JPS59182362A - オ−トラジオグラフイ−における信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オートラジオグラフィ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
トラジオグラフィーにおいて、ＤＮＡもしくはＤＮＡ部
分分解物の塩基配列を決定するだ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ィーが既に知られ
ている。近年においては、オートラジオグラフィーは、
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ィーを利用することによりＤＮ
Ａの塩基配列を決定する方法としては、マキサムＯギル
バート（Ｍａｘａｍ−Ｇｉｌｂｅｒｔ）法、およびサン
刀−書り一ルソｙ　（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、すなわちアテニン（Ａ
）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）な
る塩基を有する構成単位から構成されていること、そし
て、この二本の鎖状分子の間はこれら四種類の塩基間の
水素結合によって架橋されており、しかも各構成単位間
の水素結合は、Ｇ−ＣおよびＡ−Ｔの二種類の組合わせ
のみにおいて実現しているというＤＮＡの特徴的な構造
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＃展開列のオートラジオグラ
フをＸ線フィルム上に＝Ｔ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ィーにおいて、従来の放射線
フィ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１とを爪
ね合わせることによって試料から放出される放射線エネ
ルギーを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はれる
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（＃原
発光）として放出させ、この蛍光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
信号として得るものである。

また、蓄積性蛍光体シートは、たとえは、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
なとの輝尽性蛍光体を含有するものである。この輝尽性
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−・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ィ
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
ラジオグラフィーにおいて、放射性標識物質の一次元的
な位置情報を記号および／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
視覚的な判断に頼っ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ィーにおいて、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ＤＮ
Ａ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。

ｌ、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−１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）を行なって、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ってサンプリング点を決定すること
により、」二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ィーに
おける信号処理方法であって、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、ｌ）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−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ｌ）に含まれる−・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イは
切断分解物混合物のそれぞれが、支持媒体Ｊ―に平行関
係を以って一次元的に分離展開されて形成された分＃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って、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＃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ｌ）の塩基特異的切断分解物もしくはジノ断分
解物混合物の分＃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ィ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方法で簡単な数値演
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＃
展開列について演算処理を行なってサンプリング点を決
定することによって、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かできるものである。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１１１１１展開列について演初処理が行なわ
れるために、好適に演算処理を行なってサンプリング点
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−’）−・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、−回のオートラジオグラフィー
において用いる放射性標識物質の絶対量を減少ごせるこ
とかできる。あるいは、支持媒体の幅を拡張させること
なく分＃展開列の数を増加することができ、−回のオー
トラジオグラフィー操作によって従来より多くの情報を
得ることが口ｆ能となるものである。

本発明において用いられる試＃：ｌの例としては、放射
性標識が付グーされた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、−・次元的方
向に分＃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
層クロマトグラフィ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：Ｅｕ”）蛍光体
粒子を＝　１−　ａ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
−１・なとのシートを用い、このシート１−に上記蛍光
体層を設け、さらに蛍光体Ｆ３．に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イ１を光体シー
Ｉ・への転写蓄積操作（ｉＪＩ光操作）は、支持媒体と
蓄積性蛍光体シートとを−・定時間重ね合わせることに
より、その支持媒体」二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吋明細
ｍ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−ヒ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、添イリ図面の第１図に示した続出装置（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（以ドにおいては、蛍光
体シートと略記することもある）ｌに蓄積記録されてい
る放射性標識物質の−・次元的な位置情報を仮に読み出
すための先読み用続出部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から構成される装置 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はフィルター
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｝１が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ットされる。次いでレ
ーザー光は、カルパ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ｌ１二に−・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ｌ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、」二記の偏向レーザー光の照射計゜
において、矢印９の方向に移送される。従って、蛍光体
シー｝１の全面にわたっ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ｌ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ｌＯはその入射面
が直線状で、蛍光体シートｌ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
、フォ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｝１０は、たとえはアクリル系合成
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｝
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１ｌ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
ットするフィルターが貼着され、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ｌ２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ｌ３に入力さ
れる。制御回路ｌ３は、得られた蓄積記録情報に１れ、
して、適ｎ゛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ァクターｂを出力する。

以Ｊ二のようにして先読み操作が終了した蛍光体シー１
−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。

木読み用レーザー光源１４から発せられたレーザー光１
５は、前述のフィルター６と同様な機能を有するフィル
ター１６を通過したのちビーム・エクスパンター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−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Ｉ　Ｌに−・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ｌ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ｌは、上記の偏向レーザー光り照射下にお
いて、矢印２１の方向に移送される。従って、先読み操
作におけると同様に蛍光体シート１の全面にわたって偏
向レーザー光が照射されるようになる。

蛍光体シートｌ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は先読み用導光性シート
ｌｏ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ィルターが貼着され、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に従って感度設定された
増幅器２４において適正レベルの眠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２
５は、収録スケールファクター設定値すに従い信号変動
幅に適したスケールファ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１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
識物質の酸、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っていれば、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′ｉｊ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（７）塩
基配列の決定が行なわれる。　　□ 以Ｆ、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ィ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（３２Ｆ）が（マＪ与されたＤＮＡを
常法により各塩基中位で切断することにより、１−記ｌ
）〜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ハ（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、試ネ’ｔ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５７−１９
３４１８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νＪ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（２）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。従って、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。

に記デジタル信号に対して、放射性標識物質の−・次元
的分布方向（分＃展開方向）を横断するようにチジタ、
ル画像データ、ヒ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Ｉｏ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）。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凸刻の分離展開列
それぞれの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ｔｋ　（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＃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ｆｔ（Ｗ）と第２列を表わす関数ｆ２（Ｗ）とを
用いて、 ｆ　２　（ｗ）−ｆ　ｔ　　（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。

上記関数ｔｉｃ（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って分離展
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ｆｅ（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＃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 上記凸刻について得られた関数ｆｋ　（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）＝１ｇｋ　（
Ｗ）＜αｏのとき、ｇｘ　（Ｗ）　＝０とする処理を施
すことにより、関数ｇｋ　（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、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。

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、各列のサン
プリング点の番号を表わす。すなわち、Ｓｋｎは、第に
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丈法は、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ＤＮ
Ａ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Ｓｋｎについて、走査方向ｔの位置（Ｗｋｎ）
の小さい順にサンプリング点Ｓｋｎ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。

Ｓ　３　１　１　　Ｓ　４　　重　　ｌ　　Ｓ　　６　
　Ｉ　　Ｉ　　Ｓ　３　２　　ｌ　　Ｓ　５　　Ｉ　　
ｌ５５２・Ｓ８２　、Ｓ３３　＋　Ｓ４２・°°°°°
。

Ｌ配回式において、５３ｎ＝Ｇ、５４ｎ＝Ｃ１Ｓ５ｎ＝
Ａ、Ｓ、ｎ＝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−・旧・・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＃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、−・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の二本の鎖秋分子両方について
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、ＴｊＡ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ＤＮ
Ａ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、−・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。

−１−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
ための続出装置（あるいは読取装置）の例を示すもので
ある。 ｌ：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
：フィルター、７：光偏向器。 ８：平面反射鏡、９：移送方向、ｌＯ：先読み用導光性
シート、ｌｌ：光検出器、１２：増幅器、１３：制御回
路、１４：レーザー光源、１５：レーザー光、１６：フ
ィルター、１７：ビーム・エクスパンダ−１１８：光偏
向器、１９　：　、”ｆｉ面反射鏡、２０：ｆθレンズ
、２１：移送方向、２２：本読み用導光性シート、２３
：光検出器、２４：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ｌ１ｌＩｊ％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」二の位置
と信号のレベルとの関係を示すグラフであり、そして（
／＼）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。 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 １　　　２　　３　　４ □Ｘ

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ィーにおける信号処理方
   法であって、放射性標識がイリケーされた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、 ■）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−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ｌ）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
   を以って一次元的に分離展開されて形成された分＃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って、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・ｌ）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Ｊそれぞれの走査方
   向」二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ィーにおける信号処押力法。 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
   ィ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
   ｌ）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ｉ・ラジオグラフィーにおける信号処理方法。 ４゜上記ｌ）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 ＋アテニン特異的切断分解物との組合せ。 および／または、 ｌ）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Ｉ・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ｔｉＳ３項記載のオートラ
   ジオグラフィーにおける信号処理方法。