JPS6118874A - Signal processing for autoradiography - Google Patents

Signal processing for autoradiography

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JPS6118874A
JPS6118874A JP14091184A JP14091184A JPS6118874A JP S6118874 A JPS6118874 A JP S6118874A JP 14091184 A JP14091184 A JP 14091184A JP 14091184 A JP14091184 A JP 14091184A JP S6118874 A JPS6118874 A JP S6118874A
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JP
Japan
Prior art keywords
separation
column
specific dna
dna
sampling points
Prior art date
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Application number
JP14091184A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kimura
力 木村
Kazuhiro Hishinuma
菱沼 和弘
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

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 separate development trains 1-8 of respective base-specified DNA synthetic matters of guanine, adenine, thymine and cytosine each imparted a radioactive label are recorded on a photosensitive material and then, optically read out to be converted into a digital signal. As for the digital signal, first, sampling points of the trains 1-8 are detected. Then, a reference train 0 containing all the synthetic matters is synthesized from the trains 3-6. Subsequently, the train 2 adjacent to the trains 3-5 is collated with the reference train 0 by comparison to identify the sampling points of the train 2. Based on the sampling points identified, new reference sampling points 7 are determined to identify the train 1. Likewise, the trains 7 and 8 are identified.

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
感光材料を用いるオートラジオグラフィーにおいて、D
NAもしくはDNA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 provides D
The present invention relates to a comparative identification method for separating and developing positions of radiolabeled substances in digital signal processing for determining the base sequence of NA 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(ただし目には見えない)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 (however invisible) of the radiolabeled substance on the support medium, and this separation and development column The autoradiograph 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 currently in use. .

特に近年においては、オートラジオグラフィーは、DN
A(もしくはDNA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 A (or DNA fragment, 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・クールンン(Sanger−C:ou 1son)
法が知られている。この方法は、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の二種類の組合わすの
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
利用してり、NAの塩基配列を決定する方法である。
One of the representative methods for determining the base sequence of DNA using autoradiography is Sanger-C.
The law is known. In this method, 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),
It is composed of structural units containing the bases guanine (G), cytosine (C), and thymine (T), and the two chain molecules are cross-linked by hydrogen bonds between these four types of bases. Focusing on the characteristic structure of DNA, in which hydrogen bonds between each structural unit are realized only in two types of combinations, GC and AT, This method skillfully utilizes the techniques of synthesis, gel electrophoresis, and autoradiography to determine the base sequence of NA.

サンガー拳り−ルソン法において、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、および合成条件に工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DNA断
片(DNA合成物)が得られる。
In the Sanger Fist-Luzon 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). Specifically, single-stranded sample DNA is used as a template, and DNA synthesis enzyme (DNA polymerase) is activated in the presence of mononucleoside triphosphate containing the four types of bases mentioned above to generate complementary DNA to the sample DNA. DNs of various lengths
Synthesize A fragment. At this time, some mononucleoside triphosphates should be radioactively labeled and the synthesis conditions should be devised to make them specific for any one of the four types of bases. As a result, a base-specific synthetic DNA fragment (DNA composite) to which a radioactive label has been added 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媒体上に分離展
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展開列を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 medium by gel electrophoresis (however, it cannot be seen visually), and the separation on this support medium is performed. The developed array is 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 sequentially determined from the end, and in this way, the sample DNA is determined. The sequence of all bases has been determined.

なお、上記に要約したサンガー・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。、 「遺伝情報を原語で読む・意表を衝いたDNAの塩基配
列解析法」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、^
、R0゜Proc、 Natl、 Acad、 Sci
、 USA、 74. pp、 5483−」二連のよ
うに放射線写真法を利用する第一トラジオグラフィーで
は、放射性標識物質の位置情報を得るためにはこの位置
情報を有するオートラジオグラフを放射線写真フィルム
上に可視化することが必須となっている。
Note that the characteristics and operation of the Sanger-Cournon method summarized above are described, for example, in the following literature. , “Reading genetic information in its original language: An unexpected DNA sequence analysis method,” Kinbe Miura, Gendai Kagaku, September 1977 issue 4
pp. 6-54 (■Tokyo Kagaku Doujin Publishing) Sanger, F.
, N1cklen, S., & Coulson, ^
, R0゜Proc, Natl, Acad, Sci
, USA, 74. pp, 5483-" In the first traradiography, which utilizes radiography as in a double series, in order to obtain positional information of a radiolabeled substance, an autoradiograph having 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、放射性標識が付与された特
定物質についての位置情報の知見を得ている。すなわち
、DNA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、分離展開位置を視覚的に判断し、それら塩基特異的
DNA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。
Therefore, by judging the visualized autoradiograph with their own eyes, researchers can measure the distribution of radiolabeled substances in the sample and obtain knowledge of the location of specific radiolabeled substances. I am getting . That is, the DNA base sequence is determined by visually determining the separation and development position for each radioactively labeled base-specific DNA compound or mixture thereof, and by mutually aligning the separation and development columns of these base-specific DNA compounds. It is determined by comparing the Therefore, analysis of the obtained autoradiograph is usually done through human vision.
A great deal of time and effort is spent on this.

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゛ルム上に可視化されたオートラジオグラフ
が良好な画質(鮮鋭度、コントラスト)を有していない
場合には、満足できる情報が得られがたく、またその精
度は低下し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 that can be obtained, such as the positional information obtained by analyzing the autoradiograph differing depending on the researcher. especially,
If the autoradiograph visualized on the radiation film does not have good image quality (sharpness, contrast), it is difficult to obtain satisfactory information, and its accuracy tends to decrease. There's a problem.

従来より、求める位置情報の精度を向上させるために、
たとえば、その可視化された・オートラジオグラフをス
キャニングデンシトメーターな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。
Traditionally, in order to improve the accuracy of the desired location information,
For example, a method is also used in which the visualized autoradiograph is measured using a measuring instrument such as a scanning densitometer. However, there is a limit to the improvement of accuracy in methods that simply use such measuring instruments.

たとえば、前記の分離展開列が形成ぎれた支持媒体と放
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
の重ね合わせにズレ、が生じる場合があり、この場合に
は放射線フィルム上に可視画像として得られる分離展開
列(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 radiation film is brought into close contact with the support medium in which the separation/development rows have been formed, a misalignment may occur in the overlay, and in this case, a visible image may be obtained on the radiation film. The separation and development array (e.g., electrophoresis array) that is used is not parallel to the length of the film, but rather deviates from it, making it easy for errors to occur when visually determining the positional information of the radiolabeled substance. Its 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
のゲルは自己支持性がないため通常はガラスなどで両面
を挟持した状態で分離展開を行なうが、その被覆物の変
形などによってゲルに厚さムラが生じたりすることがあ
り、放射性mm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
条件が支持媒体上で局部的に異なってくるため、得られ
る分離展開列に歪みが生じがちである。
Furthermore, when using gel as a support medium, this gel does not have self-supporting properties, so it is usually separated and developed with both sides sandwiched between glass or the like, but the thickness of the gel may be uneven due to deformation of the coating. The radioactive mm material is not necessarily uniformly separated and developed 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 deployment rows at both ends is relatively short compared to the movement distance of the separation and deployment rows near the center of the support medium. Alternatively, when performing separation and development by electrophoresis, the voltage may not be applied uniformly to the support medium, and even in such cases, the separation and development conditions differ locally on the support medium, so the resulting separation and development column Distortion tends to occur.

以上のような場合においては、放射性標識物質の位置情
報の解析が特に困難になり、前記のような測定器具を利
用しても分離展開された放射性標識物質の位置情報、す
なわちDNAもしくはDNA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。
In the above cases, it becomes particularly difficult to analyze the positional information of the radiolabeled substance, and even if the above-mentioned measuring instruments are used, the positional information of the separated and expanded radiolabeled substance, that is, DNA or DNA fragments, cannot be analyzed. It is difficult to obtain the base sequence of nucleotides with sufficient accuracy.

[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イヒされた放射
性標識物質の位置情報を有するオートラジオグラフな光
電的に読み取ってデジタル信号に変換し、このデジタル
信号に特定の信号処理を施すことにより、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 having positional information of a radiolabeled substance imaged on a photographic light-sensitive material and generates a digital signal. By converting the digital signal into a digital signal and subjecting this digital signal to specific signal processing, the present invention has been achieved by realizing the simple and highly accurate determination of the base sequence of DNA or DNA fragments.

すなわち、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、かつ放射性棟識が付与され
ている、1)少なくともグアニン特異的DNA合成物を
含む塩基特異的DNA合成物、 2)少なくともアデニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 3)少なくともチミン特異的DNA合成物を含む塩基特
異的DNA合成物。
That is, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a DNA fragment, which has a complementary base sequence to the DNA or DNA fragment, and has a radioactive signature. 1) a base-specific DNA composition comprising at least a guanine-specific DNA composition; 2) a base-specific DNA composition comprising at least an adenine-specific DNA composition; 3) at least a thymine-specific DNA composition. A base-specific DNA compound containing a substance.

4)少なンともシトシン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物のそれ
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、
1)該分離展開列のそれぞれについてサンプリング点を
検出する工程、 ii)複数の分離展開列より基準列を合成し、この基準
列のサンプリング点を基準サンプリング点とする工程、 iii)該基準列の合成に用い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基準列の基準サンプ
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し、ここで同定さ
れたサンプリング点に基づき新たに基準サンプリング点
を定める工程、 ii)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を提
供するものである。
4) a base-specific DNA compound comprising at least a cytosine-specific DNA compound; Each separation obtained by recording an autoradiograph having positional information of a group of separated and developed radiolabeled substances on a photographic light-sensitive material and then photoelectrically reading the autoradiograph visualized on the photographic light-sensitive material. Regarding the digital signal corresponding to the autoradiograph of the expanded column,
1) Detecting sampling points for each of the separation and expansion columns; ii) composing a reference column from a plurality of separation and expansion columns and using the sampling points of this reference column as reference sampling points; iii) Detecting sampling points for each of the separation and expansion columns; By comparing and matching the sampling points of the separation and expansion column adjacent to the separation and expansion column used for synthesis with the reference sampling points of the reference column, the sampling points of the adjacent separation and expansion column are identified, and the identified points are identified here. ii) the step of newly determining a reference sampling point based on the sampled point determined in step iii) above, and the separation expansion column adjacent to the separation expansion column in which the reference sampling point was determined; The present invention provides a signal processing method in autoradiography, which includes the step of identifying a sampling point of an adjacent separation expansion sequence by comparing and collating the sampling point with the sampling point of the separation expansion sequence.

すなわち、本発明は、試料と写真感光材料とを重ね合わ
せることによ2て試料から放出される放射線エネルギー
を写真感光材料りにオートラジオグラフとして記録し、
このオートラジオグラフ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
て得ることを基礎としている。
That is, the present invention records the radiation energy emitted from the sample as an autoradiograph on the photographic light-sensitive material by overlapping the sample and the photographic light-sensitive material,
It is based on the fact that this autoradiograph is read photoelectrically to obtain an electrical signal, and this electrical signal is A/D converted 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 information centered on the position of a radiolabeled substance or an aggregate thereof 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.

また本発明において、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
に拍出する列を意味し、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。
Furthermore, in the present invention, the reference column refers to a column ejected to the separation and development column containing all of the base-specific DNA compounds of four types of DNA bases, namely guanine, adenine, thymine, and cytosine; In determining the base sequence of DNA, base-specific DNA that has been given a radioactive label
It serves as an internal standard for a separation and development column in which a compound is separated and 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
は別のり、 N A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 sample DNA, or alternatively, may be made using NA. 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
性標識物質の分離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歪み、ズ
レが生じている場合にも、精度高<DNAもしくはDN
A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 separation and development of the radiolabeled substance on the support medium as described above, or the autoradiograph of the radiolabeled substance distributed in the -dimensional direction to form a distribution row. Even if the entire autoradiograph transferred and recorded on the photosensitive material is distorted or misaligned due to positional misalignment during the transfer operation of the photosensitive material onto the photosensitive material, high accuracy < DNA or DNA
The base sequence of the A fragment can be determined.

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操作を同定
することが可能であり、従って高精度に、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。
In particular, with respect to distortion in the direction of separation and expansion, it is possible to identify the separation and expansion operation of each column without correcting the distortion between separation and expansion columns, and therefore it is possible to identify the base with high precision and rationally. The sequence can be determined.

また、上記のようにデジタル画像データ上で自動的に分
離展開列間でのサンプリング点の比較照合を行なうこと
ができることから、放射性標識物質の一つ一つの分離展
開部位を縮小しても高精度に放射性標識物質の分離展開
部位(サンプリング点)を同定することが可能となる。
In addition, as mentioned above, it is possible to automatically compare sampling points between separation and development rows on digital image data, so even if each separation and development site of a radiolabeled substance is reduced, the accuracy is high. It becomes possible to identify the separation and development site (sampling point) of the radiolabeled substance.

すなわち、−回のオートラジオグラフィにおいて用いる
放射性標識物質の絶対量を減少させることができる。あ
るいは、分離展開操作における分離展開列の数を支持媒
体の幅を拡張させることなく増加することが可能となり
、−回のオートラジオグラフ測定操作によって従来より
多くの情報を得ることが可能となる。
In other words, the absolute amount of radiolabeled substance used in -times of autoradiography can be reduced. Alternatively, it becomes possible to increase the number of separation and development rows in the separation and development operation without expanding the width of the support medium, and it becomes possible to obtain more information than before with - times of autoradiographic measurement operations.

[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オシドトリフオスフェート
(d N T P)とDNA合成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
、−次元的方向に分#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・ 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”P。
[Structure of the Invention] As an example of a sample used in the present invention, DNA or a DNA fragment is used as a template, and a radioactively labeled deoxynucleoside triphosphate (dNTP) and a DNA synthase are used. Examples include a support medium in which each base-specific DNA compound to be synthesized and a mixture thereof is spread in the -dimensional direction to form a separated spread column.Used for radioactive labeling in the present invention. Radioactive elements are
Any nuclide may be used as long as it emits radiation (α rays, β rays, γ rays, neutron rays, X rays, etc.), and a specific example is "P.

1′4C,35S、3H1t2sIなどが挙げられる。Examples include 1'4C, 35S, 3H1t2sI, and the like.

また、上記放射性標識物質を支持媒体を用いて分111
1!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、あるいは癌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がその代表的な方法とし
て挙げられる。
In addition, the above radiolabeled substance was added for 111 minutes using a support medium.
1! Methods for opening include, for example, electrophoresis using various support media such as gel support media (any shape such as layered or columnar), polymer moldings such as acetate, or cancer paper, and supports such as silica gel. A typical method is thin layer chromatography using a medium.

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 basic structure of the photographic material used in the present invention is a support and a photographic emulsion layer. The photographic emulsion layer consists of a binder, such as gelatin, containing and supporting silver halide in a dispersed state. A photosensitive material is one in which a transparent sheet such as polyethylene terephthalate is used as a support, and the above-mentioned photographic emulsion layer is provided on this sheet, and an example thereof is a radiation film such as a high-sensitivity X-ray film. I can do it.

本発明において、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(上)271〜2
89頁、r8.  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、\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
89 pages, r8. Autoradiography” Toru Sueyoshi,
Akiyo Shigesue (1977, published by Tokyo Kagaku Dojin) Next, in the present invention, an autoradiograph containing one-dimensional positional information of a radiolabeled substance on a support medium recorded on a true photosensitive material is read. The method for converting into a digital signal will be briefly described with reference to the example of a reading device shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.

第11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. 11 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 the 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DNAの塩基配列決
定のためのオートラジオグラフィーにおける信号処理の
実施態様を、前記のサンガー・クールノン法を利用した
場合を例にとり、異なる二種類のDNAについて、次の
四群の塩基特異的DNA合成物を用いた場合について説
明する。
Hereinafter, embodiments of signal processing in autoradiography for DNA base sequencing using the signal processing method of the present invention will be explained using the above-mentioned Sanger-Cournon method as an example, and two different types of DNA will be described. , cases using the following four groups of base-specific DNA compounds will be explained.

l)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 まず、二種類の検体DNAをテンプレートとして放射性
標識(32F)が付与されたモノヌクレオシドトリフオ
スフェートとDNA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、二組の上記l)〜4
)の四群の塩基特異的DNA合成物を得る。
l) Guanine-specific DNA compound 2) Adenine-specific DNA compound 3) Thymine-specific DNA compound 4) Cytosine-specific DNA compound First, a radioactive label (32F) is added using two types of sample DNA as templates. By base-specific synthesis using a mononucleoside triphosphate and a DNA polymerase by a conventional method, two sets of the above l) to 4 are synthesized.
) to obtain four groups of base-specific DNA compounds.

次に、上記四群の塩基特異的DNA合成物からなる二組
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(泳動列)を得る。ただし、一種類
のDNAについての四群の塩基特異的DNA合成物の分
離展開列を工科ずつに分け、支持媒体上の二箇所におい
て互いに隣接して配置し、かつその隣接した分離展開列
の組が、他の一種類のDNAについての四群の塩基特異
的DNA合成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, two sets of base-specific DNA compounds of the four groups described above are separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development columns (electrophoresis columns). However, the separation and development rows of four groups of base-specific DNA compounds for one type of DNA are divided into sections, placed adjacent to each other at two locations on the support medium, and the sets of adjacent separation and development rows are The separation and development operations are performed by arranging the separation and development columns of four groups of base-specific DNA compounds for one other type of DNA so as to sandwich them therebetween.

次いで、こ゛の試料(分離展開列が形成されたゲル状支
持媒体)と放射線フィルムとを−70〜−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, an exposure operation was carried out by superimposing this sample (gel-like support medium on which separation and development rows were formed) and a radiation film at a low temperature of -70 to -90°C for several days, and the autoradiograph of the sample was exposed to radiation. Transfer and record on film.

第2図は、放射性標識の付与された、検体DNAの塩基
特異的DNA合成物が分離展開されている、異なる二種
類のDNAについての上記四群からなる分離展開列(泳
動列)のオートラジオグラフの例を示す。
Figure 2 shows an autoradiograph of a separation and development column (electrophoresis column) consisting of the above four groups for two different types of DNA, in which a radioactively labeled base-specific DNA compound of sample DNA is separated and developed. An example of a graph is shown.

すなわち、第2図の第1列かう第8列は順に、(1)−
(G)特異的DNA合成物 (2)−(A)特異的DNA合成物 (3)−CG)特異的DNA合成物 (4)−’(A)特異的DNA合成物 (5)−(T)特異的DNA合成物 (6)−(C)@異的DNA合成物 (7)−(T)特異的DNA合成物 (s:+ −(C)特異的DNA合成物の各分離展開列
を示す。第1.2列と第7.8列および第3列〜第6列
は互いに異なるDNAについての分離展開列群である。
That is, the first column to the eighth column in FIG. 2 are (1) -
(G) Specific DNA compound (2)-(A) Specific DNA compound (3)-CG) Specific DNA compound (4)-'(A) Specific DNA compound (5)-(T ) Specific DNA compound (6) - (C) @ Different DNA compound (7) - (T) Specific DNA compound (s: + - (C) Each separation and expansion column of specific DNA compound The 1.2nd column, the 7.8th column, and the 3rd to 6th columns are a group of separation and development columns for mutually different DNAs.

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。すなわち、そのデジタル信号は第2図のオート
ラジオグラフに対応している。従って信号処理回路10
には、上記放射性標識物質の位置情報を有するデジタル
画像データが入力されることになる。本明細書において
、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 Figure 1 and reading it, the digital signal input to the signal processing circuit IO is expressed in the coordinate system fixed on the radiation film. The given address (
x, 'y) and a signal level (2) at that address, and the signal level corresponds to the amount of transmitted light. That is, the digital signal corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore, the signal processing circuit 10
Digital image data having the positional information of the radiolabeled substance is inputted to the . 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、上記へ列の分離展開列
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, on the digital image data, the separation and development positions of the radiolabeled substance are detected for each of the separation and development rows in the above rows, and these are used as sampling points. The sampling point can be detected, for example, as follows.

」二足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八
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 different positions on the digital image data twice across the one-dimensional distribution direction (separation development direction) of the radiolabeled substance for the bipedal digital signal, each column on each scanning area is The scan to detect the distribution point of the radioactively labeled substance is called a preliminary scan).The two distribution points of each separation development column are connected to obtain a Yagi straight line, and the obtained straight line is This is the scanning direction for sampling point detection in a 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−Hメモリーに記憶される(すなわち、バッフ
ァーメモリーあるいは磁気ディスク等の不揮発性メモリ
ーに記憶される)。
In addition, in the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the radiation film is processed by the signal processing circuit 10.
-H memory (that is, stored in a buffer memory or non-volatile memory such as 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
択的に取り出すことを意味する。
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走査方向に沿って走査
することにより、走査領域上の信号のレベルを表わす関
数f (w)[wは走査方向上の位置を表わす]を得る
ことができる。そしてこの関数f(w)に、たとえば適
当なフィルター関数を用いてコンボリューションを行な
うことによりスムージング処理を施し、関数g (w)
を得る。次に、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)=1 g (w) <αOのとき、g(w)二〇とする処理を
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。
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 function f(w) is subjected to smoothing processing by, for example, convolution using an appropriate filter function, and the function g(w) is
get. Next, threshold processing is performed on this function g (w). That is, by processing the threshold value (α0) such that when g(w)≧α0, g(w)=1, and when g(w) <αO, g(w) is 20, the function g( w) into a continuous function of 1 or O. The sampling points are detected by setting each midpoint of the area of g(w)=1. Note that the threshold value (α0) in the above threshold processing can be determined, for example, from the relationship between the signal level and its frequency, that is, the histogram, for a 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)+ (
C)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) + (
When comparing column C) and column (G), use (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2図および
第3図に基づいて説明する。第2図において、第1列か
ら第8列までの藺には前記歪みが存在するが、第3列と
第6列という狭い領域に注目すればこの歪みの影響は小
さい。
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 FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the distortion exists in the first to eighth columns, but if attention is paid to the narrow area of the third and sixth columns, the effect of this distortion is small.

そこで、第3列から第6列まで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DNA合成
物、(A)特異的DNA合成物、(T)特異的DNA合
成物、および(C)特異的DNA合成物の四種類の塩基
特異的DNA合成物の全てを含むサンプリング点の列、
すなわち基準(内部標準)列を合成する。この基準列の
サンプリング点Sonを基準サンプリング点とすると、
基準サンプリング点5Ofiは、サンプリング点S3n
、34111.S5nおよびSenから構成され°る。
Therefore, by logically adding the sampling points from the third column to the sixth column, we newly obtain (G) specific DNA compound, (A) specific DNA compound, (T) specific DNA compound, and (C) a sequence of sampling points including all four types of base-specific DNA compounds,
That is, a reference (internal standard) sequence is synthesized. Assuming that the sampling point Son of this reference sequence is the reference sampling point,
The reference sampling point 5Ofi is the sampling point S3n
, 34111. It is composed of S5n and Sen.

ただし、0は基準列を1表わす。However, 0 represents 1 for the reference column.

たとえば、この合成を演算として表わすと次のようにな
る。すなわち、 (So’n)= (S3’n)U (San)U (S
sn) Ll (Ssn) ここで、()は、サンプリング点の集合を表わし、Uは
論理和演算子を表わす。
For example, this composition can be expressed as an operation as follows. That is, (So'n)= (S3'n)U (San)U (S
sn) Ll (Ssn) Here, () represents a set of sampling points, and U represents a logical sum operator.

得られた基準列の基準サンプリング点Sonと、基準列
の構成要素である第3列に隣接する第2列のサンプリン
グ点92nとの比較同定を行なうことにより、第2列に
ついて基準サンプリング点の内挿を行なう。
By comparing and identifying the reference sampling point Son of the obtained reference column with the sampling point 92n of the second column adjacent to the third column, which is a component of the reference column, one of the reference sampling points of the second column is identified. Do the insertion.

たとえば、第2列のサンプリング点522については、
サンプリング点S22の位置(X22)と、基準列の基
準サンプリング点SO3の位置(Xo3)およびSe4
の位置(x o 4)とを比較する。たとえば、 lXO3Xzzl=a IXoa  X221=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S22は、基準列の基準サンプリング点SO4と同
じX座標をもつものと帰属される。
For example, for the second column sampling point 522,
The position of sampling point S22 (X22) and the position of reference sampling point SO3 of the reference column (Xo3) and Se4
(x o 4). For example, if lXO3Xzzl=a IXoa

このようにして順に第2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2列のサンプリング点S2nを基にして、残
りの基準列の基準サンプリング点のそれぞれを第2列に
内挿することにより、第2列において仮想的な基準サン
プリング点の集合(S 2 m )を作成する。ただし
、mは正の整数であり、基準列の基準サンプリング点の
番号nに一致する。このようにして、第2列の位置に第
3列から第6列までの合成で求めた基準列(第0列)を
移動させた仮想的基準列を得ることができる。
In this way, all the sampling points in the second column are assigned to one of the reference sampling points in order. Then, by interpolating each of the reference sampling points of the remaining reference columns into the second column based on the assigned sampling point S2n of the second column, a set of virtual reference sampling points is created in the second column. (S 2 m) is created. However, m is a positive integer and matches the number n of the reference sampling point in the reference column. In this way, a virtual reference column can be obtained by moving the reference column (column 0) obtained by combining the third to sixth columns to the position of the second column.

第3図は、デジタル画像データ−Lで合成された基準列
および第2列の一部分を示す図である。ここで、黒画角
は放射性標識物質の分離展開部位に相当する各列の与ン
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 and the second column synthesized with digital image data-L. Here, the black angle of view represents the sampling point in each column corresponding to the separation and deployment site of the radiolabeled substance, and the hollow square represents the interpolated reference sampling point.

作成した第2列の基準サンプリング点52mを基に、隣
接する第1列のサンプリング点SlHについて基準サン
プリング点32mを介して基準すンプリング点Sonへ
の帰属を行なう。
Based on the created reference sampling point 52m in the second column, the adjacent sampling point SlH in the first column is assigned to the reference sampling point Son via the reference sampling point 32m.

このようにして基準列の基準サンプリング点Son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
グ点の集合(Sym)を作成しながら、全てのサンプリ
ング点Sknを基準サンプリング点Sonのいずれかに
帰属させる。
In this way, based on the reference sampling point Son of the reference column, while creating a virtual set of reference sampling points (Sym) in each column in turn, all the sampling points Skn are assigned to any of the reference sampling points Son. Attribute to crab.

次に、第1列、第2列、第7列および第8列について、
それぞれの列における仮想的基準サンプリング点(Sに
m)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、基準列(第0列)
のnに対応するサンプリング点Son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。
Next, regarding the first, second, seventh and eighth columns,
The virtual reference sampling point (m in S) in each column is compared with the actual sampling point Skn in that column, and when they match, the reference column (0th column)
The sampling point Son corresponding to n is replaced with the matching sampling point Skn. Then, by tracing the reference columns in ascending order of n, the following diagram can be obtained, for example.

5lIIS211S8璽*”j−2+571+S 72
 + S El 2 r S* 3 r 522 + 
”’ ”’・上記図式において、S、、=G、5zn=
A、57n=T、56n=Cと置き換えることにより、
次のような図式を得る。
5lIIS211S8 Seal *”j-2+571+S 72
+ S El 2 r S* 3 r 522 +
``''''・In the above diagram, S,, =G, 5zn=
By replacing A, 57n=T, 56n=C,
We get a diagram like this:

G−A−C−G−T−T−C−G−A−・・・・・・曇
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合成物の側対
量をも表示することが可能である。
G-A-C-G-T-T-C-G-A-...base sequence of a DNA chain molecule that has a base sequence complementary to the sample DNA in a cloudy manner 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 side-to-side amount of each separated and developed DNA compound by arbitrarily processing the signal level in the scanning direction of each column.

あるいはさらにDNAの二本の鎖状分子の両方について
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客塩基に対応する組合わせ
として、A、T、G+C1C+G、T+Aなる情報を与
えることにより、次のような図式で表わされるDNAの
塩基配列を得る。
Alternatively, it is also possible to display the base sequences of both two stranded molecules of DNA. That is, by providing information such as A, T, G+C1C+G, and T+A as combinations corresponding to the customer bases in the diagram represented by the above symbols, a DNA base sequence represented by the following diagram is obtained.

G−A−C−G−T−T−C−G−A−・・・・・・C
−T−G−C−A−A−G−C−T−・・・・・・なお
本発明の信号処理法により、上記の(G、A、T、C)
の組合わせを利用したDNAの塩基配列決定法は、DN
A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でなく、種々
の組合わ3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、その組合わせの全部または一部を用いて、G
、A、T、Cの全ての塩基特異的DNA合成物からなる
基準(内部標準)列が得られるよ゛うな組合わせである
ことが必要である。ここで、基準列は必ずしも四種の塩
基特異的DNA合成物の分離展開列から合成する必要は
なく、二乃至三種のDNA合成物混合物の分Ill展開
列から合成することも可能である。
G-A-C-G-T-T-C-G-A-...C
-T-G-C-A-A-G-C-T-...The signal processing method of the present invention allows the above (G, A, T, C)
A DNA base sequencing method using a combination of
The signal processing method of the present invention, which is an example of the base sequencing method of A, is not limited to the above combinations, and various combinations are possible, and the signal processing method of the present invention is not limited to the above combinations. Then, the base sequence can be determined in the same manner by a method similar to the above method. However, in any combination, G
, A, T, and C. The combination must be such that a standard (internal standard) train consisting of all base-specific DNA compounds of A, T, and C can be obtained. Here, the reference array does not necessarily have to be synthesized from a separation and expansion array of four types of base-specific DNA compounds, but can also be synthesized from a separation and expansion array of a mixture of two or three types of DNA compounds.

また、ト記の例においては、支持媒体上で一次元的方向
に分離展開している八列の分離展開列を構成する放射性
標識物質群を用いて説明したが、分離展開列は八列に限
定されるものではない。複数の分離展開列から基準列を
合成することができる限り、分離展開列が八列以下また
はそれ以上であっても本発明の信号処理法を適用するこ
とができる。そして、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ちのである。
In addition, in the example in section 3, the explanation was given using a group of radiolabeled substances constituting eight separated and developed rows that are separated and developed in one-dimensional direction on the support medium. It is not limited. As long as a reference column can be synthesized from a plurality of separated and expanded columns, the signal processing method of the present invention can be applied even if the number of separated and expanded columns is eight or less or more. Furthermore, since the present invention is a method of performing identification while sequentially correcting deviations in the direction of separation development, the more the number of separation development columns is, the more effectively the present invention can be utilized. be.

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。
Alternatively, it is also possible to simultaneously determine the base sequences of two or more types of DNA using one support medium.

従って、得られた基準列は、−組のDNAの塩基特異的
DNA合成物の組合わせにのみ適用されるものではなく
、上記のような二種類以上のDNAであっても支持媒体
上に分離展開された放射性標識物質群のそれぞれに適用
することができる。
Therefore, the obtained standard sequence is not only applied to the combination of base-specific DNA compounds of the DNA set, but also applies to the combination of two or more types of DNA as described above, which can be separated on a support medium. It can be applied to each of the developed groups of radiolabeled substances.

この場合、基・半月は、支持媒体上のどの近接した複数
列を用いてでも合成することが可能であるが、より高精
度にDNAの塩基配列を決定するためには、支持媒体上
の中央部の複数の分離展開列を用いて基準列を得るのが
好ましい、また、基準列を合成するための分離展開列は
、好ましくは互いに隣接しているのがよい。そして、基
準列を構成する分離展開列を中心としてその分離展開列
に隣接する分離展開列を順次同定することができる。
In this case, base half moons can be synthesized using any of the adjacent rows on the support medium, but in order to determine the base sequence of DNA with higher accuracy, Preferably, the reference column is obtained using a plurality of separated expanded columns of the parts, and the separated expanded columns for synthesizing the reference columns are preferably adjacent to each other. Then, centering on the separated expanded column constituting the reference column, the separated expanded columns adjacent to the separated expanded column can be sequentially identified.

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
に表示するもの、CRT等に表示された記号・数値をビ
デオ・プリンター等に記録するもの、熱線を用し)て感
熱記録材料上に記録するものなど種々の原理に基づいた
記録装置を用いることができる。
Recording devices include, for example, those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam, etc., those that electronically display on a CRT, etc., and those that record symbols and numbers displayed on a CRT, etc. on a video printer, etc. Recording devices based on various principles can be used, such as those that record on heat-sensitive recording materials (using heat rays), and those that record on heat-sensitive recording materials.

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
。 1:写真感光材料、2:透明ドラム、3:ミラー、4:
光源、5:光ビーム、6:レンズ、7:光電子増倍管、
8:増幅基、9 : A/D変換器、10: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、基準列および第2列の分離展開列の一部分を
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 第1図 一寸 第2図 第3図 2     。 手続補正書 昭和59年9月10日 昭和59年 特許願 第140911号2、発明の名称 オートラジオグラフィーにおける信号処理法3 補正を
する者 で)5件との1″A係     特許出願人名 称  
、(520)富士写真フィルム株式会社4、代理人
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: Amplification group, 9: A/D converter, 10: Signal processing circuit Figure 2 shows an example of an autoradiograph of a sample in which base-specific DNA compounds of sample DNA are separated and developed on a gel support medium. FIG. FIG. 3 is a diagram showing a portion of the reference row and the second separation development row. Patent Applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yasuo Yanagawa Figure 1 Issun Figure 2 Figure 3 Figure 2. Procedural Amendment September 10, 1980 Patent Application No. 140911 2, Name of the Invention Signal Processing Method in Autoradiography 3 Person making the amendment) Part 1''A with 5 cases Patent Applicant Name Name
, (520) Fuji Photo Film Co., Ltd. 4, Agent

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)少なくともグアニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 2)少なくともアデニン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 3)少なくともチミン特異的DNA合成物を含む塩基特
異的DNA合成物、 4)少なくともシトシン特異的DNA合成物を含む塩基
特異的DNA合成物、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物のそれ
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)該分離展開列のそれぞれについてサンプリング点を
検出する工程、 ii)複数の分離展開列より基準列を合成し、この基準
列のサンプリング点を基準サンプリング点とする工程、 iii)該基準列の合成に用い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基準列の基準サンプ
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し、ここで同定さ
れたサンプリング点に基づき新たに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。 2、基準列の合成に用いられる分離展開列の両隣に、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、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、 を含む少なくとも四群の塩基特異的DNA合成物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のい
ずれかの項記載のオートラジオグラフィーにおける信号
処理法。
[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. A label is attached to: 1) a base-specific DNA composition comprising at least a guanine-specific DNA composition; 2) a base-specific DNA composition comprising at least an adenine-specific DNA composition; 3) at least a thymine-specific DNA composition. 4) base-specific DNA compounds comprising at least a cytosine-specific DNA compound, each of at least four groups of base-specific DNA compounds 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 separated expansion column obtained by reading the
i) detecting sampling points for each of the separation and expansion columns; ii) composing a reference column from a plurality of separation and expansion columns and using the sampling points of this reference column as reference sampling points; iii) detecting the sampling points of the reference column. By comparing and matching the sampling points of the separation and expansion column adjacent to the separation and expansion column used for synthesis with the reference sampling points of the reference column, the sampling points of the adjacent separation and expansion column are identified, and the identified points are identified here. iv) a step of newly determining a reference sampling point based on the sampled point, and iv) a reference sampling point newly determined in step iii) above and a separation expansion column adjacent to the separation expansion column in which the reference sampling point was determined; A signal processing method in autoradiography, comprising the step of identifying a sampling point of an adjacent separation expansion sequence by comparing and collating the sampling point with the sampling point of . 2. Separated expansion columns are arranged on both sides of a separation expansion column used for synthesizing a reference column, and the step iii) is performed for both of the adjacent separation expansion columns. The signal processing method in autoradiography according to item 1. 3. 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. Or the second
Signal processing methods in autoradiography as described in section. 4. 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, 4) cytosine-specific DNA synthesis. The signal processing method in autoradiography according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the signal processing method is a base-specific DNA compound of at least four groups comprising:
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