Naukowcy z UCLA po raz pierwszy mierzą masę ludzkich chromosomów za pomocą promieni rentgenowskich

Masa ludzkich chromosomów, które zawierają instrukcje życia w prawie każdej komórce naszego ciała, została po raz pierwszy zmierzona za pomocą promieni rentgenowskich w nowym badaniu prowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Do badania opublikowanego w Badania chromosomówW badaniu naukowcy wykorzystali potężną wiązkę promieni rentgenowskich w brytyjskim National Synchrotron Facility, Diamond Light Source, aby określić liczbę elektronów w rozproszeniu 46 chromosomów, które wykorzystali do obliczenia masy.

Odkryli, że chromosomy były około 20 razy cięższe niż DNA, które zawierały – znacznie większa masa niż wcześniej oczekiwano, co sugeruje, że mogą brakować składników, które nie zostały jeszcze odkryte.

Oprócz DNA, chromosomy zbudowane są z białek, które pełnią różne funkcje, od odczytywania DNA, poprzez regulację procesów podziału komórek, aż po ciasne wiązki dwumetrowych nici DNA w naszych komórkach.

Naukowcy badają chromosomy od 130 lat, ale nadal istnieją części tych złożonych struktur, które nie są dobrze poznane.

Masa DNA, którą znamy z projektu Human Genome Project, ale po raz pierwszy udało nam się dokładnie zmierzyć masy chromosomów, które zawierają to DNA.

Nasz pomiar sugeruje, że 46 chromosomów w każdej z naszych komórek waży 242 pikogramy (biliony gramów). Jest to cięższe, niż się spodziewamy, a jeśli zostanie powtórzone, wskazuje na niewyjaśniony nadmiar masy w chromosomach”.

Iana Robinsona, Starszy autor, profesor, Londyńskie Centrum Nanotechnologii na Uniwersytecie Kalifornijskim

W tym badaniu naukowcy wykorzystali metodę zwaną obrazowaniem rentgenowskim, która polega na zbieraniu wzorów dyfrakcyjnych, które pojawiają się, gdy wiązka promieniowania rentgenowskiego przechodzi przez chromosomy, w celu stworzenia bardzo czułej rekonstrukcji 3D. Dokładna rozdzielczość była możliwa, ponieważ wiązka opublikowana w Diamentowym Źródle Światła była miliardy razy jaśniejsza niż Słońce (to znaczy, że w danym momencie przechodziła przez nią bardzo duża liczba fotonów).

Chromosomy sfotografowano w metafazie, zanim podzielono je na dwie komórki potomne. Dzieje się tak, gdy enkapsulacja białek przekształca DNA w wysoce precyzyjne, zwarte struktury.

„Lepsze zrozumienie chromosomów może mieć ważne implikacje dla zdrowia człowieka” – powiedziała Archana Bhartia, doktorantka z Londyńskiego Centrum Nanotechnologii Uniwersytetu Kalifornijskiego i główny autor artykułu.

„W laboratoriach medycznych przeprowadza się wiele badań chromosomów w celu diagnozowania raka na podstawie próbek pobranych od pacjentów. Zatem wszelkie ulepszenia naszych możliwości obrazowania chromosomów miałyby wielką wartość”.

Każda komórka ludzka w metafazie zawiera zazwyczaj 23 pary chromosomów, czyli łącznie 46. Wśród nich są cztery kopie 3,5 miliarda par zasad DNA.