Впервые в истории измерена масса хромосом человека

Масса человеческих хромосом была впервые измерена с помощью рентгеновских лучей. Расчёты были проведены в новом исследовании, проведенном учеными из Университетского колледжа Лондона.

Авторы работы применили мощный рентгеновский луч на британской национальной синхротронной установке Diamond Light Source, чтобы определить количество электронов в 46 хромосомах, которые они использовали для расчета массы.

Они обнаружили, что хромосомы были примерно в 20 раз тяжелее, чем содержащаяся в них ДНК. Это гораздо большая масса, чем предполагалось ранее, и она означает наличие недостающих компонентов, которые еще предстоит обнаружить.

Помимо ДНК, хромосомы состоят из белков, которые выполняют множество функций — от считывания ДНК до регулирования процессов деления клеток и плотной упаковки двухметровых нитей ДНК в наши клетки.

«Хромосомы исследуются учеными в течение 130 лет, но все еще существуют части этих сложных структур, которые плохо изучены. Наши измерения показывают, что 46 хромосом в каждой из наших клеток весят 242 пикограмма (триллионные доли грамма). Это тяжелее, чем мы ожидали, и указывает на необъяснимую избыточную массу хромосом», – Ян Робинсон, соавтор исследования.
В исследовании использовался метод, называемый рентгеновской птихографией. Он включает в себя сшивание дифракционных картин, возникающих при прохождении рентгеновского луча через хромосомы, для создания высокочувствительной трехмерной реконструкции.

Высокое разрешение стало возможным, поскольку луч, развернутый в Diamond Light Source, был в миллиарды раз ярче, чем Солнце (то есть очень большое количество фотонов проходило через него в конкретный момент времени).

«Лучшее понимание хромосом может иметь важные последствия для здоровья человека. В медицинских лабораториях проводится огромное количество исследований хромосом для диагностики рака по образцам пациентов. Поэтому любые улучшения наших способностей к отображению хромосом были бы очень ценными», – Арчана Бхартия, ведущий автор исследования.
Каждая человеческая клетка в метафазе обычно содержит 23 пары хромосом, или всего 46 хромосом. В них находятся четыре копии 3,5 миллиарда пар оснований ДНК.