JPS62225956A - Signal processing for determining base sequence nucleic acid - Google Patents

Signal processing for determining base sequence nucleic acid

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JPS62225956A
JPS62225956A JP6907486A JP6907486A JPS62225956A JP S62225956 A JPS62225956 A JP S62225956A JP 6907486 A JP6907486 A JP 6907486A JP 6907486 A JP6907486 A JP 6907486A JP S62225956 A JPS62225956 A JP S62225956A
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autoradiograph
base sequence
signal processing
base
nucleic acid
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Abstract

PURPOSE:To automatically determine the base sequence of nucleic acid handily and at a high accuracy, by separating a true band and a noise from a mean value for fixed sections of a digital signal obtained from an autoradiograph. CONSTITUTION:A pattern obtained by separating and developing a base specific DNA segment imparted a radioactive marker or a mixture of a base specific RNA segment on a support medium in a 1-D way is visualized on an X-rays film to obtain an autoradiograph (A). The density gradient is converted to a digital signal for each of four slots 1-4 of the graph (A) to be memorized into a memory and a primary waveform is prepared which comprises the position along the direction of migration and a signal level. A mean level value is calculated for areas having a signal level above a fixed value in a fixed section on the waveform and a true band and a noise are separated from the resulting value. Then, the base sequence is judged by the position of the band.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野1 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 1] 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
、生物体の機俺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。
[Background of the invention] In the field of molecular biology, which has developed rapidly in recent years, in order to elucidate the mechanisms of biological mechanisms and replication,
It is essential to clarify the genetic information possessed by living organisms. Among other things.

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。
It is essential to determine the base sequence of nucleic acids such as DNA (or DNA fragments, hereinafter the same) that carry specific genetic information.

DNA、RNAなど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−ギルバート(Mδ!all−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0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111i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、放射性同位元素が結
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。
Maxam-Gilber (Mδ!all-Gilber) uses autoradiography as a typical method for determining 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 cleaved in a base-specific manner 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 111i development pattern is visualized on, for example, an X-ray film to obtain its autoradiograph, and from the obtained autoradiograph and each base-specific cleavage means, it is determined that the chain molecule to which the radioactive isotope is bound is By sequentially determining the bases in a certain positional relationship from the end, it is possible to determine the base sequence of the entire target object.

また、後者のサンガー・クールノン法は、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-Cournon 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!71459−
83057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、1+f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、−置数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光電的に読み出されるから、直接
にデジタル信号として得たのも適当な記録媒体に保存す
ることができる。
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 been filed for a method using a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet (Japanese Patent Application Laid-Open No. 71459-
No. 83057, Japanese Patent Application No. 58-201231]. Here, the stimulable phosphor sheet is made of a stimulable phosphor, and after radiation energy is absorbed by the stimulable phosphor of the phosphor sheet, electromagnetic waves (excitation light) in the 1+f to infrared region are absorbed. ) can emit radiation energy as fluorescence. According to this method, the exposure time can be significantly shortened, and chemical fog, which has been a problem in the past, does not occur. Furthermore, since the autoradiograph of a radiolabeled substance is stored in a phosphor sheet as radiant energy and then read out photoelectrically as photostimulated light, the autoradiograph obtained directly as a digital signal can also be stored in a suitable recording medium. be able to.

従来より、核酸の塩基配列は、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)の分離展開位置(
バンド)を視覚的に判断し、それらバンドの位置を相互
に比較することにより決定されている。よって、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, the base sequence of a nucleic acid has been determined using a base-specific cleavage degradation product or a base-specific composite of a radioactively labeled nucleic acid (hereinafter simply referred to as a base-specific fragment of a nucleic acid) in a visualized autoradiograph. ) separation deployment position (
It is determined by visually judging the bands) and comparing the positions of those bands with each other. Therefore, analysis of autoradiographs 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
フを解析して得られる核酸の塩基配列が解析者によって
異なるなど塩基配列情報の精度には限界がある。
Furthermore, since it relies on the human eye, there are limits to the accuracy of base sequence information, such as the base sequence of nucleic acids obtained 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−
126527号、特願昭59−89615号、特願昭6
0−226091号、特願昭60−226092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、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-
No. 126527, patent application No. 1989-89615, patent application No. 1983
0-226091, patent application No. 60-226092, etc.)
When using a conventional radiation film, the digital signal corresponding to the autoradiograph is first visualized on the film and then read photoelectrically using reflected or transmitted light. It can be obtained by In addition, when using a stimulable phosphor sheet,
The autoradiograph is obtained by directly reading out the phosphor sheet on which the recorded autoradiograph 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.

たとえば、試料の作成時において核酸の塩基特異的断片
物の調製、分離が不十分であったり、あるいは試料を支
持媒体の各スロットに注入する際に他のスロットの試料
が混入したりすることにより、木来現われるべきではな
い位置にバンド(これをゴーストバンドまたはエクスト
ラバンドと呼ぶ)が現われることがある。あるいはまた
試料に放射性不純物が混入したり、露光過程で自然放射
線等の照射を受けたりすることによりノイズが発生する
ことがある。この結果、これらのエクストラバンドおよ
びノイズも含めてバンドの比較同定が行なわれるために
、塩基配列決定に誤差が生じて得られる情報の精度が低
下してしまう。
For example, the preparation and separation of base-specific nucleic acid fragments may be insufficient during sample preparation, or samples from other slots may be mixed in when the sample is injected into each slot of the support medium. , a band (this is called a ghost band or extra band) may appear at a position where it should not appear. Alternatively, noise may occur due to radioactive impurities being mixed into the sample or exposure to natural radiation during the exposure process. As a result, since bands are comparatively identified including these extra bands and noise, errors occur in base sequence determination and the accuracy of the information obtained decreases.

このようなノイズが発生した場合であっても、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
望まれる。
Even when such noise occurs, it is desirable 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、ノイズの生じて
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] In a method for automatically determining the base sequence of a nucleic acid using autoradiography, the present inventor has developed a method for automatically determining the base sequence of a nucleic acid using autoradiography. Through suitable signal processing, 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分離展開方向に沿った位置と
信号のレベルとからなる一次元波形を得る工程、 2)一次元波形上で、探索開始点から一定区間内におい
て一定値以上の信号レベルを有する領域の平均レベル値
を算出する工程、 3)平均レベル値に基づいて闇値を決定する工程、 4)該区間内で闇値以上の信号レベルを有するピークが
存在するか否かを探索する工程、5a)第四工程におい
てピークが存在する場合には、該ピークの位置にバンド
が存在すると決定し、そして該ピークの位置を次の探索
開始点とする工程、 5b)第四工程においてピークが存在しない場合には、
該探索開始点を一定距離進めた位置を次の探索開始点と
する工程、および 6)上記第二乃至第五工程を順次繰り返すことにより、
分離展開位置の全てのバンドの位置を決定する工程。
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. In a method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a digital signal corresponding to an autoradiograph, 1) a one-dimensional waveform consisting of a position along the separation development direction and a signal level for each separation development column; 2) Calculating the average level value of a region on the one-dimensional waveform that has a signal level equal to or higher than a certain value within a certain section from the search start point; 3) Determining the darkness value based on the average level value. 4) searching for whether or not there is a peak having a signal level equal to or higher than the dark value in the section; 5a) if a peak exists in the fourth step, a band is located at the position of the peak; 5b) If the peak does not exist in the fourth step,
By sequentially repeating the step of setting a position a certain distance ahead of the search start point as the next search start point, and 6) the above second to fifth steps,
Step of determining the positions of all bands at the separation development position.

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。
The present invention provides a signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, the method comprising:

本発明によれば、核酸の塩基特異的断片物の混合物を支
持媒体上で分離展開させて得られた分離11Nパターン
のオートラジオグラフに対応するデジタル信号において
、分離展開パターンにノイズが生じている場合でも、ノ
イズを排除して真正バンドのみを検出しうる信号処理機
能を有する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, in a digital signal corresponding to an autoradiograph of a separated 11N pattern obtained by separating and developing a mixture of base-specific fragments of nucleic acids on a support medium, noise is generated in the separated development pattern. Even in such cases, the base sequence of a nucleic acid can be obtained simply and with high precision by passing it through a signal processing circuit that has a signal processing function that can eliminate noise and detect only the true band.

一般に、試料の混入あるいは自然放射線等が原因となっ
てオートラジオグラフ」−に現われたエクストラバンド
およびノイズの画像濃度(デジタル信号のレベル)は真
正バンドのそれより低い。しかしながら、サンガー・ク
ールシン法などにおいては試料である塩基特異的断片物
が分子量が太きくなるのに比例して放射性同位元素を多
く含み、放射能強度が大となるために、オートラジオグ
ラフには分離展開距離が大きくなるにつれて画像濃度が
低くなるといった濃度勾配(信号レベルの変化)が生じ
る。従って、真正バンドが存在するか否かあるいはバン
ドが真正バンドであるか否かを決定する際に、一定の闇
値を設定して分離展開パターン上に現われた信号レベル
のピークがこの閾値より高いか否かで一様に取捨選択し
ただけでは、エクストラバンドを真正バンドとして検出
したり、逆に真正バンドをも誤ってに排除してしまいが
ちであり、正確な塩基配列情報を得ることができない。
Generally, the image density (digital signal level) of extra bands and noise appearing in an autoradiograph due to sample contamination, natural radiation, etc. is lower than that of the true bands. However, in methods such as the Sanger-Coursin method, as the sample base-specific fragment increases in molecular weight, it contains more radioactive isotopes and the radioactivity intensity increases. A density gradient (change in signal level) occurs in which the image density decreases as the separation development distance increases. Therefore, when determining whether a genuine band exists or not or whether a band is a genuine band, a certain darkness value is set so that the peak of the signal level appearing on the separated development pattern is higher than this threshold value. If you just uniformly select samples based on whether they are true or not, you tend to detect extra bands as true bands or, conversely, mistakenly exclude genuine bands, making it impossible to obtain accurate base sequence information. .

本発明によれば、信号レベルが分離展開位置によって局
所的に異なっている場合であっても、一定区間ごとに信
号レベルの平均値を算出し、これに基づいて閾値を真正
バンドとノイズとを分離しうる好適な値に設定すること
により、区間ごとに変動する閾値に基づいて真正バンド
のみを過不足なく検出することができる。そして、検出
された■ ? バンドの位置に基づいて分離展開列間でバンドの位置を
比較することにより、核酸の塩基配列を簡便かつ高精度
に決定することができる。
According to the present invention, even if the signal level differs locally depending on the separation development position, the average value of the signal level is calculated for each fixed interval, and the threshold is set based on this to differentiate the true band from the noise. By setting a suitable value that can be separated, it is possible to detect only the true band in just the right amount based on the threshold value that varies from section to section. And detected■? By comparing the band positions between separation and development columns based on the band positions, the base sequence of the nucleic acid can be determined simply 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、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。
[Structure of the Invention] Examples of samples used in the present invention include a mixture of base-specific fragments of nucleic acids such as DNA and RNA that have been given radioactive labels. Here, the nucleic acid fragment means a part of a long chain molecule. for example,
A base-specific DNA cleavage product mixture, which is a type of base-specific DNA fragment mixture, is obtained by base-specific cleavage and decomposition of radiolabeled DNA according to the aforementioned Maxam-Gilbert method.

また、塩基特異的DNA合成物混合物は前述のサンガー
轡り−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。
Furthermore, the base-specific DNA compound mixture can be synthesized according to the Sanger-Luzon method described above using DNA as a template and a radioactively labeled deoxynucleoside triphosphate and a DNA synthesizing enzyme. 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、I
AC,36S、31.L?hIなどの放射性同位元素を
保持させることによって付与される。
The radioactive label can be added to 32p, I by a method appropriate to these substances.
AC, 36S, 31. L? It is imparted by retaining a radioactive isotope such as hI.

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, the support medium on which the radiolabeled substance has been separated and developed is subjected to radiography using a conventional photographic material.
Alternatively, an autoradiograph thereof is obtained by a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet, and then a digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance is obtained via an appropriate 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もしくは常温
で長時間(数時間〜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。
When using the former radiographic method, first the support medium and a photographic light-sensitive material such as an X-ray film are superimposed at low temperature or room temperature for a long time (several hours to several tens of hours) to expose the radiographic film. , and developed to produce a visible image of the autoradiograph of the radiolabeled substance on radiographic film.

次いで、画像読取装置を用いて放射線フィルム玉に可視
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。
Next, the autoradiograph visualized on the radiation film ball is 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請し、
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 and stores the radiation energy.
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して放出させ、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. in particular,
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 obtained directly 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
26527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. 26527 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 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、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
一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、読取り(読出し)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, readout conditions are set by inputting information about the position of each separation expansion column, band width, etc. in advance, and one or more scanning lines on each band are set in advance. By performing scanning with a light beam at a scanning line density such that it passes through, the reading time can be shortened and necessary information can be efficiently obtained. 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DXF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(Z)
とからなり、一つの信号は一つの画素に対応している。
The obtained digital signal DXF consists of coordinates (x, y) expressed in a coordinate system fixed to the radiation film (or phosphor sheet) and the signal level (Z) at those coordinates.
One signal corresponds to one pixel.

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 level of the signal 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」−の放射性標識物質
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 in the support medium thus obtained is subjected to signal processing by the method of the present invention as described below, and the base sequence of the target nucleic acid is A decision will be made.

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.

l)グアニン(G)特異的DNA合成物2)アデニン(
A)特異的DNA合成物3)チミン(T)特異的DNA
合成物 4)シトシン(C)特異的DNA合成物ここで、各塩基
特異的DNA合成物は、サンガー・クールラン法により
塩基特異的に合成された、すなわち末端の塩基を同じく
する種々の長さのDNA合成物からなる。
l) Guanine (G) specific DNA compound 2) Adenine (
A) Specific DNA compound 3) Thymine (T) specific DNA
Compound 4) Cytosine (C)-specific DNA composite Here, each base-specific DNA composite is a base-specific DNA composite synthesized by the Sanger-Courlain method, that is, a DNA composite of various lengths having the same terminal base. Consists of DNA compounds.

第1図は、」−配回種類の塩基特異的DNA合成物がそ
れぞれ四つ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示す。オートラジオグラフに
は泳動方向(矢印→の方向)に沿って濃度勾配が生じて
いる。
FIG. 1 shows an autoradiograph of the electrophoresis pattern formed by electrophoresing a base-specific DNA compound of the "-mating type" into four slots, respectively. In the autoradiograph, a concentration gradient occurs along the migration direction (direction of arrow →).

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−Hメモリ(バッファーメモリ、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 stored in a -H memory (buffer memory or nonvolatile memory such as a magnetic disk) in the signal processing circuit.

まず、各泳動列(レーン)について泳動方向に沿った位
置と信号のレベルとからなる一次元波形を作成する。
First, a one-dimensional waveform consisting of a position along the migration direction and a signal level is created for each migration column (lane).

第2図は、第一レーンについて第1図に示された矢印方
向にデジタル信号を抽出して作成された一次元波形を示
す。換言すれば、第2図は第一レーンの濃度断面図に相
当する。
FIG. 2 shows a one-dimensional waveform created by extracting digital signals in the direction of the arrow shown in FIG. 1 for the first lane. In other words, FIG. 2 corresponds to the concentration sectional view of the first lane.

第3図は、第2図を部分的に拡大した図である。第3図
において、左側部分は泳動開始位置に近い部分の一次元
波形であり、ピークA(信号レベルの極大)は両側のピ
ークに比べて低く、明らかにエクストラバンドもしくは
ノイズである。また、右側部分は泳動開始位置から離れ
た(泳動距離が大きな)部分の一次元波形であり、ピー
クBは右側の他のピークとの比較から真正バンドである
。しかし、ピークAとピークBとではピークAの方が信
号レベルが高く、従って、各ピークの信号レベル(絶対
値)のみから単純に真正バンドであるか否かを決定する
ことはできないことがわかる。すなわち、着目するピー
クの周囲の信号レベルを考慮して相対的な比較を行なう
必要がある。
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. In FIG. 3, the left side part is a one-dimensional waveform near the electrophoresis start position, and peak A (maximum signal level) is lower than the peaks on both sides, and is clearly an extra band or noise. Further, the right part is a one-dimensional waveform of a part far from the electrophoresis start position (the migration distance is large), and peak B is a true band from comparison with other peaks on the right side. However, between peak A and peak B, peak A has a higher signal level, so it can be seen that it is not possible to simply determine whether the band is a true band or not based only on the signal level (absolute value) of each peak. . That is, it is necessary to perform a relative comparison taking into account the signal levels around the peak of interest.

第4図は、第2図の一次元波形を部分的に拡大した図で
あり、本発明の特徴的な要件である閾値の決定およびそ
れに基づくバンドの決定操作を説明する図である。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the one-dimensional waveform in FIG. 2, and is a diagram for explaining the determination of a threshold value, which is a characteristic requirement of the present invention, and the operation of determining a band based on the threshold value.

次に、バンド決定のための以降の操作を第4図を参照し
ながら説明する。
Next, the subsequent operations for band determination will be explained with reference to FIG.

まず、一次元波形上で、バンドの探索開始点Xlから一
定区間り内における信号レベルZの平均レベル値Z1を
算出する。
First, on the one-dimensional waveform, the average level value Z1 of the signal level Z within a certain section from the search start point Xl of the band is calculated.

なお、第4図において、既に決定された真正バンドのピ
ークCの位置が探索開始点x1となっている。
In FIG. 4, the position of the peak C of the true band that has already been determined is the search starting point x1.

始めの探索開始点は通常は、バンド間の間隔が開いてい
る泳動の最下端(泳動距離が最大である位置、第2図の
右端)を選ぶのが好ましく、そして探索を泳動の下端か
ら上端に向かって順に進めるのが好ましい。一定区間り
は泳動距離(支持媒体の実用上の長さ)などに基づいて
予め設定しておいてもよいし、あるいは探索位置によっ
て変化するように適当な泳動距l1l(または泳動方向
に沿った位置)の関数で表わしてもよく、この場合には
探索位置に関係なく一区間内で検出されるピークの数を
ほぼ一定とすることができる。また、区間りは第4図に
示すように開始点Xiを起点として探索方向(矢印←)
にとってもよいが、または開始点を中心点として両側に
1/2 Lずつとってもよい。
It is usually preferable to select the starting point for the initial search at the bottom of the run where the gap between bands is wide (the position where the migration distance is maximum, the right end of Figure 2), and then move the search from the bottom to the top of the run. It is preferable to proceed in sequence. The fixed interval may be set in advance based on the electrophoresis distance (practical length of the support medium), or may be set according to an appropriate electrophoresis distance (or along the electrophoresis direction) so as to vary depending on the search position. position), and in this case, the number of peaks detected within one section can be made approximately constant regardless of the search position. Also, as shown in Fig. 4, the search direction (arrow ←) starts from the starting point Xi.
Alternatively, 1/2 L may be taken on each side with the starting point as the center point.

平均レベル値Z1は、信号レベルが一定値Za以上であ
る領域、すなわち区間り、、L2およびL3についての
信号レベルの平均値を求めることにより得られる。具体
的には、Za以」−のレベルを有する信号についてその
平均値を求める。これにより、比較的小さなエクストラ
バンドおよび泳動パターン全体に現われるノイズ(バッ
クグラウンドノイズ)などを除去することができる。
The average level value Z1 is obtained by calculating the average value of the signal levels for areas, that is, sections, L2 and L3, in which the signal level is equal to or higher than a certain value Za. Specifically, the average value of signals having a level of Za or higher is determined. This makes it possible to remove relatively small extra bands and noise (background noise) appearing in the entire electrophoresis pattern.

この平均レベル値ZIに基づいて閾値TIを決定する。A threshold value TI is determined based on this average level value ZI.

閾値T、はたとえば、予め設定された平均値を変数とす
る関数にZIを代入することにより得られる[T+=f
 (’Z+)]、具体的には、T、=α・Z。
The threshold T, for example, can be obtained by substituting ZI into a function that uses a preset average value as a variable [T+=f
('Z+)], specifically, T, = α・Z.

(ただし、係数αはO以外の正の数である)と設定する
ことができる。これにより、エクストラバンドと真正バ
ンドとを分離しうる好適な値に閾値T、を設定すること
ができる。たとえば係数αを1より大きい定数とするこ
とにより、エクストラバンドのピークが比較的大きい場
合あるいはエクストラバンドが多数存在する場合であっ
ても好適に排除することができる。関数f(ZI)ある
いは係数αは更に探索位置によって異なるように適当な
泳動距離の関数で表わしてもよい。
(However, the coefficient α is a positive number other than O). Thereby, the threshold value T can be set to a suitable value that can separate the extra band and the true band. For example, by setting the coefficient α to a constant greater than 1, even when the peak of the extra band is relatively large or when there are a large number of extra bands, it can be suitably eliminated. The function f(ZI) or the coefficient α may also be expressed as an appropriate function of migration distance so that it varies depending on the search position.

次いで、上記探索開始点x1を起点とする区間り内でピ
ークの信号レベルが閾値11以上であるピークを探す。
Next, a peak whose signal level is equal to or higher than the threshold value 11 is searched for within the section starting from the search start point x1.

ピークは、一次元波形上で信号レベルが極大となる点で
ある。このとき、区間り全体についてではなく、一定イ
(I Z a以上の区間り。
A peak is a point on a one-dimensional waveform where the signal level is maximum. At this time, we are not talking about the whole section, but about a certain section (I Z a or more).

〜L3についてのみピークを探すことにより探索時間を
短縮することができる。
Search time can be shortened by searching for peaks only for ~L3.

そして、信号レベルが閾値T1以上であるピークを真正
バンドと決定し、T1より小さいピークはエクストラバ
ンドもしくはノイズと判断して無視する。これにより、
第4図において区間り、〜L3内の二つのピークDおよ
びEは、信号レベルが閾値TIを越えるピークEのみが
真正バンドと決定され、エクスi・ラバンドであるピー
クDは排除される。
Then, a peak whose signal level is equal to or higher than a threshold value T1 is determined to be a true band, and a peak smaller than T1 is determined to be an extra band or noise and is ignored. This results in
In FIG. 4, among the two peaks D and E within the interval ˜L3, only the peak E whose signal level exceeds the threshold TI is determined to be the true band, and the peak D, which is the ex-i-lab band, is excluded.

このようにして区間り内でバンドの決定が終了したとき
は、該区間内のliI値T1以」二であるピークE(真
正バンド)の位置を次の探索開始点X I+4と定めて
、この探索開始点Xiや□から一定区間りについて上記
の操作を繰り返す。閾値T。
When the determination of the band within the interval is completed in this way, the position of the peak E (true band) whose liI value is less than or equal to T1 within the interval is determined as the next search starting point XI+4, and this The above operation is repeated for a certain section from the search starting point Xi or □. Threshold T.

以」−であるピークが二つ以上存在する場合には、探索
方向上で探索開始点に最も近いピークを選ぶことにより
、区間を少しずつずらしながら周囲の信号レベルの僅か
な変化を考慮して、より高精度に真正バンドを決定する
ことができる。また、探索方向上で探索開始点に最も遠
いピークを選ぶことにより、区間の重なりが少ないから
上記のバンド探索操作の回数が少なくて済み、処理時間
を短縮することができる。
If there are two or more peaks that are less than or equal to "-," select the peak closest to the search start point in the search direction, and then shift the interval little by little while taking into account slight changes in the surrounding signal level. , the true band can be determined with higher accuracy. In addition, by selecting the peak farthest from the search start point in the search direction, there is less overlap between the sections, so the number of band search operations described above can be reduced, and the processing time can be shortened.

区間り内に閾値T、以」二のピーク(真正バンド)が全
く存在しない場合には、探索開始点X1を探索方向に一
定距離dLだけ進ませた位置を次の探索開始点X I+
lとして、上記の操作を繰り返す。この距離dLは、た
とえば一画素に相当する距離など一定の値を予め設定し
ておいてもよいし、あるいは泳動距離の関数として表わ
して探索開始点に基づいて定めてもよい。
If there is no peak (genuine band) beyond the threshold value T within the interval, the next search start point XI+ is set at a position where the search start point
1, repeat the above operation. This distance dL may be set in advance to a certain value, such as a distance corresponding to one pixel, or may be expressed as a function of migration distance and determined based on the search starting point.

以上の操作を泳動開始点(第2図の左端)まで順次繰り
返し行なって、第一レーン上の全ての真正バンドを検出
する。さらに、残りの三つのレーンについても同様の操
作を行なうことにより、泳動パターン上の全ての真正バ
ンドを検出することができる。
The above operations are repeated in sequence up to the electrophoresis start point (left end in FIG. 2) to detect all genuine bands on the first lane. Furthermore, by performing the same operation for the remaining three lanes, all genuine bands on the electrophoresis pattern can be detected.

なお、泳!パターンにエクストラバンド等のノイズの発
生のほかに、スマイリング現象、オフセット歪みあるい
はバンドの融合などの種々の歪み、ノイズが発生してい
る場合には、上記バンドの決定を行なう前にまたはその
途中でこれらの補正のための信号処理を行なってもよい
In addition, swim! In addition to the occurrence of noise such as extra bands in the pattern, if various distortions and noises such as smiling phenomenon, offset distortion, or band fusion occur, please check the above before or during the band determination. Signal processing for these corrections may be performed.

ここで、スマイリング現象は、支持媒体の中央部のスロ
ットの泳動距離に比べて両端部のスロットの泳動距離が
短くなる現象であり、泳動過程における放熱効果(いわ
ゆるエツジ効果)などが原因となって生じる。オフセッ
ト歪みとは、レーン間相互の全体的な位置ズレをいい、
スロットの形状の相違等により試料の電気泳動の開始位
置、開始時間が各スロットで異なることなどが原因とな
って生じる。また、バンドの融合は、泳動が十分でない
ために、二乃至三個のバンドが連結して一個の幅広なバ
ンドを形成していることをいう、一般にパターン」二部
の泳動開始位置に近い領域で発生しやすい。
Here, the smiling phenomenon is a phenomenon in which the migration distance of the slots at both ends of the support medium is shorter than the migration distance of the slots at the center of the support medium, and is caused by the heat dissipation effect (so-called edge effect) during the migration process. arise. Offset distortion refers to the overall positional deviation between lanes.
This occurs because the start position and start time of sample electrophoresis differ for each slot due to differences in the shape of the slots. In addition, band fusion refers to two or three bands joining together to form one wide band due to insufficient electrophoresis, generally in the region near the electrophoresis start position of the second part of the pattern. It is likely to occur in

信号処理によるこれらの補正の詳細については1本出願
人による特願昭60−74899号、特願昭60−74
900号、特願昭60−85275号、特願昭60−8
5276号、特願昭60−111 i86号、特願昭6
0−111187号の各明細書に記載されている。
For details of these corrections by signal processing, see Japanese Patent Application No. 1988-74899 and Japanese Patent Application No. 60-74 filed by the same applicant.
No. 900, Japanese Patent Application No. 85275/1983, Japanese Patent Application No. 85/1983
No. 5276, Japanese Patent Application No. 1986-111 i86, Japanese Patent Application No. 60-111
It is described in each specification of No. 0-111187.

レーン間で決定された真正バンドの位置を相互に比較す
ることにより、直ちにバンドに序列を付けることができ
る。このとき、上記四種類の塩基特異的DNA合成物の
組合せが排他的な組合せであることから、同じ位置に二
つ以上のバンド(異なるレーンのバンド)は存在しえな
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。
By comparing the positions of authentic bands determined between lanes with each other, bands can be immediately ranked. At this time, since the combination of the four types of base-specific DNA compounds described above is an exclusive combination, taking advantage of the fact that two or more bands (bands in different lanes) cannot exist at the same position, The ranking can be easily determined. The slots (1) to (4) above are (G) and (
Since it has information about the terminal bases consisting of A), (T), and (C), by replacing the bases with the bases corresponding to the slots to which each band belongs, the DNA base sequence (for example, A
-G-C-T-A-AG-...) 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。
In this way, the base sequence of one chain molecule of DNA can be determined. Note that information about the DNA base sequence is not limited to the above display format; for example, if desired, the information about the intensity of each band (2
') can also be expressed as the relative amount of radiolabeled substance. Furthermore, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA.

あるいはまた、DNAの塩基配列情報は、上記の信号処
理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。すなわち、各バンドの補゛正後の位置
をオリジナルのオートラジオグラフとともに可視画像化
して表示することができる。この場合には、最終的な塩
基配列決定を解析者自身がこの表示画像に基づいて行な
うことが可能である。
Alternatively, the DNA base sequence information can be displayed as an image based on a digital signal that has been subjected to the above signal processing. That is, the corrected position of each band can be visualized and displayed together with the original autoradiograph. In this case, it is possible for the analyst himself to determine the final base sequence based on this displayed image.

なお、上記においては、試料である塩基特異的DNA合
成物の混合物として(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、サンガー・クールノン法によっ
て得られた塩基特異的DNA合成物に限定されるもので
はなく、本発明の方法は任意の方法によって調製された
塩基特異的DNA断片物に適用することができる。
In addition, although the case where an exclusive combination of (G, A, T, C) is used as a mixture of base-specific DNA compounds as a sample has been described above, the signal processing method of the present invention applies to this combination. For example, it is not limited to (
It can be applied to various combinations such as G, G+A, T+C, and C). Furthermore, the method of the present invention is not limited to base-specific DNA composites obtained by the Sanger-Cournon method, and can be applied to base-specific DNA fragments prepared by any method.

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方法を
適用することができる。さらに、バンドの決定は、−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。
Similarly, the method of the present invention can also be applied to a mixture of base-specific RNA fragments (for example, a combination of G, A, U, and C). Furthermore, the band determination is not limited to the separation and development array of the base-specific fragments of the nucleic acid set, but can be performed for all the separation and development arrays that are simultaneously separated and developed on the support medium. .

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 above-mentioned signal processing is output from the signal processing circuit and then sent to a recording device directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic disk or magnetic tape. transmitted.

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 drawings]

第1図は、濃度勾配が生じている泳動パターンのオート
ラジオグラフの例を示す図である。 第2図は、第一レーンについて第1図の矢印に沿った一
次元波形を示す図である。 第3図は、第2図の一次元波形の部分拡大図である。 第4図は、第2図の一次元波形の部分拡大図であって、
本発明の処理方法を説明する図である。 x、:探索開始点、Lニ一定区間、 Zaミニ−値、Tl:閾値。 ピークC,E:真正バンド、 ピークD二二りストラバンド
FIG. 1 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a migration pattern in which a concentration gradient occurs. FIG. 2 is a diagram showing a one-dimensional waveform along the arrow in FIG. 1 for the first lane. FIG. 3 is a partially enlarged view of the one-dimensional waveform in FIG. 2. FIG. FIG. 4 is a partially enlarged view of the one-dimensional waveform in FIG. 2,
It is a figure explaining the processing method of this invention. x: search starting point, L constant interval, Za mini-value, Tl: threshold. Peak C, E: True band, Peak D 22 Straband

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分離展開方向に沿った位置と
信号のレベルとからなる一次元波形を得る工程、 2)一次元波形上で、探索開始点から一定区間内におい
て一定値以上の信号レベルを有する領域の平均レベル値
を算出する工程、 3)平均レベル値に基づいて閾値を決定する工程、 4)該区間内で閾値以上の信号レベルを有するピークが
存在するか否かを探索する工程、 5a)第四工程においてピークが存在する場合には、該
ピークの位置にバンドが存在すると決定し、そして該ピ
ークの位置を次の探索開始点とする工程、 5b)第四工程においてピークが存在しない場合には、
該探索開始点を一定距離進めた位置を次の探索開始点と
する工程、および 6)上記第二乃至第五工程を順次繰り返すことにより、
分離展開列上の全てのバンドの位置を決定する工程、 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。 2、上記第二工程における始めの探索開始点を分離展開
距離の最も大きな位置とし、分離展開方向とは逆の方向
に上記第六工程を行なう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、上記第五a工程において、探索開始点に最も近いピ
ークの位置を次の探索開始点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。 4、上記第二工程における一定区間および一定値、第三
工程における閾値、および第五b工程における一定距離
を、それぞれ一次元波形上の位置に基づいて設定するこ
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。 5、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。 6、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
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。 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。
[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, 1) a primary sequence consisting of a position along the separation development direction and a signal level for each separation development column; obtaining the original waveform; 2) calculating the average level value of an area on the one-dimensional waveform having a signal level equal to or higher than a certain value within a certain interval from the search start point; 3) determining a threshold value based on the average level value. 4) searching for whether or not a peak having a signal level equal to or higher than a threshold exists in the section; 5a) if a peak exists in the fourth step, a band is located at the position of the peak; 5b) If the peak does not exist in the fourth step,
By sequentially repeating the step of setting a position a certain distance ahead of the search start point as the next search start point, and 6) the above second to fifth steps,
A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, comprising the step of determining the positions of all bands on a separation and development column. 2. The first search start point in the second step is set as the position with the largest separation and development distance, and the sixth step is performed in a direction opposite to the direction of separation and development. Signal processing method for base sequencing of nucleic acids. 3. Signal processing for determining the base sequence of a nucleic acid as set forth in claim 1, characterized in that in step 5a, the position of the peak closest to the search start point is set as the next search start point. Method. 4. Claims characterized in that the fixed interval and fixed value in the second step, the threshold value in the third step, and the fixed distance in the fifth b step are each set based on the position on the one-dimensional waveform. 2. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to item 1. 5. 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 separation 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. 6. 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, characterized in that 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 a nucleic acid as described in Section 3. 7. 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 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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