JPH0570111B2 - - Google Patents

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解析方法に関す
るものである。

［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
ラフイーが既に知られている。

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、その放射
性標識高分子物質、その誘導体、あるいはその分
解物またはその合成物などをゲル電気泳動などの
分離操作にかけてゲル状支持媒体において分離展
開し、そのゲル状支持媒体と高感度Ｘ線フイルム
とを一定時間重ね合わせることにより、該フイル
ムを感光させ、その感光部位から得られる該ゲル
状支持媒体上における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
う方法も開発され、実際に利用されている。

特に近年においては、オートラジオグラフイー
は、DNA、RNAなどの核酸の塩基配列決定に有
効に利用されている。また、サザン・ブロツテイ
ング、ノーザン・ブロツテイング、ウエスタン・
ブロツテイングなどハイブリダイゼーシヨン法を
利用する遺伝子のスクリーニングにおいても不可
欠の手段となつている。

本出願人は、オートラジオグラフイーにおいて
上記放射線フイルムを用いる従来の放射線写真法
の代りに、蓄積性蛍光体シートを用いる放射線像
変換方法を利用する方法について既に特許出願し
ている（特開昭59−83057号、特開昭60−10174
号、特願昭58−173393号（特開昭60−66998号））。
蓄積性蛍光体シートは輝尽性蛍光体からなるもの
であり、放射線エネルギーを該蛍光体シートの輝
尽性蛍光体に吸収させたのち、可視乃至赤外領域
の電磁波（励起光）で励起することにより、放射
線エネルギーを蛍光として放出させることができ
るものである。この方法によれば、露光時間を大
幅に短縮化することができ、また従来より問題と
なつていた化学カブリ等が発生することがない。
さらに、放射性標識物質のオートラジオグラフ
は、一旦放射線エネルギーとして蛍光体シートに
蓄積されたのち輝尽光として時系列的に読み出さ
れるから、画像のほかに記号、数値など任意の形
で表示記録することが可能である。

従来より、オートラジオグラフの解析をしよう
とする者は、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、支持媒体上
の放射性標識物質の分布を検知し、放射性標識が
付与された特定物質についての位置情報（および
それに基づいた各種の情報、すなわち高分子物質
の同定、その分子量、特性の評価など）の知見を
得ている。たとえば、DNAの塩基配列は、放射
性標識の付与された塩基特異的DNA断片物もし
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断
片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。よつて、オートラジオグラフの解
析には多大な時間と労力が費されている。

また、人間の目に依存しているため、オートラ
ジオグラフを解析して得られる位置情報が解析者
によつて異なるなど得られる情報の精度には限界
がある。

そこで、本出願人は、支持媒体上において少な
くとも一次元的方向に分布された放射性標識物質
のオートラジオグラフをデジタル信号として得た
のち、このデジタル信号に適当な信号処理を施す
ことにより、放射性標識物質の位置情報を所望の
記号および／または数値として自動的に得る方法
についても既に特許出願している（特開昭59−
126527号、特開昭59−126278号等）。オートラジ
オグラフに対応するデジタル信号は、従来の放射
線フイルムを利用する場合には、一旦オートラジ
オグラフを該フイルム上に可視画像化したのち反
射光または透過光を利用して光電的に読み取るこ
とにより得られる。また、蓄積性蛍光体シートを
用いる場合には、オートラジオグラフが蓄積記録
された蛍光体シートを直接に読み出すことにより
得られる。

［発明の要旨］ 本発明者は、支持媒体上に分離展開された放射
性標識物質の二次元的な位置情報を有するオート
ラジオグラフを解析する方法において、オートラ
ジオグラフに対応するデジタル信号の信号処理を
完全に自動化するのではなく、解析のための必要
な情報を適宜入力し、この入力情報に基づく信号
処理の各段階で画像表示させることにより、所望
とする位置情報を高精度で得ることを実現した。

すなわち、本発明は、支持媒体上に分離展開さ
れた放射性標識物質の二次元的な位置情報を有す
るオートラジオグラフに対応するデジタル信号に
ついて信号処理を行なうことにより、放射性標識
物質の位置情報を記号および／または数値として
得ることからなる該オートラジオグラフの解析方
法において、 (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
程、および (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
行なうことにより、分離展開部位を検出する工
程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
方法を提供するものである。

また、本発明は、上記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信号処理を行なう
ことにより、放射性標識物質の位置情報を記号お
よび／または数値として得ることからなる該オー
トラジオグラフの解析方法において、 (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
程、 (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
行なうことにより、分離展開部位を検出したの
ち、重畳表示する工程、および (4) 分離展開部位に相当する信号について、表示
画像から決定された一つの分離展開部位の位置
に関する入力情報に基づいて、分離展開距離の
補正を行なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
方法、 および (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
程、 (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
行なうことにより、分離展開部位を検出したの
ち、重畳表示する工程、および (4) 分離展開部位に相当する信号について、表示
画像から決定された一つの分離展開部位の位置
に関する入力情報に基づいて、分離展開の開始
位置の補正を行なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
方法、 をも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
体上に存在する放射性物質の集合体の存在位置、
濃度、分布、およびこれらに基づく放射性物質の
同定、試料の同定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。

［発明の効果］ 本発明の方法は、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を、信号処理機
能を有する適当な信号処理回路を通すことによつ
て、放射性標識物質の位置情報を半自動的に所望
の記号および／または数値として得るものであ
る。そして、上記信号処理回路において、この記
号および／または数値で表わされる位置情報にさ
らに適当な演算処理および他の関連情報を与える
ことにより、半自動的に所望の情報、たとえば
DNAの塩基配列を決定することができるもので
ある。

本発明者は、蛋白質の微量分析、核酸の塩基配
列決定などに利用されているオートラジオグラフ
測定について各種の研究を行なつた結果、支持媒
体上に分離展開された検知対象である放射性標識
物質のオートラジオグラフには、通常、種々多様
な歪みあるいは不純物によるノイズが発生するこ
とが判明した。たとえば、露光時における感光材
料と支持媒体との位置合せが不十分であるために
生じる分離展開パターン全体の歪み、分離展開条
件が一定でなかつたり、支持媒体が均一でないな
どのために生じる分離展開列の蛇行およびスマイ
リング現象の発生、試料の支持媒体への付着操作
に依存して発生するオフセツト歪み、そして放射
性不純物から放出される放射線または自然放射線
によるノイズの発生などが挙げられる。

これらの歪みまたはノイズの発生したオートラ
ジオグラフを解析するに当たつて、それに対応す
るデジタル画像データ上で歪みまたはノイズを自
動認識して補正を加えるためには、高速かつ大容
量の自動電子計算機を必要とし、またその解析結
果が必ずしも高い精度を有するとは保証しがた
い。

本発明の方法によれば、放射線フイルム、蓄積
性蛍光体シート等の感光材料を読み出して得られ
たオートラジオグラフに対応するデジタル信号を
完全自動的に信号処理して解析を行なうのではな
く、上記種々の歪みについての必要な情報を与
え、この情報に基づいて適切かつ効率の良い信号
処理が行なわれることにより、従来の解析者の手
による場合に要していた時間、労力の大幅な短縮
を可能とすると同時に、解析を完全自動化した場
合よりも高い精度でかつ高効率で解析することを
可能とするものである。換言すれば、解析操作を
半自動化することにより、高い信頼性をもつて、
所望とする位置情報を簡易に得ることができる。

本発明の方法においては、信号処理の各段階に
おいて処理に先立つて必要な情報を与える際に、
デジタル信号に基づくオートラジオグラフが
CRTなどにより画像表示されるために、解接者
は必要な情報をこの表示画像から判断して与える
ことができる。特に、支持媒体上の放射性標識物
質の分離展開列は電気泳動等の分離展開条件、支
持媒体の個体差、露光条件などにより蛇行してい
ることが多い。また、各分離展開部位の大きさ、
形状、中心位置等も個々に違つている。従つて、
デジタル信号処理に先立つて分離展開列について
の情報を入力することにより、分離展開部位の決
定など以降の信号処理を精度高く行なうことがで
きる。

また、信号処理の各段階において信号処理され
たデジタル画像データを、信号処理前のオートラ
ジオグラフに重ねて表示することができるから、
解析者はこの表示画像から判断して更に必要な信
号処理の実行を命ずることができる。すなわち、
電気泳動法等の分離展開方法を利用した場合に
は、一般に分離展開過程における放熱などによ
り、支持媒体の中央部の分離展開距離に比べて両
端部の分離展開距離が短くなる現象（スマイリン
グ現象）が生じがちである。本発明の方法によれ
ば、分離展開列ごとに任意の一つの分離展開部位
の位置についての情報を入力することにより、こ
のスマイリング現象に対する補正を簡単かつ高精
度で行なうことができる。

あるいは、支持媒体に試料を付着させる際に付
着位置が相互にずれたり、試料の浸入速度が異な
つたりする場合があり、その結果、試料の分離展
開の開始位置または開始時点が各列で異なるため
に列間相互の位置ズレ（いわゆるオフセツト歪
み）が生じることがある。本発明の方法によれ
ば、分離展開列の開始位置についての情報を入力
することにより、このオフセツト歪みに対する補
正も簡単かつ高精度で行なうことができる。

これらに加えて、信号処理の各段階で信号処理
されたデジタル画像データを画面上に表示するこ
とができるから、解析が好適に行なわれているか
否かを信号処理の各段階で確認することが可能で
ある。特に、解析者は最終的に信号処理して得ら
れた放射性標識物質の位置情報と画像表示された
オートラジオグラフとを比較確認することがで
き、解析の最終結果を得る前に人為的に部分修正
を行なう機会が与えられる。

従つて、本発明においては、オートラジオグラ
フ解析のためのデジタル信号処理を半自動化し
て、その処理機能を好適に制御、調節できること
から、高い信頼度をもつてオートラジオグラフ解
析を実施することができる。

［発明の構成］ 本発明において分離展開の対象とされる試料と
しては、たとえば放射性標識を有する蛋白質、核
酸、それらの誘導体、それらの分解物、合成物の
ような生物体由来の高分子物質を挙げることがで
きる。放射性標識は、これらの物質に適当な方法
で³²P、¹⁴C、³⁵S、³H、¹²⁵Iなどの放射性同位元素を
保持させることによつて付与される。試料がこれ
らの生体高分子物質である場合には、本発明の方
法はその分離、および分子量、分子構造等に関す
る同定の手段として有効に利用することができ
る。ただし、本発明のオートラジオグラフ解析の
対象となる物質はこれらの高分子物質に限定され
るものではない。

試料である放射性標識物質はゲル化支持媒体な
ど公知の各種の支持媒体を用いて、電気泳動法、
薄層クロマトグラフイー、カラムクロマトグラフ
イー、ペーパークロマトグラフイーなど種々の分
離展開方法により支持媒体上に分離展開される。

次に、放射性標識物質が分離展開された支持媒
体について、従来の写真感光材料を用いる放射線
写真法により、あるいは蓄積性蛍光体シートを用
いる放射線像変換方法によりそのオートラジオグ
ラフが得られ、次いで適当な読取り（読出し）系
を介して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が得られる。

前者の放射線写真法を利用する場合には、まず
支持媒体とＸ線フイルム等の写真感光材料とを長
時間（数十時間）重ね合わせて放射線フイルムを
感光させたのち、現像して放射性標識物質のオー
トラジオグラフを放射線フイルム上に可視画像化
する。次いで、画像読取装置を用いて放射線フイ
ルム上に可視化されたオートラジオグラフを読み
取る。たとえば、放射線フイルムに光ビームを照
射してその透過光または反射光を光電的に検出す
ることにより、オートラジオグラフは電気信号と
して得られる。さらに、この電気信号をＡ／Ｄ変
換することにより、オートラジオグラフに対応す
るデジタル信号を得ることができる。

後者の放射線像変換方法を利用する場合には、
まず、支持媒体と蓄積性蛍光体シートとを常温で
短時間（数秒〜数十分間）重ね合わせて蛍光体シ
ートに放射性標識物質から放出される放射線エネ
ルギーを蓄積させることにより、そのオートラジ
オグラフを蛍光体シートに一種の潜像として記録
する。ここで、蓄積性蛍光体シートは、たとえば
プラスチツクフイルムからなる支持体、二価ユー
ロピウム賦活弗化臭化バリウム（BaFBr：Eu²⁺）
等の輝尽性蛍光体からなる蛍光体層、および透明
な保護膜がこの順に積層されたものである。蓄積
性蛍光体シートに含有されている輝尽性蛍光体
は、Ｘ線等の放射線が照射されるとその放射線エ
ネルギーを吸収して蓄積し、そののち可視乃至赤
外領域の光で励起すると蓄積していた放射線エネ
ルギーを輝尽光として放出するという特性を有す
る。

次いで、読出装置を用いて蓄積性蛍光体シート
に蓄積記録されたオートラジオグラフを読み出
す。具体的には、たとえば蛍光体シートをレーザ
ー光で走査して放射線エネルギーを輝尽光として
放出させ、この輝尽光を光電的に検出することに
より、放射性標識物質のオートラジオグラフは可
視画像化することなく直接に電気信号として得ら
れる。さらに、この電気信号をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、オートラジオグラフに対応するデジタ
ル信号を得ることができる。

なお、上記いずれの方法においてもオートラジ
オグラフの読取り（または読出し）は、放射線フ
イルム（または蓄積性蛍光体シート）の全面に亘
つて行なう必要はなく、画像領域のみについて行
なうことも勿論可能である。

得られたデジタル信号D_xyは、放射線フイルム
（または蛍光体シート）に固定された座標系で表
わされた座標（ｘ、ｙ）とその座標における信号
のレベル(z)とからなる。信号のレベルはその座標
における画像濃度、すなわち放射性標識物質の量
を表わしている。従つて、一連のデジタル信号
（すなわち、デジタル画像データ）は放射性標識
物質の二次元的な位置情報を有している。

上述のオートラジオグラフ測定操作およびオー
トラジオグラフに対応するデジタル信号を得る方
法の詳細については、前記特開昭59−83057号、
特開昭59−126527号、特開昭59−126278号などの
各公報に記載されている。

なお、上記においては、支持媒体上に分離展開
さ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を得る方法として、従来の放
射線写真法および放射線像変換方法を利用する方
法について述べたが、これらの方法に限定される
ものではなく、それ以外の如何なる方法により得
られたデジタル信号であつても放射性標識物質の
オートラジオグラフと対応関係がある限り、本発
明の解析方法を適用することが可能である。

このようにして得られた支持媒体上に分離展開
さ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には、以下に述べるような本
発明の方法により信号処理が施されて、そのオー
トラジオグラフの解析が実施される。

デジタル信号は、信号処理回路において一旦メ
モリ（バツフアーメモリ、または磁気デイスク等
の不揮発性メモリ）に記憶される。

まず、このデジタル信号に基づいて、信号処理
回路に接続されたCRTなどの表示装置により、
オートラジオグラフ（放射性標識物質の分離展開
パターン）を画像表示する。デジタル信号には予
め、濃度およびコントラストが適正で観察読影性
能の優れた可視画像が得られるように信号処理
（画像処理）を行なつておいてもよい。画像処理
としては、たとえば、空間周波数処理、階調処
理、加算平均処理、縮小処理、拡大処理などが挙
げられる。

次に、各分離展開列（レーン）を決定し、デジ
タル画像データの一次元化が行なわれる。

なお、このとき画像表示された分離展開パター
ン全体が、第１図ａに示すように、露光操作時の
位置合せのズレ（レジストレーシヨン不整）など
のために傾斜している場合には、予めパターンを
回転することにより正立像（第１図ｂ参照）とす
ることができる。

なお、本発明において「正立像」とは、第１図
ｂに示す如く、分離展開方向を鉛直方向に一致さ
せた場合だけでなく、水平方向に一致させた場合
も含むものとする。

第１図ａおよびｂはそれぞれ、画像表示された
放射性標識物質の分離展開パターンの例を示す。

パターンの回転は、たとえば、表示画面に基づ
き、必要な回転量（角度、方向）についての情報
がオペレータにより信号処理回路に入力されたの
ち、この入力情報に基づいてパターン回転のため
の信号処理をすることにより行なわれる。情報の
入力はキーボード操作、ジヨイステイツク操作ま
たは画面上でライトペン等の入力部材を用いた操
作により行なうことができる。信号処理されたデ
ジタル信号に基づいて所望の正立像をオリジナル
パターンとして画像表示する。

この正立像について画面上でカーソル像を表示
し、このカーソル線を利用してレーンについての
情報の入力が行なわれる。まずオペレータによ
り、表示されたカーソル線が一つのレーンに重畳
するように移動される。カーソル線の移動は、た
とえばキーボード操作、ジヨイステイツク操作ま
たは画面上でのタツチペン操作により行なうこと
ができる。この際に、カーソル線を点減させる
か、画像と異なる色で表示することによりレーン
と区別できるようにされているのが好ましい。移
動されたカーソル線はレーン上部（レーンの中央
付近より分離展開の開始位置に近い領域）の直線
部分に合致するように固定される。カーソル線が
レーン上の各分離展開部位（バンド）のほぼ中央
点を通つている場合に、キー操作によりこの固定
されたカーソル線の位置に分離展開列が存在する
との情報が処理回路に入力される。

第２図ａに示すように、レーン１がまつすぐで
はなく蛇行しているためにカーソル線２がレーン
に完全に合致しない場合には、画面上でカーソル
線の修正を行ない、レーン情報を入力する。な
お、第２図ａおよびｂはそれぞれ、画像表示され
た放射性標識物質の分離展開パターンの例を示
す。

たとえばキーボード操作により行なう場合に
は、まずカーソル線２がレーン１に一致する最下
位置３を認識させたのち、この位置までのカーソ
ル線分を固定させる。次いで、カーソル点４を不
一致の位置までカーソル線上をｙ方向に移動さ
せ、次いでそのｙ座標を変えずにカーソル点をｘ
方向に移動させたのちカーソル点を固定する。こ
の入力操作により、第２図ｂに示すように、画面
上には、該位置３とこの固定されたカーソル点位
置とを直線で結んだ新たなカーソル線分が表示さ
れる。この操作を適当な長さで区切つて繰り返
し、レーン全体にわたつて各カーソル線分がバン
ドのほぼ中央点を通過している場合には、最終的
に得られたカーソル線の位置に分離展開列が存在
するとの情報が入力される。あるいは、画面上の
不一致の領域にある各バンドの中央点にタツチペ
ンを接触させるなどの操作によつても、カーソル
線の修正を行なうことができる。

このレーン情報に基づいて、各レーンに沿つた
一定範囲のデジタル信号を抽出する。具体的に
は、カーソル線と合致するデジタル信号またはカ
ーソル線から一定幅の領域にあるデジタル信号を
抽出する。

この信号処理により、分離展開パターンの代表
的プロフアイルを得ることができる。二次元情報
を有していたデジタル画像データは各レーンにつ
いての一次元情報を有することになる。なお、こ
こで得られた代表的プロフアイルをオリジナルパ
ターンに重ねて画像表示することにより、プロフ
アイルの確認をすることができる。

次いで、代表的プロフアイルに基づいて一次元
の信号処理を行なう。たとえば、レーンごとにデ
ジタル信号について一次元波形（横軸にレーン上
の位置をとり、縦軸に信号のレベルをとつたグラ
フ）を作成し、そのピークを探し出すことによ
り、各バンドの位置を検出することができる。さ
らに、各レーン間でピーク位置を比較することに
より、分離展開パターン全体における相対的なバ
ンド位置についての情報を得ることができる。

ただし、各バンドの検出および各バンドのレー
ン間における相対位置の決定のための一次元の信
号処理方法は、上記の方法に限定されるものでは
なく、各種の演算処理を行なうことが可能であ
る。

所望により、検出されたバンドピークを画面上
でオリジナルパターンに重ねて表示することによ
り、オペレータはこの重畳表示画面を見ながら解
析結果を確認することができる。さらに、得られ
た位置情報は数値および／または記号として画面
上に同時に表示してもよい。この際に必要に応じ
て、解析結果を部分的に修正することも可能であ
る。

次に、本発明の方法を用いたオートラジオグラ
フ解析の実施態様を、DNAの塩基配列決定を例
にとつて説明する。

以下の四種類の放射性標識が付与された塩基特
異的DNA断片物の混合物が電気泳動によりゲル
支持媒体上に分離展開されてなる試料について、
蓄積性蛍光体シートを用いた放射線像変換方法に
より、あるいは写真感光材料を用いた放射線写真
法により、そのオートラジオグラフをデジタル信
号として信号処理回路内のメモリに記憶させる。

(1) グアニン(G)特異的DNA断片物 (2) アデニン(A)特異的DNA断片物 (3) チミン(T)特異的DNA断片物 (4) シトシン(C)特異的DNA断片物 ここで、各塩基特異的DNA断片物は、塩基特
異的に切断分解もしくは合成された、すなわち末
端の塩基を同じくする種々の長さのDNA断片物
からなる。

まず、得られたデジタル信号に基づいて、解析
対象のオートラジオグラフを第３図に示すように
CRTに可視画像化する。

第３図は、上記四種類の塩基特異的DNA断片
物が四個のスロツトに電気泳動されてなる泳動パ
ターンのオートラジオグラフを示す。

次に、上述のようにして、この表示画像上でカ
ーソル線を利用して決定された各フロツトについ
てのレーン情報の入力に基づいて、各レーンに沿
つた一定範囲のデジタル信号を抽出する（代表的
プロフアイルを得る）。具体的には、レーン情報
に基づいたある一定の（ｘ、ｙ）座標を有するデ
ジタル信号D′_xyのみを抽出する。抽出されたデジ
タル信号D′_xyは、スロツトの番号(n)と泳動座標
（y′）からなる信号D′_oyで表わすことができる。
すなわち、スロツトが決まれば泳動座標（y′）の
みで表わすことができ、（ｘ、ｙ）からなる二次
元情報は一次元化されたことになる。

なお、泳動パターン全体が傾いている場合には
レーン決定の前に、パターンの回転を行なうのが
好ましい。すなわち、入力情報に基づいてデジタ
ル信号D_xyに座標回転処理（ｘ→x″、ｙ→y″）を
施して、まずデジタル信号D″_xyに変換しておく。
画面上には、このパターン回転がなされたデジタ
ル信号D″_xyに基づく分離展開パターンをオリジナ
ルパターンとして表示する。

次いで、この抽出されたデジタル信号D′_oyにつ
いてスロツトごとに一次元の信号処理を行なう。
たとえば上述のように、各レーンの一次元波形に
ついてピークを探し出すことにより、泳動パター
ン上の全てのバンドB′_oyを検出する。ここで、バ
ンドB′_oyは、ｎ番目のスロツトにおける泳動座標
y′およびバンド強度z′からなる情報を有してい
る。

オリジナルパターン上にこの検出されたバンド
B′_oyを重畳表示することにより、信号処理結果を
確認することができる。なお、オリジナルパター
ンが蛇行している場合に、バンドはそのままレー
ンが蛇行した状態で画像表示してもよいし、ある
いはレーンの蛇行を補正してまつすぐな状態で画
像表示してもよい。

この際に、第３図に示すように泳動パターンに
スマイリング現象が発生している場合には、たと
えば、以下のようにしてその補正を行なうことが
できる。スマイリング現象の発生の有無は、表示
されたオリジナルパターンにおいて両端部のレー
ンの長さが中央部のレーンの長さよりも短いこ
と、スマイリングの生じた両端部のレーンのバン
ド（特に泳動距離の大きな下部のバンド）が泳動
方向に対して直角（すなわち、水平）ではないこ
と（第３図参照）などから、判断することができ
る。

スマイリングの補正にあたり、まず各バンドの
ピークB′_oyを点または模擬バンド（泳動方向に対
して直角なバンド）として上記画面に重畳表示す
る。次に、スマイリングの生じたレーンの泳動開
始点にカーソル点を合せてその位置を認識させ
る。続いて、このレーン上の任意のバンド位置に
カーソル点を合わせてその位置を認識させたの
ち、カーソル点をレーン方向に沿つて下方に移動
させて適当な位置で固定する。この操作により、
当該バンド位置がカーソル固定された位置（すな
わち、スマイリング現象が生じなければ塩基特異
的DNA断片物が本来泳動したであろう位置）と
なるように補正情報が入力される。

具体的には、バンドの泳動座標y′は（）式で
近似することができる。

y′＝at＋ｂ （） （ただし、ａは各バンドの泳動速度を表わし、ｔ
は泳動時間を表わし、そしてｂは泳動開始点の座
標を表わす） スマイリング現象は、ゲル支持媒体のエツジ効
果等によりゲル温度差が生じた場合に、スロツト
によつて各バンドの泳動速度ａが異なつてくるた
めに起こる。上記の入力情報、すなわち実際の泳
動座標と仮想泳動座標を、それぞれ（）式に代
入することにより、実際の泳動速度ａと仮想泳動
速度a′（スマイリング現象が生じなかつた場合の
泳動速度）との比率を算出し、スロツトのバンド
全部に泳動座標について補正を施すことにより、
レーン上のバンド全体を下方に一定の割合で引き
伸ばすことができる。

オリジナルパターン上にこのスマイリング補正
されたバンドB″_oyを重畳表示することにより、オ
ペレータはスマイリング補正の結果を確認し、最
終の入力情報とすることができる。このとき、ス
マイリング補正がまだ完全ではない（不充分また
は行き過ぎである）場合には、上記操作を再度繰
り返すことにより、最終的に所望の情報を入力す
ることができる。

上記操作の回数を少なくするためには、任意に
選択されるバンドは最下部のバンドであるのが好
ましい。なぜならば、最下部ではスマイリングに
よる泳動遅れの量が最大となり、カーソル点の固
定されるべき位置をスマイリングの殆ど生じてい
ない中央部のレーンの最終バンドの位置と水平な
（またはほぼ水平な）位置とすることにより、精
度高く容易に補正することができるからである。

このようにして、順次各スロツトについてスマ
イリング補正を行なう。スマイリング補正がなさ
れたデジタル信号に基づいて、各バンドB″_oyをそ
の泳動座標y″についてスロツト間で比較し、各バ
ンドを泳動座標の順に並べ換える。上記(1)〜(4)の
スロツトはそれぞれ(G)、(A)、(T)、(C)からなる末端
塩基についての情報を有するから、各バンドのス
ロツト番号を対応する塩基で置換することによ
り、DNAの塩基配列（例えば、Ａ−Ｇ−Ｃ−Ｔ
−Ａ−Ａ−Ｇ−…）を得ることができる。

あるいはまた、第４図に示すように、分離展開
パターンにオフセツト歪みが発生している場合に
は、たとえば次のようにしてその補正を行なうこ
とができる。なお、第４図は上記四種類の塩基特
異的DNA断片物が四個のスロツトに分離展開さ
れてなるオートラジオグラフを示す。

オフセツト歪みの発生の有無は、表示されたオ
リジナルパターンにおいてレーン全体が一様に上
下にずれていることから、判断することができ
る。オフセツト歪みは、たとえばゲル媒体など支
持媒体の上端に設けられた多数のスロツト（試料
の注入口）の形状（凹みの大きさ）が完全に同一
ではなく個々に異なるために起こる。また、試料
をゲル媒体の各スロツトに注入する際の操作が不
完全であつたり、試料注入直前における支持媒体
の尿素の洗い出しが不十分であることにより、試
料がゲル内に入り込む速度に差が生じるために起
こる。

オフセツトの補正にあたり、まず上述のスマイ
リング補正の場合と同様にバンドピークB′_oyを検
出し、点または模擬バンドとして画面上に重畳表
示する。次に、オフセツト歪みの生じたレーン上
の任意のバンド位置にカーソル点を合わせてその
位置を認識させたのち、基本となるレーンに対し
てカーソル点をレーン方向に沿つて上方または下
方に移動させて適当な位置に固定する。この操作
により、当該バンド位置がカーソル固定された位
置（すなわち、オフセツト歪みが生じなければ塩
基特異的DNA断片物が本来泳動したであろう位
置）となるような補正情報が入力される。

具体的には、この入力情報、すなわち実際の泳
動座標と仮想泳動座標を、それぞれ上記（）式
に代入することにより、綬際の泳動開始位置ｂと
仮想泳動開始位置b′（オフセツト歪みが生じなか
つた場合の泳動開始位置）との差を算出し、スロ
ツトのバンド全部に泳動座標について補正を施す
ことにより、レーン上のバンド全体を上方または
下方に平行移動することができる。オリジナルパ
ターン上にこのオフセツト補正されたバンドＢ
_ｏｙを重畳表示することにより、オフセツト補正の
結果を確認し、最終の入力情報とすることができ
る。このとき、オフセツト補正がまだ完全ではな
い（不充分または行き過ぎである）場合には、上
記操作を再度繰り返すことにより、最終的に所望
の情報を入力することができる。

上記操作の回数を少なくするためには、任意に
選択されるバンドは最上部のバンドであるのが好
ましい。なぜならば、カーソル点の固定されるべ
き位置をオフセツトの生じていないレーン（基本
レーン）の泳動開始位置と水平な位置とすること
により、スマイリング現象等に左右されることな
く、容易に補正することができるからである。

このようにして、順次各スロツトについてオフ
セツト補正を行なう。オフセツト補正がなされた
デジタル信号に基づいて、各バンドＢ_oyをその
泳動座標ｙについてスロツト間で比較し、好適
な並べ換えを行なうことにより、所望のDNAの
塩基配列を得ることができる。

なお、DNAの塩基配列についての解析結果は、
上記の表示形態に限られるものではなく、たとえ
ば所望により同時に各バンドの強度（z′）を分離
展開物の相対量として表示することも可能であ
る。また同時に、オートラジオグラフの可視画像
とともに画像として表示することも可能である。

さらに、こ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。

上述の信号処理により決定されたDNAの塩基
配列についての解析結果は、信号処理回路から出
力されたのち、次いで直接的に、もしくは必要に
より磁気デイスクや磁気テープなどの記憶保存手
段を介して記録装置に伝送される。

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。

また、上記においてはDNAの塩基配列決定を
例にとつて説明したが、本発明のオートラジオグ
ラフ解析方法は試料が塩基特異的DNA断片物に
限定されるものではなく、種々の分離展開手段に
より支持媒体上で一次元的方向に分離展開された
放射性標識物質の分離展開パターンに適用するこ
とができる。特に、蛋白質の微量分析および遺伝
子のスクリーニングなどに好適に利用することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図のａは、パターンの回転歪みが生じてい
る分離展開パターンの例を示す図であり、ｂは、
パターン回転処理が施された分離展開パターンの
例を示す図である。第２図ａは、分離展開列の歪
みが生じている分離展開パターンの例を示す図で
あり、ｂは、カーソル線により分離展開列が決定
された分離展開パターンの例を示す図である。第
３図は、スマイリング現象が生じている分離展開
パターンの例を示す図である。第４図は、オフセ
ツト歪みが生じている分離展開パターンの例を示
す図である。 第２図ａにおいて、１：分離展開列（レーン）、
２：カーソル線、３：カーソル線とレーンが一致
する最下位置、４：カーソル点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持媒体上に分離展開された放射性標識物質
   の二次元的な位置情報を有するオートラジオグラ
   フに対応するデジタル信号について信号処理を行
   なうことにより、放射性標識物質の位置情報を記
   号および／または数値として得ることからなる該
   オートラジオグラフの解析方法において、 (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
   を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
   の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
   離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
   程、および (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
   行なうことにより、分離展開部位を検出する工
   程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
   方法。 ２ 上記第一工程の後、第二工程の前に、表示画
   像から決定された放射性標識物質の分離展開パタ
   ーンの傾きに関する入力情報に基づいて、該パタ
   ーンを全体的に回転したのち、画像表示すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオート
   ラジオグラフ解析方法。 ３ 上記第三工程の後、得られた放射性標識物質
   の位置情報を画像表示されたオートラジオグラフ
   に重畳表示することにより、該位置情報が確認さ
   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解析方法。 ４ 上記オートラジオグラフに対応するデジタル
   信号が、支持媒体と輝尽性蛍光体を含有する蓄積
   性蛍光体シートとを重ね合わせて、支持媒体上の
   放射性標識物質のオートラジオグラフを該蛍光体
   シートに蓄積記録したのち、該蛍光体シートに励
   起光を照射して該オートラジオグラフを輝尽光と
   して光電的に読み出すことにより、得られること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオート
   ラジオグラフ解析方法。 ５ 上記オートラジオグラフに対応するデジタル
   信号が、支持媒体と写真感光材料とを重ね合わせ
   て、支持媒体上の放射性標識物質のオートラジオ
   グラフを該感光材料に感光記録したのち、該感光
   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
   ラフ解析方法。 ６ 上記放射性標識物質が、放射性標識の付与さ
   れた生体高分子物質群、その誘導体、もしくはそ
   れらの分解物またはそれらの合成物であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオートラ
   ジオグラフ解析方法。 ７ 上記生体高分子物質群が、核酸、その誘導
   体、もしくはそれらの分解物またはそれらの合成
   物であり、信号処理により得られる位置情報がそ
   れらの塩基配列を表わしていることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載のオートラジオグラフ
   解析方法。 ８ 支持媒体上に分離展開された放射性標識物質
   の二次元的な位置情報を有するオートラジオグラ
   フに対応するデジタル信号について信号処理を行
   なうことにより、放射性標識物質の位置情報を記
   号および／または数値として得ることからなる該
   オートラジオグラフの解析方法において、 (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
   を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
   の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
   離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
   程、 (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
   行なうことにより、分離展開部位を検出したの
   ち、重畳表示する工程、および (4) 分離展開部位に相当する信号について、表示
   画像から決定された一つの分離展開部位の位置
   に関する入力情報に基づいて、分離展開距離の
   補正を行なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
   方法。 ９ 支持媒体上に分離展開された放射性標識物質
   の二次元的な位置情報を有するオートラジオグラ
   フに対応するデジタル信号について信号処理を行
   なうことにより、放射性標識物質の位置情報を記
   号および／または数値として得ることからなる該
   オートラジオグラフの解析方法において、 (1) デジタル信号に基づいてオートラジオグラフ
   を電気的に画像表示する工程、 (2) この表示画像から決定された放射性標識物質
   の分離展開列に関する入力情報に基づいて、分
   離展開列に沿つた一定範囲の信号を抽出する工
   程、 (3) 抽出された信号について一次元の信号処理を
   行なうことにより、分離展開部位を検出したの
   ち、重畳表示する工程、および (4) 分離展開部位に相当する信号について、表示
   画像から決定された一つの分離展開部位の位置
   に関する入力情報に基づいて、分離展開の開始
   位置の補正を行なう工程、 を含むことを特徴とするオートラジオグラフ解析
   方法。