クライオ電子顕微鏡写真からの三次元再構成
以下は、我々の研究室で得られた三次元像の例です。
クライオ電子顕微鏡で得られた写真は試料の二次元像です。ここから、どのようにして三次元像を得るのでしょうか？
一般に透過型電子顕微鏡の対物レンズの開口数は0.02と非常に小さいので、顕微鏡像は試料の電子密度の射影(projection)であると仮定できます。従って、病院で使われるCT(computed tomograph)と同様に、様々な方向からの射影像が得られれば、コンピュータ上で試料の三次元像を再構成することが出来ます。
この「様々な方向から」に幾つかの方法があるので、以下に述べるような大きく分けて四種類の方法が使われます。これらの画像解析の為に様々な手法とそれを実現するソフトウエアが開発されています。
以下に、代表的な幾つかの方法について説明します。
- Single Particle Analysis
- Tomography
- Helical Reconstruction
- 2D crystal
- MicroED (micro-electron diffraction)
クライオ電子顕微鏡の将来
現在では、クライオ電子顕微鏡を使うことで原子レベルでの観察も可能になってきています。クライオ電子顕微鏡を使う研究室の数も日に日に多くなっており、構造生物学の一手法として広く使われるようになってきています。また、この手法で解かれた電子密度マップは EM Navigator (PDBJへのリンク)などで見ることが出来ます。
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