JPH0160781B2 - - Google Patents

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JPH0160781B2
JPH0160781B2 JP58057415A JP5741583A JPH0160781B2 JP H0160781 B2 JPH0160781 B2 JP H0160781B2 JP 58057415 A JP58057415 A JP 58057415A JP 5741583 A JP5741583 A JP 5741583A JP H0160781 B2 JPH0160781 B2 JP H0160781B2
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JP
Japan
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specific cleavage
base
cleavage product
product
dna
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JP58057415A
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Japanese (ja)
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JPS59182362A (en
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Hisashi Shiraishi
Tsutomu Kimura
Kazuhiro Hishinuma
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP84100150A priority patent/EP0113677A3/en
Publication of JPS59182362A publication Critical patent/JPS59182362A/en
Priority to US06/883,922 priority patent/US4837733A/en
Publication of JPH0160781B2 publication Critical patent/JPH0160781B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2012—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using stimulable phosphors, e.g. stimulable phosphor sheets

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オートラジオグラフイーにおける信
号処理方法に関するものである。さらに詳しくは
本発明は、オートラジオグラフイーにおいて、
DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列を決定
するためのデジタル信号処理方法におけるサンプ
リング点の決定方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a signal processing method in autoradiography. More specifically, the present invention provides autoradiography, in which:
The present invention relates to a method for determining sampling points in a digital signal processing method for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products.

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
ラフイーが既に知られている。近年においては、
オートラジオグラフイーは、DNAもしくはDNA
部分分解物の塩基配列の決定に有効に利用されて
いる。
Autoradiography is 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. In recent years,
Autoradiography is DNA or DNA
It is effectively used to determine the base sequence of partial decomposition products.

このオートラジオグラフイーを利用することに
よりDNAの塩基配列を決定する方法としては、
マキサム・ギルバート(Maxam−Gilbert)法、
およびサンガー・クールソン(Sanger−
Coulson)法が知られている。これらの方法は、
DNAが二本の鎖状分子からなる二重ラセン構造
を有し、かつその二本の鎖状分子は、各々四種類
の塩基、すなわちアデニン(A)、グアニン
(G)、シトシン(C)、チミン(T)なる塩基を
有する構成単位から構成されていること、そし
て、この二本の鎖状分子の間はこれら四種類の塩
基間の水素結合によつて架橋されており、しかも
各構成単位間の水素結合は、G−CおよびA−T
の二種類の組合わせのみにおいて実現していると
いうDNAの特徴的な構造を巧妙に利用して、そ
の塩基配列を決定する方法である。
The method for determining the base sequence of DNA using this autoradiography is as follows.
Maxam-Gilbert method,
and Sanger Coulson
Coulson) law is known. These methods are
DNA has a double helical structure consisting of two chain molecules, and each of the two chain molecules contains four types of bases: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), It is composed of a structural unit having a base called thymine (T), and the two chain molecules are cross-linked by hydrogen bonds between these four types of bases, and each structural unit The hydrogen bonds between G-C and A-T
This method cleverly utilizes the characteristic structure of DNA, which is realized only in combinations of two types, to determine its base sequence.

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

まず、塩基配列を決定しようとしているDNA
あるいはDNAの分解物の鎖状分子の一方の側の
端部に燐(P)の放射性同位元素を含む基を結合
させることにより、その対象物を放射性標識物質
としたのち、化学的な手段を利用して鎖状分子の
各構成単位間の結合を塩基特異的に切断する。次
に、この操作により得られるDNAあるいはDNA
の分解物の多数の塩基特異的切断分解物の混合物
をゲル電気泳動法により分離展開し、多数の塩基
特異的切断分解物がそれぞれ帯状を形成して分離
展開された分離展開列(ただし、視覚的には見る
ことができない)を得る。そして、この分離展開
列のオートラジオグラフをX線フイルム上に可視
化して、得られた可視画像と各々の塩基特異的切
断手段とから、放射性同位元素が結合された鎖状
分子の端部から一定の位置関係にある塩基を順次
決定し、このようにして対象物のすべての塩基の
配列を決定している。
First, the DNA whose base sequence is to be determined
Alternatively, by bonding a group containing a radioactive isotope of phosphorus (P) to one end of a chain molecule of a DNA decomposition product, the target substance is made into a radioactive labeling substance, and then chemical means are applied. It is used to base-specifically cleave the bonds between each constituent unit of a chain molecule. Next, the DNA or DNA obtained by this operation
A mixture of many base-specific cleavage products is separated and developed by gel electrophoresis, and a large number of base-specific cleavage products are separated and developed to form a band shape (however, it is difficult to see visually). (cannot be seen at the target). Then, the autoradiograph of this separation and development array is visualized on an X-ray film, and from the obtained visible image and each base-specific cutting means, it is possible to detect from the end of the chain molecule to which the radioactive isotope is bound. The bases in a certain positional relationship are sequentially determined, and in this way the sequence of all bases in the target object is determined.

上記のオートラジオグラフイーにおいて、従来
の放射線フイルムを用いた放射線写真法を利用す
る代りに、本出願人による特願昭57−193418号明
細書には、蓄積性蛍光体シートを用いた放射線像
変換方法を利用するオートラジオグラフ測定方法
が記載されている。
In the above-mentioned autoradiography, instead of using the conventional radiographic method using a radiographic film, Japanese Patent Application No. 193418/1983 by the present applicant discloses a radiographic method using a stimulable phosphor sheet. An autoradiographic measurement method that utilizes a conversion method is described.

放射線像変換方法は、試料と蓄積性蛍光体シー
トとを重ね合わせることによつて試料から放出さ
れる放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シートに吸
収させたのち、この蓄積性蛍光体シートを可視光
線および赤外線から選ばれる電磁波(励起光)で
走査することにより、蓄積性蛍光体シートに蓄積
されている放射線エネルギーを蛍光(輝尽発光)
として放出させ、この蛍光を光電的に読み取つて
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ものである。
In the radiation image conversion method, a sample and a stimulable phosphor sheet are overlapped, the radiation energy emitted from the sample is absorbed by the stimulable phosphor sheet, and then this stimulable phosphor sheet is exposed to visible light and By scanning with electromagnetic waves (excitation light) selected from infrared rays, the radiation energy accumulated in the stimulable phosphor sheet is converted into fluorescence (stimulated luminescence).
This fluorescence is photoelectrically read to obtain an electrical signal, and this electrical signal is A/D converted to obtain a digital signal.

また、蓄積性蛍光体シートは、たとえば、二価
のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲ
ン化物系蛍光体などの輝尽光蛍光体を含有するも
のである。この輝尽光蛍光体は、X線、α線、β
線、γ線、紫外線などの放射線の照射を受けてそ
の放射線エネルギーの一部を蓄積したのち、可視
光線および赤外線から選ばれる電磁波(励起光)
の照射を受けるとその蓄積エネルギーに応じて輝
尽発光を示す性質を有している。
Further, the stimulable phosphor sheet contains, for example, a photostimulable phosphor such as a divalent europium-activated alkaline earth metal fluorohalide phosphor. This photostimulable phosphor can be used for X-rays, α-rays, β-rays,
After being irradiated with radiation such as rays, gamma rays, and ultraviolet rays and accumulating a portion of the radiation energy, electromagnetic waves (excitation light) selected from visible light and infrared rays are generated.
When exposed to irradiation, it exhibits stimulated luminescence depending on the accumulated energy.

上記放射線像変換方法を利用するオートラジオ
グラフイーは、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画像化することなく、そ
の位置情報をデジタル信号として得ることができ
るものである。
Autoradiography using the radiation image conversion method described above is capable of obtaining position information of a radiolabeled substance as a digital signal without converting the autoradiograph having position information into an image.

本出願人は、また、放射線像変換方法を利用す
るオートラジオグラフイーにおいて、放射性標識
物質の一次元的な位置情報を信号および/または
数値として得るためのデジタル信号処理方法に関
する発明について既に出願している(特願昭58−
1326号)。
The applicant has also already filed an invention regarding a digital signal processing method for obtaining one-dimensional positional information of a radiolabeled substance as a signal and/or numerical value in autoradiography using a radiation image conversion method. (Special application 1982-
No. 1326).

上記の信号処理方法によれば、従来においては
研究者の視覚的な判断に頼つていた放射性標識物
質の位置情報を、自動的かつ高精度に所望の記号
および/または数値として得ることができるもの
である。
According to the above signal processing method, the positional information of a radioactive label, which conventionally relied on the visual judgment of researchers, can be automatically and highly accurately obtained as desired symbols and/or numerical values. It is something.

本発明は、DNAもしくはDNA部分分解物の塩
基配列を決定するためのオートラジオグラフイー
において、放射性標識が付与された塩基特異的切
断分解物のサンプリング点を高精度で決定し、そ
して、DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列
を簡易に、かつ高精度に決定するための信号処理
方法を提供することをその目的とするものであ
る。
The present invention is an autoradiography method for determining the base sequence of DNA or partial DNA decomposition products. The object of the present invention is to provide a signal processing method for easily and highly accurately determining the base sequence of a partially degraded DNA product.

上記の目的は、試料が二種類以上の塩基特異的
切断分解物の混合物を含む場合において、まず始
めに、この混合物の分離展開列とこの混合物中の
少なくとも一種類の塩基特異的切断分解物からな
る切断分解物もしくは切断分解物混合物の分離展
開列との間で簡単な数値演算(たとえば減算)を
行なつて、一種類の塩基特異的切断分解物もしく
は種類の異なる組合わせからなる切断分解物混合
物についての仮想的な分離展開列を得たのちに、
その仮想分離展開列についてサンプリング点を決
定し、このサンプリング点から所望の塩基の位置
情報を得ることにより達成される。すなわち、試
料を分離展開して得られた分離展開列それぞれに
ついてサンプリング点を決定したのちに、各々の
サンプリング点間で数値演算を行なうことにより
所望の塩基についての位置情報を得るのではな
く、始めに所望の塩基特異的切断分解物(もしく
は切断分解物混合物)についての仮想的な分離展
開列を求めたのち、その仮想分離展開列について
閾値処理などの演算処理を行なつてサンプリング
点を決定することにより、上記目的を達成するこ
とができる。
The above purpose is, when a sample contains a mixture of two or more types of base-specific cleavage products, to first separate the separation and development column of this mixture and at least one type of base-specific cleavage product in this mixture. One type of base-specific cleavage product or a cleavage product consisting of a combination of different types can be obtained by performing a simple numerical operation (for example, subtraction) between the separation and expansion sequence of the cleavage product or mixture of cleavage products. After obtaining a virtual separation and expansion sequence for the mixture,
This is achieved by determining sampling points for the virtual separation expansion sequence and obtaining positional information of desired bases from these sampling points. In other words, instead of determining sampling points for each separation and expansion sequence obtained by separating and developing a sample and then performing numerical operations between each sampling point to obtain positional information about the desired base, After obtaining a virtual separation and expansion sequence for the desired base-specific cleavage product (or mixture of cleavage and decomposition products), perform arithmetic processing such as threshold processing on the virtual separation and expansion sequence to determine sampling points. By doing so, the above objective can be achieved.

すなわち、本発明は、DNAもしくはDNA部分
分解物の塩基配列を決定するためのオートラジオ
グラフイーにおける信号処理方法であつて、放射
性標識が付与されたDNAもしくはDNA部分分解
物の塩基特異的切断分解により得られた、 1) グアニン特異的切断分解物、アデニン特異
的切断分解物、チミン特異的切断分解物および
シトシン特異的切断分解物のうちの一乃至三種
類からなる塩基特異的切断分解物もしくは切断
分解物混合物、 2) 少なくとも上記1)に含まれる一種類の塩
基特異的切断分解物を含む二乃至四種類の塩基
特異的切断分解物の混合物 を含む少なくとも二群の塩基特異的切断分解物も
しくは切断分解物混合物のそれぞれが、支持媒体
上に平行関係を以つて一次元的に分離展開されて
形成された分離展開列の放射性標識物質群から放
出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シート
に吸収させることによつて、この蓄積性蛍光体シ
ートに該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蓄積記録したのち、該蓄積性
蛍光体シートを電磁波で走査して該オートラジオ
グラフを輝尽光として放出させ、そしてこの輝尽
光を光電的に読み出す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) 上記1)の塩基特異的切断分解物もしくは切
断分解物混合物の分離展開列と、上記2)の塩
基特異的切断分解物混合物の分離展開列との間
で、それぞれの走査方向上の対応する位置間の
数値演算を行なうことにより、仮想的な分離展
開列を得る工程、 (ii) 該仮想的な分離展開列についてサンプリング
点を決定する工程、 を含むオートラジオグラフイーにおける信号処理
方法を提供するものである。
That is, the present invention is a signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products, which method involves base-specific cleavage and decomposition of radioactively labeled DNA or DNA partial decomposition products. 1) A base-specific cleavage product consisting of one to three types of guanine-specific cleavage product, adenine-specific cleavage product, thymine-specific cleavage product, and cytosine-specific cleavage product, or 2) At least two groups of base-specific cleavage products containing a mixture of two to four types of base-specific cleavage products, including at least one type of base-specific cleavage product included in 1) above. Alternatively, each of the cut and decomposed product mixtures is separated and developed in a one-dimensional manner on a support medium in a parallel relationship, and the radiation energy emitted from the radiolabeled substance group of the separated and developed column is applied to the stimulable phosphor sheet. By absorbing the stimulable phosphor sheet, an autoradiograph containing positional information of the radiolabeled substance group is stored and recorded, and then the stimulable phosphor sheet is scanned with electromagnetic waves to record the autoradiograph. Regarding the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated and expanded array obtained by emitting photostimulated light and reading out this photostimulated light photoelectrically, (i) the base-specific cleavage product of 1) above; Alternatively, a virtual The present invention provides a signal processing method in autoradiography, which includes the steps of: obtaining a virtual separation expansion sequence; (ii) determining sampling points for the virtual separation expansion sequence;

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.

本発明によれば、試料が二種類以上の塩基特異
的切断分解物の混合物を含む場合に、まず塩基特
異的切断分解物および切断分解物混合物の分離展
開列間で簡単な数値演算を行なうことにより、一
種類の塩基特異的切断分解物もしくは種類の異な
る組合わせの切断分解物混合物についての仮想的
な分離展開列を得たのちに、その仮想分離展開列
について演算処理を行なつてサンプリング点を決
定することによつて、このサンプリング点から所
望の塩基の位置情報を直接に得ることができるも
のである。所望の塩基特異的切断分解物(もしく
は切断分解物混合物)の仮想分離展開列について
演算処理が行なわれるために、好適に演算処理を
行なつてサンプリング点を決定することが可能と
なる。このことにより、DNAもしくはDNA部分
分解物の塩基配列を簡易に、かつ高精度に決定す
ることができるものである。
According to the present invention, when a sample contains a mixture of two or more types of base-specific cleavage products, simple numerical calculations are first performed between the separation and development arrays of the base-specific cleavage products and the mixture of cleavage products. After obtaining a virtual separation and expansion sequence for one type of base-specific cleavage product or a mixture of different combinations of cleavage and decomposition products, arithmetic processing is performed on the virtual separation and expansion sequence to determine the sampling points. By determining , it is possible to directly obtain positional information of a desired base from this sampling point. Since the arithmetic processing is performed on the virtual separation and expansion sequence of the desired base-specific cleavage and decomposition products (or the mixture of cleavage and decomposition products), it becomes possible to suitably perform the arithmetic processing and determine the sampling points. This allows the base sequence of DNA or DNA partial decomposition products to be determined easily and with high accuracy.

また、放射性標識物質の一つ一つの分布部位の
面積が小さい場合でも高精度にその分布位置を検
出することが可能となることから、一回のオート
ラジオグラフイーにおいて用いる放射性標識物質
の絶対量を減少させることができる。あるいは、
支持媒体の幅を拡張させることなく分離展開列の
数を増加することができ、一回のオートラジオグ
ラフイー操作によつて従来より多くの情報を得る
ことが可能となるものである。
In addition, even if the area of each distribution site of a radiolabeled substance is small, it is possible to detect the distribution position with high accuracy, so the absolute amount of radiolabeled substance used in one autoradiography can be can be reduced. or,
The number of separation and development columns can be increased without increasing the width of the support medium, and more information can be obtained with a single autoradiography operation than before.

本発明において用いられる試料の例としては、
放射性標識が付与されたDNAもしくはDNA部分
分解物を塩基特異的に切断分解することにより得
られる各塩基特異的切断分解物もしくはその混合
物が、一次元的方向に分離展開された支持媒体を
挙げることができる。
Examples of samples used in the present invention include:
Name a support medium in which each base-specific cleavage product or a mixture thereof obtained by base-specific cleavage and decomposition of radioactively labeled DNA or a DNA partial decomposition product is separated and developed in a one-dimensional direction. Can be done.

また、上記放射性標識物質を支持媒体を用いて
分離展開するための方法としては、たとえば、ゲ
ル状支持媒体(形状は層状、柱状など任意)、ア
セテートなどのポリマー成形体、あるいは濾紙な
どの各種の支持媒体を用いる電気泳動、そしてシ
リカゲルなどの支持媒体を用いる薄層クロマトグ
ラフイーがその代表的な方法として挙げられる。
このうちで、ゲル状支持媒体を用いる電気泳動法
が代表的な分離展開方法であり、好ましい。
In addition, methods for separating and developing the above-mentioned radioactively labeled substance using a support medium include, for example, a gel-like support medium (the shape may be arbitrary, such as layered or columnar), a polymer molded body such as acetate, or various types such as filter paper. Representative methods include electrophoresis using a support medium and thin layer chromatography using a support medium such as silica gel.
Among these, electrophoresis using a gel-like support medium is a typical separation and development method and is preferred.

本発明に用いられる蓄積性蛍光体シートは、基
本構造として、支持体、蛍光体層および透明保護
膜とからなるものである。蛍光体層は、輝尽性蛍
光体を分散状態で含有支持する結合剤からなり、
たとえば、二価のユーロピウム賦活弗化臭化バリ
ウム(BaFBr:Eu2+)蛍光体粒子をニトロセル
ロースと線状ポリエステルとの混合物中に分散含
有させて得られる。蓄積性蛍光体シートは、たと
えば、支持体としてポリエチレンテレフタレート
などのシートを用い、このシート上に上記蛍光体
層を設け、さらに蛍光体層上に保護膜としてポリ
エチレンテレフタレートシートなどを設けたもの
である。
The basic structure of the stimulable phosphor sheet used in the present invention is a support, a phosphor layer, and a transparent protective film. The phosphor layer is made of a binder containing and supporting the stimulable phosphor in a dispersed state,
For example, it can be obtained by dispersing divalent europium-activated barium fluoride bromide (BaFBr: Eu 2+ ) phosphor particles in a mixture of nitrocellulose and linear polyester. A stimulable phosphor sheet is, for example, one in which a sheet of polyethylene terephthalate or the like is used as a support, the above-mentioned phosphor layer is provided on this sheet, and a polyethylene terephthalate sheet or the like is further provided as a protective film on the phosphor layer. .

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エネルギーの蓄積性
蛍光体シートへの転写蓄積操作(露光操作)は、
支持媒体と蓄積性蛍光体シートとを一定時間重ね
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を
蓄積性蛍光体シートに吸収させて実施する。この
露光操作は、支持媒体と蓄積性蛍光体シートとが
近接した状態で配置されていればよく、たとえ
ば、常温もしくは低温で少なくとも数秒間この状
態に置くことにより行なうことができる。
In the present invention, the operation (exposure operation) of transferring and accumulating radiation energy emitted from a support medium containing a radiolabeled substance onto a stimulable phosphor sheet is performed as follows:
By overlapping the support medium and the stimulable phosphor sheet for a certain period of time, at least a portion of the radiation emitted from the radiolabeled substance on the support medium is absorbed by the stimulable phosphor sheet. This exposure operation can be carried out by placing the support medium and the stimulable phosphor sheet in close proximity to each other, for example, by keeping them in this state for at least several seconds at room temperature or low temperature.

なお、蓄積性蛍光体シートおよび露光操作の詳
細については、本出願人による特願昭57−193418
号明細書に記載されている。
For details of the stimulable phosphor sheet and the exposure operation, please refer to the patent application No. 57-193418 filed by the present applicant.
It is stated in the specification of the No.

次に、本発明において、蓄積性蛍光体シートに
転写蓄積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読み出し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
示した読出装置(あるいは読取装置)の例を参照
しながら略述する。
Next, in the present invention, a method for reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance on a support medium transferred and accumulated on a stimulable phosphor sheet and converting it into a digital signal will be described in FIG. 1 of the attached drawings. This will be briefly described with reference to an example of the reading device (or reading device) shown in FIG.

第1図は、蓄積性蛍光体シート(以下において
は、蛍光体シートと略記することもある)1に蓄
積記録されている放射性標識物質の一次元的な位
置情報を仮に読み出すための先読み用読出部2
と、放射性標識物質の位置情報を出力するために
蛍光体シート1に蓄積記録されているオートラジ
オグラフを読み出す機能を有する本読み用読出部
3から構成される読出装置の例の概略図を示して
いる。
Figure 1 shows a pre-reading system for temporarily reading out one-dimensional positional information of a radiolabeled substance accumulated and recorded on a stimulable phosphor sheet (hereinafter sometimes abbreviated as phosphor sheet) 1. Part 2
1 shows a schematic diagram of an example of a reading device comprising a main reading reading section 3 having a function of reading out an autoradiograph stored and recorded on a phosphor sheet 1 in order to output positional information of a radiolabeled substance. There is.

先読み用読出部2においては次のような先読み
操作が行なわれる。
In the prefetch reading unit 2, the following prefetch operation is performed.

レーザー光源4から発生したレーザー光5はフ
イルター6を通過することにより、このレーザー
光5による励起に応じて蛍光体シート1から発生
する輝尽発光の波長領域に該当する波長領域の部
分がカツトされる。次いでレーザー光は、ガルバ
ノミラー等の光偏向器7により偏向処理され、平
面反射鏡8により反射されたのち蛍光体シート1
上に一次元的に偏向して入射する。ここで用いる
レーザー光源4は、そのレーザー光5の波長領域
が、蛍光体シート1から発する輝尽発光の主要波
長領域と重複しないように選択される。
The laser light 5 generated from the laser light source 4 passes through the filter 6, whereby a portion of the wavelength range corresponding to the wavelength range of stimulated luminescence generated from the phosphor sheet 1 in response to excitation by the laser light 5 is cut out. Ru. Next, the laser beam is deflected by an optical deflector 7 such as a galvano mirror, reflected by a flat reflector 8, and then reflected by a phosphor sheet 1.
It is deflected one-dimensionally and incident on the top. The laser light source 4 used here is selected so that the wavelength range of its laser light 5 does not overlap with the main wavelength range of stimulated luminescence emitted from the phosphor sheet 1.

蛍光体シート1は、上記の偏向レーザー光の照
射下において、矢印9の方向に移送させる。従つ
て、蛍光体シート1の全面にわたつて偏向レーザ
ー光が照射されるようになる。なお、レーザー光
源4の出力、レーザー光5のビーム径、レーザー
光5の走査速度、蛍光体シート1の移送速度につ
いては、先読み操作のレーザー光5のエネルギー
が本読み操作に用いられるエネルギーよりも小さ
くなるように調整される。
The phosphor sheet 1 is transported in the direction of the arrow 9 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, the entire surface of the phosphor sheet 1 is irradiated with the polarized laser light. Note that regarding the output of the laser light source 4, the beam diameter of the laser light 5, the scanning speed of the laser light 5, and the transport speed of the phosphor sheet 1, the energy of the laser light 5 for the pre-reading operation is smaller than the energy used for the main reading operation. It will be adjusted so that

蛍光体シート1は、上記のようなレーザー光の
照射を受けると、蓄積記録されている放射線エネ
ルギーに比例する光量の輝尽発光を示し、この光
は先読み用導光性シート10に入射する。この導
光性シート10はその入射面が直線状で、蛍光体
シート1上の走査線に対向するように近接して配
置されており、その射出面は円環を形成し、フオ
トマルなどの光検出器11の受光面に連絡してい
る。この導光性シート10は、たとえばアクリル
系合成樹脂などの透明な熱可塑性樹脂シートを加
工してつくられたもので、入射面より入射した光
がその内部において全反射しながら射出面へ伝達
されるように構成されている。蛍光体シート1か
らの輝尽発光はこの導光性シート10内を導かれ
て射出面に到達し、その射出面から射出されて光
検出器11に受光される。
When the phosphor sheet 1 is irradiated with the laser light as described above, it exhibits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, and this light enters the light guide sheet 10 for prereading. The light guide sheet 10 has a linear incident surface and is placed close to the scanning line on the phosphor sheet 1 so as to face it, and its exit surface forms a ring, allowing light such as photomal It communicates with the light receiving surface of the detector 11. The light guide sheet 10 is made by processing a transparent thermoplastic resin sheet such as acrylic synthetic resin, and allows light incident from the incident surface to be transmitted to the exit surface while being totally reflected inside. It is configured to The stimulated luminescence from the phosphor sheet 1 is guided through the light guide sheet 10 and reaches the exit surface, is emitted from the exit surface, and is received by the photodetector 11.

光検出器11の受光面には、輝尽発光の波長領
域の光のみを透過し、励起光(レーザー光)の波
長領域の光をカツトするフイルターが貼着され、
輝尽発光のみを検出しうるようにされている。光
検出器11により検出された輝尽発光は電気信号
に変換され、さらに増幅器12により増幅され出
力される。増幅器12から出力された蓄積記録情
報は、本読み用読出部3の制御回路13に入力さ
れる。制御回路13は、得られた蓄積記録情報に
応じて、適正レベルの信号が得られるように、増
幅率設定値aおよび収録スケールフアクターbを
出力する。
A filter is attached to the light-receiving surface of the photodetector 11, which transmits only light in the stimulated emission wavelength range and cuts out light in the excitation light (laser light) wavelength range.
It is designed to detect only stimulated luminescence. Stimulated luminescence detected by the photodetector 11 is converted into an electrical signal, which is further amplified by the amplifier 12 and output. The accumulated recording information output from the amplifier 12 is input to the control circuit 13 of the main reading reading section 3. The control circuit 13 outputs an amplification factor setting value a and a recording scale factor b so that a signal at an appropriate level can be obtained according to the obtained accumulated recording information.

以上のようにして先読み操作が終了した蛍光体
シート1は本読み用読出部3へ移送される。
The phosphor sheet 1 whose pre-reading operation has been completed as described above is transferred to the main reading reading section 3.

本読み用読出部3においては次のような本読み
操作が行なわれる。
In the main reading reading section 3, the following main reading operation is performed.

本読み用レーザー光源14から発せられたレー
ザー光15は、前述のフイルター6と同様な機能
を有するフイルター16を通過したのちビーム・
エクスパンダー17によりビーム径の大きさが厳
密に調整される。次いでレーザー光は、ガルバノ
ミラー等の光偏向器18により偏向処理され、平
面反射鏡19により反射されたのち蛍光体シート
1上に一次元的に偏向して入射する。なお、光偏
向器18と平面反射鏡19との間にはfθレンズ2
0等が配置され、蛍光体シート1の上を偏向レー
ザー光が走査した場合に、常に均一なビーム速度
を維持するようにされている。
The laser beam 15 emitted from the main reading laser light source 14 passes through a filter 16 having the same function as the filter 6 described above, and then the beam
The beam diameter is precisely adjusted by the expander 17. Next, the laser beam is deflected by a light deflector 18 such as a galvano mirror, reflected by a plane reflecting mirror 19, and then one-dimensionally deflected and incident on the phosphor sheet 1. Note that an fθ lens 2 is provided between the optical deflector 18 and the plane reflecting mirror 19.
0, etc., so that when the polarized laser beam scans the phosphor sheet 1, a uniform beam speed is always maintained.

蛍光体シート1は、上記の偏向レーザー光の照
射下において、矢印21の方向に移送される。従
つて、先読み操作におけると同様に蛍光体シート
1の全面にわたつて偏向レーザー光が照射される
ようになる。
The phosphor sheet 1 is transported in the direction of the arrow 21 under irradiation with the above-mentioned polarized laser light. Therefore, as in the pre-reading operation, the entire surface of the phosphor sheet 1 is irradiated with the polarized laser light.

蛍光体シート1は、上記のようにしてレーザー
光の照射を受けると、先読み操作におけると同様
に、蓄積記録されている放射線エネルギーに比例
する光量の輝尽発光を発し、この光は本読み用導
光性シート22に入射する。この本読み用導光性
シート22は本読み用導光性シート10と同様の
材質、構造を有しており、本読み用導光性シート
22の内部を全反射を繰返しつつ導かれた輝尽発
光はその射出面から射出されて、光検出器23に
受光される。なお、光検出器23の受光面には輝
尽発光の波長領域のみを選択的に透過するフイル
ターが貼着され、光検出器23が輝尽発光のみを
検出するようにされている。
When the phosphor sheet 1 is irradiated with laser light as described above, it emits stimulated luminescence with an amount of light proportional to the accumulated and recorded radiation energy, as in the pre-reading operation, and this light is used as a guide for main reading. The light enters the optical sheet 22. This light guide sheet 22 for book reading has the same material and structure as the light guide sheet 10 for book reading, and the stimulated luminescence guided through the interior of the light guide sheet 22 for book reading while repeating total reflection. The light is emitted from the exit surface and is received by the photodetector 23. Note that a filter that selectively transmits only the wavelength region of stimulated luminescence is attached to the light receiving surface of the photodetector 23, so that the photodetector 23 detects only stimulated luminescence.

光検出器23により検出された輝尽発光は電気
信号に変換され、前記の増幅率設定値aに従つて
感度設定された増幅器24において適正レベルの
電気信号に増幅されたのち、A/D変換器25に
入力される。A/D変換器25は、収録スケール
フアクター設定値bに従い信号変動幅に適したス
ケールフアクターでデジタル信号に変換される。
The stimulated luminescence detected by the photodetector 23 is converted into an electrical signal, which is amplified to an electrical signal at an appropriate level in the amplifier 24 whose sensitivity is set according to the amplification factor setting value a, and then A/D converted. The signal is input to the device 25. The A/D converter 25 converts the signal into a digital signal using a scale factor suitable for the signal fluctuation width according to the recorded scale factor setting value b.

なお、本発明における蓄積性蛍光体シートに転
写蓄積された支持媒体上の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための方法について、上記におい
ては先読み操作と本読み操作とからなる読出し操
作を説明したが、本発明において利用することが
できる読出し操作は、上記の例に限られるもので
はない。たとえば、支持媒体上の放射性標識物質
の量、およびその支持媒体についての蓄積性蛍光
体シートの露光時間が予めわかつていれば、上記
の例において先読み操作を省略することも可能で
ある。
Regarding the method for reading out the positional information of the radiolabeled substance on the support medium that has been transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet in the present invention, the readout operation consisting of the pre-reading operation and the main reading operation has been described above. The read operations that can be utilized in the present invention are not limited to the above examples. For example, if the amount of radiolabeled substance on the support medium and the exposure time of the stimulable phosphor sheet for the support medium are known in advance, the look-ahead operation can be omitted in the above example.

また、本発明における蓄積性蛍光体シートに転
写蓄積された支持媒体上の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための方法は、上記の方法に限定
されるものではない。
Further, the method for reading the positional information of the radiolabeled substance on the support medium transferred and accumulated on the stimulable phosphor sheet in the present invention is not limited to the above method.

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26に入力さ
れる。信号処理回路26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 26 shown in FIG. In the signal processing circuit 26, the base sequence of the target DNA is determined by converting the one-dimensional positional information of the radiolabeled substance into symbols and/or numerical values.

以下、本発明の信号処理方法を用いたDNAの
塩基配列決定のためのオートラジオグラフイーに
おける信号処理の実施態様を、前記のマキサム・
ギルバート法を利用した場合を例にとり、その塩
基配列決定のための典型的な塩基特異的切断分解
物の組合わせとして次の四群の塩基特異的切断分
解物の組合わせ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 described.
Using the Gilbert method as an example, we will explain the case where the following four groups of base-specific cleavage products are used as typical combinations of base-specific cleavage products for base sequencing. do.

1) グアニン特異的切断分解物 2) グアニン特異的切断分解物 +アデニン特異的切断分解物 3) チミン特異的切断分解物 +シトシン特異的切断分解物 4) シトシン特異的切断分解物 まず、放射性標識( 32P)が付与されたDNA
を常法により各塩基単位で切断することにより、
上記1)〜4)の四群の塩基特異的切断分解物を
得る。次に上記四群の塩基特異的切断分解物のそ
れぞれを、ゲル支持媒体上で電気泳動により分離
展開させてそれぞれの分離展開列を得る。
1) Guanine-specific cleavage product 2) Guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product 3) Thymine-specific cleavage product + cytosine-specific cleavage product 4) Cytosine-specific cleavage product First, radioactive label DNA with ( 32 P) added
By cutting each base unit by a conventional method,
The base-specific cleavage products of the four groups 1) to 4) above are obtained. Next, each of the above four groups of base-specific cleavage products is separated and developed by electrophoresis on a gel support medium to obtain respective separation and development arrays.

次いで、この試料(分離展開列が形成されたゲ
ル状支持媒体)と蓄積性蛍光体シートとを室温で
数分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蓄積性蛍光体シ
ートに転写蓄積する。上記の露光操作の詳細につ
いては、前記の特願昭57−193418号明細書に記載
されている。
Next, an exposure operation is performed by overlapping this sample (gel-like support medium with separation and development columns formed) and a stimulable phosphor sheet at room temperature for several minutes, and the autoradiograph of the sample is transferred to the stimulable phosphor sheet. Transcription and accumulation. Details of the above exposure operation are described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 193418/1983.

第2図は、放射性標識の付与されたDNAの各
塩基特異的切断分解物が分離展開されている分離
展開列(泳動列)のオートラジオグラフの例を示
す。
FIG. 2 shows an example of an autoradiograph of a separation and development column (electrophoresis column) in which each base-specific cleavage product of radiolabeled DNA is separated and developed.

すなわち、第2図の第1列から第4列は順に、 (1)−(G)特異的切断分解物 (2)−(G)特異的切断分解物 +(A)特異的切断分解物 (3)−(T)特異的切断分解物 +(C)特異的切断分解物 (4)−(C)特異的切断分解物 の各分離展開列を示す。 That is, the first to fourth columns in FIG. (1)-(G) Specific cleavage product (2)-(G) Specific cleavage product +(A) Specific cleavage product (3)-(T) Specific cleavage product +(C) Specific cleavage product (4)-(C) Specific cleavage product shows each separation expansion column.

蓄積性蛍光体シートに転写蓄積されたオートラ
ジオグラフを第1図に示した読出装置に装填して
読み出すことにより、信号処理回路26に入力さ
れたデジタル信号は、蓄積性蛍光体シートに固定
された座標系で表わされた番地(x,y)とその
番地における信号のレベル(z)とを有してお
り、その信号のレベルは輝尽光の光量に対応して
いる。すなわち、得られたデジタル信号は第2図
のオートラジオグラフに対応している。従つて、
信号処理回路26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 accumulated on the stimulable phosphor sheet into the reading device shown in FIG. 1 and reading it out, the digital signal input to the signal processing circuit 26 is fixed on the stimulable phosphor sheet. It has an address (x, y) expressed in a coordinate system and a signal level (z) at that address, and the signal level corresponds to the amount of photostimulated light. That is, the digital signal obtained corresponds to the autoradiograph of FIG. Therefore,
Digital image data having positional information of the radiolabeled substance is input to the signal processing circuit 26. As used herein, digital image data refers to a collection of digital signals corresponding to an autoradiograph of a radiolabeled substance.

本発明の特徴的な要件であるサンプリング点の
検出は、たとえば、次のようにして行なわれる。
Detection of sampling points, which is a characteristic requirement of the present invention, is performed, 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
査することによつて、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(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四本の直線
を得、得られた直線をそれぞれ各列におけるサン
プリング点検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, each column on each scanning area is Detect the distribution points of the radiolabeled substance (the scan to detect these distribution points is called a preliminary scan), connect the two distribution points for each separation development column to obtain four straight lines, and use the obtained straight lines as This is the scanning direction for detecting sampling points in each column.

なお、本発明の信号処理方法において、蓄積性
蛍光体シートを読み出して得られたデジタル信号
は、信号処理回路26において一旦メモリーに記
憶される(すなわち、バツフアーメモリーあるい
は磁気デイスク等の不揮発性メモリーに記憶され
る)。信号処理において、デジタル画像データ上
を走査するとは、この走査箇所のデジタル信号の
みをメモリーから選択的に取り出すことを意味す
る。
In the signal processing method of the present invention, the digital signal obtained by reading out the stimulable phosphor sheet is temporarily stored in a memory in the signal processing circuit 26 (that is, in a buffer memory or a nonvolatile memory such as a magnetic disk). ). In signal processing, scanning digital image data means selectively retrieving only the digital signal at this scanning location from memory.

次いで、デジタル画像データ上を上記四列の分
離展開列それぞれの走査方向に沿つて走査するこ
とにより、走査領域上の信号のレベルを表わす関
数fk(w)〔wは走査方向上の位置を表わし、kは
分離展開列の番号を表わす〕を得ることができ
る。
Next, by scanning the digital image data along the scanning direction of each of the four separation and development columns, a function f k (w) representing the level of the signal on the scanning area [w is the position in the scanning direction] is obtained. where k represents the number of the separation expansion column] can be obtained.

第1列〜第4列の塩基特異的切断分解物群の分
離展開列について、次のような数値演算を行な
う。第1列を表わす関数f1(w)と第2列を表わ
す関数f2(w)とを用いて、 f2(w)−f1(w)=f5(w) なる減算を行なうことにより、仮想的に第5列を
得る。この第5列は、アデニン(A)特異的切断分解
物のみに相当する仮想分離展開列である。
The following numerical calculations are performed on the separation and expansion columns of base-specific cleavage and decomposition product groups in the first to fourth columns. Using the function f 1 (w) representing the first column and the function f 2 (w) representing the second column, perform the subtraction as follows: f 2 ( w) - f 1 (w) = f 5 (w) As a result, the fifth column is virtually obtained. This fifth column is a virtual separation and expansion column corresponding only to adenine (A)-specific cleavage products.

上記関係fk(w)をグラフの形で表わすと、第
3図イ〜ハのように示すことができる。第3図イ
およびロは、それぞれ第2列および第1列の分離
展開列についての走査方向上の位置と信号のレベ
ルとの関係を示し、ハは減算処理により得られた
仮想的な第5列についての走査方向上の位置と信
号のレベルとの関係を示している。
If the above relationship f k (w) is expressed in the form of a graph, it can be shown as shown in Fig. 3 A to C. 3A and 3B show the relationship between the position in the scanning direction and the signal level for the second column and the first column, respectively, and C shows the relationship between the virtual fifth column obtained by the subtraction process. It shows the relationship between the position of a column in the scanning direction and the signal level.

なお、上記数値演算において各分離展開列にお
ける信号のレベルが相互にかなり異なる場合に
は、たとえば、先読み操作において得られた蓄積
記録情報に従つて分離展開列それぞれについて増
幅率を設定することにより、各分離展開列の信号
のレベルを同等とすることが好ましい。
In addition, in the above-mentioned numerical calculation, if the signal levels in each separation expansion column are considerably different from each other, for example, by setting the amplification factor for each separation expansion column according to the accumulated record information obtained in the pre-read operation, It is preferable that the signal levels of each separation and expansion column be equal.

同様の減算処理を第3列と第4列とを用いても
行なうことにより、関数f6(w)で表わされるチ
ミン(T)特異的切断分解物のみに相当する仮想
的な第6列を得る。
By performing similar subtraction processing using the third and fourth columns, a virtual sixth column corresponding only to the thymine (T)-specific cleavage product expressed by the function f 6 (w) can be obtained. obtain.

このようにして、次のような塩基特異的切断分
解物の混合物を含まない四列からなる分離展開列
(仮想分離展開列を含む)を得る。
In this way, a separation and expansion column (including a virtual separation and expansion column) consisting of four columns that does not contain a mixture of base-specific cleavage products as shown below is obtained.

(1)−(G)特異的切断分解物 (4)−(C)特異的切断分解物 (5)−(A)特異的切断分解物 (6)−(T)特異的切断分解物 上記四列について得られた関数fk(w)に、た
とえば、適当なフイルター関数を用いてコンボリ
ユーシヨンを行なうことによりスムージング処理
を施し、関数gk(w)を得る。次に、この関数gk
(w)に閾値処理を行なう。すなわち、閾値(α0)
に対し、 gk(w)≧α0のとき、gk(w)=1 gk(w)<α0のとき、gk(w)=0 とする処理を施すことにより、関数gk(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、gk(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。
(1)-(G) Specific cleavage and decomposition product (4)-(C) Specific cleavage and decomposition product (5)-(A) Specific cleavage and decomposition product (6)-(T) Specific cleavage and decomposition product (4) The function f k (w) obtained for the column is subjected to smoothing processing, for example, by convolution using an appropriate filter function, to obtain the function g k (w). Then this function g k
(w) is subjected to threshold processing. That is, the threshold (α 0 )
, when g k (w)≧α 0 , g k (w)=1 when g k (w) < α 0 , g k (w)=0, so that the function g k (w) to 1
Or convert it to a continuous function of 0. The sampling points are detected by setting each midpoint of the region g k (w)=1. Note that the threshold value (α 0 ) in the above threshold processing is determined based on, for example, the relationship between the signal level and its frequency for digital signals on the scanning area,
That is, it can be determined from the histogram.

このようにして各列についてサンプリング点
Skoを検出することができる。ここで、kは正の
整数であつて各列の番号を表わし、nは正の整数
であつて、各列のサンプリング点の番号を表わ
す。すなわち、Skoは、第k列のn番目のサンプ
リング点を意味する。
In this way for each column the sampling point
S ko can be detected. 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 of each column. That is, S ko means the n-th sampling point of the k-th column.

なお、上記減算処理により、相異なる塩基一種
類の特異的切断分解物からなる四列の分離展開列
を得たのちの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。
Note that the method for detecting the sampling point after obtaining four separation and expansion columns consisting of specific cleavage and decomposition products of one type of different base through the above subtraction process is not limited to the above method. .

検出された各列のサンプリング点から、目的と
するDNAの塩基配列は、たとえば、次のように
して決定することができる。
From the detected sampling points of each column, the target DNA base sequence can be determined, for example, as follows.

上記の第1列、第4列、第5列および第6列の
各サンプリング点Skoについて、走査方向上の位
置(Wko)の小さい順にサンプリング点Skoを一
列に並べ換えると、たとえば、次のような図式を
得ることができる。
For each sampling point S ko in the first column, fourth column, fifth column, and sixth column, if the sampling points S ko are arranged in a line in descending order of the position (W ko ) in the scanning direction, for example, We can obtain the following diagram.

S31、S41、S61、S32、S51、S52、S62、S33、S42、
…… 上記図式において、S3o=G、S4o=C、S5o=
A、S6o=Tと置き換えることにより、次のよう
な図式を得る。
S 31 , S 41 , S 61 , S 32 , S 51 , S 52 , S 62 , S 33 , S 42 ,
... In the above diagram, S 3o = G, S 4o = C, S 5o =
By replacing A, S 6o =T, we obtain the following diagram.

G−C−T−G−A−A−T−G−C−…… このようにして、DNAの片方の鎖状分子につ
いての塩基配列を決定することができる。
G-C-T-G-A-A-T-G-C-... In this way, the base sequence of one chain molecule of DNA can be determined.

なお、各分離展開列のサンプリング点を検出し
たのちのDNAの塩基配列の決定は、上記の方法
に限られるものではなく、たとえば、分離展開列
に歪みが生じている場合には、一組の塩基特異的
切断分解物群の分離展開列から基準(内部標準)
列を合成し、その基準列に基づいてその歪みを補
正して塩基配列を決定する方法を利用することも
できる。そのような分離展開列の歪みを考慮した
DNAの塩基配列決定のための信号処理方法は、
たとえば、本出願人による特願昭58−1331号およ
び特願昭58−1333号に記載されている。
Note that the determination of the DNA base sequence after detecting the sampling points of each separation and expansion column is not limited to the above method; for example, if the separation and expansion column is distorted, one set of Standard (internal standard) from the separation and development column of base-specific cleavage products
It is also possible to use a method of synthesizing sequences and correcting the distortion based on the reference sequence to determine the base sequence. Considering the distortion of such a separation expansion sequence,
The signal processing method for DNA base sequencing is
For example, it is described in Japanese Patent Application No. 58-1331 and Japanese Patent Application No. 58-1333 by the present applicant.

また、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
された各塩基特異的切断分解物の相対量をも表示
することが可能である。
In addition, information about the obtained DNA base sequence is not limited to the above display format,
Any display format is possible. For example, if desired, the relative amount of each separated and developed base-specific cleavage product can also be displayed by arbitrarily processing the signal level in the scanning direction of each column.

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

G−C−T−G−A−A−T−G−C−…… C−G−A−C−T−T−A−C−G−…… なお、本発明の信号処理方法は、上記の(G、
G+A、T+C、C)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、
上記の例においては、一種類のDNAからなる四
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、分離展開列は四列に限定される
ものではなく、複数種のDNAもしくはDNA部分
分解物について同時にその塩基配列を決定するこ
ともできる。
G-C-T-G-A-A-T-G-C-... C-G-A-C-T-T-A-C-G-... The signal processing method of the present invention includes: Above (G,
There is no limitation to the combinations of G+A, T+C, and C), and various combinations are possible.
In the above example, explanation was given using a group of radiolabeled substances constituting four separation and development columns consisting of one type of DNA, but the separation and development column is not limited to four columns, and multiple types of DNA Alternatively, the base sequence of a DNA partial decomposition product can also be determined at the same time.

上記のような信号処理方法により決定された
DNAの塩基配列についての情報は、信号処理回
路26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。
determined by the signal processing method described above.
Information about the DNA base sequence is output from the signal processing circuit 26 and then transmitted to a recording device (not shown) directly or, if necessary, via a storage means such as a magnetic tape.

記録装置としては、たとえば、感光材料上をレ
ーザー光等で走査して光学的に記録するもの、
CRT等に電子的に表示するもの、CRT等に表示
された記号・数値をビデオ・プリンター等に記録
するもの、熱線を用いて感熱記録材料上に記録す
るものなど種々の原理に基づいた記録装置を用い
ることができる。
Examples of recording devices include those that optically record by scanning a photosensitive material with a laser beam or the like;
Recording devices based on various principles, such as those that display electronically on CRTs, etc., those that record symbols and numbers displayed on CRTs, etc. on video printers, etc., and those that record on heat-sensitive recording materials using heat rays. can be used.

なお、上記のようにして得られた情報は、この
ほかにも、たとえば、既に記録保存されている他
のDNAの塩基配列と照合するなどの遺伝言語学
的情報処理を行なうことも可能である。
In addition, the information obtained as described above can also be subjected to genetic linguistic information processing, such as comparing it with other DNA base sequences that have already been recorded. .

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

第1図は、本発明において蓄積性蛍光体シート
に転写蓄積された試料中の放射性標識物質の位置
情報を読み出すための読出装置(あるいは読取装
置)の例を示すものである。 1:蓄積性蛍光体シート、2:先読み用読出
部、3:本読み用読出部、4:レーザー光源、
5:レーザー光、6:フイルター、7:光偏向
器、8:平面反射鏡、9:移送方向、10:先読
み用導光性シート、11:光検出器、12:増幅
器、13:制御回路、14:レーザー光源、1
5:レーザー光、16:フイルター、17:ビー
ム・エクスパンダー、18:光偏向器、19:平
面反射鏡、20:fθレンズ、21:移送方向、2
2:本読み用導光性シート、23:光検出器、2
4:増幅器、25:A/D変換器、26:信号処
理回路 第2図は、DNAの塩基特異的切断分解物がゲ
ル支持媒体上で分離展開された試料のオートラジ
オグラフの例を示す図である。第3図イは、第2
図の第2列についての走査方向上の位置と信号の
レベルとの関係を示すグラフであり、ロは、第2
図の第1列についての走査方向上の位置と信号の
レベルとの関係を示すグラフであり、そしてハ
は、イのグラフからロのグラフを減算して得られ
た第5列についての走査方向上の位置と信号のレ
ベルとの関係を示すグラフである。
FIG. 1 shows an example of a reading device (or reading device) for reading positional information of a radiolabeled substance in a sample that has been transferred and accumulated on a stimulable phosphor sheet in the present invention. 1: stimulable phosphor sheet, 2: readout section for pre-reading, 3: readout section for main reading, 4: laser light source,
5: Laser light, 6: Filter, 7: Optical deflector, 8: Planar reflector, 9: Transfer direction, 10: Light guide sheet for prereading, 11: Photodetector, 12: Amplifier, 13: Control circuit, 14: Laser light source, 1
5: laser beam, 16: filter, 17: beam expander, 18: optical deflector, 19: plane reflecting mirror, 20: fθ lens, 21: transport direction, 2
2: Light guide sheet for main reading, 23: Photodetector, 2
4: Amplifier, 25: A/D converter, 26: Signal processing circuit Figure 2 is a diagram showing an example of an autoradiograph of a sample in which base-specific cleavage products of DNA are separated and developed on a gel support medium. It is. Figure 3 A is the second
It is a graph showing the relationship between the position in the scanning direction and the signal level for the second column of the figure, and b is the graph for the second column.
This is a graph showing the relationship between the position in the scanning direction and the signal level for the first column in the figure, and C is a graph for the fifth column in the scanning direction obtained by subtracting the graph in B from the graph in A. It is a graph showing the relationship between the upper position and the signal level.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 DNAもしくはDNA部分分解物の塩基配列を
決定するためのオートラジオグラフイーにおける
信号処理方法であつて、放射性標識が付与された
DNAもしくはDNA部分分解物の塩基特異的切断
分解により得られた、 1) グアニン特異的切断分解物、アデニン特異
的切断分解物、チミン特異的切断分解物および
シトシン特異的切断分解物のうちの一乃至三種
類からなる塩基特異的切断分解物もしくは切断
分解物混合物、 2) 少なくとも上記1)に含まれる一種類の塩
基特異的切断分解物を含む二乃至四種類の塩基
特異的切断分解物の混合物 を含む少なくとも二群の塩基特異的切断分解物も
しくは切断分解物混合物のそれぞれが、支持媒体
上に平行関係を以つて一次元的に分離展開されて
形成された分離展開列の放射性標識物質群から放
出される放射線エネルギーを蓄積性蛍光体シート
に吸収させることによつて、この蓄積性蛍光体シ
ートに該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蓄積記録したのち、該蓄積性
蛍光体シートを電磁波で走査して該オートラジオ
グラフを輝尽光として放出させ、そしてこの輝尽
光を光電的に読み出す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) 上記1)の塩基特異的切断分解物もしくは切
断分解物混合物の分離展開列と、上記2)の塩
基特異的切断分解物混合物の分離展開列との間
で、それぞれの走査方向上の対応する位置間の
数値演算を行なうことにより、仮想的な分離展
開列を得る工程、 (ii) 該仮想的な分離展開列についてサンプリング
点を決定する工程、 を含むオートラジオグラフイーにおける信号処理
方法。 2 サンプリング点が、仮想的な分離展開列につ
いて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決
定されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のオートラジオグラフイーにおける信号処理
方法。 3 上記2)の塩基特異的切断分解物の混合物
が、上記1)の塩基特異的切断分解物もしくは切
断分解物混合物とそれ以外の一種類の塩基特異的
切断分解物とからなり、かつ上記(i)の工程におけ
る数値演算が減算であ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
オグラフイーにおける信号処理方法。 4 上記1)の塩基特異的切断分解物と、2)の
塩基特異的切断分解物混合物との組合せが、 1) グアニン特異的切断分解物と 2) グアニン特異的切断分解物 +アデニン特異的切断分解物との組合せ、 および/または、 1) シトシン特異的切断分解物、 2) チミン特異的切断分解物 +シトシン特異的切断分解物との組合せ、 であ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イーにおける信号処理方
法。
[Scope of Claims] 1. A signal processing method in autoradiography for determining the base sequence of DNA or a partially degraded DNA product, which is provided with a radioactive label.
1) One of a guanine-specific cleavage product, an adenine-specific cleavage product, a thymine-specific cleavage product, and a cytosine-specific cleavage product obtained by base-specific cleavage degradation of DNA or DNA partial decomposition products. 2) A mixture of two to four base-specific cleavage products containing at least one type of base-specific cleavage product included in 1) above. At least two groups of base-specific cleavage decomposition products or cleavage decomposition product mixtures containing at least two groups are one-dimensionally separated and developed on a support medium in a parallel relationship. By absorbing the emitted radiation energy in the stimulable phosphor sheet, an autoradiograph having positional information of the group of radiolabeled substances is stored and recorded on the stimulable phosphor sheet, and then the stimulable phosphor sheet is For the digital signal corresponding to the autoradiograph of each separated development column obtained by scanning the sheet with electromagnetic waves to cause the autoradiograph to emit photostimulated light and photoelectrically reading out this photostimulated light, ( i) Correspondence in the scanning direction between the separation and development column for base-specific cleavage products or mixtures of cleavage products in 1) above and the separation and development column for base-specific cleavage and degradation product mixtures in 2) above. 1. A signal processing method in autoradiography, comprising: obtaining a virtual separation expansion sequence by performing numerical calculations between positions; (ii) determining sampling points for the virtual separation expansion sequence. 2. The autoradiograph according to claim 1, wherein the sampling points are determined by performing smoothing and/or threshold processing on digital image data regarding a virtual separation expansion sequence. Signal processing method in E. 3 The mixture of base-specific cleavage products in 2) above consists of the base-specific cleavage product or the mixture of cleavage products in 1) above and one type of base-specific cleavage product other than the base-specific cleavage product in 1) above, and 3. The signal processing method for autoradiography according to claim 1 or 2, wherein the numerical calculation in step i) is subtraction. 4 The combination of the base-specific cleavage product of 1) and the base-specific cleavage product mixture of 2) is 1) guanine-specific cleavage product and 2) guanine-specific cleavage product + adenine-specific cleavage product. and/or a combination of: 1) a cytosine-specific cleavage product; 2) a combination of a thymine-specific cleavage product + a cytosine-specific cleavage product; A signal processing method in autoradiography according to item 3.
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