JPS59126256A - Signal processing in autoradiography - Google Patents

Signal processing in autoradiography

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Publication number
JPS59126256A
JPS59126256A JP58001342A JP134283A JPS59126256A JP S59126256 A JPS59126256 A JP S59126256A JP 58001342 A JP58001342 A JP 58001342A JP 134283 A JP134283 A JP 134283A JP S59126256 A JPS59126256 A JP S59126256A
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JP
Japan
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specific cleavage
separation
development
base
column
Prior art date
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Pending
Application number
JP58001342A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kimura
力 木村
Kazuhiro Hishinuma
菱沼 和弘
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
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Publication date
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Priority to JP58001342A priority Critical patent/JPS59126256A/en
Priority to US06/568,874 priority patent/US4862360A/en
Priority to EP84100151A priority patent/EP0113678A3/en
Publication of JPS59126256A publication Critical patent/JPS59126256A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2012Measuring radiation intensity with scintillation detectors using stimulable phosphors, e.g. stimulable phosphor sheets

Abstract

PURPOSE:To easily determine the base arrangement of a DNA specimen with high accuracy, by photoelectrically reading the autoradiograph due to a photographic photosensitive material of the predetermined separated and developed lines of the DNA specimen while applying predetermined processing to the digital signal thereof. CONSTITUTION:Positional informations due to radioactive labels of specific split, decomposed and migrated lines 1)G+A, 2)T+C, 3)G and 4)C of a DNA specimen are transferred to a photographic photosensitive material 1. This photosensitive material 1 is mouned to a rotary drum 2 moving to the axial direction thereof and to pervious light of laser beam 5 is detected through a mirror 3 by a photoelectric multiplier 7. The output thereof is processed with a signal processing circuit 10 through an amplifier 8 and an AD converter 9. A reference line of 0)G+T+A+C is synthesized by logically adding the sampling point to the separated and developed lines 1), 2) and interpolation identification is performed according to a curve fitting method by arranging the reference line 0) in the arrangement line of the separated and developed line 1)-4) and the separated and developed lines formed by changing the arrangement order thereof to easily determine the base arrangement of the DNA specimen with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オートラジオグラフィーにおける信号処理法
に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、写真
感光材料を用いるオートラジオグラフィーにおいて、D
NAもしくはDNA部分分解物の塩基配列の決定のため
のデジタル信号処理における放射性標識物質の分離展開
位置の比較同定方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a signal processing method in autoradiography. More specifically, the present invention provides D
The present invention relates to a method for comparative identification of the separation and development position of a radiolabeled substance in digital signal processing for determining the base sequence of a partially degraded NA or DNA.

支持媒体上において少なくとも一次元的方向に分布して
分布列を形成している放射性標識物質の位置情報を得る
ための方法としてオートラジオグラフィーが既に知られ
ている。
Autoradiography is already known as a method for obtaining positional information of radiolabeled substances that are distributed in at least one dimension to form a distribution array on a support medium.

たとえば、蛋白質、核酸などのような生物体由来の高分
子物質に放射性標識を付与したのち、その放射性標識を
付した高分子物質、その誘導体、あるいはその分解物な
ど(以下、放射性標識物質ともいう)をケル状支持媒体
上で電気泳動などの鉛部操作にかけて分離展開を行なう
ことにより該支持媒体」−に放射性標識物質の分#展開
列を形成させ、次いでこの分#展開列のオートラジオグ
ラフを放射線フィルムに可視画像として取得し、その可
視画像から放射性標識物質の位置情報を得ている。また
、得られた放射性標識物質の位置情報を基にして、その
高分子物質の分離、同定、あるいは高分子物質の分子量
、特性などの評価などを行なう方法は既に開発され、実
際に利用されている。
For example, after attaching a radioactive label to a macromolecular substance derived from a biological body such as a protein or nucleic acid, the radiolabeled macromolecular substance, its derivative, or its decomposition product (hereinafter also referred to as the radiolabeled substance) is used. ) on a Kel-like support medium by electrophoresis or other lead section operations to perform separation and development to form a column of radiolabeled substances on the support medium, and then an autoradiograph of this column of column # development. is captured as a visible image on a radiation film, and position information of the radiolabeled substance is obtained from the visible image. In addition, methods for separating and identifying the polymeric substance, or evaluating the molecular weight, characteristics, etc. of the polymeric substance based on the obtained positional information of the radiolabeled substance have already been developed and have not been actually used. There is.

特に近年においては、オートラジオグラフィーは、DN
A (もしくはDNAなどの部分分解物、以下同様)の
塩基配列の決定に有効に利用されている。
Particularly in recent years, autoradiography has been
It is effectively used to determine the base sequence of A (or partially degraded products such as DNA, hereinafter the same).

このオートラジオグラフィーを利用することによりDN
Aの塩基配列を決定する方法としては、マキサムΦギル
バート(Maxam−Gilbert)法、およびサン
ガー・クールソン(Sanger−Couls’on)
法が知られている。これらの方法は、DNAが二本の鎖
状分子からなる二重ラセン構造を有し、かつその二本の
鎖状分子は、各々四種類の塩基、すなわちアデニン(A
)、グアニンCC,)、シトシン(C)、チミン(T)
なる塩基を有する構成単位から構成されていること、そ
して、この二本の鎖状分子の間はこれら四種類の塩基間
の水素結合によって架橋されており、しかも各構成単位
間の水素結合は、G−CおよびA−Tの二種類の組合わ
せのみにおいて実現しているというDNAの特徴的な構
造を巧妙に利用して、その塩基配列を決定する方法であ
る。
By using this autoradiography, DN
Methods for determining the base sequence of A include the Maxam-Gilbert method and the Sanger-Coulson method.
The law is known. In these methods, DNA has a double helical structure consisting of two chain molecules, and each of the two chain molecules contains four types of bases, namely adenine (A
), guanine CC, ), cytosine (C), thymine (T)
The two chain molecules are bridged by hydrogen bonds between these four types of bases, and the hydrogen bonds between each of the constituent units are This method cleverly utilizes the characteristic structure of DNA, which is realized only in two types of combinations of GC and AT, to determine its base sequence.

たとえば、マキサム拳ギルバート法は、次に述べるよう
な方法により実施される。
For example, the Maxam fist Gilbert method is performed by the method described below.

ます、塩基配列を決定しようとしているDNAあるいは
DNAの分解物の鎖状分子の一方の側の端部に燐(P)
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るDNAあるい
はDNAの分解物の多数の塩基特異的切断分解物の混合
物をゲル電気泳動法により分離展開し、多数の塩基特異
的切断分解物がそれぞれ帯状を形成して分離された分離
展開列(ただし、視覚的には見ることができない)を得
る。そして、この分離展開列をX線フィルム上に可視化
してオートラジオグラフを得、得られたオートラジオグ
ラフと対象の塩基特異的切断分解物に適用された切断手
段とから、放射性同位元素か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、このよう
にして対象物のすべての塩基の配列を決定・している。
First, phosphorus (P) is added to one end of the chain molecule of the DNA or degraded DNA whose base sequence is to be determined.
By bonding a group containing a radioactive isotope, the object becomes a radiolabeled substance, and then chemical means are used to cleave the bonds between each constituent unit of the chain molecule in a base-specific manner. Next, the DNA obtained by this operation or a mixture of many base-specific cleavage products of the DNA decomposition product is separated and developed by gel electrophoresis, and each of the many base-specific cleavage products forms a band. You get a separated separation expansion column (but you can't see it visually). Then, this separation and development array is visualized on an X-ray film to obtain an autoradiograph, and from the obtained autoradiograph and the cleavage means applied to the target base-specific cleavage product, the radioisotope bond is determined. The bases located in a certain positional relationship from the end of the chain molecule are sequentially determined, and in this way, the sequence of all the bases of the target object is determined.

ところで、上述のように従来の放射線写真法を利用する
オートラジオグラフィーでは、放射性標識物質の位置情
報を得るためにはこの位置情報を有するオートラジオグ
ラフを放射線写真フィルム上に可視化することが必須要
件となっている。
By the way, as mentioned above, in autoradiography that uses conventional radiography, in order to obtain positional information of a radiolabeled substance, it is essential to visualize an autoradiograph containing this positional information on a radiographic film. It becomes.

。従って、研究者は、その可視化されたオートラジオグ
ラフを視覚的に観察することにより、支持媒体上の放射
性標識物質の分布を判断している。
. Therefore, researchers determine the distribution of radiolabeled substances on the support medium by visually observing the visualized autoradiograph.

すなわち1、DNAの塩基配列は、放射性標識の付与さ
れた塩基特異的切断分解物もしくはその混合物のそれぞ
れについて、分離展開位置を視覚的に判断し、それら塩
基特異的切断分解物の分離展開列を相互に比較すること
により決定されている。
In other words, 1. DNA base sequences are determined by visually determining the separation and development position of each radioactively labeled base-specific cleavage product or a mixture thereof, and then determining the separation and development sequence of these base-specific cleavage products. It is determined by comparing them with each other.

しかしなから、従来のオートラジオグラフィーでは、上
述のようにその解析作業は人間の目に依存しているため
、その可視画像とされたオートラジオグラフを解析して
得られる放射性標識物質の位置情報が研究者によって相
違する場合が発生するなどの問題があり、得られる情報
の精度には限界がある。特に、放射線フィルム上に可視
化されたオートラジオグラフが良好な画質(g鋭度、コ
ントラスト)を有していない場合には、満足できる情報
が得られがたく、またその精度は低下する傾向にある。
However, in conventional autoradiography, the analysis work relies on the human eye as mentioned above, so the position information of the radiolabeled substance is obtained by analyzing the autoradiograph, which is a visible image. There are problems such as differences in information between researchers, and there are limits to the accuracy of the information that can be obtained. In particular, if the autoradiograph visualized on radiographic film does not have good image quality (g-acuity, contrast), it is difficult to obtain satisfactory information, and its accuracy tends to decrease. .

従来より、求める位置情報の精度を向上させるために、
たとえば、その可視化されたオートラジオグラフをスキ
ャニングデンシトメーターなとの測定器具を用いて測定
する方法も利用されている。しかしながら、そのような
測定器具を巾に用いる方法においては精度の向上に限界
がある。
Traditionally, in order to improve the accuracy of the desired location information,
For example, a method is also used in which the visualized autoradiograph is measured using a measuring instrument such as a scanning densitometer. However, there is a limit to the improvement of accuracy in methods that use such measuring instruments.

また、前記の分離展開列が形成された支持媒体と放射線
フィルムとを密着させて行なう露光操作時にその重ね合
わせにズレが生じる場合があり、この場合には放射線フ
ィルム上に可視画像として得られる分離展開列(たとえ
ば、泳動列)はフィルムの長さ方向に対して平行でなく
、ずれる結果となるため、放射性標識物質の位置情報を
視覚的にil断する際に誤差が生じやすくなり、その精
度は低下しがちである。また、支持媒体や分離展開位置
によって、得られる分離展開列が支持媒体の長さ方向に
対して平行でなかったり、歪んだりすることが往々にし
て生じる。
Furthermore, during an exposure operation in which the support medium on which the separation development rows are formed and the radiation film are brought into close contact with each other, a shift may occur in their overlapping, and in this case, the separation obtained as a visible image on the radiation film may Since the development row (for example, the migration row) is not parallel to the length of the film and is shifted, errors are likely to occur when visually determining the position information of the radiolabeled substance, and its accuracy may be affected. tends to decline. Furthermore, depending on the support medium and the separation and development position, the resulting separation and development rows are often not parallel to the length direction of the support medium or are distorted.

さらに、支持媒体としてゲルを用いる場合において、こ
のゲルは゛自己支持性がないため通常はガラスなどで両
面を挟持した状態で分離展開を行なうが、その被覆物の
変形などによってゲルに厚さムラが生したりすることか
あり、放射性標識物質は支持媒体上で必ずしも一様に分
S展開されるとは限らない。また同様な分離展開の不均
一さはゲル中に空%泡が含まれている場合、あるいは、
ゲルの組成が不均一であったりした場合においても発生
する。このような理由から、たとえば、支持媒体の中央
付近における分離展開列の移動距離に比べて両端の分離
展開列の移動距離が相対的に短いといった、いわゆるス
マイリング効果がしばしば現れる。あるいは、電気泳動
により分離展開する場合において電圧が支持媒体に均一
に印加されない場合があり、そのような場合にも分離展
開条件が支持媒体上で局部的に異なってくるため、得ら
れる分離展開列に歪みが生じがちである。
Furthermore, when using gel as a support medium, this gel does not have self-supporting properties, so it is usually separated and developed with both sides sandwiched between glass or the like, but the thickness of the gel may be uneven due to deformation of the coating. The radiolabeled substance may not necessarily spread uniformly on the support medium. Similar non-uniformity in separation development occurs when the gel contains empty bubbles, or
It also occurs when the composition of the gel is non-uniform. For this reason, a so-called smiling effect often appears, in which, for example, the moving distance of the separation and deployment rows at both ends is relatively short compared to the movement distance of the separation and deployment rows near the center of the support medium. Alternatively, when performing separation and development by electrophoresis, the voltage may not be applied uniformly to the support medium, and even in such cases, the separation and development conditions differ locally on the support medium, so the resulting separation and development column Distortion tends to occur.

以上のような場合においては、放射性標識物質の位置情
報の解析が特に困難になり、前記のような測定器具を利
用しても分離展開された放射性標識物質の位置情報、す
なわちDNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列を充
分な精度で得ることは困難である。
In the above cases, it becomes particularly difficult to analyze the positional information of the radiolabeled substance, and even if the measuring instruments described above are used, the positional information of the separated and expanded radiolabeled substance, that is, the DNA or DNA partial decomposition, cannot be obtained. It is difficult to obtain the base sequence of a substance with sufficient accuracy.

未発四基は、放射線写真法を利用する従来のオートラジ
オグラフィーにおいて、写真感光材料上に画像化された
放射性標識物質の位置情報を有するオートラジオグラフ
を光電的に読み取ってデジタル信号に変換し、好適な信
号処理を行なうことによりDNAもしくはDNA部分分
解物の塩基配列を簡易かつ高精度に決定することを実現
し、本発明に到達した。
In conventional autoradiography, which uses radiography, the four unreleased groups are detected by photoelectrically reading an autoradiograph containing positional information of a radioactive label imaged on a photosensitive material and converting it into a digital signal. The present invention has been achieved by realizing the simple and highly accurate determination of the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products by performing suitable signal processing.

すなわち、本発明は、DNAもしくはDNA部分分解物
の塩基配列を決定するだめのオートラジオグラフィーに
おける信号処理法であって、放射性標識が伺与されたD
NAもしくはDNA部分分“  財物の塩基特異的切断
分解により得られた、1)グアニン特異的切断分解物、
アデニン特異的切断分解物、チミン特異的切断分解物、
およびシトシン特異的切断分解物の全てを全体として含
むように任意に組合せられた少なくとも二種の塩基特異
的切断分解物もしくは塩基特異的切断分解物混合物から
なる一組の基準列形成用試料を少なくとも二組、および
、 2)塩基特異的切断分解物もしくは塩基特異的切断物混
合物を少なくとも一種、 のそれぞれが、支持媒体上において、 上記1)の二組の基準列形成用試料のそれぞれ二重上の
分離展開列が、少なくとも一列の上記2)の切断分解物
もしくは塩基特異的切断物混合物の分離展開列を挟むよ
うに互いに平行関係を以って一次元的に分離展開されて
なる少なくとも五列の分離展開列を構成する放射性標識
物質群の位置情報を有するオートラジオグラフを写真感
光材料上に記録したのち、該写真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
得られるそれぞれ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、l)分離展開列のそれ
ぞれについてサンプリング点を検出する工程、 ii)各々の基準列形成用試料の各々二重上の分I魅展
開列から各々の基準列を合成し、各々の基準列について
基準サンプリング点を検出する工程、 111)該複数の基準列間で対応する基準サンプリング
点を結んだ直線、折れ線または曲線からなる複数の連続
線を設定する工程、そしてiv)該連&L線により、各
分離展開列のサンプリング点を比較同定する工程、 を含むオートラジオグラフイーにおける信号処理法から
なるものである。
That is, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products.
1) guanine-specific cleavage and decomposition products obtained by base-specific cleavage and decomposition of NA or DNA portions;
adenine-specific cleavage product, thymine-specific cleavage product,
and a set of reference array forming samples consisting of at least two types of base-specific cleavage products or a mixture of base-specific cleavage products arbitrarily combined to contain all of the cytosine-specific cleavage products as a whole. and 2) at least one type of base-specific cleavage degradation product or base-specific cleavage product mixture, respectively, on a supporting medium, each of the two sets of reference array forming samples of 1) above is placed on top of each other in duplicate. At least five rows in which the separation and development rows are one-dimensionally separated and developed in parallel with each other so as to sandwich at least one row of separation and development rows of the cleavage degradation product or base-specific cleavage product mixture of 2) above. is obtained by recording an autoradiograph having positional information of a group of radiolabeled substances constituting a separation and development array on a photographic light-sensitive material, and then photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material. For the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separation column, l) detecting a sampling point for each of the separation columns; ii) detecting a sampling point on each duplicate of each reference column forming sample; 111) composing a plurality of straight lines, polygonal lines, or curves connecting corresponding reference sampling points between the plurality of reference columns; This method consists of a signal processing method in autoradiography, which includes the steps of: setting a line; and iv) comparing and identifying sampling points of each separation expansion series using the continuous &L lines.

本発明において、基準列とは、DNAの四種類の塩基、
すなわち、グアニン、アデニン、チミンおよびシトシン
の各塩基特異的切断分解物の全てを含む分離展開列に相
当する列を意味し、目的とするDNAもしくはDNA部
分分解物の塩基配列の決定において、その放射性標識が
付与された塩ノ、(特異的切断分解物が支持媒体上で分
離展開されてなる分離展開列の内部標準となるものであ
る。
In the present invention, the reference sequence refers to four types of bases of DNA,
In other words, it refers to a column corresponding to a separation and development column containing all of the base-specific cleavage products of guanine, adenine, thymine, and cytosine. The labeled salt serves as an internal standard for a separation and development column in which specific cleavage and decomposition products are separated and developed on a support medium.

本発明において「位置情報」とは、試料中における放射
性標識物質もしくはその集合体の位置を中心とする各種
の情報、たとえば、支持媒体中に存在する放射性物質の
集合体の存在位置と形状、その位置における放射性物質
の濃度、分45などからなる情報の一つもしくは任意の
組合わせとして得られる各種の情報を意味する。
In the present invention, "position information" refers to various information centering on the position of a radiolabeled substance or an aggregate thereof in a sample, such as the position and shape of an aggregate of radioactive substances present in a support medium, and the like. It means various types of information obtained as one or any combination of information such as the concentration of radioactive substances at a location, minute 45, etc.

本発明によれば、前述のような支持媒体上における放射
性標識物質の分離展開時の位置的な歪み、あるいは−次
元的方向に分離展開して分離展開クリを形成している放
射性標識物質のオートラジオグラフを放射線フィルムに
形成させる操作における位置ズレなどにより、放射線フ
ィルム上に記録されたオートラジオグラフ全体にわたっ
て歪み、スレが生じている場合にも、高精度にDNAも
しくはDNA部分分解物の塩基配列を決定することがで
きる。
According to the present invention, the positional distortion during separation and development of the radiolabeled substance on the support medium as described above, or the automatic distortion of the radiolabeled substance that is separated and developed in the -dimensional direction to form a separated and developed chest. Even if the entire autoradiograph recorded on the radiographic film is distorted or scratched due to positional misalignment during the operation of forming the radiograph on the radiographic film, the base sequence of the DNA or DNA partial decomposition product can be determined with high precision. can be determined.

とりわけ、分離展開方向の歪みに対しては、複数の分離
展開列から内部標準となる複数の基准列を合成して得ら
れることにより、デジタル画像データ上においてこの基
準列に基づいてその歪みを測定し、得られた歪みの補正
を各列について行なったのちに、各列0分離展開部位を
同定することが可能となる。従って高精度かつ合理的に
目的の塩基配列を決定することができるものである。
In particular, for distortion in the direction of separation development, by combining multiple reference columns that serve as internal standards from multiple separation development columns, the distortion can be measured on digital image data based on this reference column. After correcting the obtained distortion for each column, it becomes possible to identify the 0-separation development site for each column. Therefore, the target base sequence can be determined with high precision and rationality.

本発明のオートラジオグラフィーにお’lz”七’用い
られる被測定試料は、放射性標識が付与されたDNAも
しくはDNA部分分解物を塩基特異的に切断分解するこ
とにより得られる各塩基特異的切断分解物もしくはその
混合物が、−次元的方向に分゛離展開された支持媒体で
ある= 上記放射性標識物質を支持媒体を用いて分離展開するた
めの方法としては、たとえば、ゲル状支持媒体(形状は
層状、柱状など任意)、アセテートなどのポリマー成形
体、あるいは濾紙などの各種力支持媒体を用いる電気泳
動、そしてシリカゲルな−どの支持媒体を用いる薄層ク
ロマトグラフィーがその代表的な方法として挙げられる
。このうちで、ゲル状支持媒体を用いる電気泳動法が代
表的な分離展開方法であり、好ましい。
The sample to be measured used in the autoradiography of the present invention is a base-specific cleavage sample obtained by base-specific cleavage of radioactively labeled DNA or a DNA partial decomposition product. A support medium in which a substance or a mixture thereof is separated and developed in the -dimensional direction = As a method for separating and developing the above-mentioned radioactively labeled substance using a support medium, for example, a gel-like support medium (the shape is Typical methods include electrophoresis using various force supporting media such as layered, columnar, etc.), polymer moldings such as acetate, or various force supporting media such as filter paper, and thin layer chromatography using supporting media such as silica gel. Among these, electrophoresis using a gel-like support medium is a typical separation and development method and is preferred.

本発明に用いられる写真感光材料は″、基本構造として
、支持体および写真乳剤層からなるものである。写真乳
剤層は、ハロゲン化銀を分散状態で含有支持するゼラチ
ンなどの結合剤からなるものである。感光材料は、たと
えば、支持体としてポリエチレンテレフタレートなどの
透明な、シートを用い、このシート上に上記写真乳剤層
を設けたものであり、その例としては高感度X線フ、イ
ルムなどの放射線フィルムを挙げることがでSる。
The basic structure of the photographic light-sensitive material used in the present invention is a support and a photographic emulsion layer.The photographic emulsion layer is made of a binder such as gelatin that contains silver halide in a dispersed state. A photosensitive material is one in which a transparent sheet such as polyethylene terephthalate is used as a support, and the above-mentioned photographic emulsion layer is provided on this sheet. The following radiation films can be mentioned.

本発明において、放射性標識物質を含有する支持媒体か
ら放出される放射線による写真感光材料の感光操作(露
光操作)は、支持媒体と写真感光材料とを一定時間重ね
合わせることにより、その支持媒体上の放射性標識物質
から放出される放射線の少なくとも一部によって写真感
光材料中の感光物質に吸収させて実施する。この露光操
作は、支持媒体と写真感光材料とを密着した状態で配置
し、たとえは、氷点下のような低温で数日間この状態に
1δくことにより行なうことができる。なお、露光操作
においては増感紙の使用、あるいはフラッシュ露光等の
前露光の適用によって増感を行なってもよい。
In the present invention, the exposure operation (exposure operation) of a photographic light-sensitive material with radiation emitted from a support medium containing a radiolabeled substance is carried out by overlapping the support medium and the photographic light-sensitive material for a certain period of time. This is carried out by absorbing at least a portion of the radiation emitted from the radiolabeled substance into the photosensitive substance in the photographic light-sensitive material. This exposure operation can be carried out by placing the support medium and the photographic material in close contact with each other and, for example, by keeping them in this state for several days at a low temperature below freezing. In the exposure operation, sensitization may be performed by using an intensifying screen or by applying pre-exposure such as flash exposure.

なお、オートラジオグラフィーにおける試料の写真感光
材料への露光操作および感光材料あ現像処理については
、既に良く知られており、それらの操作および処理につ
いては、たとえば、次に示す文献に記載されている。
Incidentally, the exposure operation of a sample to a photographic light-sensitive material and the development treatment of a light-sensitive material in autoradiography are already well known, and these operations and treatments are described, for example, in the following literature. .

゛生化学実験講座6 トレーサー実゛験法(上)271
〜289頁、「8. オートラジオグラフ・イー」末吉
徹、重末昭世(1977年、■東京化学同人刊) 次に、本発明において、写真感光材料に記録された支持
媒体上の放射性標識物質の一次元的な位置情報を有する
オートラジオグラフを読み取ってデジタル信号に変換す
るための方法について、添付図面の第1図に示した読取
装置の例を参照しながら略述する。
゛Biochemistry Experiment Course 6 Tracer Experiment Method (Part 1) 271
〜289 pages, "8. Autoradiograph E" Toru Sueyoshi, Akiyo Shigesue (1977, published by Tokyo Kagaku Dojin) Next, in the present invention, the radiolabeled substance on the support medium recorded on the photographic light-sensitive material. A method for reading an autoradiograph having one-dimensional positional information and converting it into a digital signal will be briefly described with reference to an example of a reading device shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.

第1図は、写真感光材料1に可視画像として記録されて
いる放射性標識物質の一次元的な位置情報を有するオー
トラジオグラフを読み取るための画像読取装置の例の概
略図を示している。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of an image reading device for reading an autoradiograph having one-dimensional positional information of a radiolabeled substance recorded as a visible image on a photographic light-sensitive material 1.

中空の回転ドラム2には、′その外側に可視画像を有す
る感光材料lが装着されている。この回転ドラム2は、
一定速度で回転すると同時に軸方向に一部ピッチで移動
するようにされている。また、この回転ドラム2内には
ミラー3が挿入されており、光源4からの光ビーム5は
レンズ6を通って入射する。この光源4からの光ビーム
5は、ミラー3で上方に反射され、透明ドラム2に装着
しへ感光材料1を透過して光電子増倍v7に入射する。
A hollow rotating drum 2 is fitted with a photosensitive material l having a visible image on its outside. This rotating drum 2 is
It rotates at a constant speed and at the same time moves in the axial direction at a partial pitch. Further, a mirror 3 is inserted into the rotating drum 2, and a light beam 5 from a light source 4 enters through a lens 6. A light beam 5 from this light source 4 is reflected upward by a mirror 3, is attached to a transparent drum 2, passes through a photosensitive material 1, and enters a photoelectron multiplier v7.

このようにして、感光材料1の画面が光ビ−ム5による
光点でXY方向に走査される。
In this way, the screen of the photosensitive material 1 is scanned in the X and Y directions by the light spots of the light beam 5.

光電子増倍管7は、感光材料1の各点の透過光を電気信
号に変換する。この電気信号は、増幅器8により増幅さ
れたのち、A / D変換器9に入力される。A/D変
換器9で、電気信号はrジタル信号に変換される。なお
、画像の読み取り操作の詳細については、たとえば、特
開昭54−121043号公報に記載されている。
The photomultiplier tube 7 converts the transmitted light at each point of the photosensitive material 1 into an electrical signal. This electrical signal is amplified by an amplifier 8 and then input to an A/D converter 9. An A/D converter 9 converts the electrical signal into an r digital signal. The details of the image reading operation are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 121043/1983.

また、本発明における写真感光材料に記録された放射性
標識物質の位置情報を有するオートラジオグラフを読み
取るだめの方法について、上記においては光ビームを用
いた光透過法による読み取り操作を説明したが、光反射
法による読み取り操作も適用できる。本発明において利
用することができる読み取り操作は、上記の例に限られ
るものではなく、たとえば、テレビカメラによる読み取
り操作など各種の方法が可能である。
In addition, regarding the method of reading an autoradiograph having positional information of a radiolabeled substance recorded on a photographic light-sensitive material in the present invention, the reading operation by a light transmission method using a light beam has been described above, but Reading operations using reflection methods can also be applied. The reading operation that can be used in the present invention is not limited to the above example, and various methods such as reading operation using a television camera are possible.

このようにして得些れた放射性標識物質のオートラジオ
グラフも対応するデジタル信号は、次に、第1図に示さ
れる信号処理回路10に入力される。信号処理回路10
では、放射性標識物質の一次元的位置情報を記号および
/または数値化することにより、目的のDNA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 thus obtained is then input to a signal processing circuit 10 shown in FIG. Signal processing circuit 10
Then, the base sequence of the target DNA is determined by converting the one-dimensional positional information of the radiolabeled substance into symbols and/or numerical values.

以下、本発明の信号処理方法を用いたオートラジオグラ
フィーにおける信号処理の実施態様を、前記のマキサム
・ギルバート法を利用したDNAの塩基配列決定法を例
にとり、その塩基配列決定のだめの典型的な塩基特異的
切断分解物の組合わせとして次の四本の塩基特異的切断
分解物の組合わせを用いて、異なる三種類のDNAにつ
いて同一支持媒体上で電気泳動させた場合について説明
する。
Hereinafter, embodiments of signal processing in autoradiography using the signal processing method of the present invention will be explained using the above-mentioned DNA base sequencing method using the Maxam-Gilbert method as an example. A case will be described in which three different types of DNA are electrophoresed on the same support medium using the following combinations of four base-specific cleavage products.

1)グアニン特異的切断分解物 +アデニン特異的切断分解物 2)チミン特異的切断分解物 +シトシン特異的切断分解物、 3)グアニン特異的切断分解物、 4)シトシン特異的切断分解物、 まず、放射性標識(32F)が付与された三種類−のD
NAのそれぞれを常法により各塩基単位で切断すること
により、それぞれ上記1)〜4)の四本の塩基特異的切
断分解物からなる三組を得る。
1) Guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product 2) Thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product, 3) Guanine-specific cleavage product, 4) Cytosine-specific cleavage product, First , three types of D labeled with radioactive label (32F)
By cleaving each of the NAs at each base unit using a conventional method, three sets each consisting of the four base-specific cleavage products described in 1) to 4) above are obtained.

次に上記四イ1¥の塩基特異的切断分解物三組のそれぞ
れを、ゲル支持媒体上で電気泳動により分離展開させて
それぞれの分離展開列を得る。ただし、少なくとも上記
1)および2)の二群の塩基特異的切断分解物の分離展
開列を、支持媒体上の少なくとも二箇所において互いに
隣接して配置し、かつ、その隣接した分離展開列の組が
、上記3)および4)の二群の塩基特異的切断分解物の
分離展開列を挟むように配置して分離展開操作を行なう
Next, each of the three sets of base-specific cleavage products of 4-1 are separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development arrays. However, at least the two groups of base-specific cleavage and decomposition products in 1) and 2) above are arranged adjacent to each other at at least two locations on the support medium, and a set of adjacent separation and development rows is provided. The separation and development operation is performed by arranging the two groups of base-specific cleavage and decomposition products in 3) and 4) above so as to sandwich the separation and development columns.

次にこの試料(分離展開列が形成されたゲル状支持媒体
)、と放射線フィルムとを−70〜−90°Cの低温で
数日間重ね合わせることにより露光操作を行ない、分#
展開列のオートラジオグラフを放射線フィルムに記録す
る。
Next, an exposure operation was performed by overlapping this sample (gel-like support medium on which separation and development rows were formed) and a radiation film at a low temperature of -70 to -90°C for several days.
An autoradiograph of the unfolded train is recorded on radiographic film.

第2図は、放射性標識の付与されたDNAの塩基特異的
切断分解物が分離展開されてなる上記四本の泳動列のオ
ートラジオグラフの例を示す。すなわち、第2図の第1
列か、ら第12列は順に、(1)−(G)特異的切断分
解物 +(A)特異的切断分解物 (2)−(T)特異的切断分解物 +(C)特異的切断分解物 (3)−(G)特異的切断分解物 (4)−(C)特異的切断分解物 (5)−(G)特異的切断分解物 (’6) −(G)特−異的切断分解物+(A)特異的
切断分解物 (7) −(T)特異的切断分解物 +(C)特異的切断分解物 (8)−(C)特異的切断分解物 (9)−(G)特異的切断分解物 (10) −(C)特異的切断分解物 (11)−(G)特異的切断分解物 +(A)特異的切断分解物 (’12) −(T)特異的切断分解物+(C)特異的
切断分解物 の各列(泳動列)を示す。第1列〜第4列、第5列〜第
8列、および第1列〜第4列゛は互いに異なるDNAの
分離展開列群である。また、第1列と第2列、第6列と
第7列、および第11列と第12列は、それぞれ基準列
形成用試料の組である。
FIG. 2 shows an example of an autoradiograph of the four electrophoretic columns described above, in which base-specific cleavage products of radiolabeled DNA are separated and developed. In other words, the first
From column 1 to column 12, (1) - (G) specific cleavage product + (A) specific cleavage product (2) - (T) specific cleavage product + (C) specific cleavage product. Decomposition product (3) - (G) Specific cleavage product (4) - (C) Specific cleavage product (5) - (G) Specific cleavage product ('6) - (G) Specific Cleavage product + (A) specific cleavage product (7) - (T) specific cleavage product + (C) specific cleavage product (8) - (C) specific cleavage product (9) - ( G) Specific cleavage product (10) - (C) Specific cleavage product (11) - (G) Specific cleavage product + (A) Specific cleavage product ('12) - (T) Specific Each column (electrophoresis column) of the cleavage product + (C) specific cleavage product is shown. The 1st to 4th columns, the 5th to 8th columns, and the 1st to 4th columns are groups of separated and developed columns of different DNAs. Furthermore, the first and second columns, the sixth and seventh columns, and the eleventh and twelfth columns are sets of samples for forming reference columns, respectively.

放射線フィルムに記録されたオートラジオグラフを第1
図に示した読出装置に装填して読み出すことにより、信
号処理回路10に入力されたデジタル信号は、放射線フ
ィルムに固定された座標系で表わされた番地(x 、 
y)とその番地における信号のレベル(、Z)とを有し
ており、その信号のレベルは輝尽光の光量に対応してい
る。すなわち、デジタル信号は第2図のオートラジオグ
ラフに対応している。従って、信号処理回路10には、
上記放射性標識物質の位置情報を有するデジタル画像デ
ータが入力されることにな4゜本発明において、デジタ
ール画像データとは、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の集合体を意味する。  
   − まず、デジタル画像データ上で、上記12列のそれぞれ
について放射性標識物質の分離展開位置を検出し、それ
らをサンプリング点とする。サンプリング点は7、たと
えば、次のようにして得ることができる。
The first autoradiograph recorded on radiographic film
By loading the digital signal into the reading device shown in the figure and reading it out, the digital signal input to the signal processing circuit 10 is transmitted to the address (x,
y) and the signal level (, Z) at that address, and the signal level corresponds to the amount of photostimulated light. That is, the digital signal corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, in the signal processing circuit 10,
Digital image data having positional information of the radiolabeled substance is inputted.4 In the present invention, digital image data means a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of the radiolabeled substance.
- First, on the digital image data, the separated and developed positions of the radiolabeled substance are detected for each of the above 12 columns, and these are used as sampling points. There are 7 sampling points, which can be obtained, for example, as follows.

上記デジタル信号に対して、放射性標識物質の一次元的
分布方向(分離展開列方向)を横断するように一デジタ
ル画像データ上の異なる位置を平行に二回走査すること
によって、各走査領域上で各列の放射性標識物質の分布
点を検出しくこの分布点を検出するための走査を予備走
査という)、各列についてそれぞれ二分布点を結んで1
2木の直線を得、得られた直線をそれぞれ各列における
サンプリング点検出のための走査方向とする。
The above digital signal is scanned twice in parallel at different positions on one digital image data so as to cross the one-dimensional distribution direction (separation development row direction) of the radiolabeled substance, so that each scanning area is The scanning to detect the distribution points of the radiolabeled substance in each row is called a preliminary scan), and the two distribution points for each row are connected to form a
Two straight lines are obtained, and each of the obtained straight lines is used as a scanning direction for detecting sampling points in each column.

なお、本発明の信号処理方法において、放射線フィルム
を読み出して得られたデジタル信号は、信号処理回路1
0において一旦メモリーに記憶される(すなわちバッフ
ァーメモリーあるいは磁気ディスク等の不揮発性メモリ
ーに記憶される)。
In addition, in the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the radiation film is transmitted to the signal processing circuit 1.
0, it is temporarily stored in memory (that is, stored in buffer memory or non-volatile memory such as a magnetic disk).

信号1処理において、デジタル画像データ上を走査する
とは、この走査箇所のデジタル信号のみをメモリーから
選択的に取り出すとを意味する。
In signal 1 processing, scanning digital image data means selectively extracting only the digital signal at this scanning location from the memory.

次いで、デジタル画像データを上で得たサンプリング点
検出のための走査方向に沿って走査すること、により、
走査領域上の信号のレベルを表わす関数f (w、) 
 [wは走査方向上の位置を表わす]を得ることができ
る。そしてこの関数f (w)に、たとえば適当なフィ
ルター関数を用いてコンボリューションを行なうことに
よりスムージング処理を施し、関数g(w)を得る。次
は、この関数g(w)に閾値処理を行なう。すなわち、
閾値α0)に対し、 g (w)≧00のとき、g (w) = 1g(w:
)<α。のとき、g(w)=0とする処理を施すことに
より、関数g (y)を1またはOの連続関数に変換す
る。サンプリング点は、、g (w)= 1の領域の各
中点とすることにより検出される。なお、」二記の閾値
処理における閾値(α0)は、たとえば、走査領域上の
デジタル信号について、信号のレベルと、その頻度との
関係、すなわちヒストグラムから決定することができる
Then, by scanning the digital image data along the scanning direction for sampling point detection obtained above,
A function f (w,) representing the level of the signal on the scanning area
[w represents the position in the scanning direction] can be obtained. Then, smoothing processing is performed on this function f (w) by, for example, convolution using an appropriate filter function to obtain a function g (w). Next, threshold processing is performed on this function g(w). That is,
For the threshold α0), when g (w) ≧ 00, g (w) = 1g (w:
)<α. In this case, the function g (y) is converted into a continuous function of 1 or O by performing processing to set g(w)=0. The sampling points are detected by setting each midpoint of the region, g (w)=1. Note that the threshold value (α0) in the threshold processing described in “2” can be determined, for example, from the relationship between the signal level and its frequency, that is, the histogram, for the digital signal on the scanning area.

このようにして各列についてサンプリング点の集合(S
kn (Xx n + Vkn + Zkn))を検出
、することができる。ここで、kは正の整数であって各
列の番号を表わし、nは正の整数であって、サンプリン
グ点の番号を表わす。なお、サンプリング点を検出する
だめの方法は、上記の方法に限られるものではない。
In this way, for each column, the set of sampling points (S
kn (Xx n + Vkn + Zkn)). Here, k is a positive integer and represents the number of each column, and n is a positive integer and represents the number of the sampling point. Note that the method for detecting sampling points is not limited to the above method.

次に、第1列のサンプリング点と第2列のサンプリング
点とを論理加算することにより、新たに(G)特異的、
切断分解物、(A)特異的切断分解物、(T)特異的切
断分解物、および(C)特異的切断分解物の四種類の塩
基特異的切断分解物の全てを含むサンプリング、ξの列
、すなわち基準(内部標準)列(SL3n)を得る。た
とえば、この合成を演算として表わすと次のようになる
Next, by logically adding the sampling points in the first column and the sampling points in the second column, a new (G) specific,
Sampling containing all four types of base-specific cleavage decomposition products, (A) specific cleavage decomposition products, (T) specific cleavage decomposition products, and (C) specific cleavage decomposition products, a sequence of ξ , that is, a reference (internal standard) column (SL3n) is obtained. For example, this composition can be expressed as an operation as follows.

(SL3n)= (S ln) U (S2 n)ここ
で、()はサンプリング点の集合を表わしUは論理和演
算子を表わす。この基準列は、第1列と第2列との中間
に仮想的に存在するように、基準サンプリング点S日。
(SL3n)=(S ln) U (S2 n) Here, () represents a set of sampling points, and U represents a logical sum operator. This reference column has a reference sampling point S day so as to exist virtually midway between the first column and the second column.

の座標を新たに設定する。Set new coordinates.

同様の処理を第6列のサンプリング点と第7列のサンプ
リング点について行なうことにより基準サンプリング点
(S +a n )を有する基準列を合成し、また、第
11列のサンプリング点と第12列のサンプリング点に
ついても同様の処理を行なうことにより基準、サンプリ
ング点(S +s n )を有する基準列を合成して得
る。このようにして、分離展開して得られた十二重の泳
動列の両端および中央部にデジタル画像データ上におい
て仮想的に玉料の基準列を設けることができる。
By performing similar processing on the sampling points of the 6th column and the sampling points of the 7th column, a reference column having the reference sampling point (S + a n ) is synthesized, and the sampling points of the 11th column and the 12th column are synthesized. A similar process is performed for the sampling points to synthesize and obtain a reference column having the reference and sampling points (S + s n ). In this way, reference rows of beads can be virtually provided on the digital image data at both ends and in the center of the double migration row obtained by separation and development.

各基準列において対応する基準サンプリング点、すなわ
ち、サンプリング点の番号nが等しい基準サンプリング
点を結んで複数の直線(もしくは折れ線)を得る。たと
えば、分離展開位置の最も遠い(n−1の)基準サンプ
リング点S’131.5141および5151を結んで
折れ線を得、さらにn=2.3.・・・・・・について
も同様にして順次直線(もしくは折れ線)を得ることに
より′、各基準列における基準サンプリング点の数だけ
の直線(もしくば折れ線)を得る。さらに、得られた折
れ線を通出な曲線で近似することもできる。これらの直
線、折れ線または曲線からなる連続線群は、分離展開位
置についての等高線群(Ln)とみなすことができる。
A plurality of straight lines (or polygonal lines) are obtained by connecting corresponding reference sampling points in each reference column, that is, reference sampling points having the same sampling point number n. For example, a polygonal line is obtained by connecting the farthest (n-1) reference sampling points S'131.5141 and 5151 of the separation deployment position, and then n=2.3. By similarly obtaining straight lines (or broken lines) for . . . , as many straight lines (or broken lines) as there are reference sampling points in each reference column are obtained. Furthermore, the obtained polygonal line can also be approximated by a straight curve. A continuous line group consisting of these straight lines, polygonal lines, or curved lines can be regarded as a contour line group (Ln) regarding the separation development position.

ただし、nは基準サンプリング点の番号nに一致する。However, n matches the reference sampling point number n.

第3図は、上記のようにして得られる曲線で近似された
等高線の一部分を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a portion of the contour line approximated by the curve obtained as described above.

この等高線を基に、第3列のサンプリング点について比
較同定を行なう。たとえば、第3列のサンプリング点S
31については、サンプリング点S31の位置(X3 
t I y31)が等高線L1とLlのうちどちらによ
り近いかを判定し、近い方の等高線がLlであるとする
。と、サンプリング点S31は基準サンプリング点51
31に帰属することができる。このようにして順に第3
列の全てのサンプリング点を基準サンプリング点のいず
れかに帰属させる。すなわち、第3列のサンプリング点
は、基準サンプリング点の集合(SL3.t13で表わ
される。
Based on this contour line, comparative identification is performed for the sampling points in the third column. For example, the third column sampling point S
31, the position of sampling point S31 (X3
It is determined which of the contour lines L1 and Ll t I y31) is closer to, and it is assumed that the closer contour line is Ll. , the sampling point S31 is the reference sampling point 51
31. In this way, the third
Assign all sampling points in the column to one of the reference sampling points. That is, the sampling points in the third column are represented by a set of reference sampling points (SL3.t13).

」二記の操作により、y座標(Yx n)で表わされる
サンプリング点Sknを等高線Lnをもって表わすこと
ができ、また、この等高線は泳動座標ともいえるから、
この操作は換言すれば、xy座標から泳動座標への座標
変換とみなすことができる。
'' By the above operations, the sampling point Skn expressed by the y-coordinate (Yx n) can be expressed by the contour line Ln, and since this contour line can also be called the migration coordinate,
In other words, this operation can be regarded as coordinate transformation from xy coordinates to migration coordinates.

さらに、第3列のサンプリング点の集合は、この基準列
を構成する第2列のサンプリング点−の集合(S+n)
に含まれるので、 (SI3’l ’t 3 /1’(S 1 n) = 
(SI6n)   。
Furthermore, the set of sampling points in the third column is the set of - sampling points in the second column that constitute this reference column (S+n).
Since it is included in (SI3'l 't 3 /1'(S 1 n) =
(SI6n).

なる論理積演算で表わされる新たな゛サンプリング°点
の集合(S (6n )を有する仮想的な第16列を得
、得られた第16列は、第1列〜第4列の組におけるア
デニン特異的切断分解物の分離展開列に相当する。
A virtual 16th column with a new set of sampling points (S (6n)) expressed by the AND operation is obtained, and the obtained 16th column is adenine in the set of columns 1 to 4. This corresponds to a separation and development sequence of specific cleavage and decomposition products.

同様の操作を第4列と第2列との間においても行ない、
チミン特異的切断分解物の分離展開列に相当する第17
列を得る。次に、第3列、第4列、第16列および第1
7列について、nの小さい順に基準サンプリング点Sl
nとサンプリング点Sknとを比較していき、それが合
致したとき、その基準サンプリン・グ点5L3nを合致
したサンプリング点Sknで置き換える。そして、基準
列をnの小さい4頭にたどれば、たとえば1次の−よう
な図式を得ることができる。
Perform the same operation between the 4th column and the 2nd column,
The 17th column corresponds to the separation and development column of thymine-specific cleavage products.
get column. Next, the 3rd column, 4th column, 16th column and the 1st column.
For the 7 columns, the reference sampling points Sl are arranged in descending order of n.
n and the sampling point Skn are compared, and when they match, the reference sampling point 5L3n is replaced with the matching sampling point Skn. If the reference sequence is traced to the four animals with small n, it is possible to obtain, for example, a first-order diagram.

S 3+、Sat、5z7t、S32.S+6t   
+上記図式において、53n=G、Sa n=C151
6n = A 、  S I7 n= Tと置き換える
ことにより、次のような図式を得る。
S 3+, Sat, 5z7t, S32. S+6t
+In the above diagram, 53n=G, San=C151
By replacing 6n = A and S I7 n = T, we obtain the following diagram.

G−C−T−G−A−・・・・・・ このようにじて、第1列〜第4列の組における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。
G-C-T-G-A-... In this way, the base sequence of one chain molecule of the DNA in the set of the first to fourth columns can be determined.

さらに、同様の処理を第5列〜第8列の組および第9列
〜第12列の組に対しても行なうことにより、それぞれ
の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。
Furthermore, by performing the same process on the set of columns 5 to 8 and the set of columns 9 to 12, the base sequence of one chain molecule of each DNA can be determined. I can do it.

なお、得られた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、任意の表示形態
が可能である。たとえば、所望により、さらに各列の走
査方向上における信号のレベルを任意に演算処理するこ
とにより、分離展開された各切断分解物の相対量をも表
示することが0丁能である。
Note that the information about the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format, and any display format is possible. For example, if desired, it is also possible to display the relative amount of each separated and decomposed product by arbitrarily processing the signal level in the scanning direction of each column.

あるいはさらに、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。すなわち、上記の
記号で表わされた図式において各塩基に対応する組合わ
せとして、A+T、G−C、C+G、T+Aなる情報を
与えることにより、次のような図式で表わされるDNA
の塩基配列を得る。
Alternatively, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA. That is, by providing the information A+T, GC, C+G, and T+A as combinations corresponding to each base in the diagram represented by the above symbols, DNA represented by the following diagram can be obtained.
Obtain the base sequence of

G−C−T−G−A−・・・・・・ C−G−A−C−T−町・・ なお、本発明の信号処理方法により、上記の(G+A、
T+C,G、C)の組合わせを利用したDNAの塩基配
列決定法は、DNAの塩基配列決定法の一例であって、
本発明の信号処理方法は、上記の組合わせに限定される
ものではなく種々のして、上記の方法に準じる方法によ
り同様にして塩基配列を決定することができる。
G-C-T-G-A-... C-G-A-C-T-machi... By the signal processing method of the present invention, the above (G+A,
A DNA base sequencing method using a combination of T+C, G, C) is an example of a DNA base sequencing method,
The signal processing method of the present invention is not limited to the above-mentioned combinations, and the base sequence can be similarly determined by a method similar to the above-described method using various combinations.

ただし、いずれの組合わせにおいても、G、 A、T、
Cの全ての塩基特異的切断分解物からなる基準(内部標
準)列を合成して得ることができるような組合わせを有
することが必要である。さらに、基準列形成用試料の分
離展開列は、近接して配置されていなければならず、が
っ、この基準列を得るための分離展開列の組は、環基配
列決定対象の塩基特異的切断分解物の分離展開列を挟む
ように配置されて分離展開を行なうことが必要である。
However, in any combination, G, A, T,
It is necessary to have such a combination that a standard (internal standard) train consisting of all base-specific cleavage products of C can be synthesized and obtained. Furthermore, the separation and development arrays for the sample for forming reference arrays must be arranged closely; It is necessary to perform the separation and development by being arranged so as to sandwich the separation and development column of the cut and decomposed products.

この基準列形成用試料の分離展開列の分離展開位置は、
高精度にDNAの塩基配列を決定するためには、各組が
できる限り離れているのが好ましい。すなわち、この組
が二組からなる場合には、複数の分離展開列の両端部に
配置するのが好ましく、三組からなる場合には、複数の
分離展開列の両端および中央部に配置するのが好ましい
。この組か三組よりも多い場合には、検知対象の分離展
開列の間に適当な間隔をもって配置されるのが好ましい
。三組以」−の設置は、放射性標識物質が分#展開され
た支持媒体に前述のスマイリング効果が生じている場合
には特に有効であり、DNAの塩基配列を高精度に決定
することができる。設置する基準列形成用試料の分離展
開列の組数が増加するほど得られる等高線は正確なもの
となり、従ってDNAの塩基配列を高精度に決定するこ
とがn1能となる。
The separation and development position of the separation and development row of this reference row forming sample is as follows:
In order to determine the DNA base sequence with high precision, it is preferable that each set be as far apart as possible. That is, when this set consists of two sets, it is preferable to arrange it at both ends of a plurality of separation deployment rows, and when it consists of three sets, it is preferable to arrange it at both ends and the center of a plurality of separation deployment rows. is preferred. If there are more than three sets, it is preferable to arrange them at appropriate intervals between the separated and deployed rows of detection targets. The installation of three sets or more is particularly effective when the above-mentioned smiling effect occurs in the support medium in which the radiolabeled substance is spread, and the DNA base sequence can be determined with high precision. . The more the number of sets of separation and development arrays of samples for forming reference arrays to be installed increases, the more accurate the contour lines obtained become, and therefore, the ability to determine DNA base sequences with high precision becomes n1 possible.

この基準列形成用試料は基準列を単に形成するのみなら
ず、同時に一分離展開列としてそのDNAの塩基配列決
定に関与するものである。従って、分離展開列の数が多
ければ多いほど、基準列を多く合成できることになり、
よって正確な等高線を得ることが可能となる。すなわち
、一層高精度に塩基配列を決定することができるもので
ある。
This sample for forming a reference array not only forms a reference array, but also participates in determining the base sequence of the DNA as a separate expanded array. Therefore, the greater the number of separation and expansion columns, the more reference columns can be synthesized.
Therefore, it becomes possible to obtain accurate contour lines. In other words, the base sequence can be determined with even higher accuracy.

」−記の例においては、支持媒体上で一次元的方向に分
離展開している12列の放射性標識物質群を用いて説明
したが、分離展開列は12列に限定されるものではない
。あるいは、同時に数種類以上のDNAの塩基配列を決
定することも可能である。
In the example described above, 12 rows of radiolabeled substance groups are separated and developed in a one-dimensional direction on the support medium, but the number of separated and developed rows is not limited to 12 rows. Alternatively, it is also possible to determine the base sequences of several types of DNA or more at the same time.

上記のような信号処理方法により決定されたDNAの塩
基配列についての情報は、信号処理回路10かも出力さ
れたのち、次いで直接的に、もしくは必要により、磁気
テープなどの保存手段を介して記録装置(図示なし)へ
伝送される。
Information about the DNA base sequence determined by the signal processing method described above is output from the signal processing circuit 10, and then stored in a recording device directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic tape. (not shown).

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等に電子的
に表示するもの、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5入ることができる。
Recording devices include, for example, those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam, etc., those that electronically display on a CRT, etc., and those that record symbols and numbers displayed on a CRT, etc. on a video printer, etc. Recording apparatuses based on various principles are available, such as those that record on heat-sensitive recording materials using hot wire.

なお、上記のようにして得られた情報は、このほかにも
、たとえば、既に記録保存されている他のDNA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。
In addition, the information obtained as described above can also be subjected to genetic linguistic information processing, such as comparing it with other DNA base sequences that have already been recorded. .

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

第1図は、本発明において感光材料上に記録された試料
中の放射性標識物質の位置情報を有するオートラジオグ
ラフを読み取るための読取装置の例を示すものである。 ■=写真感光材料、2:透明ドラム、3:ミラー、4:
光源、5:光ビーム、6:レンズ、7:光電子増倍管、
8:増幅器、9:A/D変換器、10:信号処理回路 第2図は、DNAの塩基特異的切断分解物の分離展開列
のオートラジオグラフの例を示す図である。 第3図は、曲線で近似された基準サンプリング点を詰ぶ
等高線の一部分を示す図である。 特許出願人 富士写真フィルム株式会社代理人   弁
理士   柳川泰男 図百の浄書(内容に変更なし) 第1図 第2図 1 2 34 5 67.8 9101112手糸光ネ
南正書 昭和58年1月25日 特許庁長官  若杉和夫 殿 昭和58年1月8日提出の特許願(22)2゜発明の名
称 オートラジオグラフィーにおける信号処理法3゜補正を
する者 事件との関係    特許出願人 住所    (520)富士写真フィルム株式会社氏名
     代表者 大 西  實 4゜代理人 手続補正書 昭和ζ2年1り月//日 ゛特許庁長官  若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和58年  特許随筆r342  号2 発明の名称
  オートラジオグラフィーにおける信号処理法3 補
正をする者 沖件との関係   特許出頭人 4、代理人 8 補正の内容 別紙の通り 明細書の「発明の詳細な説明」の欄を下記の如く補正致
します。 記 一二地旦飢一     −二直旧E− (1)7頁16行目  従来の      →−削除(
’2)23頁8行目  読出装置   □ → 聴取装
置(3)23頁8行目  読み出す     → 読り
曳A(4)23頁13行目  輝尽光      → 
透過X(5)25頁15行目  g (y)     
 → 呈■還Σ(e)29頁1行目  集合(8日1)
3 → 部分来会」五旦111(、7)2!3頁10行
目  第2列  −→ 第1刀(8)29頁12行目 
 (Sol) 3/1 (S1n)= (S+6n)□
  ↓ (S       5=S (、9)30頁1行目  Sin       + 旦
旦1(lO)図  面   第3図の補正図面を添付す
る。 以   上
FIG. 1 shows an example of a reading device for reading an autoradiograph having positional information of a radiolabeled substance in a sample recorded on a photosensitive material in the present invention. ■=Photosensitive material, 2: Transparent drum, 3: Mirror, 4:
light source, 5: light beam, 6: lens, 7: photomultiplier tube,
8: Amplifier, 9: A/D converter, 10: Signal processing circuit FIG. 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a separation and development sequence of DNA base-specific cleavage products. FIG. 3 is a diagram showing a portion of a contour line that fills the reference sampling point approximated by a curve. Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent attorney Engraving of 100 illustrations of Yasuo Yanagawa (no changes to the content) Figure 1 Figure 2 1 2 34 5 67.8 9101112 Teito Mitsune Minamishosho January 1982 Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office on the 25th Patent application filed on January 8, 1982 (22) 2゜Name of the invention Signal processing method in autoradiography 3゜Relationship with the amended case Patent applicant address (520) ) Fuji Photo Film Co., Ltd. Name Representative Minoru Ohnishi 4゜Written Amendment to Agent Proceedings January 1920 // Date゛President of the Japan Patent Office Mr. Kazuo Wakasugi 1, Indication of the Case 1988 Patent Essay R342 No. 2 Invention Name Signal processing method in autoradiography 3 Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant 4, agent 8 Contents of the amendment As shown in the attached sheet, the "Detailed Description of the Invention" column of the specification has been amended as follows. Masu. ki 12 jitankiichi - 2 choku old E- (1) Page 7, line 16 Previous →-Delete (
'2) Page 23, line 8 Reading device □ → Listening device (3) Page 23, line 8 Reading → Reading Hiki A (4) Page 23, line 13 Stimulating light →
Transmission X (5) Page 25, line 15 g (y)
→ Present ■ Return Σ (e) Page 29, line 1 Gathering (1st on the 8th)
3 → Part Raikai” Godan 111 (, 7) 2! Page 3, line 10, 2nd column -→ 1st Sword (8), page 29, line 12
(Sol) 3/1 (S1n)= (S+6n)□
↓ (S 5=S (, 9) Page 30, line 1 Sin + Dandan 1 (lO) Drawing The corrected drawing of Figure 3 is attached.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1゜DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列を決定
するだめのオートラジオグラフィーにおける信号処理法
であって、放射性標識が付与されたDNAもしくはDN
A部分分解物の塩基特異的切断分解により得られた、 1)グアニン特異的切断分解物、アデニン特異的切断分
解物、チミン特異的切断分解物、およびントシン特異的
切断分解物の全てを全体として含むように任意に組合せ
られた少なくとも二種の塩基特異的切断分解物もしくは
塩基特異的切断分解物混合物からなる一組の基準列形成
用試料を少なくとも二組、および、 2)塩基特異的切断分解物もしくは塩基特異的!;Ij
断物混合物を少なくとも一種、のそれぞれか、支持媒体
上において、 上記1)の二組の基準列形成用試料のそれぞれ二基上の
分a展開列が、少なくとも一列の上記2)の切断分解物
もしくは塩基特異的切断物混合物の分離展開列を挟むよ
うに互いに平行関係を以って一次元的に分離展開されて
なる少なくとも五列の分離展開列を構成する放射性標識
物質群の位置情報を有するオートラジオグラフを写真感
光材料上に記録したのち、該写真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
得られるそれぞれ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、i)分離展開列のそれ
ぞれについてサンプリング点を検出する工程、 11)各々の基準列形成用試料の各々二基上の分離展開
列から各々の基準列を合成し、各々の基準列について基
準サンプリング点を検出する工程、 1ii)該複数の基準列間で対応する基準サンプリング
点を結んだ直線、折れ線または曲線からなる複数の連続
線を設定する工程、そしてiv)該連続線により、各分
離展開列のサンプリング点を比較同定する工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 2゜」−21)の基準列形成用試料の各々二以上の分離
展開列か少なくとも三組配置され、かつ、互いに隣接す
る二組の基準列形成用試料の分離展開列が、少なくとも
一列の」−22)の切断分解物もしくは切断分解物混合
物の分離展開列を挟むように配置されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のオートラジオグラフ
ィーにおける信号処理法。 3゜サンプリング点が、複数の分離展開列のそれぞれの
走査方向上のデジタル画像データに対して、スムージン
グおよび/または閾値処理を行なうことにより検出され
ることを特徴とする特許請求の範囲外1項もしくは第2
項記載のオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 4゜−組の基準列形成用試料が、 1)グアニン特異的切断分解物 +アデニン特異的切断分解物、および、2)チミン特異
的切断分解物 +シトシン特異的切断分解物、 の二種の塩基特異的切断分解物混合物から構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項の
いずれかの項記載のオートラジオグラフィーにおける信
号処理法。
[Scope of Claims] 1. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products, the method comprising DNA or DNA to which a radioactive label has been added.
1) All of the guanine-specific cleavage product, adenine-specific cleavage product, thymine-specific cleavage product, and tocin-specific cleavage product obtained by base-specific cleavage degradation of the A partial decomposition product as a whole. at least two sets of samples for forming a reference array consisting of at least two kinds of base-specific cleavage decomposition products or mixtures of base-specific cleavage decomposition products arbitrarily combined to contain base-specific cleavage decomposition products; and 2) base-specific cleavage decomposition products. Object or base specific! ;Ij
At least one of the cut fragment mixtures or the cut decomposition product of 2) above, in which at least one spread column a is formed on each of the two sets of samples for forming reference rows of 1) above on a support medium. Or, it has position information of a group of radiolabeled substances constituting at least five separation and development rows that are one-dimensionally separated and developed in parallel with each other so as to sandwich the separation and development rows of the base-specific cleavage product mixture. After recording an autoradiograph on a photographic light-sensitive material, the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated development row obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material, i) Detecting sampling points for each of the separation and development columns; 11) composing each reference column from the separation and development columns on each two bases of each reference column forming sample, and detecting a reference sampling point for each reference column; 1ii) setting a plurality of continuous lines consisting of straight lines, polygonal lines, or curves connecting corresponding reference sampling points between the plurality of reference columns, and iv) detecting each separation expansion column by the continuous lines. A signal processing method in autoradiography comprising the step of comparing and identifying sampling points of. Two or more separation and development rows or at least three sets of each of the reference row forming samples of 2°-21) are arranged, and at least one separation and development row of the two adjacent sets of reference row formation samples is arranged. -22) The signal processing method in autoradiography according to claim 1, wherein the signal processing method is arranged so as to sandwich the separation and development column of the cleavage decomposition product or the cleavage decomposition product mixture of item 22). Claim 1 outside the scope of claim 1, characterized in that the 3° sampling point is detected by performing smoothing and/or threshold processing on digital image data in the scanning direction of each of a plurality of separation expansion columns. Or the second
Signal processing methods in autoradiography as described in section. The 4°-set of samples for forming reference rows consists of two types: 1) guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product, and 2) thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product. The signal processing method in autoradiography according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the signal processing method is comprised of a mixture of base-specific cleavage products.
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