JPS6293643A - 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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JPS6293643A
JPS6293643A JP60232308A JP23230885A JPS6293643A JP S6293643 A JPS6293643 A JP S6293643A JP 60232308 A JP60232308 A JP 60232308A JP 23230885 A JP23230885 A JP 23230885A JP S6293643 A JPS6293643 A JP S6293643A
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JP
Japan
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electrophoresis
support medium
signal processing
nucleic acid
band
Prior art date
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Application number
JP60232308A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Hashiue
梯上 雅和
Kazuyoshi Tanaka
一義 田中
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the base sequence of nucleic acid with high accuracy, by calculating a migration speed on the basis of the temp. of a support medium in a separation/development process and correcting the strain of a migration distance due to a smiling phenomenon on the basis of the migration speed. CONSTITUTION:Constant interrelation is present between the temp. T of a support medium and the migration speed (v) of a specimen as shown by a drawing. The temp. of the gel support medium is measured by a microthermistor or an infrared thermometer. From the calibration curve of the drawing, the migration speed v(x') corresponding to each inputted measured temp. T(x') is immediately led out. Next, the position of a band is determined with respect to each band and the migration speed (v) at said position is determined. Subsequently, the position of the band is corrected on the basis of said migration speed. That is, a migration speed d(x') is calculated from the position of each band and the arithmetic operation of Formula is performed to convert said calculated distance d(x') to distance D(x') which will be considered to be inherently migrated if no smiling phenomenon is generated.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分9f] 本発明は、核酸の11りU(配列決定のための1□−1
す処理方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Part 9f of the invention] The present invention provides 11 riU (1□-1 for sequencing) of nucleic acids.
This relates to a processing method.

[発明の背景] 近年、急速に発達1−で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1う、特定の遺伝情報を担うD
NA (もしくはDNA断片物、以)゛同様)などの核
酸の塩基配列を決定することが必星不11T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, it is essential to clarify the genetic information possessed by living organisms in order to elucidate their functions and replication mechanisms. It is said that In particular, D is responsible for specific genetic information.
It is essential to determine the base sequence of nucleic acids such as NA (or DNA fragments, etc.).

DNA、RNAなとの核酸の塩基配列を決定するだめの
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(Maxam−Gilbert
 )法およびサンガー・クールソン(Sanger−G
oulson)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−・方の端部
に22 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1段を利用して鎖状分子の各構成中位間の結合を
塩基特異的に切断する。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S展開パター
ンをたとえばX線フィルAL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ノ^配列を決定すること
ができる。
Maxam Gilbert uses autoradiography as a typical method for determining the base sequence of nucleic acids such as DNA and RNA.
) law and Sanger-Coulson (Sanger-G.
Oulson) method is known. In the former Maxam-Gilbert method, first, a group containing a radioactive isotope such as 22p is attached to the - end of the chain molecule of the DNA or DNA fragment whose base sequence is to be determined. After converting the object into a radiolabeled substance, one chemical step is used to base-specifically cleave the bonds between each constituent center of the chain molecule. Next, the mixture of base-specific DNA cleavage products obtained by this operation is separated and developed by gel electrophoresis, and a separated development pattern (however, visually (cannot be seen). This S expansion pattern is visualized using, for example, an X-ray filter AL to obtain an autoradiograph, 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 from the base, it is possible to determine the salt sequence of the entire target object.

また、後者のサンガー管り−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
性標識が付テされたDNA合成物を化学的なf段を利用
してi1!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1−記と同様にしてそのオートラ
ジオグラフから1u入(配夕幡を決定する方法である。
In addition, the latter Sanger Tube-Luzon method uses a chemical f-stage to i ! This is a method for determining the 1u concentration from the autoradiograph in the same manner as described in 1-1 using a mixture of base-specific DNA compounds.

本出願人は、−1−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、1−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
、?B積外性蛍光体シート用いる放射線像変換方法を利
用する方法についてi並に特許出願している(特開昭5
9−83057号、特願昭58−201231号−)。
The applicant uses photographic materials such as X-ray film as described in 1- in an autoradiographic measurement operation used for the purpose of determining the base sequence of the nucleic acid described in 1- in a simple and highly accurate manner. Instead of traditional radiography? A patent application has been filed for a method using a radiation image conversion method using a B-transparent phosphor sheet (Japanese Unexamined Patent Publication No. 5
No. 9-83057, Japanese Patent Application No. 58-201231-).

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。
Here, the stimulable phosphor sheet is made of stimulable phosphor, and after radiation energy is absorbed by the stimulable phosphor of the phosphor sheet, electromagnetic waves (excitation light) in the visible to infrared region are generated. ) can emit radiation energy as fluorescence. According to this method, the exposure time can be significantly shortened,
In addition, chemical fog, which has been a problem in the past, does not occur.Furthermore, autoradiographs of radiolabeled substances are stored in a phosphor sheet as radiation energy and then read out in chronological order as photostimulated light. Therefore, in addition to images, it is possible to display and record in any format such as symbols and numbers.

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, the 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1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ー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−H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6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
-126527, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-126278, Japanese Patent Application No. 59-89615, Japanese Patent Application No. 59-140908, etc.), digital signals corresponding to autoradiographs cannot be obtained when using conventional radiation film. -H autoradiograph is visualized on the film and then read photoelectrically using reflected or transmitted light. 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によ
り支持媒体上に分離展開させて得られた泳動パターンに
は種々の歪みおよびノイズが生じがちである。その代表
的なものに、支持媒体の中央部の泳動距離に比べて両端
部の泳動距離が短くなる現象(スマイリング現象)があ
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。
However, various distortions and noises tend to occur in the electrophoretic pattern obtained when a radiolabeled substance is actually separated and developed on a support medium by electrophoresis. A typical example of this is the phenomenon (smiling phenomenon) in which the migration distance at both ends of the support medium is shorter than the migration distance at the center of the support medium. It is desired to automatically determine the base sequence of a nucleic acid with high accuracy by efficiently signal processing the corresponding digital signal.

[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
象が発生している泳動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 electrophoresis 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1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、電気泳動法により支持媒体とに一次元的方向に分
1lll展開されて形成された複数の泳動列のオートラ
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。
That is, 1 the present invention is formed by spreading a mixture of radioactively labeled base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments in one dimension on a support medium by electrophoresis. By performing signal processing on digital signals corresponding to autoradiographs of multiple electrophoresis columns.

核酸の塩基配列を決定する方法において。In a method for determining the base sequence of a nucleic acid.

1)該支持媒体上の位置とその位置における電気泳動温
度についての情報に基づいて、泳動方向に直交する方向
における位置とその位置における泳動速度との関係を求
める工程、および2)各バンドについて、該位置と泳動
速度との関係からバンドの位置における泳動速度を求め
、得られた泳動速度に基づいてバンドの泳動距離を補正
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
号処理方法を提供するものである。
1) determining the relationship between a position in a direction perpendicular to the migration direction and the migration speed at that position based on information about the position on the support medium and the electrophoresis temperature at that position, and 2) for each band, A method for determining the base sequence of a nucleic acid, comprising the steps of determining the migration speed at the band position from the relationship between the position and the migration speed, and correcting the migration distance of the band based on the obtained migration speed. A signal processing method is provided.

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泳動パターンにスマ
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イ艶を有する過ちな信号処理回路を
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 electrophoresis pattern obtained by electrophoresing a mixture of base-specific fragments of nucleic acids on a support medium, the digital signal corresponding to the autoradiograph can be A signal processor for smile correction By passing a signal through a sophisticated signal processing circuit, the base sequence of a nucleic acid can be obtained easily and with high precision.

電気泳動法による試料の分離展開過程においてスマイリ
ング現象は、−殻に以下のような放熱効果(エツジ効果
)によって生じると考察される。
The smiling phenomenon in the separation and development process of a sample by electrophoresis is considered to be caused by the following heat dissipation effect (edge effect) on the -shell.

電気泳動法は、ゲル支持媒体の両端部に電圧をかけてこ
の両端部の電位差によって試料を分離展開することによ
り実施される0分離展開過程において支持媒体には一様
に電流が流れるために発熱するが、支持媒体の両端部か
ら熱が放散するために、支持媒体の中央部に比べて両端
部の温度は低下する。試料の泳動速度はこの支持媒体の
温度の影響を受けて中央部よりも両端部で遅くなる。こ
の結果、得られた泳動パターンにおいて、支持媒体の中
央部の泳動距離に比べて両端部の泳動距離が短くなって
いる(スマイリング現象の発生)。
Electrophoresis is carried out by applying a voltage to both ends of a gel support medium and separating and developing the sample due to the potential difference between the two ends.During the separation and development process, a current uniformly flows through the support medium, which generates heat. However, since heat is dissipated from both ends of the support medium, the temperature at both ends is lower than that at the center of the support medium. The migration speed of the sample is affected by the temperature of this support medium and is slower at both ends than at the center. As a result, in the resulting migration pattern, the migration distance at both ends of the support medium is shorter than the migration distance at the center (occurrence of the smiling phenomenon).

なお、スマイリング現象は一般に支持媒体の幅方向に左
右対称に現われる。
Note that the smiling phenomenon generally appears symmetrically in the width direction of the support medium.

本発明者は、研究の結果、支持媒体の温度と試キ゛1の
泳動速1mとの間に一定の相関関係があることを見い出
した。この結果、分等: DC開過程における支持媒体
の温度に基づいて泳動速度紮求めることができ、この泳
動速度に基づいてスマでリング現象による泳動距離の歪
みを容易に補正することができることを見い出し、未発
1.!ljに到達したものである。
As a result of research, the present inventor found that there is a certain correlation between the temperature of the support medium and the migration speed of test key 1 of 1 m. As a result, we found that the migration speed can be determined based on the temperature of the support medium during the DC opening process, and that distortions in the migration distance due to the ring phenomenon can be easily corrected based on this migration speed. , unreleased 1. ! It has reached lj.

従って、本発明においては、デジタル画像データLで泳
動距離の歪みを検出する必要がなく、そのための複雑な
信号処理を行なうことを黄しない・予め、支持媒体の温
度と泳動速度との相関関係についてのデータを信号処理
回路に人力1.ておき、信号処理に際して実際の泳動温
度についての情報をグーえることにより、温度差に基づ
く泳動距離のずれ(補正(11’j)を簡単に算出し、
この補正イσlに基づいて各バンドの位置を補正するこ
とができる。
Therefore, in the present invention, there is no need to detect distortion in migration distance using digital image data L, and it is not necessary to perform complex signal processing for this purpose. 1. Manually input the data into the signal processing circuit. By obtaining information about the actual migration temperature during signal processing, it is possible to easily calculate the deviation (correction (11'j)) in the migration distance based on the temperature difference.
The position of each band can be corrected based on this correction value σl.

そして、スマイリング現象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番こより、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。
By further performing appropriate signal processing on the digital signal that has been corrected for the smiling phenomenon, 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:

放射性標識が付テされた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−・部分を意味する。
Examples include mixtures of base-specific fragments of nucleic acids such as DNA and RNA tagged with radioactive labels. here,
A fragment of a nucleic acid means a portion of a long chain molecule.

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、放射性標識が付グーされたD
NAを塩基特異的に切断分解することにより得られる。
For example, a base-specific DNA cleavage product mixture, which is a type of base-specific DNA fragment mixture, is prepared by adding a radiolabeled D
It is obtained by base-specific cleavage and decomposition of NA.

また、a!基特異的DNA合成物混合物は前述のサンガ
ーφクールソン法に従って、DNAをテンプレート(鋳
型)として、放射性標識が付グーされたデオキシヌクレ
オチドトリフオスフェートとDNA合成酵素等とを用い
て合成することにより得られる。
Also, a! The group-specific DNA synthesis mixture can be obtained by synthesizing the mixture using DNA as a template, a deoxynucleotide triphosphate labeled with a radioactive label, and a DNA synthase, etc., according to the Sanger φ Coulson method described above. It will be done.

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
単位としてアゾニジ/、グアニン、チミン、シトシンの
四種類の塩基からなるが、−力RN Aはアデニン、グ
アニン、ウラシル、シトシンの四種類の塩ノ、(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. In addition, DNA consists of four types of bases as its constituent units: azonide, 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:12p、
 IaC,36S、3 H,+j′工などの放射性回位
元素を保持させることによって伺ty、される。
Radioactive labeling can be done in a manner appropriate for these substances: 12p,
It can be investigated by retaining radioactive diagonal elements such as IaC, 36S, 3H, and +j'.

試料である放射性標識か付ダ−された核酸の塩)、(特
異的断片物の混合物は、アガロースゲル、ポリアクリル
アミドゲルなどのゲル支持媒体を用いて′電気泳動法に
より支持媒体にに分離展開5れる。
The sample (radioactively labeled or tagged nucleic acid salt), (a mixture of specific fragments) is separated and developed on a support medium by electrophoresis using a gel support medium such as agarose gel or polyacrylamide gel. 5.

なお、これらの電気泳動用支持媒体には、ガラス板、プ
ラスチックシートなどからなる支持補助具が付設されて
いてもよい。
Note that these supporting media for electrophoresis may be provided with supporting aids such as glass plates, plastic sheets, and the like.

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F(を用いる放射線写真法により
、あるいは苺植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 F (or by a radiation image conversion method using a strawberry-plantable phosphor sheet). A digital signal corresponding to the autoradiograph 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1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〜
数計分間)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:Eu2°
)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 minutes) to accumulate the radiation energy emitted from the radiolabeled substance on the phosphor sheet. Here, the stimulable phosphor sheet includes a support made of, for example, a plastic film, divalent europium activated barium fluoride bromide (BaFBr:Eu2°
) 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 accumulates the radiation energy, and is then excited by light in the visible to infrared region. Then, it has the property of emitting the accumulated radiation energy 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, 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 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.

J: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−
126527号、特開昭59−126278号等の各公
報に記載されている。
J: For details of the above-mentioned autoradiograph measurement operation and method of obtaining a digital signal corresponding to the autoradiograph, please refer to the above-mentioned JP-A-59-83057 and JP-A-59-83057.
It is described in various publications such as No. 126527 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6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。
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. 6 Also, it is possible to
In any of the above methods, it is not necessary to read out (or read out) the autoradiograph over the entire surface of the radiation film (or stimulable phosphor sheet), but it is of course possible to read out the autoradiograph over only the image area.

さらに、本発明においては、予め各泳動列の位置および
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
は各バンド丘を一本以上の走査線が通過するような走査
線密度で光ど一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, readout conditions are set by inputting information about the position of each electrophoresis column and band width in advance, and in the readout operation, one or more of each band hill is set. By performing scanning with a light beam at a scanning line density such that the scanning lines pass through the image, 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F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 thus obtained digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance separated and developed on the support medium is subjected to signal processing by the method of the present invention as described below in F. The base sequence of the nucleic acid 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
射性標識が付グーされた塩基特異的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 is formed by a combination of base-specific DNA fragments labeled with the following four types of radioactive labels.

l)グアニン(G)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CC)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。
l) Guanine (G) specific DNA fragment 2) Adenine (
A) Specific DNA fragment 3) Thymine (T) specific DNA
Fragment 4) Cytosine CC) Specific DNA fragment Here, each base-specific DNA fragment is a DNA fragment of various lengths that has been cut, degraded, or synthesized in a base-specific manner, that is, has the same terminal base. Consisting of

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・旦メモリ(/−ンクアーメモリ、
または磁気ディスク等の不揮発性メモリ)に記憶される
The digital signal corresponding to this autoradiograph is processed in the signal processing circuit.
or non-volatile memory such as a magnetic disk).

また、信号処理回路には、支持媒体の温度と泳動速度と
の関係についての情報なfめ人力1.ておく、この支持
媒体についての温度と泳動速度との関係(検量線)は、
実際に試料が分離展開された支持媒体と同様の支持媒体
を用いて回じ泳動条件下で測定することにより1!fま
しく求めることができる。
The signal processing circuit also contains information about the relationship between the temperature of the support medium and the migration speed. The relationship between temperature and migration speed (calibration curve) for this support medium is
By performing measurements under rotating electrophoresis conditions using a support medium similar to that in which the sample was actually separated and developed, 1! It can be found feasibly.

ゲル支持媒体の温度は、たとえば、支持媒体挟持用のガ
テス板にマイクロサーミスタを付設して測定してもよい
し、あるいは非接触型の赤外源JRI計で測定してもよ
い。非接触型赤外温度旧は支持媒体自体の温度を測定で
きる点から好ましい。支持媒体の温度は通常、支持媒体
両端部における放熱効果のために泳動方向に直交する方
向(支持媒体の幅方向)に沿って不均一であるから、温
度測定はこの直交方向に沿った複数の位置で行なう。
The temperature of the gel support medium may be measured, for example, by attaching a microthermistor to the gates plate for holding the support medium, or may be measured using a non-contact type infrared source JRI meter. A non-contact type infrared temperature sensor is preferable because it can measure the temperature of the support medium itself. Since the temperature of the support medium is usually non-uniform along the direction perpendicular to the migration direction (width direction of the support medium) due to the heat dissipation effect at both ends of the support medium, temperature measurement is performed at multiple points along this orthogonal direction. Do it in position.

たとえば、幅30cmのゲル支持媒体であれば、中央部
で1cm間隔1両端部に近づくにつれて間隔を狭くして
両端部では3mm間隔で、温度測定を行なう(測定点=
30〜40個)、また、測定温度の精度を高めるために
、泳動方向に複数の位置で測定を行なってその平均をと
ってもよいし、あるいは各測定位置において時間経時で
測定して比例配分または積分値をとってもよい。
For example, in the case of a gel support medium with a width of 30 cm, the temperature is measured at 1 cm intervals at the center, and narrows as it approaches both ends, and at 3 mm intervals at both ends (measurement points =
In addition, in order to increase the accuracy of the measured temperature, it is possible to measure at multiple positions in the electrophoresis direction and take the average, or to measure over time at each measurement position and calculate proportional distribution or integration. May take a value.

泳動速度の測定は、試料である塩基特異的DNA断片物
と同程度の分子量をもつ着色試薬を支持媒体上で分離展
開し、時間当りの泳動距離を測定することにより好適に
行なうことができる。着色試薬としてはブロムフェノー
ルブルー(BPB)またはキシレンシアツール(XC)
などの色素を用いることができる。あるいは、実際の試
料が分離展開される支持媒体と同様の支持媒体を用いて
同じ泳動条件下で分離展開して得た塩基特異的DNA断
片物のオートラジオグラフを測定することにより好まし
く求めることができる。
The electrophoresis speed can be suitably measured by separating and developing a colored reagent having a molecular weight similar to that of the base-specific DNA fragment serving as a sample on a support medium, and measuring the electrophoresis distance per time. Bromophenol blue (BPB) or xylene cyantool (XC) as a coloring reagent
Dyes such as can be used. Alternatively, it can be preferably determined by measuring an autoradiograph of a base-specific DNA fragment obtained by separation and development under the same electrophoresis conditions using a support medium similar to that in which the actual sample is separated and developed. can.

支持媒体の温度と泳動速度との関係を表わす検量線は、
たとえば第2図に示すような直線で表わされる。第2図
において、横軸はゲル支持媒体の温度Tを表わし、縦軸
は物質の泳動速度Vを表わす。支持媒体の温度は中央部
で高く、両端部で低いから、第2図において温度Tが高
いほど支持媒体の中央部に近いことを意味する。通常、
放熱効果による温度の不均一・さは支持媒体の中央部?
中心として幅方向に左右対称であるから、検量線の作成
にあって支持媒体の片側の領域についてのみ測定を行な
ってもよい。
The calibration curve representing the relationship between the temperature of the support medium and the migration speed is
For example, it is represented by a straight line as shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the temperature T of the gel support medium, and the vertical axis represents the migration speed V of the substance. Since the temperature of the support medium is high at the center and low at both ends, the higher the temperature T in FIG. 2, the closer it is to the center of the support medium. usually,
Is the temperature non-uniformity due to heat radiation effect in the center of the support medium?
Since it is symmetrical in the width direction with respect to the center, it is possible to measure only one region of the support medium when creating a calibration curve.

また、第2図に示すように、温度Tの非常に低い範囲(
すなわち、両端部のスペーサーに近接する領域)におい
ては、放熱が大であるために温度の変化が大きく、また
空気の移動など別の因f−のD”Wを受けやすいために
検に線が直線からはずれがちである。従って、直線性の
ある範囲を検j−線として利用するのが好ましい。
In addition, as shown in Figure 2, the temperature T is in a very low range (
In other words, in the area (close to the spacer at both ends), the temperature changes greatly due to large heat dissipation, and it is also susceptible to D"W due to other factors such as air movement, making it difficult to detect lines. It tends to deviate from a straight line.Therefore, it is preferable to use a linear range as the test j-line.

なお、検量線は必ずしも直線である必要はなく、適当な
高次関数で近似した曲線で表わすこともできる。
Note that the calibration curve does not necessarily have to be a straight line, but can also be represented by a curve approximated by an appropriate higher-order function.

泳動速度はDNA断片物の長さく塩基数の多さ)に依存
するので、第2図において、縦軸に泳動速度の絶対値を
プロットすると複数本の検量線が得られることになる。
Since the migration speed depends on the length and number of bases of the DNA fragment, if the absolute value of the migration speed is plotted on the vertical axis in FIG. 2, multiple calibration curves will be obtained.

これに対し、ある温度、たとえば支持媒体の幅方向中央
部の温度(一般的には幅方向での最高温度になる)での
泳動速度で正規化して得られる泳動速度比を縦軸にプロ
ットすると、長さく塩基数)が多少異なるDNA断片物
群に関しても検量線はほぼ一致する。DNA断片長(塩
基数)が大幅に異なるバンドについては必要に応じて別
途検量線を求めるのが好ましい。
On the other hand, if we plot the migration speed ratio on the vertical axis, which is obtained by normalizing the migration speed at a certain temperature, for example, the temperature at the center of the support medium in the width direction (generally the highest temperature in the width direction). Even for groups of DNA fragments that differ somewhat in length and number of bases, the calibration curves almost match. For bands with significantly different DNA fragment lengths (number of bases), it is preferable to separately obtain a calibration curve as necessary.

L記試料の電気泳動過程において、ゲル支持媒体の温度
を測定しておく、温度の測定は、検量線作成の場合と同
様の方法により行なうことができる。その際に、支持媒
体1の測定位置を明らかにしておく必要がある。たとえ
ば、各スロットの位置に対応する位置で測定する。
During the electrophoresis process of the sample L, the temperature of the gel support medium can be measured in the same manner as in the preparation of the calibration curve. At this time, it is necessary to clarify the measurement position of the support medium 1. For example, measurements are taken at positions corresponding to the positions of each slot.

デジタル信号処理に際して、まず上記試料の泳動過程に
おける支持媒体の温度とその温度を示す位置についての
情報[T (x’); x ’は支持媒体の泳動方向に
直交する方向に沿った位置を表りす]を信号処理回路に
入力する。情報の入力は手動で行なってもよいし、自動
化して行なってもよい、この測定位置とデジタル信号の
座標系とは一対−の対応がつかなければならないから、
支持媒体に適当な放射性標識を有するマーカーを付すこ
とによりあるいは支持媒体の位置を固定して露光するこ
とにより、得られたデジタル信号五で支持媒体の位置が
特定されている必要がある。あるいは、予め測定位置を
決めておき、この測定位置を信号処理回路に組み込んで
おいてもよい。
In digital signal processing, first, information about the temperature of the support medium during the migration process of the sample and the position indicating the temperature [T (x');x' represents the position along the direction perpendicular to the migration direction of the support medium. Squirrel] is input to the signal processing circuit. Information can be entered manually or automatically, since there must be a pairwise correspondence between the measurement position and the coordinate system of the digital signal.
The position of the support medium must be specified by the digital signal 5 obtained by attaching a marker with an appropriate radioactive label to the support medium or by exposing the support medium to light while fixing its position. Alternatively, a measurement position may be determined in advance and this measurement position may be incorporated into the signal processing circuit.

上記温度Tと泳動速度Vとに関する検11線から、入力
された各測定温度T (x’)に相当する泳動速度v 
 (x’)が直ちに導き出される。これにより、泳動方
向に直交する方向に沿った位2?x’と泳動速度v  
(x’)との関係を求めることができる。ここで、通常
支持媒体の中央部付近は放熱効果の影響が小さく、温度
差は支持媒体の幅方向に左右対称に生じることから、位
置X°はたとえば第3図に示すように、支持媒体の中央
部を基準位置(x ’ = O)とし、右方向に正(+
)、左方向に負(−)と定めるのが好ましい。
From the test line 11 regarding the temperature T and the migration speed V, the migration speed v corresponding to each input measurement temperature T (x')
(x') is immediately derived. This allows for position 2 along the direction perpendicular to the electrophoresis direction. x' and migration speed v
(x') can be found. Here, the influence of the heat dissipation effect is usually small near the center of the support medium, and the temperature difference occurs symmetrically in the width direction of the support medium, so the position The center is the reference position (x' = O), and the position is positive (+
), and it is preferable to set the left direction as negative (-).

次に、各バンドについて、バンドの位置を決定し、その
位置における泳動速度Vを求める。
Next, for each band, the band position is determined, and the migration speed V at that position is determined.

バンドの位置は、たとえば、前記のように各バンドに複
数の走査線がかかるような走査線密度で泳動方向に沿っ
て走査することにより、各走査線について位置(y)と
信号のレベル(Z)とからなる−次元波形を作成したの
ち、各−次元波形上で信号レベルが極大となる位置(ピ
ーク位置)を検出し、複数の一次元波形間でピーク位置
における信号レベルが最大となる位置をバンドの位置(
x 、 y)と決定することができる。あるいは、各泳
動列の中央位置に対応する一次元波形のピーク位置をバ
ンドの位置とすることもできる。
The position of the band can be determined, for example, by scanning along the electrophoresis direction at a scanning line density such that each band has a plurality of scanning lines as described above. ), then detect the position (peak position) where the signal level is maximum on each -dimensional waveform, and determine the position where the signal level at the peak position is maximum among multiple one-dimensional waveforms. the position of the band (
x, y). Alternatively, the peak position of the one-dimensional waveform corresponding to the center position of each electrophoresis column can be used as the band position.

デジタル信号処理によりバンドの位置を決定する方法の
詳細については1本出願人による昭和60年8月19日
出願ノ特願昭60−181432号および昭和60年1
0月11日出願の特願昭60−   号の各明細書に記
載されている。
For details on the method of determining the band position by digital signal processing, please refer to Japanese Patent Application No. 181432, filed on August 19, 1985 by the applicant,
This is stated in each specification of Japanese Patent Application No. 1983 filed on October 11th.

決定されたバンドの位置(X)における泳動速度は、既
に求められた位2iX’と速度v  (x’)との関係
から直ちに導き出すことができる。
The migration speed at the determined band position (X) can be immediately derived from the relationship between the already determined position 2iX' and the velocity v (x').

次いで、この泳動速度に基づいてバンドの位置を補正す
る。
Next, the position of the band is corrected based on this migration speed.

たとえば、基準位2t(x’=o)における泳動速度v
 (0)を求め、この基準位置における泳動速度とバン
ド位置における泳動速度との比率に基づいて、各バンド
の位置を補正することができる。すなわち、各バンドの
位置(y)から泳動距離d  (x’)を算出し、この
泳動圧gld  (X’)について、 D  (x’)=d  (x’)xv  (0)/v 
 (x’)からなる演算を行なうことにより、基準位置
における泳動距離に換算することができる。得られたD
  (x’)は、スマイリング現象が生じなかったなら
ば本来泳動したであろう距離を表わしている。
For example, the migration speed v at the reference position 2t (x'=o)
(0), and the position of each band can be corrected based on the ratio of the migration speed at the reference position and the migration speed at the band position. That is, the migration distance d (x') is calculated from the position (y) of each band, and for this migration pressure gld (X'), D (x')=d (x')xv (0)/v
By performing the calculation consisting of (x'), it can be converted into the migration distance at the reference position. Obtained D
(x') represents the distance that would have migrated if the smiling phenomenon had not occurred.

泳動パターンとの全てのバンドについて泳動距離を基準
位置における泳動距離に変換することにより、バンドの
位置は補正座標[x’、D  (x’)]で表わすこと
ができ、このようにしてスマイリング現象による泳動距
離の歪みを是正することができる。
By converting the migration distance for all bands in the migration pattern to the migration distance at the reference position, the band position can be expressed by the corrected coordinates [x', D (x')], and in this way, the smiling phenomenon It is possible to correct the distortion of migration distance caused by

各レーンがまっすぐであって泳動方向に平行である場合
にはレーンごとに一括してバンドの泳動距離を補正する
ことができる。さらに、温度測定を各スロットの位置で
行なった場合には、L記検m線に基づいて直接に各レー
ンの泳動速度が導き出されるから、スマイリング補正の
ための信号処理を一層簡略化することができる。
If each lane is straight and parallel to the electrophoresis direction, the electrophoresis distance of the band can be corrected for each lane at once. Furthermore, when temperature measurement is performed at each slot position, the migration speed of each lane can be derived directly based on the L-diameter m-line, which further simplifies signal processing for smile correction. can.

なお、本発明において泳動パターンにオフセット歪みお
よび/またはバンドの融合が発生している場合には、デ
ジタル信号に上述の信号処理を施す前または後にこれら
の補正を行なってもよい。
Note that in the present invention, if offset distortion and/or band fusion occur in the electrophoretic pattern, these corrections may be made before or after subjecting the digital signal to the above-described signal processing.

ここで、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1−分
でないために、二乃至三個のバンドが連結して・個の幅
広なパントを形成していることをいう。−・般にパター
 ンL部の泳動開始位置に近い領域で発生しやすい。
Here, the offset distortion refers to an overall positional shift between lanes, and is caused by the fact that the starting position of sample electrophoresis differs in each slot due to differences in the shape of the slots. Furthermore, fusion of bands means that two or three bands are connected to form a wide punt because the electrophoresis is not 1 minute. - Generally tends to occur in the region near the migration start position of the L portion of the pattern.

オフセット歪みの補正は、泳動パターンのド部領域にお
いては−・般にバンドの間隔が疎であることから、まず
各レーンについてド部領域で複数のバンドを検出してド
端から順にバンドに通し番号を付けたのち、バンド番号
とその泳動距離との相関関係(例えば、回帰直線)を得
る。この相関関係からレーン間の泳動距離の差を求め、
l/−ン間の位置ズレとして各レーンの泳動位置を全体
にずらすことにより 一括して補正することができる。
To correct offset distortion, in general, the spacing between bands is sparse in the dot region of an electrophoresis pattern, so first detect multiple bands in the dot region for each lane, and then sequentially number the bands from the dot end. After that, a correlation (for example, a regression line) between the band number and its migration distance is obtained. From this correlation, calculate the difference in migration distance between lanes,
The positional deviation between lanes can be corrected all at once by shifting the migration position of each lane as a whole.

あるいは、各レーンについて区分的にオフセット歪みの
補正をすることもできる。
Alternatively, offset distortion can be corrected piecewise for each lane.

融合バンドの補正は、まず各レーンのF部領域で連続的
に複数のバンドを検出して丁端から順にバンドに通し番
号を付けたのち、バンド間の距離とバンド番号との相関
関係を得る。この相関関係から未検出のバンドの位置を
Y flllし、このY=am位置に基づいて新たにバ
ンドを検出することにより1個々のバンドに分離するこ
とができる。バンド位置の予測は一括して行なってもよ
いし、あるいは区分的に行なってもよい。
To correct the fusion band, first, a plurality of bands are continuously detected in the F region of each lane, and serial numbers are assigned to the bands in order from the very edge, and then a correlation between the distance between the bands and the band number is obtained. Based on this correlation, the position of the undetected band is determined by Y full, and a new band is detected based on this Y=am position, thereby making it possible to separate the band into one individual band. Prediction of band positions may be performed all at once, or may be performed piecewise.

信号処理によるこれらの補正の詳細については、本出願
人による特願昭60−85275号。
For details of these corrections by signal processing, see Japanese Patent Application No. 60-85275 by the present applicant.

特願昭60−85276号、特願昭60−111186
号および特願昭60−111187号の各明細書に記載
されている。
Patent Application No. 1986-85276, Patent Application No. 111186/1983
and Japanese Patent Application No. 60-111187.

補正が施されたバンドの位置に基づいて、各バンドに泳
動パターンの下部から順に序列付けを行なう、この際に
、L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。L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 corrected band position, each band is ranked in order from the bottom of the electrophoresis pattern, and in this case, the combination of the four types of base-specific DNA fragments listed in L is an exclusive combination. Therefore, the ranking can be easily determined by changing lanes and taking advantage of the fact that two or more bands are not detected at the same position. Since the slots (1) to (4) in L have information about the terminal bases consisting of (G), (A), (T), and (C), each band is replaced with the base corresponding to the slot to which it belongs. By doing this, 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、L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M
7能である。さらに、DNAのニ一本の鎖状分子両刃に
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 the information about the DNA base sequence is not limited to the display format shown in L. For example, if desired, the information about the intensity of each band (2
') can also be expressed as the relative amount of radiolabeled substance.
There are seven abilities. Furthermore, it is also possible to display the base sequence of both edges of a single chain molecule of DNA.

あるいはまた、L記のスマイリング補正がなされたデジ
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 the image as an image based on a digital signal that has been subjected to the smile correction described in L.

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、
最終的な塩基配タリ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 arrangement determination can be made by the analyst himself based on this displayed image.

なお、]−記の実施態様においては、試料である塩基特
異的DNA断片物の混合物として(G。
Note that in the embodiment described above, a mixture of base-specific DNA fragments as a sample (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1本発明の信号処理方法はこのM1合せに限定
されるものではなく、例えば(G、G+A、T+C1C
)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、支持媒体とに同時に分離展
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。
Although the case where an exclusive combination of (A, T, C) is used has been described, the signal processing method of the present invention is not limited to this M1 combination; for example, (G, G+A, T+C1C
) can be applied to various combinations. Similarly, a mixture of base-specific RNA fragments (for example, G,
The signal processing method of the present invention can also be applied to combinations of 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. It is.

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、感光材料上をし一ザー光
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φ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り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 single laser beam, those that record the symbol φ value 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 heat-sensitive recording materials.

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

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、支持媒体の温度Tと泳動速度Vとの関係を表
わすグラフである。 第3図は、スマイリング現象のための座標系[X ’ 
、 d  (X’)]を示す図である。
FIG. 1 is a partial diagram showing an example of a separation development pattern in which a smiling phenomenon occurs. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature T of the support medium and the migration speed V. Figure 3 shows the coordinate system [X'
, d (X')].

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、電気泳動法
により支持媒体上に一次元的方向に分離展開されて形成
された複数の泳動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)該支持媒体上の位置とその位置における電気泳動
温度についての情報に基づいて、泳動方向に直交する方
向における位置とその位置における泳動速度との関係を
求める工程、および (2)各バンドについて、該位置と泳動速度との関係か
らバンドの位置における泳動速度を求め、得られた泳動
速度に基づいてバンドの泳動距離を補正する工程、 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、上記第一工程において、既知の電気泳動温度と泳動
速度との関係に基づいて、泳動方向に直交する方向にお
ける位置とその位置における泳動速度との関係を求める
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、上記第二工程において、支持媒体の中央部を基準位
置とし、この基準位置における泳動速度と各バンドの位
置における泳動速度との比率を求め、得られた比率に基
づいてバンドの泳動距離を補正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、泳動列ごとにその位置にお
ける泳動速度を求め、得られた泳動速度に基づいてバン
ドの泳動距離を一括して補正することを特徴とする特許
請求の範囲第1項もしくは第3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、泳動列が、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
形成された四列の泳動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 mixture of base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments to which a radioactive label has been added is separated and developed in one-dimensional direction on a support medium by electrophoresis. In a method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on digital signals corresponding to autoradiographs of a plurality of electrophoresis columns, (1) the position on the support medium and the electrophoresis temperature at that position are determined. (2) determining the relationship between the position in the direction perpendicular to the electrophoresis direction and the electrophoresis speed at that position based on the information; and (2) calculating the electrophoresis speed at the band position from the relationship between the position and the electrophoresis speed for each band. 1. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, the method comprising: correcting the migration distance of a band based on the obtained migration speed. 2. In the first step, the relationship between a position in a direction perpendicular to the electrophoresis direction and the electrophoresis speed at that position is determined based on the known relationship between the electrophoresis temperature and the electrophoresis speed. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to item 1. 3. In the second step, the center of the support medium is used as a reference position, the ratio of the migration speed at this reference position and the migration speed at each band position is determined, and the migration distance of the band is calculated based on the obtained ratio. 2. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, characterized in that the signal processing method is corrected. 4. In the second step, the electrophoresis speed at that position is determined for each electrophoresis column, and the electrophoresis distance of the bands is collectively corrected based on the obtained electrophoresis speed. or the signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to item 3. 5. A mixture of the above base-specific DNA fragments. It consists of four types: (1) guanine-specific DNA fragments, (2) adenine-specific DNA fragments, (3) thymine-specific DNA fragments, and (4) cytosine-specific DNA fragments. The nucleic acid base sequencing method according to claim 1 is characterized in that it consists of four electrophoretic rows formed by separating and developing these four types of base-specific DNA fragments on a support medium, respectively. signal processing methods for. 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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1080721C (en) * 1995-07-03 2002-03-13 旭化成株式会社 1 -(5 -isoquinolinesulfonyl) homopiperazine hydrochloride hydrates

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