生体分子の構造を直接観察するためには電子顕微鏡が必要である。しかし、試料を真空中に置かないといけないため、これまでは、試料を化学固定したあと樹脂に包埋したり、重金属で染色したり、レプリカ膜を作製したりする必要があった。一方、クライオ電子顕微鏡は、生物試料を急速凍結して非晶質の氷の中に閉じ込め、これをそのままの状態で観察する。このことによって、自然により近い状態で試料を観察でき、また、生体反応の決定的な瞬間をも捉えることができる。本セミナーでは、このクライオ電子顕微鏡を使った生体分子イメージングの最新の２つの研究を紹介する。一番目は、電子線トモグラフィーを使ったT７様ファージの宿主への感染過程の解析である。得られたトモグラムから様々なステージにあるファージを分類することによって、感染過程におけるファージの構造変化を明らかにすることができた（文献１）。二番目は、電顕用Zernike位相板を使ったファージ粒子の構造解析である。位相板を使って像のコントラストを上げることにより、これまでよりも３倍少ないデータでより詳細なナノ、サブナノメートルの構造解析ができた（文献２）。クライオ電子顕微鏡は、これらの研究例をはじめとして、今後、構造生物学と細胞生物学とをつなぐ新しい研究手法として期待される。

文献：
１）Liu X, Zhang Q, Murata K, Baker ML, Sullivan MB, Fu C, Dougherty MT, Schmid MF, Osburne MS, Chisholm SW, & Chiu W (2010) Structural changes in a marine podovirus associated with release of its genome into Prochlorococcus. Nat Struct Mol Biol. 17(7): 830-6
２）Murata K, Liu X, Danev R, Jakana J, Schmid MF, King J, Nagayama K, & Chiu W. (2010) Zernike Phase Contrast Cryo-Electron Microscopy and Tomography for Structure Determination at Nanometer and Sub-Nanometer Resolutions. Structure 18(8): 903-12