JPS59126257A - Signal processing in autoradiography - Google Patents
Signal processing in autoradiographyInfo
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- JPS59126257A JPS59126257A JP58001343A JP134383A JPS59126257A JP S59126257 A JPS59126257 A JP S59126257A JP 58001343 A JP58001343 A JP 58001343A JP 134383 A JP134383 A JP 134383A JP S59126257 A JPS59126257 A JP S59126257A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、DNAもしくはDNへ部匁分解物の塩基配列
を決定するための写真感光材料を用いるオートラジオグ
ラフィーにおける信号処理法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a signal processing method in autoradiography using a photosensitive material for determining the base sequence of DNA or a partial decomposition product into 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
だ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.
たとえノよ°、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)をゲル状支
持媒体上で電気泳動などの分、?1[操作にかけて分離
展開を行なうことにより、該支持媒体上に放射性標識物
質の分離展開列(ただし目には見えない)を形成させ、
この分離展開列を放射線フィルム上に転写、可視化させ
て得たそのオートラジオグラフ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 a nucleic acid, the radioactively labeled macromolecular substance, its derivative, or its decomposition product (hereinafter referred to as radioactive (also called a labeling substance) on a gel-like support medium for electrophoresis, etc. 1 [By performing separation and development through operation, forming a separation and development column (however, invisible) of the radiolabeled substance on the support medium,
The positional information of the radiolabeled substance is obtained from the autoradiograph obtained by transferring and visualizing this separation and development array onto a radiographic film. Furthermore, methods for separating and identifying the polymeric substance, or evaluating the molecular weight and characteristics of the polymeric substance based on the obtained positional information of the radiolabeled substance have already been developed and are currently in use. .
特に近年においては、オートラジオグラフィーは、D7
jA(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 jA (or a partial decomposition product of DNA, etc., 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・ギル
バ=ト(Maxam−Gilbert)法、およびサン
ガー・クールン7 (Sanger−C’oulson
)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(G)、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-C'oulson method.
) 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 (G), 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、マキサム令ギルバート法は、次に述べるよう
な方法により実施される。For example, the Maxam-Gilbert method is implemented in the following manner.
まず、塩基配列を決定しようとしているDNAあるいは
DNAの部分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 (
By bonding a group containing a radioactive isotope of P), the target substance becomes a radioactive labeling substance, and then the bonds between each constituent unit of the chain molecule are specifically cleaved using chemical means. . Next, the DNA obtained by this operation or a mixture of many base-specific cleavage products of the DNA decomposition product was separated and developed by gel electrophoresis, and the many cleavage products were separated by forming bands. You get a separate expansion column (but you can't see it visually). Then, this separated and developed array was visualized on an X-ray film to obtain an autoradiograph. Based on the autoradiograph and each base-specific cutting means, bases located in a certain positional relationship from the end of the chain molecule to which the radioactive isotope is bound are sequentially determined, and in this way all bases of the target object are The sequence 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。すなわち、DNAの塩
基配列は、波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。Therefore, researchers determine the distribution of the radiolabeled substance on the support medium by visually observing the visualized autoradiograph. That is, the DNA base sequence is determined by visually determining the separation and development position of each of the base-specific cleavage products or mixtures thereof to which a radioactive label has been added, and then determining the separation and development sequence of these base-specific cleavage products. are determined by comparing them with each other.
しかしながら、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(鮮鋭度、
コントラスト)をイ1していない場合には、満足できる
情報がT4られがたく、またその精度は低下する傾向に
ある。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1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どの測定器具を用
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単に用いる方法においては精度の向
上に限界がある。〜
たとえば、試料中に放射性標識が付与された不純物か含
まれている場合、支持媒体が自然放射能などによって放
射能汚染されている場合、あるいは、分離展開操作が不
充分である場合には、オートラジオグラフ上にノイズが
現れ゛やすくなるため放射性標識物質の位置情報の解析
が困難になり、従って得られる情報の精度を低下させる
ことになる。However, in conventional autoradiography, the analysis work relies on the human eye as mentioned above, so the position information of the radiolabeled substance obtained by analyzing the autoradiograph, which is a visible image, is used for research. There are problems such as discrepancies between people, and there are limits to the accuracy of the information that can be obtained. In particular, autoradiographs visualized on radiographic films have good image quality (sharpness,
If the contrast) is not satisfied, it is difficult to obtain satisfactory information at T4, and the accuracy tends to decrease. Conventionally, in order to improve the accuracy of the positional information sought, a method has been used in which, for example, 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 simply use such measuring instruments. ~ For example, if the sample contains radioactively labeled impurities, if the support medium is radioactively contaminated by natural radioactivity, or if the separation and development procedure is insufficient, Since noise tends to appear on the autoradiograph, it becomes difficult to analyze the positional information of the radiolabeled substance, thus reducing the accuracy of the information obtained.
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.
本発明者は、従来のオートラジオグラフィーにおいて利
用へれている放射線フィルムを用いる放射線写真法の代
りに、蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変換方法を
利用することにより、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特に画像化することなく、その
位置情報をデジタル信号として得、そして得られたデジ
タル信号に好適な信号処理を施すことにより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。The present inventor has succeeded in obtaining positional information of radiolabeled substances by using a radiation image conversion method using a stimulable phosphor sheet instead of the radiography method using a radiation film used in conventional autoradiography. By obtaining the positional information of an autoradiograph as a digital signal without specifically imaging it, and then applying suitable signal processing to the obtained digital signal, the base sequence of DNA or a partial DNA decomposition product can be easily and highly determined. The present invention has been achieved by achieving accurate determination.
すなわち1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た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D
’N AもしくはDNA部分分解物の塩基特異的切断
分解により得られた、1)グアこン特異的切断分解物、
2)アデニン特異的切断分解物、
3)チミン特異的切断分解物、
4)シトシン特異的切断分解物、
を含む少なくとも四本の塩基特異的切断分解物のそれぞ
れが、支持媒体上に平行関係を以って一次元的に分離展
開されて形成された分離展開列の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)該複数の分離展開列より内部標準列を合成し、該内
部標帝列について基本サンプリング点を決定する工程、
il)該基本サンプリング点に基づいて設定されたサン
プリングマスク内に分布している各分離展開列の放射性
物質の信号を互いに比較し、各分離展開列間の想定サン
プリング点の排他性を利用して各分離展開列におけるサ
ンプリング点を検出する工程、
を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理法を提
供するものである。That is, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a partially degraded DNA, which
1) Guacon-specific cleavage product, 2) Adenine-specific cleavage product, 3) Thymine-specific cleavage product, 4) Obtained by base-specific cleavage degradation of NA or DNA partial digest. Cytosine-specific cleavage products, each of which contains at least four base-specific cleavage products, are one-dimensionally separated and developed in parallel on a support medium, and a radioactive label is formed in a separation and development array. After recording an autoradiograph having positional information of a substance group on a photosensitive material, the autoradiograph of each separated development column obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photosensitive material. For the digital signal corresponding to the graph, i) synthesizing an internal standard sequence from the plurality of separation expansion sequences and determining a basic sampling point for the internal standard sequence, il) setting a basic sampling point based on the basic sampling point. A step of comparing the radioactive material signals of each separation expansion column distributed within the sampling mask with each other and detecting the sampling point in each separation expansion column by using the exclusivity of the assumed sampling points between each separation expansion column. The present invention provides a signal processing method in autoradiography including the following.
また、本発明は、試料として放射性標識が付与されたD
NAもしくはDNA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、
2)アデニン特異的切断分解物、
3)チミン特異的切断分解物、
4)シトシン特異的切断分解物、および5)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を含
む混合物を含む少なくとも五本の塩基特異的切断分解物
のそれぞれが、支持媒体上に平行関係を以って一次元的
に分離展開されて形成された分離展開列を利用し、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)該混合物の分離展開列を内部
標準列として、この該内部標準列について基本サンプリ
ング点を決定する工程、
11)該基本サンプリング点に基づいて設定−されたサ
ンプリングマスク内に分布している各分間[展開列の放
射性物質の信号を互いに比較し、各分間1.展開列間の
想定サンプリング点の排他性を利用して名分+?A U
間外におけるサンプリング点を検出する工程、
を含むオートラジオグラフィ〜における信号処理法をも
提供するものである。The present invention also provides D
1) Guanine-specific cleavage product, 2) Adenine-specific cleavage product, 3) Thymine-specific cleavage product, 4) Cytosine-specific cleavage product obtained by base-specific cleavage degradation of NA or DNA partial decomposition product. and 5) at least five base-specific cleavage products comprising a mixture comprising a guanine-specific cleavage product, an adenine-specific cleavage product, a thymine-specific cleavage product, and a cytosine-specific cleavage product. Using separated development columns formed by one-dimensionally separating and developing each one in a parallel relationship on a support medium, for the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separation development column, i) 11) Determining basic sampling points for the internal standard sequence using the separation and development sequence of the mixture as an internal standard sequence, 11) Each minute [[ The signals of the radioactive substances in the deployment column are compared with each other, and each minute 1. Name +? Using the exclusivity of the assumed sampling points between the expansion columns? A U
A method of signal processing in autoradiography is also provided, comprising: detecting sampling points outside the range.
なお、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、分布なと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 types of information centered on the position of a radiolabeled substance or an aggregate thereof in a sample, such as the location and shape of an aggregate of radioactive substances present in a support medium. refers to various types of information obtained as one or any combination of information such as the concentration and distribution of radioactive substances at that location.
本発明によれば、ノイズを含むオートラジオグラフに対
して、デジタル画像データ上で信号処理を行なうことに
より、ノイズを含まない真の位置情報を容易に得ること
ができる。すなわち、たとえば、試料中に含まれる放射
性標識が付与された不純物によって発生するノイズ、あ
るいは、分離展開条件が悪いために発生するノイズに影
響されることなく、高精度でDNAもしくはDNA部分
分解物の塩基配列が得られるものである。According to the present invention, by performing signal processing on digital image data for an autoradiograph that includes noise, true position information that does not include noise can be easily obtained. In other words, for example, DNA or DNA partial decomposition products can be detected with high precision without being affected by noise generated by radioactively labeled impurities contained in the sample or noise generated by poor separation development conditions. The base sequence can be obtained.
特に、放射性標識が付与されたDNAもしくはDNAの
部分分解物の塩基特異的切断分解物は、従来の人間の目
による測定に基づいた放射線写真法を利用するオートラ
ジオグラフィーでは、可視化Sれたオートラジオグラフ
を視覚的に解析してその塩基配列を決定しているため、
視覚的にその位置を照合しやすいように一般に次のよう
な組合わせで用いられることが多い。In particular, radiolabeled DNA or base-specific cleavage products of DNA partial decomposition products cannot be visualized in autoradiography, which uses conventional radiography based on measurement by the human eye. Because the base sequence is determined by visually analyzing the radiograph,
Generally, the following combinations are often used to make it easier to visually check the position.
1)グアニン特異的切断分解物
2)グアニン特異的切断分解物
+アデニン特異的切断分解物
3)チミン特異的切断分解物
+シトシン特異的切断分解物
4)シトシン特異的切断分解物
本発明においては、試料のオートラジオグラフに対応す
るデジタル信号を信号処理することによりDNAの塩基
配列を自動的に決定するため、次のような最も単純な組
合わせを利用することができる。1) Guanine-specific cleavage product 2) Guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product 3) Thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product 4) Cytosine-specific cleavage product In the present invention, In order to automatically determine the base sequence of DNA by signal processing a digital signal corresponding to an autoradiograph of a sample, the following simplest combination can be used.
1)グアニン特異的切断分解物、
2)アデニン特異的切断分解物、
3)チミン特異的切断分解物、
4)シl−’yン特異的切断分解物、
すなわち、上記四本が互いに排他的な組合わせであるこ
とから、放射性標識物質群の分離展開方向に垂直な方向
には常に一群の塩基特異的切断分解物しか存在しえない
という排他性を利用して、得られたデジタル信号を合理
的に多数決判定することにより各塩基の位置を決定する
ことができる。従って、人間の視覚判定よりも正確にそ
の塩基配列を得ることがてきるものである。1) Guanine-specific cleavage product, 2) Adenine-specific cleavage product, 3) Thymine-specific cleavage product, 4) Sil-'yn-specific cleavage product, that is, the above four are mutually exclusive. Therefore, the obtained digital signal can be rationalized by taking advantage of the exclusivity that only one group of base-specific cleavage products always exists in the direction perpendicular to the direction of separation and development of a group of radiolabeled substances. The position of each base can be determined by a majority vote. Therefore, it is possible to obtain the base sequence more accurately than human visual judgment.
また、上記のようにデジタル画像データ上で合理的に放
射性標識物質の分離展開部位(サンプリング点)を検出
することができることがら、放射性標識物質の一つ一つ
の分離展開部位を縮小しても高精度にその分離展開部位
(サンプリング点)を判定することが可能となる。すな
わち、−回のオーI・ラジオグラフィーにおいて用いる
放射性標識物質の絶対量を減少させることができる。あ
るいは、分離展開部位における分離展開列の数を支持媒
体の幅を拡張させることなく増加することが可能となゝ
す、−回のオートラジオグラフィー操作によって従来よ
り多くの情報を得ることが可能となる。In addition, since it is possible to reasonably detect the separation and development site (sampling point) of the radiolabeled substance on digital image data as described above, it is possible to detect the separation and development site of the radiolabeled substance one by one even if the separation and development site of the radiolabel substance is reduced. It becomes possible to accurately determine the separation development site (sampling point). That is, it is possible to reduce the absolute amount of radiolabeled substance used in -times of OI radiography. Alternatively, it is possible to increase the number of separation development rows at the separation development site without expanding the width of the support medium, and it is possible to obtain more information than before with -1 autoradiography operations. Become.
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もしくはDNA部分分解物をそ
の構成単位である塩基間で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および/またはそ
れらの混合物が、−次元的方向に分離展開されて分離展
開列を形成している支持媒体を挙げることができる。Examples of samples used in the present invention include radioactive
Each base-specific cleavage product and/or a mixture thereof obtained by specifically cleaving and decomposing a labeled DNA or a DNA partial decomposition product between bases that are its constituent units is Mention may be made of support media that are separated and spread out to form separate spread rows.
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の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
マトグラフィーかその代表的な方法として挙げられる。Methods for separating and developing the above-mentioned radioactively labeled substances using support media include, for example, gel support media (any shape such as layered or columnar), polymer moldings such as acetate, or various support media such as filter paper. Typical methods include electrophoresis using silica gel, and thin layer chromatography using a support medium such as silica gel.
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、本発明の実施にとって好まし
い。Among these, electrophoresis using a gel-like support medium is a typical separation and development method, and is preferred for carrying out the present invention.
本発明に用いられる写真感光材ネ4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、/\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
の透明体シートを用い、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線フィル
ムなどの放射線フィルムを挙げることかできる。The basic structure of the photographic light-sensitive material 4 used in the present invention is a support and a photographic emulsion layer. The photographic emulsion layer consists of a binder such as gelatin containing and supporting 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, and an example thereof is a radiation film such as a high-sensitivity X-ray film. I can do it.
本発明にわいて、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め少なくとも−ふによって写真感
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電着した状態で
配置し、たとえば、氷点下のような低温で数日間こ9状
態に置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、あるし)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 photosensitive 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 the radiation emitted from the above radioactive label into the photosensitive substance in the photographic light-sensitive material. This exposure operation can be carried out by arranging the support medium and the photographic material in an electrodeposited state, and leaving them in this state for several days at a low temperature, for example, 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の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。In addition, the exposure operation of a sample to a photographic light-sensitive material in autoradiography and the development treatment of the light-sensitive material are already well known, and these operations and processing are described, for example, in the following documents. .
生化学実験講座6 トレーサー実験法(上)271〜2
89頁、「8. オートラジオグラフィーj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、添伺図面の第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) 271-2
p. 89, "8. Autoradiography j Toru Sueyoshi, Akiyo Shigesue (1977, published by Tokyo Kagaku Dojin) Next, in the present invention, one-dimensional analysis of the radiolabeled substance on the support medium recorded on the photographic light-sensitive material. A method for reading an autoradiograph having specific 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1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
た感光材料1を透過して光電□子増倍管7に入射する。A hollow rotating drum 2 is equipped with a photosensitive material 1 having a visible image on its outside. The rotating drum 2 is configured to rotate at a constant speed and at the same time move 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 the mirror 3, passes through the photosensitive material 1 mounted on the transparent drum 2, and enters the photomultiplier tube 7.
このようにして、感光材料1の画面が光ビーム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、電気信号はデ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 a 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
取るための方法について、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 explained above. 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.
このようにして得ら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は、次に、第1図に示さ
れる信号処理回路10に入しされる。信号処理回路lO
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1マ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 lO
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 one-dimensional numbers.
以下、本発明の信号処理方法を用いたDNAの塩基配列
決定のための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
た場合を例にとり、次の四種類の塩基特異的切断分解物
を用いた場合につぃて説明する。Hereinafter, embodiments of signal processing in autoradiography for DNA base sequencing using the signal processing method of the present invention will be described, taking as an example the case where the above-mentioned Maxam-Gilbert method is used. The case where a specific cleavage product is used will be explained.
1)グアニン特異的切断分解物
2)アデニン特異的切断分解物
3)チミ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(32p)が付与されたDNAを常法
により各塩基単位で切断することにより、上記l)〜4
)の四群の塩基特異的切断分解物を得る。1) Guanine-specific cleavage product 2) Adenine-specific cleavage product 3) Thymine-specific cleavage product 4) Cytosine-specific cleavage product First, radioactively labeled (32p) DNA was cleaved to each base using a conventional method. By cutting in units, the above l) to 4
) to obtain four groups of base-specific cleavage products.
次に上記四群の塩基特異的切断1分解物を、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。Next, the above-mentioned four groups of base-specific cleavage products are separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development arrays.
次いで、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−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、試料
のオートラジオグラフを放射線フィルムに転写記録する
。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, and the autoradiograph of the sample was transferred to the radiation film. transcribed and recorded.
第2図は、放射性標識の付与されたDNAの各塩基特異
的切断分解物が分離展開されている分離展開列(泳動列
)のオートラジオグラフの例を示す。FIG. 2 shows an example of an autoradiograph of a separation and development column (electrophoresis column) in which each base-specific cleavage product of radiolabeled DNA is separated and developed.
すなわち、第2図の第1列から第4列は順に、(1)−
(G)特異的切断分解物
(2)−(A)特異的切断分解物
(3)−(T)特異的切断分解物
(4)−(C)特異的切断分解物
の各分#展開列を示す。That is, the first to fourth columns in FIG. 2 are (1) -
(G) Specific cleavage and decomposition product (2) - (A) Specific cleavage and decomposition product (3) - (T) Specific cleavage and decomposition product (4) - (C) Each minute # development column of specific cleavage and decomposition product shows.
放射線フィルムに転写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
1、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−とになる。本明細書物質のオー
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。By loading the autoradiograph transferred and recorded on the radiographic film into the reading device shown in FIG. The given address (x
, , y) and the signal level (Z) at that address, and the signal level corresponds to the amount of stimulated light. That is, the digital signal corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, digital image data having positional information of the radiolabeled substance is input to the signal processing circuit 10. Herein is meant a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of a substance.
まず、内部標準(基準)列は、たとえば、以下のような
信号処理により得ることができる。すなわち、デジタル
画像データ上で、上記凹刻の分離展開列のそれぞれにつ
いて信号−処理のだめの走査方向を決定する。すなわち
、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(分離展開方向)を横断するようにデジタル
画像データ上の異なる位置を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
しくこの分布点検出するための走査を予備走査という)
、各分離展開列についてそれぞれ二分布点を結んで四本
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−山のための走査方向とする。First, an internal standard (reference) sequence can be obtained, for example, by the following signal processing. That is, on the digital image data, the scanning direction of the signal-processing stage is determined for each of the separated and expanded rows of the intaglios. That is, by scanning the digital signal twice at different positions on the digital image data across the one-dimensional distribution direction (separation development direction) of the radiolabeled substance, each column on each scanning area is The scan used to detect the distribution points of the radiolabeled substance is called the preliminary scan).
, for each separation expansion column, two distribution points are connected to obtain four straight lines, and the obtained straight lines are respectively taken as the scanning direction for the sampling inspection-mountain 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−H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)。信号処理において、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ことを意味する。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 stored in the -H memory (that is, it is stored in a non-volatile memory such as a buffer memory or a magnetic disk). In signal processing, scanning digital image data means selectively retrieving only the digital signal at this scanning location from memory.
次いで、デジタル画像データ上を各走査方向に沿って走
査することにより、仮想的に各列についてそれぞれ横軸
に走査方向上の位置(W)をとり、縦軸に信号のレベル
(z’)をとったグラフを得る。ここで、走査方向上の
位置は、たとえば各列の泳動開始位置(Wko)をマー
カーにより検出することにより、泳動開始位置からの泳
動距離で表わすの°が好ましい。ただし、kは正の整数
であり、各列の番号を表わす。Next, by scanning the digital image data along each scanning direction, the position (W) in the scanning direction is virtually plotted on the horizontal axis for each column, and the signal level (z') is plotted on the vertical axis. Obtain the graph taken. Here, the position in the scanning direction is preferably expressed by the migration distance from the migration start position, for example, by detecting the migration start position (Wko) of each column using a marker. However, k is a positive integer and represents the number of each column.
得られた第1列〜第4列のグラフについて、各走査方向
上の同一位置(W)においてその信号のレベル(z)が
最大値を示す列の信号のレベル値を取り出して合成する
ことにより、(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
てを含むグラフが得られる。得られたグラフは、すなわ
ち内部標準(基準)列とも呼ぶべき列についてのグラフ
である。For the obtained graphs in the first to fourth columns, by extracting and synthesizing the level values of the signals in the columns where the signal level (z) shows the maximum value at the same position (W) in each scanning direction. , (G) specific cleavage degradation product, (A, ) specific cleavage degradation product, (T) specific cleavage degradation product, and (C)
A graph containing all four types of base-specific cleavage decomposition products is obtained. The obtained graph is a graph regarding a column that should also be called an internal standard (reference) column.
なお、内部標準列を上記のように各塩基特異的切断分解
物の分離展開列から合成することなく、予め上記四種類
の各塩基特異的切断分解物の全てを含む泳動列を実際に
設け、これを内部標準列としてもよい。In addition, instead of synthesizing the internal standard column from the separation and expansion column of each base-specific cleavage product as described above, we actually prepared an electrophoresis column containing all of the above four types of base-specific cleavage products in advance, This may be used as an internal standard column.
次に、上記内部標準列についての基本サンプリング点は
、たとえば、以下のような信号処理により決定すること
ができる。すなわち、上記の内部標準列に相応するグラ
フを関数f (’w)[wは走査方向上の位置を表わす
]で表わすと、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
。次に、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)≧α0のとき、g (w) = 1g (w)
<α0のとき、g(w)=0とする処理を施すことに
より、関数g(w)を1またはOの連続関数に変換する
。サンプリングの候補点Sonは、g (w)=、1の
領域の各中点とすることにより検出される。ただし、0
は内部標準列を表わし、nは正の整数であって、その候
補点しこ対応するサンプリング点の番号を表わす。なお
、上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。Next, the basic sampling points for the internal standard sequence can be determined, for example, by the following signal processing. In other words, if the graph corresponding to the above internal standard column is expressed as a function f ('w) [w represents the position in the scanning direction], then this function f (w) can be controlled by using, for example, an appropriate filter function. Smoothing processing is performed by performing volution to obtain a function g(w). Next, threshold processing is performed on this function g (w). That is, for the threshold value (α0), when g(w)≧α0, g (w) = 1g (w)
When <α0, the function g(w) is converted into a continuous function of 1 or O by performing processing to set g(w)=0. Sampling candidate points Son are detected by setting each midpoint of the region g (w)=,1. However, 0
represents an internal standard sequence, n is a positive integer, and represents the number of the sampling point corresponding to the candidate point. Note that the threshold value (α0) in the above threshold processing is, for example,
For digital signals on the scanning area, the signal level and
It can be determined from the relationship with the frequency, that is, from the histogram.
次いで、得られたサンプリングの候補点S。nに対し、
統計処理を行なう。すなわち、内部標準列上のサンプリ
ングの候補点に存在する放射性標識物質には、泳動距離
が小さくなる順に入、すなわちサンプリング点の番号が
大きくなる順に四種類の塩基のいずれかを含む構成単位
が1つずつ多く結合しているとみなすことができ、かつ
、それらの放射性標識物質の泳動距離と放射性標識物質
の分子量の対数をとった値とが直線関係にあることが実
験的に判明しているので、サンプ−リングの候補点に対
して次のような関数で近似することにより統計処理を行
なうことができる。Next, the obtained sampling candidate points S. For n,
Perform statistical processing. In other words, the radiolabeled substances present at sampling candidate points on the internal standard column are arranged in order of decreasing migration distance, that is, in order of increasing sampling point number, the number of constituent units containing one of the four types of bases is 1. It has been experimentally determined that there is a linear relationship between the migration distance of these radiolabeled substances and the logarithm of the molecular weight of the radiolabeled substance. Therefore, statistical processing can be performed by approximating the sampling candidate points using the following function.
W□n=a−blog(A+Mn) (1)(た
だし、aおよびbは電気泳動条件により実験的に求めら
れる数値であり、AおよびMはDNAの塩基特異的切断
分解物の分子量に関係する数個である。)
各サンプリングの候補点Sonの泳動距離Wonと各々
に対応するサンプリング点の番号nとを(1)式に代入
して統計処理を行なうことにまり、最確値a□およびb
oを算出し、そしてこのa□およびboを(1)式に再
び代入することより、最確泳動距離(W o、n ’
)で表わされる基゛本すンプリング点son′″を決定
することがで褒る。W□n=a-blog(A+Mn) (1) (However, a and b are numerical values determined experimentally according to the electrophoresis conditions, and A and M are related to the molecular weight of the base-specific cleavage product of DNA. ) We decided to perform statistical processing by substituting the migration distance Won of each sampling candidate point Son and the number n of the sampling point corresponding to each into equation (1), and the most probable values a□ and b
By calculating o and substituting a□ and bo into equation (1), the most probable migration distance (W o, n'
) is determined by determining the basic sampling point son'''.
この基本サンプリンス点Son”を基にして、上記四列
のそれぞれの各走査一方向上において、各基本サンプリ
ング点ごとに基本サンプリング点を中心とする一定幅内
に存在するデジタル信号のうちで、前記の閾値処理で決
定された閾値以上の信号レベルを示すデジタル信号の数
を算出する。すなわち、基本サンプリング点のそれぞれ
についてその位置(Wo n ’ )を中心とする一定
幅(サンプリングマスク)を設定し、上記四列の各走査
方向上において各々のサンプリングマスクでの閾値以上
のデジタル信号の数を算出する。Based on this basic sampling point Son'', in each scan of each of the four columns, among the digital signals existing within a certain width centered on the basic sampling point, for each basic sampling point, Calculate the number of digital signals that exhibit a signal level equal to or higher than the threshold determined by the threshold processing.In other words, for each basic sampling point, set a constant width (sampling mask) centered at that position (Won'). , calculate the number of digital signals equal to or greater than the threshold value for each sampling mask on each of the four columns in the scanning direction.
第3図は、本発明の信号処理方法により検出されたDN
Aの塩基特異的切断分解物の分離展開列上のサンプリン
グマスクおよびサンプリング点の一部分を模式的に示す
図である。この第3図において四角で囲まれた領域がサ
ンプリングマスクである。FIG. 3 shows the DN detected by the signal processing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a sampling mask and a portion of sampling points on the separation and expansion column of the base-specific cleavage product of A. The area surrounded by a square in FIG. 3 is a sampling mask.
本発明において、上記四列のそれぞれに含まれる各塩物
異的切断分解物は相互に排他的であることから、基本サ
ンプリング点の数は、上記四列のそれぞれにおけるサン
プリング点を合計した数に一致する。このことは、一つ
の基本サンプリング点に対応する一つのサンプリング点
が四列のうちのいずれか一列において検出されることを
意味する。従って、同一サンプリングマスクにおいては
、検知対象のサンプリング点は、四列のうち一列におい
てでのみ検出されなければならない。In the present invention, since the different salt cleavage and decomposition products contained in each of the above four columns are mutually exclusive, the basic number of sampling points is the sum of the sampling points in each of the above four columns. Match. This means that one sampling point corresponding to one basic sampling point is detected in any one of the four columns. Therefore, in the same sampling mask, the sampling point to be detected must be detected in only one of the four columns.
上記の各列間における排他性を利用することにより、サ
ンプリングマスクのそれぞれについて。For each of the sampling masks by exploiting the exclusivity between each column above.
同一サンプリングマスク内の信号のレベルの評価値の最
も高い一列を選出し、この列にサンプリング点があるも
のと決定し、他の玉料にはないものと決定する。ここで
、信号のレベルの評価値とは、マスク内に含まれる信号
のレベルの積分値、あるいは閾値処理を行なった場合に
は信号のレベルが閾値を越えるものの数のことをいう。A column with the highest evaluation value of the signal level within the same sampling mask is selected, and it is determined that there is a sampling point in this column, and it is determined that there is no sampling point in the other samples. Here, the evaluation value of the signal level refers to the integral value of the signal level included in the mask, or the number of signals whose level exceeds the threshold value when threshold processing is performed.
このよ−うにして、全てのサンプリングマスクについて
、四マ水動列のうちいずれか一列においてサンプリング
点をそれぞれ検出する。従って、内部標準列の基本サン
プリング点に対応して、上記四列のいずれかにおいてサ
ンプリング点が検出される。In this way, sampling points are detected in any one of the four water motion columns for all sampling masks. Therefore, a sampling point is detected in any of the above four columns corresponding to the basic sampling point of the internal standard column.
従って、上記の処理により、各々の列は最確泳動距離’
cW o n ’ )を有する基本サンプリング点So
n”の集合(Son″2にで表わされることになる。こ
こで、kは列の番号を表わす。Therefore, by the above process, each column has the most probable migration distance '
The basic sampling point So with cW on ')
n'' set (Son''2), where k represents the column number.
基本サンプリング点SOn′について、1)(Son’
)rに属するサンプリング点をG11)(Son″)
4に属するサンプリング点ヲciii) (S o n
“)“5に属するサンプリング点をAiV)(Son’
)6に属するサンプリング点をTと置き換えたのちサ
ンプリング番号順に並べると、次のような図式が得られ
る。Regarding the basic sampling point SOn', 1) (Son'
) r is the sampling point belonging to G11) (Son'')
Sampling point belonging to 4) (S on
")"The sampling points belonging to 5 are AiV)(Son'
) 6 is replaced with T and then arranged in order of sampling number, the following diagram is obtained.
a −c −c −c −p、 −A、 −T、、 −
c、 −c −−・・’−i・このようにして、D’N
A(あるいはその部分分解物)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、得られた
D N Aの塩基配列についての情報の表示は、上記の
表示形態に限られるものではなく、各種の任意の表示形
態が可能である。たとえば、所望により、ざらに各列の
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、分離展開された各塩基特異的切断分解物の
相対量をも表示することが可能である。a -c -c -c -p, -A, -T,, -
c, −c −−・・'−i・In this way, D'N
The base sequence of one chain molecule of A (or its partial decomposition product) can be determined. Note that the display of information regarding the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format, and various arbitrary display formats are possible. For example, if desired, it is possible to display the relative amount of each separated and developed base-specific cleavage product by arbitrarily processing the signal levels in the scanning direction of each column.
あるいはさらに、D N’A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、A7T、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 DN'A chain molecules. -i.e.
By providing information such as A7T, G+C, C+, G, and T+A as combinations corresponding to each base in the diagram represented by the above symbols, a DNA base sequence represented by the following diagram is obtained.
G’−C−G−C−A−A−T−G−C−・・・・・・
C−、G −C−G 7 T −T −A −C−G−
・・・・・・また、上記の例においては、支持媒体上で
一次元的方向に分離展開している回倒の放射性標識物質
群を用いて説明゛したが、分離展開列は回倒に限定され
るものではなく、回倒より多くてもよく、また回倒より
少なくてもよい。あるいは、一つのッ、。ッ、やヵい工
。。143ユ。ヮよ。。、い。G'-C-G-C-A-A-T-G-C-...
C-, G-C-G 7 T-T-A-C-G-
...Also, in the above example, the explanation was made using a group of rotating radiolabeled substances that are separated and deployed in a one-dimensional direction on the support medium. There is no limitation, and it may be more than the number of turns, or may be less than the number of turns. Or maybe one. Wow, that's a tough job. . 143 Yu. Wow. . ,stomach.
基配列を決定することも可能である。It is also possible to determine the base sequence.
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
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
録装置を用いることができる。Recording devices include, for example, those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam, etc., those that 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 can be used, such as those that record on a heat-sensitive recording material using heat rays.
なお、」二記のようにして得られた情報は、このほかに
も、たとえは、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 in Section 2 may be subjected to genetic linguistic information processing, such as comparing it with other DNA base sequences that have already been recorded. It is also possible.
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。
1、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がゲル支持媒
体上で分離展開された試料のオートラジオグラフの例を
示す図である。
第3図は、本発明の信号処理方法により検出されたDN
Aの塩基特異的切断分解物の分離展開列上のサンプリン
グマスクおよびサンプ、リング点の一部分を層成的に示
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
1 2 3 4
手糸売穎1正書
昭和58年1月25日
特許庁長官 若杉和夫 殿
tJrg和58年1月8日提出の特許願(23)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j頭人
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
勃゛許庁長官 若杉和夫 殿
l 事件の表示
昭和58イl 特許随筆 1343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
事件との関係 特許出願人
6 補正により増加する発明の数 な し7、
補正の対象
明細書の1発明の詳細な説明Jの層
趣陶ト情尊専楳叩、1糧
(1)7頁8行目 特異的に → 塩基特異
的ド(2)8頁1行目 従来の → 削除
(3)io頁5行目から同頁10行目
−封圧jL
′木発明者は、従来のオートラジオグラフィーにおいて
利用されている放射線フィルムを用いる放射線写真法の
代りに、蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像変換方法
を利用することにより、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特に画像化することなく、そ
の位置情報を
置情 を るオートラジオグラフ ・に9゛
って(4)23頁9行目 読出装置 → 読取
装置(5)23頁1o3’7目 出すことにより、
−取ヱ≦−5二よJ−(6)23頁14行目 輝尽光
→ 透過光から同頁5行目 一部分
以 上 −
−393〜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. 1. Photographic 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 Figure 2 shows an example of an autoradiograph of a sample in which a base-specific cleavage product of DNA was separated and developed on a gel support medium. It is a diagram. FIG. 3 shows the DN detected by the signal processing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram stratigraphically showing a portion of the sampling mask, samples, and ring points on the separation and development column of the base-specific cleavage product of A. Patent Applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yasuo Yanagawa 1 2 3 4 Teito Sale 1 Seisho January 25, 1980 Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi Tono t Jr. Patent application filed on January 8, 1982 (23) 2゜Name of the invention: Signal processing method in autoradiography 3゜Relationship with the case of persons making amendments Address of the person who issued the patent (520) Fuji Photo Film Co., Ltd. Name Representative: Minoru Ohnishi 4゜Agent procedure Director-General of the Office of Amendments Kazuo Wakasugi Indication of the case 1978 Patent essay No. 1343 2, Title of the invention Signal processing method in autoradiography 3 Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant 6 Increase due to the amendment Number of inventions: None 7,
1 Detailed explanation of the invention in the specification to be amended Conventional → Delete (3) io Page line 5 to page 10 - confining pressure By using a radiographic image conversion method using a fluorescent phosphor sheet, an autoradiograph containing the positional information of a radiolabeled substance can be converted into an image without specifically converting the positional information into an image.
(4) Page 23, line 9 Reading device → Reading device (5) Page 23, line 1o3'7 By outputting,
- Take ≦ -5 2 J - (6) Page 23, line 14 Stimulated light → From transmitted light, page 5, line 5 Part or more - -393~
Claims (1)
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、 l)グアニン特異的切断分解物、 2)アデニン特異的切断分解物、 l−−■−−□−雫噌−關−− 3)チミン特異的切断分解物、 4)シトシン特異的切断分解物、 を含む少なくとも四本の塩基特異的切断分解物のそれぞ
れが、支持媒体上に平行関係を以って一次元的に分離展
開されて形成された分離・展開列の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)該複数の分離展開列より内部標準列を合成し、該内
部標準列について基本サンプリング点を決定する工程、 11)該基本サンプリング点に基づいて設定されたサン
プリングマスク内に分布している各分離展開列の放射性
物質の信号を互いに比較し、各分離展開列間の想定サン
プリング点の排他性を利用して各分離展開列におけるサ
ンプリング点を検出°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。 2−0基本サンプリング点が、デジタル画像データに対
して、スムージング、閾値処理および統計処理を行なう
こと゛により決定され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゜DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列を決定
するた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、 2)アデニン特異的切断分解物、 3)チミン特異的切断分解物、 4)シトシン特異的切断分解物、および5)グアニン特
異的切断分解物、アデニン特異的切断分解物−1・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
を含む混合物を含む少なくとも五本の塩基特異的切断性
−財物のそれぞれが、支持媒体上に平行関係を以って一
次元的に分離展開されて形成された分#に部列の放射性
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−トラジオグラ
フに対応するデジタル信号について、 i)該混合物の分離展開列を内部標準列として、この該
内部標準列について基本サンプリング点を決定する工程
、 lI)該基本サンプリング点に基づいて設定されたサン
プリングマスク内に分布している各分離展開列の放射性
物質の信号を互いに比較し、各分離展開列間の想定サン
プリング点の排他性を利用して各分lll&展開列にお
けるサンプリング点を検出する工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 4゜基本サンプリング点が、デジタル画像データに対し
て、スムージング、閾値処理および統計処理を行なうこ
とにより決定されることを特徴とする特許請求の範囲第
3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.
Obtained by base-specific cleavage decomposition of A partial decomposition product, l) guanine-specific cleavage decomposition product, 2) adenine-specific cleavage decomposition product, l--■--□-drops-seki--- 3) thymine 4) a cytosine-specific cleavage product; each of at least four base-specific cleavage products including: 4) a cytosine-specific cleavage product; After recording an autoradiograph having the positional information of the radiolabeled substance group in the separated and developed column on a photographic light-sensitive material, it is obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material. For the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated expansion column, i) composing an internal standard column from the plurality of separation expansion columns and determining basic sampling points for the internal standard column; 11) the basic sampling The radioactive material signals of each separation expansion column distributed within the sampling mask set based on the points are compared with each other, and sampling in each separation expansion column is performed using the exclusivity of the assumed sampling points between each separation expansion column. A signal processing method in autoradiography that includes the step of detecting points. 2-0 basic sampling point is determined by performing smoothing, thresholding and statistical processing on digital image data. 3. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products, which uses radioactively labeled DNA or DNA.
Obtained by base-specific cleavage of A partial decomposition product: 1) guanine-specific cleavage product, 2) adenine-specific cleavage product, 3) thymine-specific cleavage product, 4) cytosine-specific cleavage product. , and 5) at least five base-specific cleavage products comprising a mixture comprising a guanine-specific cleavage product, an adenine-specific cleavage product, a thymine-specific cleavage product, and a cytosine-specific cleavage product. Each of these is one-dimensionally separated and expanded in parallel on a support medium, and an autoradiograph is recorded on a photographic light-sensitive material, which has positional information of a group of radiolabeled substances in a sub-array. Thereafter, with regard to the digital signals corresponding to the autoradiographs of each separated development column obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material, i) the separation development column of the mixture; as an internal standard column, determining basic sampling points for this internal standard column, lI) determining the signals of radioactive substances of each separation development column distributed within the sampling mask set based on the basic sampling points; A signal processing method in autoradiography, comprising the steps of: detecting sampling points in each separation sequence by comparing them with each other and utilizing the exclusivity of assumed sampling points between each separation expansion sequence. 4. The signal processing method in autoradiography according to claim 3, wherein the 4° basic sampling point is determined by performing smoothing, threshold processing, and statistical processing on digital image data.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58001343A JPS59126257A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing in autoradiography |
EP84100149A EP0113676A3 (en) | 1983-01-08 | 1984-01-09 | Signal processing method in autoradiography |
US06/883,139 US4862358A (en) | 1983-01-08 | 1986-07-08 | Signal processing method in autoradiography |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58001343A JPS59126257A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing in autoradiography |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59126257A true JPS59126257A (en) | 1984-07-20 |
Family
ID=11498846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58001343A Pending JPS59126257A (en) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | Signal processing in autoradiography |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59126257A (en) |
-
1983
- 1983-01-08 JP JP58001343A patent/JPS59126257A/en active Pending
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