支持媒体上の放射性標識物質の
オートラジオグラフを該蛍光体シートに蓄積記録したの
ち、該蛍光体シートに励起光を照射して該オートラジオ
グラフを輝尽光として光電的に読み出すことにより、得
られることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の核
酸の塩基配列決定のための信号処理方法。 17、上記オートラジオグラフに対応するデジタル信号
が、支持媒体と写真感光材料とを重ね合わせて、支持媒
体上の放射性標識物質のオートラジオグラフを該感光材
料に感光記録したのち、該感光材料上に可視化されたオ
ートラジオグラフを光電的に読み取ることにより得られ
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第9項記
載の核酸の塩基配列決定のための信号処理方法。
[Claims] 1. A plurality of separations formed by separating and spreading a mixture of radioactively labeled base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments in one-dimensional direction on a support medium. In a method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a digital signal corresponding to an autoradiograph of a column, the steps include: 1) detecting the slope of at least one band with respect to the separation development direction for each separation development column; , 2) One separation expansion column is used as a reference column, and for the band whose slope has been detected on this reference column, the relative position in each other separation expansion column is determined based on the slope of the band in each other separation expansion column. and 3) calculating the ratio of the separation development distance from the relative position for each separation development column other than the reference column,
A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, comprising the step of expanding or contracting the separation distance of the column based on this ratio. 2. Obtain the above digital signal by scanning the autoradiograph so that each band has at least two scanning lines, and in the first step, find the position where the signal level in each scanning line is maximum. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, characterized in that the slope is detected based on this position. 3. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, characterized in that, in the first step, the slope of the band at the bottom of each separation and expansion column is detected. 4. Signal processing for determining the base sequence of a nucleic acid as set forth in claim 1, wherein in the second step, a separation and development column having the smallest inclination with respect to the band separation and development direction is used as a reference column. Method. 5. In the second step, the band of the reference column is extrapolated to the other column from the slope of the band of the reference column and the band of the other separation development column, and the relative position of the band in the other column is determined. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, wherein the signal processing method comprises determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1. 6. The mixture of the base-specific DNA fragments includes (1) a guanine-specific DNA fragment, (2) an adenine-specific DNA fragment, (3) a thymine-specific DNA fragment, and (4) a cytosine-specific DNA. The method is characterized in that the separation and development column consists of four separate and development columns formed by separating and developing these four types of base-specific DNA fragments on a support medium, respectively. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1. 7. The digital signal corresponding to the autoradiograph is transmitted to the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium by superimposing the support medium and the stimulable phosphor sheet containing the stimulable phosphor. Claim 1, wherein the autoradiograph is obtained by accumulating and recording on a sheet and then photoelectrically reading out the autoradiograph as photostimulated light by irradiating the phosphor sheet with excitation light. A signal processing method for determining the base sequence of nucleic acids. 8. A digital signal corresponding to the autoradiograph is transferred onto the photosensitive material after the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium is photosensitively recorded on the photosensitive material by superimposing the support medium and the photosensitive material. 2. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, wherein the signal processing method is obtained by photoelectrically reading an autoradiograph visualized in . 9. An autoradiograph of multiple separation and development columns formed by separation and development of a mixture of radioactively labeled base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments in one-dimensional direction on a support medium. A method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a corresponding digital signal, comprising: 1) detecting the slope of at least one band with respect to the separation development direction for each separation development column; 2) one separation 3) a step of determining the relative position of a band whose slope has been detected on the standard column in each of the other separation expansion columns based on the slope of the band in each of the other separation expansion columns; 3) the standard; 4) detecting all bands on each separation development column; determining the ratio of the separation development distance from the relative position for each separation development column other than the column; and expanding or contracting the separation development distance of the column based on this ratio; and 4) detecting all bands on each separation development column. 1. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, the method comprising the step of: and ranking the bands based on their positions. 10. Obtain the digital signal by scanning the autoradiograph so that each band has at least two scanning lines, and in the first step, find the position where the signal level in each scanning line is maximum. 10. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 9, characterized in that the slope is detected based on this position. 11. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 9, characterized in that, in the first step, the slope of the band at the bottom of each separation and expansion column is detected. 12. Signal processing for determining the base sequence of a nucleic acid as set forth in claim 9, wherein in the second step, a separation and development column having the smallest inclination with respect to the band separation and development direction is used as a reference column. Method. 13. In the second step, the band of the reference column is extrapolated to the other column from the slope of the band of the reference column and the band of the other separation development column, and the relative position of the band in the other column is determined. 10. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 9, which comprises determining the base sequence of a nucleic acid. 14. In the fourth step, all bands on each separation expansion column are detected by determining the position where the signal level in the scanning line is maximum. A signal processing method for determining the base sequence of nucleic acids. 15. The mixture of the base-specific DNA fragments is (1) a guanine-specific DNA fragment, (2) an adenine-specific DNA fragment, (3) a thymine-specific DNA fragment, and (4) a cytosine-specific DNA fragment. A patent characterized in that the separation and development array consists of four separation and development arrays formed by separating and developing these four types of base-specific DNA fragments on a support medium, respectively. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 9. 16. The digital signal corresponding to the autoradiograph is transmitted to the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium by superimposing the support medium and the stimulable phosphor sheet containing the stimulable phosphor. Claim 9, characterized in that it is obtained by accumulating and recording on a sheet, irradiating the phosphor sheet with excitation light, and photoelectrically reading out the autoradiograph as photostimulated light. A signal processing method for determining the base sequence of nucleic acids. 17. A digital signal corresponding to the autoradiograph is transferred onto the photosensitive material after the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium is photosensitively recorded on the photosensitive material by overlapping the support medium and the photosensitive material. 10. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 9, wherein the signal processing method is obtained by photoelectrically reading an autoradiograph visualized in .
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