cryo-etとは？初心者向けにやさしく解説する最新の科学技術共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

cryo-etとは？基礎から学ぶ

cryo-etは cryo-electron tomography の略で、日本語では「凍結電子断層撮影」と呼ばれます。凍結した生体サンプルをそのまま電子顕微鏡で観察し、細胞の内部を三次元で見ることができる技術です。高い解像度と、観察時の生体状態の保存という二つの長所を併せ持つ点が特徴です。

しくみと流れ

この技術では、まずサンプルを急速に凍結して氷の結晶が大きくならないようにします。次に電子顕微鏡でサンプルを-60度から+60度程度の角度に傾けながら連続して写真（関連記事：写真ACを三ヵ月やったリアルな感想【写真を投稿するだけで簡単副収入】）を撮ります。この一連の写真を tilt series と呼び、さまざまな角度から見た断面像を集めます。

集めた写真を専門のソフトウェアで処理すると、三次元の体積データが得られます。そこから細胞内部の小さな器官やタンパク質複合体の形を再構成します。最近では サブトモグラフィー平均化 などの技術を使って、より細かな構造を見やすくする工夫も進んでいます。

手順の要点

1) サンプルを 急速凍結 して氷の結晶を最小化します。

2) 電子顕微鏡で tilt series を撮影します。傾け角度は装置により -60° から +60° くらいが一般的です。

3) すべての写真を組み合わせて 3D体積 を再構成します。ノイズを減らすための補正や、局所的な特徴を拾いやすくするアルゴリズムが用いられます。

用途と事例

cryo-et は、細胞の中の小さな器官、タンパク質複合体、ウイルスの粒子など、光学顕微鏡や従来の電子顕微鏡だけでは分からなかった場所を解明するのに役立ちます。病気の仕組みを理解する手がかりとなることもあり、薬剤開発や基礎研究で活用されています。

利点と課題

利点は「生の生物状態を保ちながら3D構造を観察できること」と「複雑な内部構造を立体的に捉えられること」です。一方、課題としては高度な装置と操作技術、撮影データが非常に大きくなるためのデータ処理能力が挙げられます。

表での比較

技術	特徴	用途
cryo-et	凍結サンプルを回転撮影して3D化	細胞内の小さな構造の観察
cryo-EM	凍結電子顕微鏡による観察と解析	高解像の個別断片観察
X線結晶構造解析	結晶から原子レベルの配置を推定	タンパク質の原子構造