Впервые измерена масса человеческих хромосом

Масса человеческих хромосом, содержащих инструкции для жизни почти в каждой клетке нашего тела, впервые измерена с помощью рентгеновских лучей в новом исследовании под руководством учёных из UCL.

Для исследования, опубликованного в Chromosome Research, учёные использовали мощный рентгеновский пучок на британском синхротроне Diamond Light Source, чтобы определить количество электронов в наборе из 46 хромосом, что позволило рассчитать их массу.

Они обнаружили, что хромосомы примерно в 20 раз тяжелее, чем содержащаяся в них ДНК — это значительно больше, чем ожидалось ранее, что указывает на возможные ещё не открытые компоненты.

Помимо ДНК, хромосомы состоят из белков, выполняющих различные функции: от считывания ДНК и регуляции процессов деления клеток до плотной упаковки двухметровых нитей ДНК в наши клетки.

Старший автор, профессор Ян Робинсон (Лондонский центр нанотехнологий UCL), сказал: «Хромосомы изучаются учёными 130 лет, но в этих сложных структурах всё ещё есть плохо понятые части. Масса ДНК нам известна из проекта «Геном человека», но это первый раз, когда мы смогли точно измерить массу хромосом, включающих эту ДНК. Наше измерение показывает, что 46 хромосом в каждой из наших клеток весят 242 пикограмма (триллионных доли грамма). Это больше, чем мы ожидали, и, если результат подтвердится, указывает на необъяснимую избыточную массу в хромосомах».

В исследовании использовался метод рентгеновской пtychography, который включает «сшивание» дифракционных картин, возникающих при прохождении рентгеновского луча через хромосомы, для создания высокочувствительной 3D-реконструкции. Высокое разрешение стало возможным благодаря тому, что луч на Diamond Light Source был в миллиарды раз ярче Солнца.

Хромосомы визуализировали на стадии метафазы, непосредственно перед делением на две дочерние клетки. В этот момент упаковочные белки сворачивают ДНК в очень компактные и точные структуры.

Арчана Бхартия, аспирант Лондонского центра нанотехнологий UCL и ведущий автор статьи, сказала: «Лучшее понимание хромосом может иметь важное значение для здоровья человека. Огромное количество исследований хромосом проводится в медицинских лабораториях для диагностики рака по образцам пациентов. Поэтому любые улучшения в нашей способности визуализировать хромосомы были бы чрезвычайно ценными».

Каждая человеческая клетка в метафазе обычно содержит 23 пары хромосом, или 46 всего. В них заключено четыре копии 3,5 миллиардов пар оснований ДНК.