世界初!新型コロナウイルスの“3D映像”を公開

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オーストリアの研究者らが新型コロナウイルスの3D(立体映像)を公開しました。1枚の画像から3Dを作ったのは世界初だとしています。

映像はオーストリアのウィーン工科大学発のベンチャー企業「ナノグラフィックス」が公開したものです。

中国・北京にある清華大学の研究者から提供された新型コロナウイルスの画像を処理することによって3Dでの視覚化に成功したということです。

1枚の画像から3D映像を作ったのは世界で初だとしています。

個々の部分が判別しやすくなるように色は後から付けられています。  担当者は今後、新型コロナウイルスの原子レベルでの構造解析に役立つことを期待しているとのことです。

[テレ朝news] https://news.tv-asahi.co.jp

1.コロナウイルスの写真は沢山あるけど、今回の特徴は何?

これらは、単一のクライオ電子線トモグラフィースキャンから作成されたコロナウイルスの最初の3D画像です。以前の画像は、コロナウイルスの人工モデルであるか、多くの異なるスキャンから合成されたものでした。SARS-CoV-2の実際の既存のウイルスを初めてお見せします。

2.色は本物??

いいえ。ウイルスのような小さなスケールのオブジェクトの場合、色は私たちが慣れ親しんでいるのと同じ意味では存在しません。ウイルスの3D画像は、可視光の光子(色を与えるもの)ではなく、電子でキャプチャされました。電子は、私たちの目が見ることができるどの色とも関連していません。したがって、電子顕微鏡からのスキャンを表示するには、人工色を使用する必要があります。

3.なんでこんなことするの?

色は、さまざまな波長の可視光の光子に対する私たちの知覚に他なりません。オブジェクトは、特定の波長の光子を放出または反射するため、色を持っているように見えます。私たちの目に入る光子は、私たちの脳によって異なる色として解釈されます。このように理論​​的に見ることができる最小のものは、最短の可視波長の約半分のサイズです。ただし、ほとんどのウイルス(コロナウイルスを含む)はそれよりもさらに小さいため(コロナウイルスは全体で約100 nmであり、最短の可視波長は約380 nmです)、可視色はありません。

可視光の光子を使用する代わりに、電子を使用できます。電子ははるかに短い波長を持っているので、ウイルスのような小さなものを解決することができますが、結果のスキャンには色情報が含まれません。画面に表示できる画像を作成するには、測定された個々の電子密度に色を割り当てる必要があります。通常、電子顕微鏡からのスキャンは灰色の陰影で表示されますが、任意の配色を使用できます。

4.なぜ特定の配色を選んだの?

ウイルスのさまざまな部分を互いに区別するために、異なる色を使用したかったのです。そうしないと、それらが混ざり合うからです。スパイクには明るいピンクを選択しました。これは、スパイクが宿主細胞に付着して感染するウイルスの一部であることを示しています。残りのウイルスは落ち着いた冷たい色で表示され、ウイルスが生き物ではないことを示しています。

5.よりリアルってこと?

このように見ることができます。携帯電話で写真を撮ると、セルまたはピクセルのグリッドで構成されるイメージセンサーが、入ってくる光子からのエネルギーを電圧値に変換します。次に、電話機のプロセッサは、数学関数の複雑なチェーンによってこれらの測定値を変更します。このステップは後処理と呼ばれ、結果の画像が可能な限り鮮明で見た目に美しいものになるようにします。確かに、デジタル写真には#nofilterのようなものはありません。ただし、結果の画像はカメラのセンサーからの測定値を何らかの形で反映しているため、デジタル写真を本物と呼ぶのは自然なことです。

ウイルスを見るとき、私たちは光子の代わりに電子を使わなければなりません。電子は試料に照射され、集束領域での試料の密度に応じて散乱されます。散乱した電子はセンサーによって検出され、試料全体の密度を測定できます。次に、これらの測定された濃度から、各濃度を異なる色で表示することによって画像が再構成されます。写真はセンサーの測定値を反映しているので、やはり本物と呼ぶのが自然です。

電子顕微鏡では、色がないため、色を確認することはできませんが、形状を確認することはできます。また、画像に人工的な色を追加したおかげで、ウイルス粒子の形状をさらによく見ることができます。

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