JPH0160781B2 - - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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f_k（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。

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。

上記関係f_k（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。

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。

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。

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。

(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f_k（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g_k（ｗ）を得る。次に、この関数g_k
（ｗ）に閾値処理を行なう。すなわち、閾値（α₀）
に対し、 g_k（ｗ）≧α₀のとき、g_k（ｗ）＝１ g_k（ｗ）＜α₀のとき、g_k（ｗ）＝０ とする処理を施すことにより、関数g_k（ｗ）を１
または０の連続関数に変換する。サンプリング点
は、g_k（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。

このようにして各列についてサンプリング点
S_ko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、S_koは、第ｋ列のｎ番目のサンプ
リング点を意味する。

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。

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。

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S_koについて、走査方向上の位
置（W_ko）の小さい順にサンプリング点S_ko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。

S₃₁、S₄₁、S₆₁、S₃₂、S₅₁、S₅₂、S₆₂、S₃₃、S₄₂、
…… 上記図式において、S_3o＝Ｇ、S_4o＝Ｃ、S_5o＝
Ａ、S_6o＝Ｔと置き換えることにより、次のよう
な図式を得る。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。