JPS59182366A - Signal processing method of autoradiography - Google Patents

Signal processing method of autoradiography

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JPS59182366A
JPS59182366A JP58057420A JP5742083A JPS59182366A JP S59182366 A JPS59182366 A JP S59182366A JP 58057420 A JP58057420 A JP 58057420A JP 5742083 A JP5742083 A JP 5742083A JP S59182366 A JPS59182366 A JP S59182366A
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JP
Japan
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specific cleavage
base
separation
development
cleavage product
Prior art date
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Pending
Application number
JP58057420A
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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    • 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

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Radiography Using Non-Light Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform arithmetic among signals from respective separated and developed samples obtain a desired signal at the time of a photoelectric read by visualizing the radiation energy from separate and developed sample to which a radioactive mark is added on a photosensitive material. CONSTITUTION:Three kinds of (1) a reference mixture containing all decomposed materials of specific cutting of bases (G, A, T, and C), (2) a group of a sample for reference combined with decomposed materials of specific cutting of G, A, T, and C on the whole, and (3) one kind of decomposed material of specific cutting of bases are used for the autoradiography of separate expansion series (migration series) wherein decomposed materials of specific cutting of respective bases (G, A, T, and C) of DNA having the added radioactive mark, and arithmetic is carried out on the basis of signals from them to detect the separated and developed position of the radioactive marked material as a sampling position.

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。更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、DNA
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 relates to autoradiography using photographic materials, in which DNA
Alternatively, 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 DNA product.

支持媒体」二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。近年においては。
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 in a support medium. In recent years.

オートラジオグラフィーは、DNAもしくはDNA部分
分解物の塩基配列の決定に有効に利用されている。
Autoradiography is effectively used to determine the base sequence of DNA or partial DNA fragments.

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、マキサム台ギル
バート(Maxam、−Gilbert)法、およびサ
ンガー・クールソン(Sanger−Coulson)
法が知られている。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-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 (G), cytosine (C), and thymine (T), and there are hydrogen bonds between these four types of bases between these two chain molecules. By cleverly utilizing the characteristic structure of DNA, in which the hydrogen bonds between each structural unit are realized only in two types of combinations, G-C and A-T, This is a method for determining base sequences.

たとえば、マキサム・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 by the method described below.

まず、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展開された
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、この分離展間外のオートラジオグラフ
をX線フィルム上に可視化して、得られた可視画像と各
々の塩基特異的ジノ断手段とから、放射性回位元素が結
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, add phosphorus (P) to one end of the chain molecule of the DNA or DNA decomposition product 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. Separately expanded columns that are separated (but cannot be seen visually)
get. Then, the autoradiograph outside the separation stage is visualized on an X-ray film, and from the obtained visible image and each base-specific dino cleavage means, the chain molecules to which the radioactive diagonal elements are bound are determined. The bases in a certain positional relationship from the end are sequentially determined, and in this way the sequence of all the bases of the object is determined.

」1記のオーI・ラジオグラフィーにおいて、従来、得
られたオートラジオグラフの解析は人間の目によって行
なわれているが、それに代る方法として、本出願人は、
可視化された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、そのデジタル信号に好適な信号
処理を施すことにより放射性標識物質の一次元的な位置
情報を記号および/または数値として得る方法に関する
発明について既に出願している(特願昭58−1336
号)。
Conventionally, in the OI radiography described in 1., the analysis of the obtained autoradiograph is performed by human eyes, but as an alternative method, the present applicant
A method of obtaining one-dimensional positional information of a radiolabeled substance as a symbol and/or numerical value by photoelectrically reading a visualized autoradiograph, converting it into a digital signal, and subjecting the digital signal to appropriate signal processing. An application has already been filed for the invention (Japanese Patent Application No. 1336-1982)
issue).

上記の信号処理法によれば、従来においては研究者の視
覚的な判断に頼っていた放射性標識物質の位置情報を、
自動的かつ高精度に所望の記号および/または数値とし
て得ることができるものである。
According to the above signal processing method, the position information of radiolabeled substances, which conventionally relied on the visual judgment of researchers, can be obtained from
It is possible to obtain desired symbols and/or numerical values automatically and with high precision.

しかしながら、前記の分離展開列が形成された支持媒体
と写真感光材料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、この場合には写
真感光材料上に可視画像として得られる分離展開列(例
えば、泳動列)は感光材料(たとえば、放射線フィルム
)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判断する際に
誤差が生じやすくなり、その精度は低下しがちである。
However, during the exposure operation in which the support medium on which the separation and development rows are formed and the photographic light-sensitive material are brought into close contact, a shift may occur in the overlay, and in this case, a visible image is not obtained on the photographic light-sensitive material. The separation and development array (e.g., electrophoresis array) that is used is not parallel to the length direction of the photosensitive material (e.g., radiation film), but is shifted, so it is difficult to visually determine the positional information of the radiolabeled substance. Errors tend to occur, and the accuracy tends to decrease.

また、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とで両面を
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じたりすることがあり
、放射性標識物質は支持媒体上で必ずしも一様に分離展
開されるとは限らない。また同様な分離展開の不均一さ
はゲル中に空気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、支持媒体の中央伺近
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1llll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。
In addition, when gel is used as a support medium, since this gel does not have self-supporting properties, it is usually separated and developed with both sides sandwiched between glass plates, but due to deformation of the covering, etc. may occur, and the radiolabeled substance is not necessarily separated and developed uniformly on the support medium. Similar non-uniform separation and development also occurs when the gel contains air bubbles or 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 development rows at both ends is relatively short compared to the movement distance of the separation and development rows near the center of the support medium. Alternatively, in the case of minute-by-minute development by electrophoresis, the voltage may not be applied uniformly to the support medium, and even in such cases, the separation and development conditions will differ locally on the support medium.
Distortion tends to occur in the resulting separated and expanded array.

以上のような場合においては、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が難しくなる
In the above cases, it becomes difficult to obtain positional information of the separated and developed radiolabeled substance, that is, the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products, with sufficient accuracy.

従って、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
いて、その塩基配列を高精度に決定するための信号処理
法を提供することをその目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a signal processing method for determining the base sequence with high precision in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products. be.

」1記の目的は、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含む基準列を、試料の分
離展開操作時に設けることによって得、かつ検知対象の
分離展開列をデジタル画像データ上で合成することによ
っても仮想的に得て、これらの基準列に基づいて分離展
開列間の補正を行なうことにより達成される。
The purpose of item 1 is to provide a reference column containing all of the guanine-specific cleavage products, adenine-specific cleavage products, thymine-specific cleavage products, and cytosine-specific cleavage products during sample separation and development. This is achieved by virtually obtaining the separated expanded columns of the detection target by composing them on digital image data, and by correcting the separated expanded columns based on these reference columns.

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
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、■)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含む基準混合物を少
なくとも一組、 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、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基準列形成用試料
を少なくとも一組、および、 3)少なくとも一種類の塩基特異的切断分解物を含む塩
基特異的切断分解物もしくは切断分解物混合物を少なく
とも一組、 のそれぞれが、支持媒体上において、 上記l)の−組の基準混合物の分離展開列と上記2)の
−組の基準列形成用試料の二基上の分離展開列とが、少
なくとも一列の上記3)の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
なくとも凹刻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
る該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な検
出する工程、 ii)該基準混合物の分離展開列からなる基準列のサン
プリング点、および該基準列形成用試料の二基上の分離
展開列から合成された基準列のサンプリング点を、それ
ぞれ基準サンプリング店とし、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 1ii)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 DNA partial decomposition product, which
■) All of the guanine-specific cleavage products, adenine-specific cleavage products, thymine-specific cleavage products, and cytosine-specific cleavage products obtained by base-specific cleavage degradation of NA or DNA partial decomposition products. at least one set of reference mixtures containing 2) a reference mixture that is arbitrarily combined to collectively contain all of the guanine-specific cleavage product, the adenine-specific cleavage product, the thymine-specific cleavage product, and the cytosine-specific cleavage product; 3) at least one set of reference array forming samples consisting of at least two base-specific cleavage products or a mixture of base-specific cleavage products; and 3) a base-specific cleavage product containing at least one base-specific cleavage product. At least one set of cleavage decomposition products or a mixture of cleavage decomposition products, each of which is separated and developed on a support medium, and a separation and development row of the reference mixture of the set 1) above and two sets of the reference row forming sample of the set 2) above. The separation and development rows on the base are one-dimensionally separated and developed in a parallel relationship with each other so that at least one row of separation and development rows of the base-specific cleavage product or base-specific cleavage product mixture of 3) above is sandwiched therebetween. After recording on a photographic light-sensitive material an autoradiograph having positional information of a group of radiolabeled substances constituting at least the separation and development row of intaglios, the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material is photoelectrically recorded. for the digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by reading the reference mixture: i) detecting sampling points for each of the separation and development columns; ii) sampling points of the reference column consisting of the separation and development columns of the reference mixture; The sampling points of the reference rows synthesized from the separation and development rows on the two bases of the reference row forming sample are each taken as a reference sampling point, and a straight line, a polygonal line, or a line connecting the corresponding reference sampling points between the plurality of reference rows. The present invention provides a signal processing method in autoradiography that includes the steps of: setting a plurality of continuous lines consisting of curved lines; and 1 ii) comparing and identifying sampling points of each separation development sequence using the continuous lines.

なお、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
開列もしくはその分離展開列に相当する列を意味し、目
的とするDNAもしくはり、NA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基特異
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 column refers to a separation and development column containing all of the base-specific cleavage products of four types of DNA salts and groups, namely guanine, adenine, thymine, and cytosine, or a separation and development column thereof. Separation development in which a base-specific cleavage product to which a radioactive label has been attached is separated and developed on a support medium in determining the base sequence of a target DNA or partial NA decomposition product. It serves as an internal standard for the column.

また、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モ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 addition, in the present invention, "position information" refers to various information centered on the position of a radioactively labeled substance or an aggregate of moss in a sample, for example, the position 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 shape, concentration of radioactive substances at that location, distribution, etc.

本発明によれば、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
る信号処理法において、分離展開力向の歪みに対しては
、基準列の基準サンプリング点に基づいてその歪みを測
定し、歪みの補正を各列について行なったのちに各列の
分離展開条件を同定することにより、露光操作時におい
て試料と写真感光材料とを重ね合わせる際に生じたズレ
、あるいは放射性標識物質を支持媒体上で分離展開させ
る際に分離展開条件によって生じた分離展開列の歪みな
ど、写真感光材料上に転写記録されたオートラジオグラ
フ全体にわたってズレ、歪みが生じている場合にも、得
られたデジタル画像データ上で補正することができ、目
的の塩基配列を高精度かつ合理的に決定することが可能
となるものである。
According to the present invention, in a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products, distortion in the direction of the separation and development force is detected based on the reference sampling points of the reference train. By measuring the distortion, correcting the distortion for each column, and identifying the separation and development conditions for each column, it is possible to detect the misalignment that occurs when overlapping the sample and photographic material during the exposure operation, or the radioactive label. When a substance is separated and developed on a support medium, the separation and development column may be distorted due to the separation and development conditions, and the entire autoradiograph transferred and recorded on the photographic light-sensitive material may be misaligned or distorted. This allows correction to be made on the digital image data obtained, making it possible to determine the target base sequence with high precision and rationally.

さらに、試料として少なくとも一組の基準混合物を用い
ることにより、内部標準となる基準列の基準サンプリン
グ点を精度高く得ることができる。一方、基準列を基準
列形成用試料の分離展開列からも合成して得ることによ
り、この基準列形成用試料は同時に検知対象物質でもあ
ることから、分離展開列の数を不必要に増すことなく、
基準列の基準サンプリング点を得ることができる。この
ことは、DNAの塩基配列決定において内部標準となる
基準列の精度の向上(すなわち、得られる位置、情報の
精度の向上)と、−回のオートラジオグラフィーで得ら
れる情報量の増加とを同時に達成できることを意味する
ものである。
Furthermore, by using at least one set of reference mixtures as samples, it is possible to obtain reference sampling points of the reference series that serve as internal standards with high accuracy. On the other hand, by synthesizing the reference array from the separation and development array of the sample for forming the reference array, since the sample for forming the reference array is also the substance to be detected, the number of separation and deployment arrays may be increased unnecessarily. Without,
A reference sampling point of the reference column can be obtained. This leads to an improvement in the accuracy of the reference sequence that serves as an internal standard in DNA base sequencing (i.e., an improvement in the accuracy of the obtained position and information) and an increase in the amount of information obtained in - times of autoradiography. This means that they can be achieved at the same time.

また、基準列を三列以上得ようとする場合には上記の基
準混合物および基準列形成用試料の組をそれぞれ少なく
とも一組以上、任意の組合わせを用いて基準列を得るこ
とができるものである。
In addition, when it is desired to obtain three or more reference rows, the reference rows can be obtained by using at least one set each of the above-mentioned reference mixture and sample for forming reference rows, and any combination thereof. be.

そして、放射性標識物質の一つ一つの分布部位の面積が
小さい場合でも高精度にその分布位置を検出することが
可能となることから、−回のオート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、支持媒体の幅を拡張させることな
く分離展開列の数を増加することができ、−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ものである。
Since it is possible to detect the distribution position with high precision even when the area of each distribution site of the radiolabeled substance is small, the absolute amount of the radiolabeled substance used in -times of autoradiography can be can be reduced. Alternatively, the number of separation and development columns can be increased without expanding the width of the support medium, and more information can be obtained by performing autoradiography operations twice.

本発明のオートラジオグラフィーにおいて用いられる被
測定試料は、放射性標識が付与されたDNAもしくはD
NA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、1!展開された支持媒体である。
The sample to be measured used in the autoradiography of the present invention is radioactively labeled DNA or D
Each base-specific cleavage product or a mixture thereof obtained by base-specific cleavage and decomposition of an NA partial decomposition product is divided into 1! It is an expanded support medium.

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、好ましい。
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線フィルムな
どの放射線フィルムを挙げることができる。
The photographic material used in the present invention has the following basic structure:
It consists of 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、たとえば、氷点下のような低温で数日間この状態に
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 light-sensitive material in close contact with each other and allowing them to remain 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(」二)271〜
289頁、「8. オートラジオグラフィー町末吉徹、
重末昭世(1977年、昧東京化学回人刊) 次に1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
るだめの方法について、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 (2) 271~
Page 289, “8. Autoradiography Town Sueyoshi Toru,
Akiyo Shigesue (1977, published by Tokyo Kagaku Kaijin) Next, in the present invention, an autoradiograph having one-dimensional positional information of a radiolabeled substance on a support medium recorded on a photographic light-sensitive material is read. The method for converting 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。こ
のようにして、感光材料lの画面が光ビーム5による光
点でXY方向に走査される。
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. 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
列の決定が行以下、本発明の信号処理法を用いたオート
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ための典型的な
塩基特異的切断分解物の組合わせとして次の五群の塩基
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。
The digital signal corresponding to the autoradiograph of the radiolabeled substance thus obtained is then input to the signal processing circuit 10 shown in FIG. Signal processing circuit 10
Now, by converting the one-dimensional positional information of the radiolabeled substance into symbols and/or numerical values, the base sequence of the target DNA can be determined. In this embodiment, the DNA base sequencing method using the Maxam-Gilbert method described above is taken as an example, and the following five groups of base-specific base-specific combinations are used as typical base-specific cleavage and decomposition product combinations for base sequencing. A case will be described in which three different types of DNA are electrophoresed on the same support medium using a combination of target cleavage products.

l)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 +シトシ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)グアニン特異的切断分解物、 5)シトシン特異的切断分解物、 まず、放射性棟識(32P)が付与された三種類のDN
A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)〜5)の五群の塩基特異的切断
分解物からなる三組を得る。
l) Guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product + thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product, 2) Guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product 3) Thymine-specific cleavage product Cleavage product + cytosine-specific cleavage product, 4) Guanine-specific cleavage product, 5) Cytosine-specific cleavage product, First, three types of DNs with radioactive signature (32P) added.
By cleaving each of A at each base unit by a conventional method, three sets each consisting of base-specific cleavage products of the five groups 1) to 5) above are obtained.

ただし、上記l)の基準混合物は少なくとも一組につい
て用意されればよい。
However, at least one set of the reference mixture 1) above may be prepared.

次に上記五群の塩基特異的切断分解物からなる三組のそ
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l)の基準混合物の分離展開列と上記2)および3
)の1群の塩基特異的切断分解物の混合物(基準列形成
用試料)の二分#展開列とが、上記4)および5)の1
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 the five groups described above is separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development arrays. However, at least the separation and development column of the reference mixture of l) above and 2) and 3 above
) of the mixture of base-specific cleavage products (sample for forming reference rows) of 1 group of base-specific cleavage products (sample for forming reference rows).
Separation and development operations are performed by arranging the base-specific cleavage products of each group so as to sandwich the separation and development rows.

次に、この試料(分離展開列が形成されたゲル状支持媒
体)と写真感光材料とを−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、試料の
オートラジオグラフを感光材料上に画像化して記録する
Next, this sample (gel-like support medium on which separation and development rows have been formed) and a photographic light-sensitive material are superimposed at a low temperature of -70 to -90°C for several days to carry out an exposure operation, and the autoradiograph of the sample is is recorded as an image on a photosensitive material.

第2図は、放射性標識物質の刊年された三種類のDNA
の塩基特異的切断分解物が分離展開されてなる上記五群
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13列は順に、 □ (1)l (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)−(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 +(C)特異的切断分解物 (8) −(T’)特異的切断分解物 + (C)@異的切断分解物 (9)−(C)特異的切断分解物 (10)−(G)特異的切断分解物 (11)−(C)特異的切断分解物 (12)−(G)特異的切断分解物 +(A)特異的切断分解物 (13)−(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
9列、および第10列〜第13列は互いに異なるDNA
の分離展開列群である。また、第7列は基準混合物であ
り、第1列と第2列および第12列と第13列は、それ
ぞれ基準列形成用試料の組である。
Figure 2 shows three types of DNA labeled with radiolabeled substances.
An example of an autoradiograph of the above-mentioned five groups of electrophoretic arrays in which the base-specific cleavage and decomposition products of are separated and developed is shown. That is,
The 1st to 13th columns in FIG. C) Specific cleavage product (3) - (''G) Specific cleavage product (4) - (C) Specific cleavage product (5) - ('G) Specific cleavage product (6) - ( G) Specific cleavage degradation product + "(A) Specific cleavage degradation product (7) - (G) Specific cleavage degradation product + (A) Specific cleavage degradation product + (T) Specific cleavage degradation product + (C ) Specific cleavage product (8) - (T') Specific cleavage product + (C) @ Differential cleavage product (9) - (C) Specific cleavage product (10) - (G) Specific Cleavage product (11) - (C) Specific cleavage product (12) - (G) Specific cleavage product + (A) Specific cleavage product (13) - (T) Specific cleavage product + ( C) Shows each row (electrophoresis row) of specific cleavage products. The 1st to 4th columns, the 5th to 9th columns, and the 10th to 13th columns are different DNAs.
is a group of separate expansion sequences. Further, the seventh column is a reference mixture, and the first and second columns, and the twelfth and thirteenth columns are sets of samples for forming the reference column, respectively.

写真感光材料」二に記録されたオートラジオグラフを第
1図に示した読取装置に装填して読み取ることにより、
信号処理回路lOに入力されたデジタル信号は、感光材
料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画像の濃度に対応している。すな
わち、得られたデジタル信号は第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。なお、本発明において、
デジタル画像データとは、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。
By loading the autoradiograph recorded on the photographic light-sensitive material 2 into the reading device shown in Fig. 1 and reading it,
The digital signal input to the signal processing circuit IO is an address (x, y) expressed in a coordinate system fixed to the photosensitive material.
and the signal level (Z) at that address, and the signal level corresponds to the density of the image. That is, the digital signal obtained corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, in the signal processing circuit 10,
Digital image data having position information of the radiolabeled substance will be input. In addition, in the present invention,
By digital image data is meant a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance.

まず、デジタル画像データ上で、上記13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、たとえ
ば、次のようにして得ることができる。
First, on the digital image data, the separated and developed positions of the radiolabeled substance are detected for each of the above 13 columns, and these are used as sampling points. The sampling points 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平行に1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13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。
By scanning the above digital signal once in parallel at different positions on the digital image data so as to cross the one-dimensional distribution direction (separation and development direction) of the radiolabeled substance, each column on each scanning area is The scan to detect the distribution point of the radiolabeled substance is called a preliminary scan), connect the two distribution points for each column to obtain 13 straight lines, and connect the obtained straight lines to each column. is the scanning direction for sampling point detection at .

なお、本発明の信号処理法において、写真感光材ネ゛1
を読み取って得られたデジタル信号は、信号処理回路l
Oにおいて一旦メモリーに記憶される(すなわち、パン
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 photographic light-sensitive material
The digital signal obtained by reading the
At O, it is temporarily stored in memory (that is, stored in a non-volatile memory such as a paperback memory or a magnetic disk).

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
択的に取り出すとを意味する。
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コ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、開数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
、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。
Then, by scanning the digital image data along the scanning direction for sampling point detection obtained above,
The function f (w) [w
can obtain a value representing the position in the scanning direction. This function f(w) is then subjected to smoothing processing by convolution using, for example, an appropriate filter function to obtain the open number 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. The sampling point is g(w)
It is detected by setting each midpoint of the area of =1. 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.

このようにして各列についてサンプリング点の集合(S
ign (Xkn、!/kn+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。すなわち、サンプリング点Sknは、第に
列の第n番目のサンプリング点を意味する。
In this way, for each column, the set of sampling points (S
ign (Xkn,!/kn+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. That is, the sampling point Skn means the nth sampling point in the first column.

なお、本発明においてサンプリング点を検出するための
方法は、上述の方法に限られるものではない。
Note that the method for detecting sampling points in the present invention is not limited to the above-mentioned 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点の、集合、
すなわち基準サンプリング点の集合(S14n)を得る
。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, we newly create (G) specific cleavage decomposition product, (A) specific cleavage decomposition product, and (T) specific cleavage decomposition product. A set of sampling points containing all four types of base-specific cleavage decomposition products, including the decomposition products and (C) specific cleavage decomposition products;
That is, a set of reference sampling points (S14n) is obtained. This composition is expressed as an operation as follows.

(Scan) = (S t nl U (Szn)こ
こで、冊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51
4 nの座標を新たに設定する。
(Scan) = (S t nl U (Szn) Here, the book represents a set of sampling points, and U represents a disjunction operator. This reference column is a virtual The reference sampling point 51
4 Set new coordinates of n.

同様の処理を第12列のサンプリング点と第13列のサ
ンプリング点についても行なうことにより、基準サンプ
リング点(S I5n )を有する基準列を合成して得
る。
By performing similar processing on the sampling points in the 12th column and the sampling points in the 13th column, a reference column having the reference sampling point (S I5n ) is synthesized and obtained.

また、第7列は基準混合物の分#、展開列、すなわち基
準列であるから、そのサンプリング点は基準サンプリン
グ点である。このようにして、分離展開して得られた1
3列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、三列の基準列(仮想的な基準列を含む)を
得ることができる。
Furthermore, since the seventh column is the portion # and development column of the reference mixture, that is, the reference column, its sampling point is the reference sampling point. In this way, the 1 obtained by separating and expanding
Three reference columns (including a virtual reference column) can be obtained on the digital image data at both ends and in the center of the three electrophoresis columns.

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。まず
、分離展開位置の最も遠い(n=1の)基準サンプリン
グ点S 141.371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のうち基準サ
ンプリング点の最少数と同数の直線(もしくは折れ線)
を得る。さらに、得られた折れ線を適当な曲線で近似す
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(L
n) とみなすことができる。ただし、nは基準サンプ
リング点の番号りに一致する。
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. First, a polygonal line is obtained by connecting the reference sampling points S 141.371 and 5151, which are the farthest (n=1) from the separation development position, and further, when n=2.3. Similarly, by sequentially obtaining straight lines (or polygonal lines) for ......
A straight line (or broken line) with the same number as the minimum number of reference sampling points among the number of reference sampling points in each reference column.
get. Furthermore, the obtained polygonal line can also be approximated by an appropriate curve. A continuous line group consisting of these straight lines, polygonal lines, or curved lines is a contour line group (L
n). However, n matches the number of the reference sampling point.

第3図は、に記のようにして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 a curved line as described below.

この等高線を基に、残りの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
S31については、サンプリング点S:5tf7)位a
 (X3t + V3t’)が等高線LlとL2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S 141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部分集合(S 1
4 n)3あるいは等高線の部分集合(Ln)sで表わ
される。
Based on these contour lines, comparative identification is performed for the sampling points in the remaining columns. For example, for sampling point S31 in the third column, sampling point S:5tf7) position a
It is determined which of the contour lines Ll and L2 (X3t + V3t') is closer to, and assuming that the closer contour line is Ll, the sampling point S31 can belong to the reference sampling point S141. In this way, all the sampling points in the third column are assigned to one of the reference sampling points in order. That is, the sampling points in the third column are a subset of the reference sampling points (S 1
4 n) 3 or a subset of contour lines (Ln)s.

L記の処理によりx−y座m(Xkn+Ykn)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
すことができる。この等高線は泳動座標ともいえるから
、この処理は換言すれば、x−y座標から泳動座標Ln
への座標変換とみなすことができる。
By the process described in L, the sampling point Skn represented by the xy coordinate m (Xkn+Ykn) can be represented by a contour line Ln. Since these contour lines can also be called electrophoretic coordinates, this process can be performed from x-y coordinates to electrophoretic coordinates Ln.
It can be regarded as a coordinate transformation to .

基準サンプリング点に帰属された第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1列のサンプリン
グ点の集合(SIn)に含まれるので、 (S+a、n)  3n  (S  I n)  = 
 (Stsn)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 Ill n )を有する仮想的
な第16列を得る。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。
The set of sampling points in the third column assigned to the reference sampling point is included in the set of sampling points in the first column (SIn) constituting this reference column, so (S+a,n) 3n (S I n) =
A virtual 16th column having a new set of sampling points (S Ill n ) expressed by a logical AND operation (Stsn) is obtained. The obtained 16th column is the 1st to 4th columns.
This corresponds to a separation and development column of adenine-specific cleavage products in a set of columns.

同様の処理を第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51
4n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314 n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の小さい順にたどれば、たとえば、次のような
図式を得ることができる。
Similar processing is performed between the fourth column and the second 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 7 columns, reference sampling points 51 in order of decreasing n.
4n and the sampling point Skn are compared, and when they match, the reference sampling point 314n is replaced with the matched sampling point Skn. Then, by tracing the reference columns in ascending order of n, the following diagram can be obtained, for example.

331 ・S4t ・S 171 ・332・5161
・゛°゛1−記図式に配回て、53n=G、54n=C
331 ・S4t ・S 171 ・332・5161
・Arranged in the diagram shown in ゛°゛1-, 53n=G, 54n=C
.

S 16 n ” A 、 S 17 n ” Tと置
き換えることにより次のような図式を得る。
By replacing S 16 n ” A and S 17 n ” T, the following diagram is obtained.

G−C−T−G−A−・・・・・・ このようにして、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 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〜fi49列の組および第
1O列〜第13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 fi49 and the set of columns 1O to 13, it is possible to determine the base sequence of one chain molecule of each DNA. can.

なお、得られたDNAの塩基配列についての情報は、I
−記の表示形態に限られるものではなく、任、a、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」二における信号のレヘルな任意に演算処
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i+J能である。
Information regarding the base sequence of the obtained DNA is available from I
The display format is not limited to the display formats listed above, and any display formats such as (a) and (a) are possible. For example, if desired, it is also possible to display the relative amount of each separated and expanded decomposition product by performing arbitrary arithmetic processing on the signals in the scanning direction of each column.

あるいはさらに1.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、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。
Or even 1. It is also possible to display the base sequences of both DNA chains. That is,
By providing information such as A+T, G+C, CG, and T+A as combinations corresponding to each base in the diagram represented by the above symbols, the DNA base sequence represented by the following diagram is obtained.

C,C−T−G−A −・・・・・・ C−G−A−C−T −・・・・・・ なお、本発明の信号処理妖による、上記の(G+A、T
+C,G、C,G十A+T+C)の組合わせを利用した
DNAの塩基配列決定法は、DNAもしくはDNA部分
分解物の塩基配列決定法の一例であり、本発明の信号処
理法は上記の組合わせに限定されるものではなく種々の
組合わせが可能であり、その組合わせを利用して上記の
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。
C, C-T-G-A -... C-G-A-C-T -... It should be noted that the above (G+A, T
The DNA base sequencing method using the combination of +C, G, C, G + T + C) is an example of the base sequencing method of DNA or DNA partial decomposition products, and the signal processing method of the present invention uses the above combination. Various combinations are possible without being limited to these combinations, and the base sequence can be determined in the same manner by a method similar to the above method using such 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を含む基僧混合物、およ
び全体として四種類の塩基特異的1)J断分解物の全て
を含むように組合わせられた基準列形成用試料とを有す
ることか必要である。さらに、−組の基準列形成用試料
の二足上の分S展開列は、近接して配置されていなけれ
ばならない。また、この基準列を得るための分1l11
展開列(基べI!程合物の分MIN聞列を含む)の組は
、塩基配列決定対象の塩基特異的切断分解物の分#展開
列を(丈むように配置されて分離展開を行なうことが心
安である。
However, in any combination, G, A, T, C
A base mixture containing all of the base-specific cleavage products, and a reference array forming sample that is combined to contain all of the four types of base-specific 1) J cleavage products as a whole. is necessary. Furthermore, the S-developed rows on the two pairs of samples for forming reference rows of the negative set must be arranged close to each other. Also, the minute 1l11 to obtain this reference column
The set of expansion columns (including the MIN sequence of the base I! degree) should be arranged so that the length of the base-specific cleavage and decomposition product of the base sequence is determined. I feel safe.

この基べ1・程合物および基準列形成用試料の分離Jj
4開列間外#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
部に配置するのか好ましい。この組が三組よりも多い場
合には、検知対象の分#展開列の間に適当な間隔をもっ
て配置されるのかlIfましい。三組以」二の設置は、
放射性櫟識物質が分離展開された支持媒体にスマイリン
グ効果などが生じている場合には特に有効であり、DN
Aの塩基配列を高精度に決定することができる。設置す
る基準混合物および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よなり、
従ってDNAの塩基配列を高精度に決定することが可能
となる。
Separation of this base 1/condition material and sample for forming reference rows Jj
In order to determine the base sequence of DNA with high precision, it is preferable that each set of #expanded positions between the four open columns be as far apart as possible. In other words, 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. preferable. If there are more than three sets, it is preferable to arrange them at appropriate intervals between the detection target minute # expansion columns. The installation of "3 groups or more" 2 is
This is particularly effective when the supporting medium in which the radioactive substance is separated and developed has a smiling effect, and the DN
The base sequence of A can be determined with high precision. The more accurate the contour lines obtained become as the number of sets of separation and development columns for the reference mixture and the sample for forming the reference column increases.
Therefore, it becomes possible to determine the base sequence of DNA with high precision.

また、基準混合物の分離展開列からなる基準列は、支持
媒体上に一列として設けられるので、合成される仮想的
な基準列よりも正確なものとなり、等高線の精度を上げ
ることができる。すなわち、試料に基準列を設けておく
ことにより、より高精度に塩基配列を決定することがで
きる。
Further, since the reference row consisting of the separation and development row of the reference mixture is provided as a single row on the support medium, it is more accurate than the virtual reference row that is synthesized, and the accuracy of the contour line can be improved. That is, by providing a reference column in the sample, the base sequence can be determined with higher accuracy.

また、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#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。
Moreover, 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 one-minute #expansion array.

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。従って、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13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13列に限定されるものではない。
Therefore, the greater the number of separation and expansion columns, the more reference columns can be synthesized, and thus it becomes possible to obtain accurate contour lines. In other words, the base sequence can be determined with even higher accuracy. Therefore, in the above example, 13 rows of radiolabeled substance groups are separated and developed in one-dimensional direction on the support medium, but the number of separated and developed rows is not limited to 13 rows.

上記のような信号処理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lO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 1O, 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争数値をビ
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 numerical values 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、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 the drawing]

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。 l: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結ぶ
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
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 FIG. 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a separation and expansion sequence of DNA base-specific cleavage products. FIG. 3 is a diagram showing a portion of contour lines connecting reference sampling points approximated by curves. Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent attorney Yasuo Yanagawa

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1oDNA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は処理法
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、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
すJ断分解物の全てを含む基準混合物を少なくとも一組
、 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、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基準列形成用試料
を少なくとも一組、および、 3)少なくとも一種類の塩基特異的切断分解物を含む塩
基特異的切断分解物もしくは切断分解物混合物を少なく
とも一組、 のそれぞれが、支持媒体上において、 上記1)の−組の基準混合物の分giK間外と」1記2
)の−組の基準列形成用試料の二辺」二の分離展開列と
が、少なくとも一列の上記3)の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の分#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
なる少なくとも門外の分a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
光材木l上に記録したのち、該写真感光材料」二に可視
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
より得られる該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#Il間外のそれぞれについてサンプリング点を
検出する工程、 iりAA基準混合物の分離展開列からなる基準列のサン
プリング点、および該基準列形成用試料の二以上の分離
展開列から合成された基準列のサンプリング点を、それ
ぞれ基準サンプリング点とし、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 111)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゜上記1)の基準混合物の分離展開列と上記2)の基
準列形成用試料の二以上の分離展開列とが合わせて少な
くとも三組配置され、かつ互いに近接する二組の分離展
開列が、少なくとも一列の上記3)の塩基特異的切断分
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第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゜上記2)の−組の基準列形成用試料が、(、1)グ
アニン特異的切断分解物 +アゾこ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7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。
[Claims] The key to determining the base sequence of 1oDNA or DNA partial decomposition products in autoradiography is a processing method in which radioactively labeled DNA or DNA
l) All of the guanine-specific cleavage product, adenine-specific cleavage product, thymine-specific cleavage product, and cytosine-specific J cleavage product obtained by base-specific cleavage degradation of the A partial decomposition product. at least one set of reference mixtures containing 2) a reference mixture that is arbitrarily combined to collectively contain all of the guanine-specific cleavage product, the adenine-specific cleavage product, the thymine-specific cleavage product, and the cytosine-specific cleavage product; 3) at least one set of reference array forming samples consisting of at least two base-specific cleavage products or a mixture of base-specific cleavage products; and 3) a base-specific cleavage product containing at least one base-specific cleavage product. At least one set of cleavage decomposition products or a mixture of cleavage decomposition products, each of which is placed on a support medium between giK of the reference mixture of the set of 1) above and 1.2.
) so that the two sides of the sample for forming reference rows of ``2'' separation and development rows sandwich at least one row of base-specific cleavage degradation products or base-specific cleavage product mixtures of 3) above. After recording on a photosensitive material an autoradiograph having positional information of a group of radiolabeled substances constituting at least an external segment a development array which is one-dimensionally separated and developed in a parallel relationship with each other, With regard to the digital signal corresponding to the autoradiograph obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material, i) detecting sampling points for each of the intervals outside the interval #Il; The sampling points of a reference column consisting of a separation and development column of the AA reference mixture and the sampling points of a reference column synthesized from two or more separation and development columns of the sample for forming the reference column are each referred to as reference sampling points, and the plurality of a step of setting a plurality of continuous lines consisting of straight lines, polygonal lines, or curves connecting corresponding reference sampling points between the reference columns, and 111) comparing and identifying the sampling points of each separation expansion column using the continuous lines; 2. A total of at least three sets of separation and development columns for the reference mixture in 1) above and two or more separation and development columns for the reference column forming sample in 2) above are arranged, and Claims characterized in that two sets of separation and development rows that are close to each other are arranged so as to sandwich at least one row of separation and development rows for base-specific cleavage and decomposition products or mixtures of cleavage and decomposition products as described in 3) above. 1st
Signal processing methods in autoradiography as described in section. Claim 1, characterized in that the 3° sampling point is detected by performing smoothing and/or threshold processing on the digital image data in the scanning direction of each of the plurality of separation expansion columns. Or the second
Signal processing methods in autoradiography as described in section. 4゜The samples for forming reference rows in the above 2) are (1) guanine-specific cleavage product + azocone-specific cleavage product, and (2) thymine-specific cleavage product + cytosine-specific The signal in autoradiography according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the signal is composed of a mixture of two types of base-specific cleavage products: Processing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771384A (en) * 1986-07-24 1988-09-13 Dnastar, Inc. System and method for fragmentation mapping
US4980827A (en) * 1985-10-11 1990-12-25 Fuji Photo Film Co., Ltd. Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid

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