JPS6118873A - Signal processing for autoradiography - Google Patents

Signal processing for autoradiography

Info

Publication number
JPS6118873A
JPS6118873A JP14091084A JP14091084A JPS6118873A JP S6118873 A JPS6118873 A JP S6118873A JP 14091084 A JP14091084 A JP 14091084A JP 14091084 A JP14091084 A JP 14091084A JP S6118873 A JPS6118873 A JP S6118873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
separation
column
specific dna
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14091084A
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP14091084A priority Critical patent/JPS6118873A/en
Publication of JPS6118873A publication Critical patent/JPS6118873A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To determine base sequence at a high accuracy, by applying a specified signal processing to a digital signal obtained by optically reading out an autoradiograph to correct distortion and deviation of the autoradiograph. CONSTITUTION:Autoradiographs of a separate development train 3 of respective base-specified DNA synthetic matters of guanine, adenine, thymine and cytosine each imparted a radioactive label and separate development trains 1, 2, 4 and 5 of synthetic matter mixtures containing all of these synthetic matters are recorded on a photosensitive material and then, read out optically to be converted into a digital signal. As for the digital signal, first, sampling points of the trains 1-5 are detected. Then, with the train 3 as reference, the trains 2 and 5 adjacent to the train 3 are collated by comparison to identify the sampling points of the trains 2 and 5. Moreover, assumed reference sampling points are determined based on the sampling points identified to identify the sampling points of the trains 1 and 5.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、オートラジオグラフィーにおける信号処理法
に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、写真
感光材料を利用したオートラジオグラフィーにおいて、
DNAもしくはDNA断片物の塩基配列決定のためのデ
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 Field of the Invention The present invention relates to signal processing methods in autoradiography. More specifically, the present invention relates to autoradiography using photographic materials,
The present invention relates to a comparative identification method for separating and developing positions of radiolabeled substances in digital signal processing for base sequencing of DNA or DNA fragments.

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

たとえば、蛋白質、核酸などのような生物体由来の高分
子物質に放射性標識を付与したのち、その放射性標識を
付した高分子物質、その誘導体、あるいはその分解物な
ど(以下、放射性標識物質ともいう)をゲル状支持媒体
上で電気泳動などの分離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1.目には見えない)を形成させ、この分離展
開列のオートラジオグラフを放射線フィルムに可視画像
として取得し、その可視画像から放射性標識物質の位置
情報を得ている。また、得られた放射性標識物質の位置
情報を基にして、その高分子物質の分離、同定、あるい
は高分子物質の分子量、特性の評価などを行なう方法は
既に開発され、実・際に利用されている。
For example, after attaching a radioactive label to a macromolecular substance derived from a biological body such as a protein or nucleic acid, the radiolabeled macromolecular substance, its derivative, or its decomposition product (hereinafter also referred to as the radiolabeled substance) is used. ) is subjected to a separation operation such as electrophoresis on a gel-like support medium to perform separation and development, thereby forming a separation and development column (1. invisible to the naked eye) of the radiolabeled substance on the support medium, and this separation The autoradiograph of the developed column is captured as a visible image on radiographic film, and position information of the radiolabeled substance is obtained from the visible image. 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 not being used in practice. ing.

特に近年におい、ては、オートラジオグラフィーは、D
NA (もしくはDNA断片物、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 NA (or DNA fragments, hereinafter the same).

このオートラジオグラフィーを利用してDNAの塩基配
列を決定するための代表的な方法の一つとして、サンガ
ー・クールソン(Sang’er−Coulson)法
麻知られている。この方法は、DNAが二本り鎖状分子
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
に着目し、DNA合成酵素によるDNA断片の合成、ゲ
ル電気泳動およびオートラジオグラフィーの手段を巧み
に利用してDNAの塩基配列を決定する方法である。
The Sanger-Coulson method is known as one of the representative methods for determining the base sequence of DNA using autoradiography. In this method, DNA has a double helical structure consisting of two stranded molecules, and each of the two stranded molecules contains four types of bases, namely adenine (, A),
It is composed of structural units having the bases guanine (G), cytosine (C), and thymine (T), and
These two chain molecules are cross-linked by hydrogen bonds between these four types of bases, and the hydrogen and hydrogen bonds between each constituent unit are formed by two types of groups: G-C and A-T. A method of determining the base sequence of DNA by focusing on the characteristic structure of DNA, which is realized only by combining, and skillfully utilizing the synthesis of DNA fragments using DNA synthase, gel electrophoresis, and autoradiography. It is.

サンガー・クールノン法において、塩基配列を決定しよ
うとしているDNAあるいはDNA断片物(以後、これ
らを検体DNAという)と相補的なりNA断片を合成す
るためには幾つかの方法があるが、基本的には一本鎖の
検体DNAを鋳型(テンプレート)とし、上記四種類の
塩基を含むモノヌクレオシドトリフオスフェートの存在
下でDNA合成酵素(DNAポリメラーゼ)を作用させ
ることにより、検体DNAと相補的な種々の長さのDN
A断片を合成する。このとき、一部のモノヌクレオシド
トリフオスフェートに放射性標識が付与されたものを用
いること、および合成条件に]1夫を凝らして四種の塩
基のいずれか一つに対して特異的になるようにすること
により、放射性標識が付与された塩基特異的合成りNA
断片(DNA合成物)が得られる。
In the Sanger-Cournon method, there are several methods for synthesizing an NA fragment that is complementary to the DNA or DNA fragment whose base sequence is to be determined (hereinafter referred to as sample DNA), but basically By using single-stranded sample DNA as a template and allowing DNA polymerase to act in the presence of mononucleoside triphosphate containing the above four types of bases, various types complementary to the sample DNA are synthesized. DN of length
Synthesize A fragment. At this time, some of the mononucleoside triphosphates are radioactively labeled, and the synthesis conditions are refined to make them specific for any one of the four types of bases. base-specific synthetic NA with a radioactive label
A fragment (DNA composite) is obtained.

次に、この操作により得られる多数のDNA合成物から
なる混合物をゲル電気泳動法により支持奴使上に分離展
開する(ただし、視覚的には見ることができない)。そ
して、この支持媒体上の分離罪開列をX線フィルムなど
の放射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に基づいて鎖状分子の
末端から順にその塩基配列を決定し、このようにして検
体DNAのすべての塩基の配列を決定している。
Next, the mixture consisting of a large number of DNA compounds obtained by this operation is separated and developed on a support plate by gel electrophoresis (however, it cannot be seen visually). Then, the separated sequences on the support medium are visualized on a radiographic film such as an X-ray film to obtain an autoradiograph, and based on the obtained autoradiograph, the base sequence of the chain molecule is determined sequentially from the end. In this way, the sequence of all bases of the sample DNA is determined.

なお、上記に要約したサンカー・クールノン法の特徴お
よび操作については、たとえば次の文献に記載さ、れて
いる。
The characteristics and operation of the Sanker-Cournon method summarized above are described, for example, in the following literature.

「遺伝情報を原語で読む一意表を衝いたDNAの塩基配
列解析法J三浦謹一部、現代化学、1977年9月号4
6〜54頁(−東京化学同人刊)Sanger、 F、
、 N1cklen、 S、 & Coulson、 
A、 R,。
“A DNA sequence analysis method that uses a unique table to read genetic information in its original language” by Yoshifumi Miura, Gendai Kagaku, September 1977 issue 4
pp. 6-54 (-published by Tokyo Kagaku Dojin) Sanger, F.
, N1cklen, S., & Coulson,
A.R.

Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 US
A、 74. pp、 54H−5487(187?) 上述のように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フィ
ルム上に可視化することが必須となっている。
Proc, Natl, Acad, Sci, US
A. 74. pp, 54H-5487 (187?) As mentioned above, in autoradiography using radiography, in order to obtain positional information of a radiolabeled substance, an autoradiograph containing this positional information is visualized on a radiographic film. It has become essential.

従って、研究者は、その可視化されたオートラジオグラ
フを自分自身の目で判断することにより、試料中の放射
性標識物質の分布を測定し、放射性標識の付与さ、れた
特定物質についての位置情報の知見を得ている。すなわ
ち、DNiの塩基配列は、放射性標識の付与された塩基
特異的DNA合成物もしくはその混合物のそれぞれにつ
いて。
Therefore, by judging the visualized autoradiograph with their own eyes, researchers can measure the distribution of radiolabeled substances in the sample and obtain positional information about specific radiolabeled substances. We have obtained the following knowledge. That is, the base sequence of DNi is for each radioactively labeled base-specific DNA compound or a mixture thereof.

分離展開位置を視覚的に判断し、それら塩基特異的DN
A合成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。よって、得られたオートラジオグラフの解
析は、通常、人間の視覚を通して行なわれており、その
ために多大な時間と労力が費されている。
Visually judge the separation development position and identify those base-specific DNs.
It is determined by comparing the separation and development arrays of A compounds with each other. Therefore, analysis of the obtained autoradiograph is usually performed through human vision, which requires a great deal of time and effort.

また、人間の目に依存しているため、そのオートラジオ
グラフを解析して得られる位置情報が研究者によって異
なるなど得られる情報の精度には限界がある。特に、放
射線フィルム上に可喪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)を有していない場合
には、満足できる情報が得られがたく、またその精度は
低下すがちであるという問題がある。
Furthermore, since it relies on the human eye, there are limits to the accuracy of the information obtained, such as the positional information obtained by analyzing the autoradiograph differing depending on the researcher. In particular, if the autoradiograph rendered on radiographic film does not have good image quality (sharpness, contrast), it is difficult to obtain satisfactory information and its accuracy tends to decrease. There is a problem.

従来より、求める位置情報の精度を向−卜させるために
、たとえば、その可視化されたオートラジオグラフをス
キャニングデンシトメーターな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。
Conventionally, in order to improve the accuracy of the positional information to be obtained, 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.

たとえば、前記の分離展開列が形成された支持媒体と放
射線フィルムとを密着させて行なわれる露光操作時にそ
の重ね合わせに〆しが生じる場合があり、この場合には
放射線フィルム上に可視画像として得られる分離展開列
(例えば、泳動列)はフィルムの長さ方向に対して平行
でなく、ずれる結果となるため、放射性標識物質の位置
情報を視覚的に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。また、支持媒体や分離展開
条件によって、得られる分離展開列が支持媒体の長さ方
向に対して平行でなかったり、歪んだりすることが往々
にして生じる。
For example, during an exposure operation in which the support medium on which the separation development rows are formed and the radiation film are brought into close contact with each other, a gap may occur in the superposition, and in this case, a visible image may be obtained on the radiation film. The separation and development column (e.g., electrophoresis column) that is used is not parallel to the length of the film, but is shifted, making it easy for errors to occur when visually determining the position information of the radiolabeled substance. Accuracy tends to decrease. Further, depending on the support medium and the separation and development conditions, the obtained separation and development rows often are not parallel to the length direction of the support medium or are distorted.

さらに、支持媒体としてゲルを用いる場合において、こ
のゲルt4自己支持性がないため通常はガラスなどで両
面を挟持した状態で分離展開を行なうが、その被覆物の
、変形などによってゲルに厚さムラが生じたりすること
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
央付近における分離展開列の移動距離に比べて両端の分
離展開列の移動距離が相対的に短いといった。いわゆる
スマイリング効果がしばしば現れる。あるいは、電気泳
動により分離展開する場合において電圧が支持媒体に均
一に印加されない場合があり、そのような場合にも分離
展開条件か支持媒体上で局部的に異なってくるため、得
られる分離展開りqに歪みが生じがちである。・このよ
うな分離展開列の歪みは人為的に補正する以外には適当
な方法がなく、従って、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断
片物の塩基配列を充分な精度で得ることは困難である。
Furthermore, when gel is used as a support medium, separation and development is usually carried out with both sides sandwiched between glass or the like because gel T4 does not have self-supporting properties, but the thickness of the gel may be uneven due to deformation of the covering. 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, for example, the movement 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. A so-called smiling effect often appears. Alternatively, when performing separation and development by electrophoresis, the voltage may not be applied uniformly to the support medium, and even in such cases, the separation and development conditions that can be obtained may vary locally on the support medium, resulting in Distortion tends to occur in q.・There is no suitable method other than artificially correcting such distortion of the separation and expansion sequence, so in the above case,
It has become particularly difficult to analyze the positional information of radiolabeled substances, and even with the use of measuring instruments such as those mentioned above, it is difficult to obtain the positional information of separated and expanded radiolabeled substances, that is, the base sequence of DNA or DNA fragments, with sufficient accuracy. It is difficult to obtain.

[発明の要旨] 本発明者は、放射線写真法を利用するオートラジオグラ
フィーにおいて、写真感光材料上に画像化された放射性
標識物”質の位置情報を有するオートラジオグラフを光
電的に読み取ってデジタル信号に変換し、そして得られ
た放射性標識物質の分布位置を検出するためのサンプリ
ング点に対して、さらに好適な信号処理を行なうことに
よりDNAもしくはDNA断片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。
[Summary of the Invention] In autoradiography using radiography, the present inventor photoelectrically reads an autoradiograph containing positional information of a radioactive label imaged on a photosensitive material and converts it into a digital image. The base sequence of DNA or DNA fragments can be determined simply and with high precision by converting into a signal and further performing suitable signal processing on the sampling points for detecting the distribution position of the obtained radiolabeled substance. We have achieved this and arrived at the present invention.

すなわち1本発明は、DNAもしくはDNA断片物の塩
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、該DNAもしくはDNA断片物
と相補的な塩基配列を有し、かつ放射性標識が付与さ2
.れている、1)少なくとも一種類の塩基特異的DNA
合成物を含む塩基特異的DNA合成物、および、2)グ
アニン特異的DNA合成物、アデニン特異的DNA合成
物、チミン特異的DNA合成物、およびシトシン特異的
DNA合成物からなるDNA合成物混合物、 を含む少なくとも二群の塩基特異的DNA合成物および
DNA合成物混合物のそれぞれが、支持媒体」二に平行
関係を以って一次元的に分離展開された放射性標識物質
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DNA合成物混合物の分離展開列を基準列として
、該基準列について基準サンプリング点を検出する工程
、 百)基準列以外の分離展開列につい、てサンプリング点
を検出する工程、そして iii)基準列の基準サンプリング点を基準とじて該基
準列に隣接する分離展開列のサンプリング点の比較照合
を行なうことにより、その隣接する分離展開列のサンプ
リング点を同定する工程、 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。
Specifically, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA fragments, which comprises a method for determining the base sequence of DNA or DNA fragments, which has a base sequence complementary to the DNA or DNA fragment, and has a radioactive label. granted 2
.. 1) at least one type of base-specific DNA
2) a DNA compound mixture consisting of a guanine-specific DNA compound, an adenine-specific DNA compound, a thymine-specific DNA compound, and a cytosine-specific DNA compound; Each of at least two groups of base-specific DNA compounds and a DNA compound mixture containing at least two groups of base-specific DNA compounds and a DNA compound mixture containing an automate having positional information of a group of radiolabeled substances separated and developed one-dimensionally in a parallel relationship on a support medium. After recording a radiograph on a photographic light-sensitive material, the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated development column obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material: i ) detecting a reference sampling point for the separation and development column of the DNA compound mixture as a reference column; 100) detecting a sampling point for a separation and development column other than the reference column; A signal in autoradiography, comprising the step of comparing and collating the sampling points of the separation expansion column adjacent to the reference column using the reference sampling point of the column as a reference, thereby identifying the sampling point of the separation expansion column adjacent to the reference column. It provides a processing method.

すなわち、本発明は、試料と放射線フィルムなどの写真
感光材料とを重ね合わせることによって試料から放出さ
れる放射線エネルギーを放射線フィルムに吸収させて、
この放射線フィルムを可視化し、その可視画像を光電的
に読み取って電気信号を得、この電気信号をA/D変換
してデジタル信号として得ることからなる方法を利用す
るものである。
That is, the present invention allows the radiation energy emitted from the sample to be absorbed by the radiation film by overlapping the sample and a photographic light-sensitive material such as a radiation film.
This method utilizes a method consisting of visualizing this radiation film, photoelectrically reading the visible image to obtain an electrical signal, and A/D converting this electrical signal to obtain a digital signal.

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、分布などからなる情報の一つもしくは任
意の組合わせとして得られる各種の情報を意味する。
In the present invention, "position information" refers to various 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.

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DNA合成物の全てを含む分離展開
列を意味し、検体DNA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DNA合成物が支
持媒体上で分g1展開されてなる分離展開列の内部標準
となるものである。
In the present invention, the reference sequence refers to a separation and development sequence that includes all of the base-specific DNA compounds of four types of DNA bases, namely guanine, adenine, thymine, and cytosine, and is a base sequence of the sample DNA. In the determination of , the base-specific DNA compound to which the radioactive label has been added serves as an internal standard for a separation and development column in which the radioactively labeled base-specific DNA compound is developed on a support medium.

基準列を得るのに用いる放射性標識されたDNAは、検
体DNAを用いて作られたものであってもよいし、また
は別のDNAを用いて作られたものであってもよいが、
前者の方がより好ましい。
The radiolabeled DNA used to obtain the reference string may be made using the sample DNA or may be made using another DNA, but
The former is more preferable.

本発明によれば、前述のような支持媒体上における放射
性標識物質の分りa展開時の位置的な歪み、あるいは−
次元的方向に分布して分布列を形成してい−る放射性標
識物質のオートラジオグラフを写真感光材料への転写す
る操作における位置ズレなどにより、写真感光材料とに
転写記録された士−トラジオグラフ全体にわたって歪み
、ズレが生じている場合にも、精度高<DNAもしくは
DNA断片物の塩基配列を決定することができる。
According to the present invention, the positional distortion during the spread of the radiolabeled substance on the support medium as described above, or -
The autoradiograph of the radiolabeled substance, which is distributed in a dimensional direction to form a distribution row, may be transferred to the photographic material due to positional deviations during the transfer operation to the photographic material. Even when distortions and deviations occur throughout the graph, the base sequence of DNA or DNA fragments can be determined with high accuracy.

とりわけ、分離展開方向の歪みに対しては、分離展開列
間でその歪みを補正しなから各列の分離展開方向を同定
することが可能であり、従って高精。
In particular, for distortions in the direction of separation and development, it is possible to identify the direction of separation and development in each row without correcting the distortion between the separation and development rows, thus achieving high accuracy.

度に、かつ合理的にその塩基配列を決定することができ
るものである。
The base sequence can be determined simultaneously and rationally.

また、効率良く実験を行なうために、一般に、支持媒体
上にはできるだけ多くの分離展開列を設けることが行な
われている。その結果、前述のスマイリング効果などの
分離展開列の歪みを生じやすいものであるが、本発明は
、内部標準としてDNAの四種類の塩基特異的DNA合
成物の全てを含む基準列を設けることにより、支持媒体
上の分離展開列の全てについてその歪みを補正すること
を可能にするものである。
Furthermore, in order to conduct experiments efficiently, it is generally done to provide as many separation and development columns as possible on a support medium. As a result, distortions in the separation development array, such as the above-mentioned smiling effect, are likely to occur. However, the present invention provides a standard array containing all four types of base-specific DNA compounds of DNA as an internal standard. , it is possible to correct the distortion of all of the separation development arrays on the support medium.

[発明の構成・] 本発明において用いられる試料の例としては、DNAも
しくはDNA断片物をテンプレートとして、放射性標識
が付与されたデオキシヌクレ才シトドリフオスフェート
(dNTP)とDNA合盛酵素とを用いて合成される各
塩基特異的DNA合成物およびそれらの混合物が2.−
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。
[Structure of the Invention] Examples of samples used in the present invention include DNA or DNA fragments as templates, and deoxynucleotide cytophosphates (dNTPs) to which a radioactive label has been added and a DNA synthesis enzyme. Each base-specific DNA compound and mixture thereof to be synthesized is 2. −
Examples include support media that are separated and expanded in a dimensional direction to form separated and expanded rows.

また、本発明におい、て放射性標識に用いられる放射性
元素は、放射線(α線、β線、γ線、中性子線、X線な
ど)を放射するものであればどのような核種であっても
よく、その具体例としては32F、14 C、35S、
 3 H、125工などが拳げられる。
Furthermore, in the present invention, the radioactive element used for the radioactive label may be any nuclide as long as it emits radiation (α rays, β rays, γ rays, neutron rays, X rays, etc.). , specific examples are 32F, 14C, 35S,
3H, 125, etc. were punched.

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#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6.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 is performed by arranging the support medium and the photographic material in close contact with each other.6. For example, this can be done by leaving it in this state for several days at a low temperature, such as 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」末吉徹、重
末昭世(1977年、■東京化学同人刊) 次に、本発明において、写真感光材料に記録された支持
媒体上の放射性標識物質の一次元的な位置情報を有する
オートラジオグラフを読み取ってデジタル信号に変換す
るための方法について、添付図面の第1図に示した読取
装置の例を参照しながら略述する。
Biochemistry Experiment Course 6 Tracer Experiment Method (Part 1) 271-2
p. 89, "8. Autoradiography" 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l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L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。
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 in the L direction 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l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、上記においては一部ビーム
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。
Furthermore, regarding the method of reading an autoradiograph having positional information of a radiolabeled substance recorded on a photographic light-sensitive material according to the present invention, the reading operation using a light transmission method using a partial beam has been described above. , reading operation by light reflection method 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−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
配列の決定が行なわれる。
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
Then, the base sequence of the target DNA is determined by converting the one-dimensional positional information of the radiolabeled substance into symbols and/or numerical values.

以下、本発明の信号処理法を用いたbNA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、前記のサンガーΦクールンン法を利用した
場合を例にとり、次の五種類の塩基特異的DNA合成物
およびD N−A合成物混合物の組合わせにより形成さ
れた泳動例(分離展開例)を用いた場合について説明す
る。
Hereinafter, the embodiment of the signal processing in autoradiography for determining the base sequence of bNA using the signal processing method of the present invention will be described, taking as an example the case where the above-mentioned Sanger Φ Kuhn method is used. A case will be described using an electrophoresis example (separation development example) formed by a combination of a specific DNA compound and a DNA-A compound mixture.

1)°グアニン特異的DNA合成物、 2)アデニン特異的DNA合成物、 3)チミン特異的DNA合成物、 4)シトシン特異的DNA合成物、 5)グアニン特異的DNA合成物 +アデニン特異的DNA、合成物 +チミン特異的DNA合成物 +シトシン特異的DNA合成物、 まず、検体DNAをテンプレートとして放射性標識(3
2’P、)が付与されたモノヌクレオシドトリフオスフ
ェートとD’NAポリメラーゼとを用いて常法により、
塩基特異的に合成することにより、上記1)〜5)の五
群の塩基特異的DNA合成物およびDNA合成物混合物
を得る。
1) Guanine-specific DNA compound, 2) Adenine-specific DNA compound, 3) Thymine-specific DNA compound, 4) Cytosine-specific DNA compound, 5) Guanine-specific DNA compound + adenine-specific DNA compound , composite + thymine-specific DNA composite + cytosine-specific DNA composite, First, radioactive labeling (3
By a conventional method using a mononucleoside triphosphate to which 2'P, ) has been added and D'NA polymerase,
By base-specific synthesis, base-specific DNA compounds and DNA compound mixtures of the five groups 1) to 5) above are obtained.

次に上記五群の塩基特異的DNA合成物およびDNA合
成物混合物を、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 five groups of base-specific DNA compounds and the DNA compound mixtures are separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development columns.

次に、この試料(支持媒体)と放射線フィルムとを−7
0〜−90℃゛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, this sample (supporting medium) and the radiation film were heated at -7
An exposure operation is carried out by overlapping the samples at a low temperature of 0 to -90°C for several days, and an autoradiograph of the sample is transferred and recorded on a radiation film.

第2図は、放射性標識の付与された、検体DNAの各塩
基特異的DNA合成物およびDNA合成物混合物が分離
展開されている上記五種類からなる分離展開列(泳動列
)のオートラジオグラフを示す。すなわち、第2図の第
1列から第5列は順に、 (1)−CG)特異的DNA合成物 (2)−(A)特異的DNA合成物 (3)−(G)特異的DNA合成物 +(A)特異的DNA合成物 +(T)特異的DNA合成物 +、(C)特異的DNA合成物 (4)−、(T)特異的DNA合成物 (5)−(C)特異的DNA*成物 の各分離展開列を示す。第3列は、(G、A、T、C)
の全ての塩基特異的DNA合成物を含んでおり、塩基配
列決定のための内部標準列(基準列)である。
Figure 2 shows an autoradiograph of a separation and development column (electrophoresis column) consisting of the five types mentioned above, in which each base-specific DNA compound and DNA compound mixture of sample DNA, which has been given a radioactive label, is separated and developed. show. That is, the first to fifth columns of FIG. substance + (A) specific DNA compound + (T) specific DNA compound +, (C) specific DNA compound (4) -, (T) specific DNA compound (5) - (C) specific Each separation and expansion column of the target DNA* product is shown. The third column is (G, A, T, C)
It contains all base-specific DNA compounds and is an internal standard column (reference column) for base sequencing.

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、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(2)とを有
しており、その信号のレベルは透過光の光量に対応して
いる。才なわち、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lO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
ータが入力きれることになる。本明細書において、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 transferred and recorded on the radiation film into the reading device shown in Fig. 1 and reading it, the digital signal input to the signal processing circuit IO is expressed in the coordinate system fixed to the radiation film. Address (x
, y) and a signal level (2) at that address, and the signal level corresponds to the amount of transmitted light. In other words, the digital signal corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, digital image data having positional information of the radiolabeled substance can be input to the signal processing circuit IO. As used herein, digital image data refers to 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1列の分離展開列
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、次のようにして検出することができる。
First, the separation and development positions of the radiolabeled substance are detected for each of the above-mentioned one separation and development row on the digital image data, and these are used as sampling points. The sampling point can be detected, 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二回走査することによって、
各走査領域上で各列の放射性標識物質の分布点を検出し
くこの分布点を検出するための走査を予備走査という)
、゛各分離展開列についてそれぞれ二分布点を結んで五
本の直線を得、得られた直線をそれぞれ各列におけるサ
ンプリング点検出のための走査方向とする。
By scanning different positions on the digital image data twice across the one-dimensional distribution direction (separation and development direction) of the radiolabeled substance with respect to the digital signal,
The distribution point of the radiolabeled substance in each row is detected on each scan area. The scan to detect this distribution point is called a preliminary scan)
, ``Five straight lines are obtained by connecting the two distribution points for each separation expansion column, and each of the obtained straight lines is used as the scanning direction for sampling point detection in each column.

なお本発明の信号処理法において、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10に
おいて一旦メモリーに記憶される(すなわち、)、<ツ
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とを意味する。
In the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the radiation film is once stored in the memory in the signal processing circuit 10 (i.e.), in the non-volatile memory such as a Zuffer memory or a magnetic disk. be remembered). 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走査方向に沿って走査
することにより、走査領域上の信号のレベルを表わす関
数f (w)[wは走査方向上の位置を表わす]を得る
ことができる。そしてこの間数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、間数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0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R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, by scanning the digital image data along the scanning direction, a function f (w) representing the level of the signal on the scanning area [w represents the position in the scanning direction] can be obtained. Then, this interval number f (w) is subjected to smoothing processing by convolution using an appropriate filter function, for example, and the interval 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 0 by performing processing to set g(w)=0. The sampling points are detected by taking each midpoint of the region g(w)=1. Note that the threshold value (α0) in the above R value processing can be determined, for example, from the relationship between the signal level and its frequency, that is, the histogram, for the digital signal on the scanning area.

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

次に、各列間の比較同定は、具体的には基準列と残りの
分離展開列との間で同じ分離展開物を探し出す作業が含
まれる(例えば、(G)+ (A)+ (T)+ ((
:)の列と(G)の列とを比較す、る場合には(G)+
 (A)+ (T)+ (C)の列から(G)の要素と
なっている分離展開物を探し出す]。しかし、この比較
同定は前記歪みのある場合には、第3図のように各列の
等価な分離展開列の位置が必ずしもX座標上で等しくは
ならない。
Next, the comparative identification between each column specifically includes the task of searching for the same separation expansion between the reference column and the remaining separation expansion columns (for example, (G) + (A) + (T )+((
:) column and (G) column, if (G) +
Find the separated expansion that is an element of (G) from the column (A) + (T) + (C)]. However, when this comparative identification is distorted, the positions of the equivalent separation and expansion columns of each column are not necessarily equal on the X coordinate as shown in FIG.

従来、このような歪みの補正は人間の視覚的な判断にま
かせられていた。しかし、本発明の方法によれば、基準
列および基準サンプリング点を用いることにより、人に
頼ることなく自動的に歪みを補正し各列間の正確な比較
同定を行なうことができる。このことを第3図に基づい
て説明する。
Conventionally, correction of such distortions has been left to human visual judgment. However, according to the method of the present invention, by using a reference column and a reference sampling point, distortion can be automatically corrected without relying on humans, and accurate comparison and identification between columns can be performed. This will be explained based on FIG.

第3図は、基準列(第3列)および第4列の一部分を示
す図である。ここで、黒四角は放射性標識物質の分離展
開部位に相当する各列のサンプリング点を表わし、中空
四角は内挿された基準サンプ、リング点を表わす。
FIG. 3 is a diagram showing a portion of the reference column (third column) and the fourth column. Here, the black squares represent sampling points in each column corresponding to the separation and development site of the radiolabeled substance, and the hollow squares represent interpolated reference samples and ring points.

基準列である第3列のサンプリング点S3nを基準サン
プリング点として、隣接する第4列のサンプリング点S
4nとの比較同定を行なうことにより、第4列について
基準サンプリング点の内挿を行なう。
Using the sampling point S3n of the third column, which is the reference column, as the reference sampling point, the sampling point S3n of the adjacent fourth column
By performing comparison identification with 4n, reference sampling points are interpolated for the fourth column.

たとえば、第4列のサンプリング点S41については、
サンプリング点Satの位置(Xai)と第3列の基準
サンプリング点332の位置(X32)および533(
7)位置(X33)とを比較する。たとえば、 lX32  Xa11=a lX33  Xatl=b とすると、この場合にはa>bであるから、サンプリン
グ点S41は基準サンプリング点333と同じX座標を
もつものと帰属される。このようにして順に第4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。そして帰属された第4列のサンプリング点
s4nを基にして、残りの第3列の基準サンプリング点
のそれぞれを第4列に内挿することにより、第4列にお
いて仮想的な基準サンプリング点の集合(Sam)を作
成する。ただし、mは正の整数であり、第3列のサンプ
リング点の番号nに一致する。このようにして第4列の
位置に第3列で求めた基準列を移動させた仮想的基準列
を得ることができる。
For example, regarding the sampling point S41 in the fourth column,
The position of the sampling point Sat (Xai) and the position of the reference sampling point 332 in the third column (X32) and 533 (
7) Compare with position (X33). For example, if lX32 Xa11=a lX33 Xatl=b, in this case a>b, so the sampling point S41 is assigned to have the same X coordinate as the reference sampling point 333. In this way, all the sampling points in the fourth column are assigned to one of the reference sampling points in order. Then, based on the assigned sampling point s4n of the fourth column, by interpolating each of the remaining reference sampling points of the third column into the fourth column, a set of virtual reference sampling points is created in the fourth column. Create (Sam). However, m is a positive integer and matches the number n of the sampling point in the third column. In this way, a virtual reference column can be obtained by moving the reference column obtained in the third column to the position of the fourth column.

次に、作成した第4列の基準サンプリング点samを基
に、隣接する第5列のサンプリング点S5n、について
基準サンプリング点samを介して基準サンプリング点
33nへの帰属を行ない、さらに第4列の基準サンプリ
ング点samを第5列に内挿することにより、第5列に
おいて仮想的な基準サンプリング点の組(35m )を
作成する。
Next, based on the created standard sampling point sam in the fourth column, the adjacent sampling point S5n in the fifth column is assigned to the standard sampling point 33n via the standard sampling point sam, and then the fourth column By interpolating the reference sampling point sam into the fifth column, a virtual set of reference sampling points (35m) is created in the fifth column.

このようにして基準列の基準サンプリング点s3nに基
づいて、順々に各列において仮想的な基準サンプリング
点の組(Skm)を作成しながら、全てのサンプリング
点5icnを基準サンプリング点S3nのいずれかに帰
属させる。
In this way, based on the reference sampling point s3n of the reference column, while creating a virtual reference sampling point set (Skm) in each column in turn, all sampling points 5icn are selected from one of the reference sampling points S3n. Attribute to.

すなわち、以上の方法は、 1)それぞれが互いに異なる少なくとも一種類の塩基特
異的DNA合成物を含む少なくとも三群の塩基特異的D
NA合成物、および、2)グアニン特異的DNA合成物
、アデニン特異的DNA合成物、チミン特異的DNA合
成物、およびシトシン特異的DNA合成物からなるDN
A合成物混合物、 を含む少なくとも三群の塩基特異的DNA合成物および
DNA合成物混合物のそれぞれが、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た放射性標識物質群
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
るデジタル檎号について、 i)該DNA合成物混合物の分離展開列を基準列として
、該基準列について基準サンプリング点を検出する工程
、 ii)基−列以外の各分離展開列についてサンプリング
点を検出する工程、 iii)基準列の基準サンプリング点を基準として該基
準列に隣接する分離展開列のサンプリング点の比較照合
を行なうことにより、その隣接する分離展開列のサンプ
リング点を同定し、ここで同定されたサンブリン−グ、
点に基づき新たに仮想的な基準サンプリング点を定める
工程、 1マ)上記のiii)の工程において新たに定められた
基準サンプリング点と、その基準サンプリング点が定め
られた分離展開列に隣接する分離展開列のサンプリング
点との比較照合を行なうことにより、その隣接する分離
展開列のサンプリング点を同定する工程、 を含む信号処理法とまとめることができる。
That is, the above method comprises: 1) at least three groups of base-specific DNA compounds each containing at least one type of base-specific DNA compound that is different from each other;
and 2) DNA consisting of a guanine-specific DNA compound, an adenine-specific DNA compound, a thymine-specific DNA compound, and a cytosine-specific DNA compound.
A position of a radiolabeled substance group in which each of at least three groups of base-specific DNA compounds and a DNA compound mixture including a compound mixture is one-dimensionally separated and developed in a parallel relationship on a support medium; After recording an autoradiograph containing information on a photographic light-sensitive material, a digital image corresponding to the autoradiograph of each separated development column obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material. Regarding the title, i) a step of detecting a reference sampling point for the separation and development column of the DNA compound mixture as a reference column; ii) a step of detecting a sampling point for each separation and development column other than the base column. , iii) By comparing and collating the sampling points of the separation expansion column adjacent to the reference column using the reference sampling point of the reference column as a reference, the sampling points of the adjacent separation expansion column are identified, and the identified here Sambling,
A step of determining a new virtual reference sampling point based on the point, 1) The reference sampling point newly determined in the step iii) above and the separation adjacent to the separation expansion column in which the reference sampling point was determined. This can be summarized as a signal processing method including the step of identifying the sampling point of the adjacent separated expansion sequence by comparing and collating the sampling point with the sampling point of the expansion sequence.

次に、第1列、第2列、第4列および第5列について、
mの小さい順にそれぞれの列における仮想的基準サンプ
リング点Skmとその列における実在のサンプリング点
Sknとを比較していき、それが合致したとき、該Sk
mに対応する基準列(第3列)のサンプリング点33m
を合致したサンプリング点Skゎで置き換える。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。
Next, regarding the first column, second column, fourth column, and fifth column,
The virtual standard sampling point Skm in each column is compared with the actual sampling point Skn in that column in descending order of m, and when they match, the Sk
Sampling point 33m of the reference column (third column) corresponding to m
is replaced with the matching sampling point Sk. Then, by tracing the reference columns in ascending order of n, the following diagram can be obtained, for example.

Sl j −S51 + S 45 + S 52 +
 ” 2 ) ’+S2□、S4□l S13 、S5
21・・・・・・−1−配回式において、5ln=G、
5zn=A、Sa n−T、35 n=cと置き換える
ことにより、次のような図式を得る。
Sl j −S51 + S 45 + S 52 +
"2) '+S2□, S4□l S13, S5
21...-1-In the wiring formula, 5ln=G,
By replacing 5zn=A, San-T, 35n=c, the following diagram is obtained.

G−C−T−G−A−A−T−G−C−・・・・・・こ
のようにして、検体DNAと相補的な塩基配列を有する
、DNA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DNAの塩基配列についての
情報は、上記の表示形態に限られるものではなく、任意
の表示形態が可能である。たとえば、所望により、さら
に各列の走査方向上における信号のレベルを任意に演算
処理することにより、分離展開された各DNA合成物の
相対量をも表示することが可能である。
G-C-T-G-A-A-T-G-C-...In this way, the base sequence of a DNA chain molecule that has a complementary base sequence to the sample DNA is determined. can be determined. Note that the information about the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format, and any display format is possible. For example, if desired, it is also possible to display the relative amount of each separated and expanded DNA compound by arbitrarily processing the signal levels in the scanning direction of each column.

あるいはさらに、DNAの二本の鎖状分子両方について
の塩基配列を表示することもできる。すなわち、上記の
記号で表わされた図式において各塩基に対応する組合わ
せとして、A +T、 c+c、c−+c、 T+Aな
る情報を与えることによ・す、次のような図式で表わさ
れるDNAの塩基配列を得る。
Alternatively, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA. In other words, by providing the information A + T, c + c, c - + c, T + A as combinations corresponding to each base in the diagram represented by the above symbols, DNA represented by the following diagram can be obtained. Obtain the base sequence of

G−C−T−G−A−A−T−G−C−・・・・・・C
−G −A −C−T −T −A −C−G −−・
−−・−なお、本発明の信号処理法により、上記の(G
+A+T+C,G、A、T、C)(7)組合わせを利用
したDNAの塩基配列決定法は、DNAの塩基配列決定
方法の一例であって、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はなく、種々の組合わせが可能
であり、また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。ただし、いずれの組合わせにおいても内部標準
として、G、A、T、Cρ全ての塩基特異的DNA合成
物の混合物の列(基準列)を設けることが必要である。
G-C-T-G-A-A-T-G-C-...C
-G -A -C-T -T -A -C-G --・
----It should be noted that the signal processing method of the present invention allows the above (G
+A+T+C, G, A, T, C) (7) The DNA base sequencing method using the combination is an example of the DNA base sequencing method, and the signal processing method of the present invention uses the above combination. There is no limitation to these, and various combinations are possible, and the nucleotide sequence can be determined in a similar manner to the above-mentioned method using such combinations. However, in any combination, it is necessary to provide a column (reference column) of a mixture of all base-specific DNA compounds of G, A, T, and Cρ as an internal standard.

この基準列の分離展開位置は、上記のように必ずしも支
持媒体の中央部に配置する必要はなu′1が、より高精
度にDNAの塩基配列を決定するためには、支持媒体の
中央部に配置するのが好ましい。また、基準列は、−組
のDNAの特異的DNA合成物の組合わせにのみ適用さ
れるものではなく、同一種類のDNAであれば、支持媒
体上に分離展開され九放射性櫟識物質群のそれぞれに適
用することができる。
The separation development position of this reference column does not necessarily need to be placed in the center of the support medium as described above, but in order to determine the DNA base sequence with higher accuracy, it is necessary to It is preferable to place the In addition, the standard sequence is not applied only to the combination of specific DNA compounds of the - set of DNA, but if the DNA is of the same type, it is separated and developed on the support medium and is applied to the combination of nine radioactive substances. Can be applied to each.

本発明において°は、たとえば、少なくとも一群の塩基
特異的DNA合成物と適当な参照物質(たとえば、各塩
基特異的DNA合成物の混合物)との組合わせから、特
定の塩基についての配列を決定することも可能である。
In the present invention, the sequence of a specific base is determined, for example, from a combination of at least one group of base-specific DNA compounds and an appropriate reference substance (for example, a mixture of each base-specific DNA compound). It is also possible.

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五列の放射性標識物質群を用いて説
明したが、分離展開列は五列に限定されるものではなく
、五列より多くある場合には本発明の信号処理法は特に
有効である。すなわち、本発明は、分離展開方向のズレ
を基準列を中心として順々に補正しながら同定を行なう
方法であるため、分離展開列の数が多ければ多いほど本
発明は有効に利用されうるものであも。あるいは玉料以
下でhつでもよい。あるいはまた、一つの支持媒体を用
いて同時に二種類以上のDNAの塩基配列を決定するこ
とも可能である。
Furthermore, in the above example, the explanation was given using five rows of radiolabeled substance groups that are separated and developed in a one-dimensional direction on the support medium, but the number of separated and developed rows is not limited to five rows. The signal processing method of the present invention is particularly effective when there are more than five columns. In other words, the present invention is a method of performing identification while sequentially correcting deviations in the direction of separation development, centering on a reference column, so the present invention can be used more effectively as the number of separation development columns increases. Demo. Alternatively, it may be less than or equal to the number of balls. Alternatively, it is also possible to simultaneously determine the base sequences of two or more types of DNA using one support medium.

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(7)、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., electronic display devices such as CRTs (7), and those that record symbols and numbers displayed on CRTs, etc. by video. Recording devices based on various principles can be used, such as those that record on a printer or the like, and 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. It is.

【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2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
二光源、シ:光ビーム、6:レンズ、7二光電子増倍管
、8;゛増幅器、9 : A/D変換器、lO:信号処
理回路 第2図は、検体DNAの塩基特異的DNA合成物がゲル
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、第2図のオートラジオグラフを部分的に拡大
した図である。 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 第1図 第2図 第3図 手糸売ネ市正書 昭和59年9月10日
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
2 light sources, C: light beam, 6: lens, 7 two photomultipliers, 8: amplifier, 9: A/D converter, IO: signal processing circuit. Figure 2 shows base-specific DNA synthesis of sample DNA. FIG. 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a sample in which substances were separated and developed on a gel support medium. FIG. 3 is a partially enlarged view of the autoradiograph of FIG. 2. Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent attorney Yasuo Yanagawa Figure 1 Figure 2 Figure 3 Teitourine Ichisho Sho September 10, 1980

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、DNAもしくはDNA断片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、該DNAもしくはDNA断片物と相補的な塩基配
列を有し、かつ放射性標識が付与されている、 1)少なくとも一種類の塩基特異的DNA合成物を含む
塩基特異的DNA合成物、および、2)グアニン特異的
DNA合成物、アデニン特異的DNA合成物、チミン特
異的DNA合成物およびシトシン特異的DNA合成物か
らなるDNA合成物混合物、 を含む少なくとも二群の塩基特異的DNA合成物および
DNA合成物混合物のそれぞれが、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た放射性標識物質群
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DNA合成物混合物の分離展開列を基準列として
、該基準列について基準サンプリング点を検出する工程
、 ii)基準列以外の分離展開列についてサンプリング点
を検出する工程、そして iii)基準列の基準サンプリング点を基準として該基
準列に隣接する分離展開列のサンプリング点の比較照合
を行なうことにより、その隣接する分離展開列のサンプ
リング点を同定する工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 2、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断片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、該DNAもしくはDNA断片物と相補的な塩基配
列を有し、かつ放射性標識が付与されている、 1)それぞれが互いに異なる少なくとも一種類の塩基特
異的DNA合成物を含む少なくとも二群の塩基特異的D
NA合成物、および、 2)グアニン特異的DNA合成物、アデニン特異的DN
A合成物、チミン特異的DNA合成物およびシトシン特
異的DNA合成物からなるDNA合成物混合物、 を含む少なくとも三群の塩基特異的DNA合成物および
DNA合成物混合物のそれぞれが、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た放射性標識物質群
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DNA合成物混合物の分離展開列を基準列として
、該基準列について基準サンプリング点を検出する工程
、 ii)基準列以外の各分離展開列についてサンプリング
点を検出する工程、 iii)基準列の基準サンプリング点を基準として該基
準列に隣接する分離展開列のサンプリング点の比較照合
を行なうことにより、その隣接する分離展開列のサンプ
リング点を同定 し、ここで同定されたサンプリング点に基づき新たに仮
想的な基準サンプリング点を定める工程、 iv)上記のiii)の工程において新たに定められた
基準サンプリング点と、その基準サンプリング点が定め
られた分離展開列に隣接する分離展開列のサンプリング
点との比較照合を行なうことにより、その隣接する分離
展開列のサンプリング点を同定する工程、 を含むオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 4、基準列の両隣に、基準列以外の分離展開列を配置し
、上記iii)の工程を該両隣の分離展開列の双方につ
いて実施す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。 5、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3項もしくは第4
項記載のオートラジオグラフィーにおける信号処理法。 6、DNAもしくはDNA断片物の塩基特異的DNA合
成物が、 1)グアニン特異的DNA合成物、 2)アデニン特異的DNA合成物、 3)チミン特異的DNA合成物、 4)シトシン特異的DNA合成物、 5)グアニン特異的DNA合成物 +アデニン特異的DNA合成物 +チミン特異的DNA合成物 +シトシン特異的DNA合成物、 からなる少なくとも五群の塩基特異的DNA合成物およ
びDNA合成物混合物を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第3項乃至第5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] 1. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA fragment, which has a base sequence complementary to the DNA or DNA fragment and is radioactive. Labeled: 1) a base-specific DNA compound containing at least one type of base-specific DNA compound; and 2) a guanine-specific DNA compound, an adenine-specific DNA compound, and a thymine-specific DNA compound. and a DNA compound mixture consisting of a cytosine-specific DNA compound, each of at least two groups of base-specific DNA compounds and a DNA compound mixture comprising: After recording an autoradiograph having positional information of a group of radiolabeled substances separated and developed on a photographic light-sensitive material, each of the autoradiographs obtained by photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material Regarding the digital signal corresponding to the autoradiograph of the separation and development column, i) using the separation and development column of the DNA composite mixture as a reference column, detecting a reference sampling point for the reference column; ii) separation and development other than the reference column; iii) detecting the sampling points of the adjacent separation expansion column by comparing the sampling points of the separation expansion column adjacent to the reference column with reference to the reference sampling points of the reference column; A signal processing method in autoradiography, comprising: identifying a . 2. Claim 1, characterized in that the sampling points are 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. Signal processing methods in autoradiography described. 3. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA fragments, which has a complementary base sequence to the DNA or DNA fragments and is tagged with a radioactive label. , 1) at least two groups of base-specific DNA compounds each comprising at least one type of base-specific DNA compound that is different from each other;
NA composite, and 2) guanine-specific DNA composite, adenine-specific DNA
A compound, a DNA compound mixture consisting of a thymine-specific DNA compound and a cytosine-specific DNA compound, each of at least three groups of base-specific DNA compounds and a DNA compound mixture comprising: After recording an autoradiograph containing positional information of a group of radiolabeled substances separated and developed one-dimensionally in relation to each other on a photographic light-sensitive material, the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material is photoelectrically recorded. Regarding the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separation and development column obtained by reading the separation and development column, i) using the separation and development column of the DNA compound mixture as a reference column, detecting a reference sampling point for the reference column; ii) detecting sampling points for each separation and expansion column other than the reference column; iii) comparing and collating the sampling points of separation and expansion columns adjacent to the reference column using the reference sampling point of the reference column as a reference; A step of identifying sampling points of adjacent separation expansion columns and determining a new virtual standard sampling point based on the identified sampling points, iv) a standard sampling point newly determined in step iii) above. and a step of identifying a sampling point of an adjacent separation expansion sequence by comparing and matching the reference sampling point with a sampling point of an adjacent separation expansion sequence to the separation expansion sequence in which the standard sampling point is determined. signal processing methods in 4. Separation and expansion columns other than the reference column are arranged on both sides of the reference column, and the step iii) is performed for both of the two adjacent separation and expansion columns. Signal processing methods in autoradiography. 5. Claim 3, characterized in that the sampling points are detected by performing smoothing and/or threshold processing on the digital image data in the scanning direction of each of the plurality of separation development columns. Or the fourth
Signal processing methods in autoradiography as described in section. 6. Base-specific DNA synthesis of DNA or DNA fragments includes: 1) guanine-specific DNA synthesis, 2) adenine-specific DNA synthesis, 3) thymine-specific DNA synthesis, and 4) cytosine-specific DNA synthesis. 5) at least five groups of base-specific DNA compounds and DNA compound mixtures consisting of guanine-specific DNA compounds + adenine-specific DNA compounds + thymine-specific DNA compounds + cytosine-specific DNA compounds; A signal processing method in autoradiography according to any one of claims 3 to 5, characterized in that:
JP14091084A 1984-07-06 1984-07-06 Signal processing for autoradiography Pending JPS6118873A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14091084A JPS6118873A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Signal processing for autoradiography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14091084A JPS6118873A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Signal processing for autoradiography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6118873A true JPS6118873A (en) 1986-01-27

Family

ID=15279656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14091084A Pending JPS6118873A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Signal processing for autoradiography

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6118873A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213537A2 (en) * 1985-08-19 1987-03-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213537A2 (en) * 1985-08-19 1987-03-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0462344B2 (en)
JPS62228165A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
EP0113676A2 (en) Signal processing method in autoradiography
US4862360A (en) Signal processing method in autoradiography
US4868749A (en) Signal processing method in autoradiography
JPS6118873A (en) Signal processing for autoradiography
JPS6285862A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid
US4868746A (en) Signal processing method in autoradiography
JPS6118876A (en) Signal processing for autoradiography
JPS6118874A (en) Signal processing for autoradiography
JPS6118875A (en) Signal processing for autoradiography
JPS6118871A (en) Signal processing for autoradiography
JPS59126253A (en) Signal processing in autoradiography
JPS6118872A (en) Signal processing for autoradiography
JPS59182366A (en) Signal processing method of autoradiography
JPS6118877A (en) Signal processing for autoradiography
JPS6118865A (en) Signal processing for autoradiography
JPS59126255A (en) Signal processing in autoradiograph
JPS6118867A (en) Signal processing for autoradiography
JPS59126280A (en) Signal processing in autoradiography
JPS59182363A (en) Signal processing method of autoradiography
JPS59126254A (en) Signal processing in autoradiography
JPS60233558A (en) Signal processing method in autoradiography
JPS59126256A (en) Signal processing in autoradiography
JPS6293643A (en) Signal processing method for determining base sequence of nucleic acid