JPH0529070B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0529070B2
JPH0529070B2 JP6907486A JP6907486A JPH0529070B2 JP H0529070 B2 JPH0529070 B2 JP H0529070B2 JP 6907486 A JP6907486 A JP 6907486A JP 6907486 A JP6907486 A JP 6907486A JP H0529070 B2 JPH0529070 B2 JP H0529070B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
autoradiograph
signal processing
base sequence
base
processing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6907486A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62225956A (en
Inventor
Makoto Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP6907486A priority Critical patent/JPS62225956A/en
Priority to US07/030,062 priority patent/US4885696A/en
Priority to EP91118244A priority patent/EP0476712B1/en
Priority to DE8787104502T priority patent/DE3781307T2/en
Priority to EP87104502A priority patent/EP0242629B1/en
Priority to DE3751366T priority patent/DE3751366T2/en
Publication of JPS62225956A publication Critical patent/JPS62225956A/en
Publication of JPH0529070B2 publication Critical patent/JPH0529070B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

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

[発明の背景] 近年、急速に発達して来た分子生物学の分野に
おいては、生物体の機能や複数のメカニズムを解
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つている。とりわけ、
特定の遺伝情報を担うDNA(もしくはDNA断片
物、以下同様)などの核酸の塩基配列を決定する
ことが必要不可欠なこととなつている。
[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 of living organisms in order to elucidate their functions and multiple mechanisms. It has become commonplace. Above all,
It has become 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
イーを利要するマキサム・ギルバート(Maxam
−Gilbert)法およびサンガー・クールソン
(Sanger−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32P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。次に、この操作により得られた塩基
特異的DNA切断分解物の混合物をゲル電気泳動
法により分離展開し、多数の切断分解物がそれぞ
れ分離展開されて形成された分離展開パターン
(ただし、視覚的には見ることができない)を得
る。この分離展開パターンをたとえばX線フイル
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 Gilbert uses autoradiography as a typical method to determine the base sequence of nucleic acids such as DNA and RNA.
-Gilbert method and Sanger-Coulson method are known. The former Maxam-Gilbert method first attaches a group containing a radioactive isotope such as 32P to one end of a chain molecule of DNA or DNA fragments whose base sequence is to be determined. After converting a substance into a radioactively labeled substance, chemical means are used to cleave the bonds between each constituent unit of the chain molecule in a base-specific manner. 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 separated development pattern is visualized on, for example, an X-ray film to obtain its autoradiograph,
Based on the obtained autoradiograph and each base-specific cleavage means, the bases located in a certain positional relationship from the end of the chain molecule to which the radioactive isotope is bound are sequentially determined. The sequence can be determined.

また、後者のサンガー・クールソン法は、
DNAあるいはDNA断片物の鎖状分子と相補的で
あつて、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。
In addition, the latter Sanger-Coulson method is
A DNA compound that is complementary to a chain molecule of DNA or a DNA fragment and has been given a radioactive label is base-specifically synthesized using chemical means, and the base-specific DNA compound is synthesized using chemical means. This method uses a mixture and determines the base sequence from its 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線フイルム等の写真感光材料を用いる従来の
放射線写真法の代りに、蓄積性蛍光体シートを用
いる放射線像変換方法を利用する方法について既
に特許出願している(特開昭59−83057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救急さ
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つていた化学カブ
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ち適当な記録媒体に保存する
ことができる。
In order to easily and accurately determine the base sequence of the above nucleic acids, the present applicant has proposed a conventional radiographic method using photographic materials 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 Laid-Open No. 59-83057, Japanese Patent Application No. 58-201231). Here, the stimulable phosphor sheet is made of a stimulable phosphor, and after radiation energy is transferred to the stimulable phosphor of the phosphor sheet, electromagnetic waves (excitation light) in the visible to infrared region are applied.
By exciting it with , radiation energy can be emitted 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 an autoradiograph of a radiolabeled substance is once stored in a phosphor sheet as radiation energy and then read out photoelectrically as photostimulated light, it is necessary to obtain it directly as a digital signal and then save it on a suitable recording medium. I can do it.

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。よつて、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. ) is determined by visually determining the separation development position (band) and comparing the positions of these 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
解析者によつ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60−226091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、従来の放射線フイルムを利用する
場合には一旦オートラジオグラフを該フイルム上
に可視画像化したのち、反射光また透過光を利用
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. 126527, 1982, Patent Application No. 126527, Patent Application No. 1983-
No. 89615, Patent Application No. 1983-226091, Special Application No. 1983-
226092 etc.). When using a conventional radiation film, the digital signal corresponding to the autoradiograph can be obtained by first making the autoradiograph a visible image on the film and then reading it photoelectrically using reflected or transmitted light. can get. When a stimulable phosphor sheet is used, an autoradiograph can be obtained by directly reading out the phosphor sheet on which the stimulable phosphor sheet has been stored.

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

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、分離が不十分であつたり、あ
るいは試料を支持媒体の各スロツトに注入する際
に他のスロツトの試料が混入したりすることによ
り、本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 fragments of nucleic acids 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. , bands (referred to as ghost bands or extra bands) may appear at positions where they should not originally 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つても、
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 if such noise occurs,
It is desired to efficiently process digital signals corresponding to the autoradiograph to automatically determine the base sequence of a nucleic acid with high precision.

[発明の要旨] 本発明者は、オートラジオグラフイーを利用し
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つても
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,
By suitably processing the digital signal corresponding to the autoradiograph even in the case of a noisy separation/development pattern, it has been possible to automatically determine the base sequence of a nucleic acid 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つた
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、探索基準点から一定区間内
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基準点と
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、該探索基準点を一定距離進めた位置を次
の探索基準点とする工程、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
めの信号処理方法を提供するものである。
That is, the present invention provides base-specific DNA fragments or base-specific RNAs to which a radioactive label has been added.
Determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on digital signals corresponding to autoradiographs of multiple separation and development columns formed by separating and developing a mixture of fragments in one-dimensional direction on a support medium. In the method, (1) obtaining a one-dimensional waveform consisting of a position along the separation development direction and a signal level for each separation expansion column; (2) obtaining a one-dimensional waveform consisting of a position along the separation expansion direction and a signal level; (3) determining a threshold based on the average level; (4) a peak having a signal level equal to or higher than the threshold exists within the section; (5a) If a peak exists in the fourth step, determining that a band exists at the position of the peak, and setting the position of the peak as the next search reference point; (5b) If there is no peak in the fourth step, a step of setting the next search reference point at a position a certain distance ahead of the search reference point, and (6) repeating the second to fifth steps above in sequence. The present invention provides a signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, which comprises the step of determining the positions of all bands on a separation and development array.

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
展開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 separation pattern obtained by separating and developing a mixture of base-specific fragments of nucleic acids on a support medium, noise is generated in the separation 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
因となつてオートラジオグラフ上に現われたエク
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・クールソン法などにおい
ては試料である塩基特異的断片物が分子量が大き
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
度が低くなるといつた濃度勾配(信号レベルの変
化)が生じる。従つて、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、一定の閾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、逆に真正バンドを誤つて排除してしまいが
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 that appear on an autoradiograph due to sample contamination, natural radiation, etc. is lower than that of the true band. However, in methods such as the Sanger-Coulson method, as the sample base-specific fragment increases in molecular weight, it contains more radioactive isotopes.
Due to the increased radioactivity intensity, a concentration gradient (change in signal level) occurs in the autoradiograph, where the image density decreases as the separation development distance increases. Therefore, when determining whether a genuine band exists or whether a band is a genuine band, a certain threshold value is set and the peak of the signal level appearing on the separated development pattern is higher than this threshold value. If bands are uniformly selected based on whether or not they are present, extra bands tend to be detected as genuine bands, or conversely, genuine bands tend to be mistakenly excluded, 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
よつて局所的に異なつている場合であつても、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 value is set based on this for the true band and noise. By setting a suitable value that can separate the true bands from each other, 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. By comparing the positions of the bands between the separation and development arrays based on the positions of the detected bands, 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
従つて、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:
Examples include mixtures 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 mixture, which is a type of base-specific DNA fragment mixture, is produced by base-specific cleavage and decomposition of radiolabeled DNA according to the Maxam-Gilbert method described above. can get.

また、塩基特異的DNA合成物混合物は前述の
サンガー・クールソン法に従つて、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エートと
DNA合成酵素とを用いて合成することにより得
られる。
In addition, the base-specific DNA compound mixture is prepared using the Sanger-Coulson method as described above, using DNA as a template and adding deoxynucleoside triphosphate to which a radioactive label has been added.
It can be obtained by synthesis using DNA synthase.

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 and degradation products or a mixture of synthetic products by the same method as above. Furthermore, DNA consists of four types of bases as its constituent units: adenine, guanine, thymine, and cytosine, while RNA consists of adenine, guanine, uracil,
Consists of four types of bases: cytosine.

放射性標識は、これらの物質に適当な方法で
32P、14C、35S、3H、1 25Iなどの放射性同位元素を保
持させることによつて付与される。
Radioactive labels can be applied to these substances in an appropriate manner.
It is given by retaining radioactive isotopes such as 32 P, 14 C, 35 S, 3 H, 125 I , etc.

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
ロマトグラフイー、カラムクロマトグラフイー、
ペーパークロマトグラフイーなど種々の分離展開
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, etc. 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 such as paper chromatography.

次に、放射性標識物質が分離展開された支持媒
体について、従来の写真感光材料を用いる放射線
写真法により、あるいは蓄積性蛍光体シートを用
いる放射線像変換方法によりそのオートラジオグ
ラフが得られ、次いで適当な読取り(読出し)系
を介して放射性標識物質のオートラジオグラフに
対応するデジタル信号が得られる。
Next, an autoradiograph of the support medium on which the radiolabeled substance has been separated and developed is obtained by radiography using a conventional photographic light-sensitive material or by a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet. A digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance is obtained via a 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線フイ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イ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
射線フイルム上に可視画像化する。次いで、画像
読取装置を用いて放射線フイ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
射線フイ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 a photographic light-sensitive material such as an X-ray film are overlapped for a long time (several hours to several tens of hours) at low temperature or room temperature, and then the radiographic film is exposed. , and developed to produce a visible image of the autoradiograph of the radiolabeled substance on radiographic film. Next, the autoradiograph visualized on the radiographic film 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 the autoradiograph can be obtained.

後者の放射線像変換方向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
プラスチツクフイ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 direction,
First, the support medium and the stimulable phosphor sheet are overlapped for a short time (several seconds to several tens of minutes) at room temperature, and the radiation energy emitted from the radiolabeled substance is accumulated in the phosphor sheet. is recorded on the phosphor sheet as a kind of latent image. Here, the stimulable phosphor sheet is made of a support made of, for example, a plastic film, divalent europium-activated barium fluoride bromide (BaFBr: Eu 2+ )
A phosphor layer made of a stimulable phosphor such as phosphor and a transparent protective film are laminated in this order. The stimulable phosphor contained in the stimulable phosphor sheet absorbs and accumulates radiation energy when it is irradiated with radiation such as X-rays, and then accumulates when excited with light in the visible to infrared region. It has the property of emitting 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 detecting this photostimulated light photoelectrically, an autoradiograph of a radioactively labeled substance is converted into a visible image. It can be obtained directly as an electrical signal without any additional processing. 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59−126527号、特開昭59−126278号等の各
公報に記載されている。
For details on the above-mentioned autoradiograph measurement operation and method for obtaining a digital signal corresponding to the autoradiograph, see the aforementioned Japanese Patent Application Laid-open No. 59-83057;
It is described in various publications such as JP-A-59-126527 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つ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 digital signals obtained by any other method as long as there is 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
イルム(または蓄積性蛍光体シート)の全面に亘
つ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 read out the autoradiograph 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Dxyは、放射線フイルム
(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。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。従つて、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 D A signal corresponds to one pixel. 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上の放射性標
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 on the support medium obtained in this way is subjected to signal processing by the method of the present invention as described below to obtain the base sequence of the target nucleic acid. A decision is 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。
The embodiment of the signal processing method of the present invention is based on base-specific DNA to which the following four types of radioactive labels have been added.
A case will be explained in which the electrophoresis column (separation and development column) is formed by a combination of fragments.

(1) 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・クールソ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。
(1) Guanine (G)-specific DNA compound (2) Adenine (A)-specific DNA compound (3) Thymine (T)-specific DNA compound (4) Cytosine (C)-specific DNA compound Here , each base-specific DNA compound is synthesized in a base-specific manner by the Sanger-Coulson method, that is, it consists of DNA compounds of various lengths having the same terminal base.

第1図は、上記四種類の塩基特異的DNA合成
物がそれぞれ四つのスロツ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)
に沿つて濃度勾配が生じている。
FIG. 1 shows an autoradiograph of the electrophoresis pattern obtained by electrophoresing the four types of base-specific DNA compounds described above into four slots. The autoradiograph shows the electrophoresis direction (direction of arrow →)
A concentration gradient occurs along the .

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

まず、各泳動列(レーン)について泳動方向に
沿つ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、従つて、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. In addition, the right part is the one-dimensional waveform of the part far from the migration start position (the migration distance is large), and the peak B
is the true band from comparison with other peaks on the right. However, between peak A and peak B, peak A
It can be seen that the signal level is higher in the case of , and therefore 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、バンドの探索基準点xi
から一定区間L内における信号レベルZの平均レ
ベル値Ziを算出する。
First, on the one-dimensional waveform, search reference point x i of the band
An average level value Z i of the signal level Z within a certain period L is calculated from .

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の位置が探索基準点xiとなつてい
る。
In FIG. 4, the position of the peak C of the true band that has already been determined is the search reference point x i .

始めの探索基準点は通常は、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つて順に進め
るのが好ましい。一定区間L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つて変化
するように適当な泳動距離(または泳動方向に沿
つた位置)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Lは第4図に示すように基準点xiを起点として
探索方向(矢印←)にとつてもよいが、または基
準点を中心点として両側に1/2Lずつとつてもよ
い。
It is usually preferable to select the initial search reference point 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 of the run to the top. It is preferable to proceed in order. The fixed section L 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 that it changes depending on the search position. In this case, the number of peaks detected within one section can be made almost constant regardless of the search position. Further, as shown in FIG. 4, the section L may be taken in the search direction (arrow ←) with the reference point x i as the starting point, or it may be taken 1/2L on each side with the reference point as the center point.

平均レベル値Ziは、信号レベルが一定値Za以上
である領域、すなわち区間L1,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以上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(バツクグラウンドノイ
ズ)などを除去することができる。
The average level value Z i is obtained by calculating the average value of the signal levels for the regions where the signal level is equal to or higher than the constant value Z a , that is, the sections L 1 , L 2 and L 3 . Specifically, the average value of signals having a level equal to or higher than Z a is determined. This makes it possible to remove comparatively small extra bands and noise (background noise) appearing in the entire migration pattern.

この平均レベル値Ziに基づいて閾値Tiを決定す
る。閾値Ti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[Ti=f(Zi)]。具体的には、 Ti=α・Zi (ただし、係数αは0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Ti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つても好
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つて異なるように適
当な泳動距離の関数で表わしてもよい。
A threshold value T i is determined based on this average level value Z i . The threshold value T i is obtained, for example, by substituting Z i into a function whose variable is a preset average value [T i =f(Z i )]. Specifically, it can be set as T i =α·Z i (however, the coefficient α is a positive number other than 0). Thereby, the threshold value T i can be set to a suitable value that can separate the extra band and the true band. For example, the coefficient α
By setting is a constant larger than 1, even when the peak of the extra band is relatively large or when there are many extra bands, it can be suitably excluded. The function f(Z i ) 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、上記探索基準点xiを起点とする区間L
内でピークの信号レベルが閾値Ti以上であるピー
クを探す。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L全体に
ついてではなく、一定値Za以上の区間L1〜L3
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。
Next, the section L starting from the search reference point x i
Search for a peak within which the signal level of the peak is greater than or equal to the threshold T i . A peak is a point on a one-dimensional waveform where the signal level is maximum. At this time, the search time can be shortened by searching for peaks not for the entire section L but only for the sections L 1 to L 3 having a constant value Z a or higher.

そして、信号レベルが閾値Ti以上であるピーク
を真正バンドと決定し、Ti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L1〜L3
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、エクスト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 the threshold T i is determined to be a true band, and a peak smaller than T i is determined to be an extra band or noise and ignored. As a result, in Fig. 4, the two peaks D and E in the section L 1 to L 3 have signal levels that are equal to the threshold value.
Only the peak E that exceeds T i is determined to be the true band, and the extra band, peak D, is excluded.

このようにして区間L内でバンドの決定が終了
したときは、該区間内の閾値Ti以上であるピーク
E(真正バンド)の位置を次の探索基準点xi+1
定めて、この探索基準点xi+1から一定区間Lにつ
いて上記の操作を繰り返す。閾値Ti以上であるピ
ークが二つ以上存在する場合には、探索方向上で
探索基準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
索基準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。
When the determination of the band within the interval L is completed in this way, the position of the peak E (true band) which is equal to or higher than the threshold value T i in the interval is determined as the next search reference point x i +1 , and this The above operation is repeated for a certain section L from the search reference point x i+1 . If there are two or more peaks that are equal to or higher than the threshold T i , by selecting the peak closest to the search reference point in the search direction,
By shifting the sections little by little and 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 reference 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L内に閾値Ti以上のピーク(真正バンド)
が全く存在しない場合には、探索基準点xiを探索
方向に一定距離dLだけ進ませた位置を次の探索
基準点xi+1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基準点に基
づいて定めてもよい。
Peak greater than threshold T i within section L (genuine band)
If the search reference point x i does not exist at all, the above operation is repeated with a position obtained by advancing the search reference point x i by a certain distance dL in the search direction as the next search reference point x i +1 . 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 reference point.

以上の操作を泳動開始点(第2図の左端)まで
順次繰り返し行なつて、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 sequentially repeated until the electrophoresis start point (the left end in FIG. 2), and all genuine bands on the first lane are detected. Furthermore, by performing the same operation for the remaining three lanes, all genuine bands on the electrophoresis pattern can be detected.

なお、泳動パターンにエクストラバンド等のノ
イズの発生がほかに、スマイリング現象、オフセ
ツ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つてもよい。
If the electrophoresis pattern contains noise such as extra bands, or various other distortions or noises such as smiling phenomenon, offset distortion, or band fusion, perform the above-mentioned band determination. Signal processing for these corrections may be performed during the process.

ここで、スマイリング現象は、支持媒体の中央
部のスロツトの泳動距離に比べて両端部のスロツ
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
因となつて生じる。オフセツト歪みとは、レーン
間相互の全体的な位置ズレをいい、スロツトの形
状の相違等により試料の電気泳動の開始位置、開
始時間が各スロツトで異なることなどが原因とな
つて生じる。また、バンドの融合は、泳動が十分
でないために、三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
般にパターン上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 in the slots at both ends of the support medium becomes shorter than the migration distance in the slots in 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, and is caused by the fact that the start position and start time of sample electrophoresis differ for each slot due to differences in the shape of the slots. Furthermore, band fusion refers to three or three bands joining together to form one wide band due to insufficient migration. Generally, this tends to occur in the area near the migration start position at the top of the pattern.

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60−74899号、特願昭
60−74900号、特願昭60−85275号、特願昭60−
85276号、特願昭60−111186号、特願昭60−
111185号の各明細書に記載されている。
For details of these corrections by signal processing, please refer to Japanese Patent Application No. 60-74899 and Japanese Patent Application No.
No. 60-74900, Special Application No. 1983-85275, Special Application No. 1983-
No. 85276, Special Application No. 111186, Special Application No. 111186, Special Application No. 1983-
It is described in each specification of No. 111185.

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)のスロツトはそれぞれ(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
ンドの属するスロツ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 above four types of base-specific DNA compounds 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 above
The slots (1) to (4) each have information about the terminal bases consisting of (G), (A), (T), and (C), so replace them with the base corresponding to the slot to which each band belongs. The DNA base sequence (e.g. 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(z′)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. In addition,
Information about the DNA base sequence is not limited to the above display format; for example, if desired, the intensity (z') of each band can be displayed simultaneously as the relative amount of the radiolabeled substance. Furthermore, it is also possible to display the base sequences of both DNA strands.

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, DNA base sequence information can also 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・クールソン法によつて得
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つて調
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, in the above, the sample base-specific
As a mixture of DNA compounds (G, A, T, C)
Although the case where exclusive combinations of (G, G+A, T+
It can be applied to various combinations such as C and C). Furthermore, the method of the present invention is not limited to base-specific DNA composites obtained by the Sanger-Coulson method, and can be applied to base-specific DNA fragments prepared by any method. I can do it.

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、一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 mixtures of base-specific RNA fragments (for example, a combination of G, A, U, and C). moreover,
Band determination is not limited to the separation and development array of a set of base-specific fragments of nucleic acids, but can be performed for all 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
気デイ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。
Examples of recording devices include those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam or the like;
Recording devices based on various principles can be used, such as those that record symbols and numbers displayed on a CRT or the like on a video printer or the like, and those that record on a heat-sensitive recording material using heat rays.

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

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図の矢印に沿つた
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つて、本発明の
処理方法を説明する図である。 xi:探索基準点、L:一定区間、Za:一定値、
Ti:閾値、ピークC,E:真正バンド、ピーク
D:エクストラバンド。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a migration pattern in which a concentration gradient occurs. Second
The figure 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. Figure 4 shows the second
FIG. 3 is a partially enlarged view of a one-dimensional waveform in the figure, and is a diagram illustrating a processing method of the present invention. x i : search reference point, L: constant interval, Z a : constant value,
T i :Threshold value, Peaks C, E: True band, Peak D: Extra band.

【特許請求の範囲】[Claims]

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剤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つた
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) 一次元波形を少なくとも二つの区間に分割す
る工程、および (3) 区間ごとに異なる特性を有する平滑化手段に
よつて信号のレベルを平滑化する工程、 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 上記第三工程において、平滑化手段が移動平
均フイルタ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。 3 上記第三工程において、区間ごとに移動平均
フイルタのマスクサイズを変えることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の核酸の塩基配列決
定のための信号処理方法。
1 Compatible with autoradiographs of multiple separation agents formed by separating and developing a mixture of radioactively labeled base-specific DNA fragments or base-specific RNA fragments on a support medium in one-dimensional direction. In a method for determining the base sequence of a nucleic acid by performing signal processing on a digital signal, the steps include: (1) obtaining a one-dimensional waveform consisting of a position along the separation development direction and a signal level for each separation development column; (2) a step of dividing a one-dimensional waveform into at least two sections; and (3) a step of smoothing the signal level by a smoothing means having different characteristics for each section. Signal processing method for base sequencing. 2. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, wherein in the third step, the smoothing means is a moving average filter. 3. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 2, wherein in the third step, the mask size of the moving average filter is changed for each section.

Claims (1)

(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基準点を分
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、探索基準点に最も
近いピークの位置を次の探索基準点とすることを
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。
(6) A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid, comprising the step of determining the positions of all bands on the separation and development array by sequentially repeating the second to fifth steps. 2. The method according to claim 1, characterized in that the first search reference point in the second step is the position with the greatest separation and development distance, and the sixth step is performed in a direction opposite to the direction of separation and development. A signal processing method for determining the base sequence of nucleic acids. 3. The signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1, characterized in that in step 5a, the position of the peak closest to the search reference point is set as the next search reference point. . 4 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. 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 is (1) a guanine-specific DNA fragment, (2) an adenine-specific DNA fragment, (3) a thymine-specific DNA fragment, and (4) a cytosine-specific DNA fragment. A patent characterized in that the separation and development array consists of four separation and development arrays formed by separating and developing these four types of base-specific DNA fragments on a support medium, respectively. A signal processing method for determining the base sequence of a nucleic acid according to claim 1. 6 A 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 on the phosphor sheet. Claim 1, characterized in that the autoradiograph is obtained by accumulating and recording the phosphor sheet, irradiating the phosphor sheet with excitation light, and photoelectrically reading out the autoradiograph as photostimulated light. A signal processing method for base sequencing of the described nucleic acid. 7. A digital signal corresponding to the above autoradiograph is transferred onto the photosensitive material after superimposing the support medium and the photographic light-sensitive material to photosensitively record the autoradiograph of the radiolabeled substance on the support medium on 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 a visualized autoradiograph.
JP6907486A 1986-03-26 1986-03-26 Signal processing for determining base sequence nucleic acid Granted JPS62225956A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6907486A JPS62225956A (en) 1986-03-26 1986-03-26 Signal processing for determining base sequence nucleic acid
US07/030,062 US4885696A (en) 1986-03-26 1987-03-25 Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
EP91118244A EP0476712B1 (en) 1986-03-26 1987-03-26 Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
DE8787104502T DE3781307T2 (en) 1986-03-26 1987-03-26 SIGNAL PROCESSING METHOD FOR DETERMINING THE BASIC STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS.
EP87104502A EP0242629B1 (en) 1986-03-26 1987-03-26 Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
DE3751366T DE3751366T2 (en) 1986-03-26 1987-03-26 Signal processing method for determining the basic structure of nucleic acids.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6907486A JPS62225956A (en) 1986-03-26 1986-03-26 Signal processing for determining base sequence nucleic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62225956A JPS62225956A (en) 1987-10-03
JPH0529070B2 true JPH0529070B2 (en) 1993-04-28

Family

ID=13392064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6907486A Granted JPS62225956A (en) 1986-03-26 1986-03-26 Signal processing for determining base sequence nucleic acid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62225956A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050426A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Shimadzu Corporation Method of determining base sequence of nucleic acid

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62225956A (en) 1987-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0242629B1 (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
EP0199327B1 (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acids
JPH0462344B2 (en)
US4941092A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
JPH0529071B2 (en)
JPS63169588A (en) Signal processing method for autoradiograph analysis
JPH0462345B2 (en)
JPH0467917B2 (en)
JPS63167290A (en) Signal processing method for autoradiographic analysis
JPH0529070B2 (en)
JPH0467630B2 (en)
JPH0467629B2 (en)
JPS61243362A (en) Signal processing for determining base sequence of nucleic acid
JPH0533747B2 (en)
JPH0462340B2 (en)
JPH0570791B2 (en)
JPS61243361A (en) Signal processing for determining base sequence of nucleic acid
JPH0467918B2 (en)
JPH0529072B2 (en)
JPS63191959A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
JPS61269065A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
JPH0528785B2 (en)
JPH0529069B2 (en)
JPH0529067B2 (en)
JPS6293643A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid