Ученые из Центра нанотехнологий при Университетском колледже Лондона (Великобритания) и Государственного университета Нью-Мексико (США) впервые измерили массу хромосом в человеческом организме при помощи рентгеновских лучей. Как рассказывается в исследовании, опубликованном в журнале Chromosome Research, это удалось сделать за счет Diamond Light Source — ускорительного комплекса, источника синхротронного излучения третьего поколения, расположенного в графстве Оксфордшир.
Для начала ученые определили количество электронов во всех 46 хромосомах человека (23 пары) — главных структурно-функциональных элементах клеточного ядра, которые несут гены, расположенные в линейном порядке, и ответственны за хранение и воспроизводство генетической информации. Как оказалось, эти структуры примерно в 20 раз тяжелее содержащихся в них четырех копий 3,5 миллиарда пар оснований ДНК: дело в том, что помимо них, хромосомы состоят из белков, выполняющих множество функций — от считывания ДНК до регулирования процессов делений клеток и плотной «упаковки» в них двухметровых нитей этой макромолекулы.
[shesht-info-block number=2]
«Ученые занимаются изучением хромосом уже 130 лет, но части этих сложных структур все еще малоизучены. Мы впервые смогли точно определить их массу. Так, измерения показали, что 46 хромосом в каждой нашей клетке весят 242 пикограмма (триллионные доли грамма). Это тяжелее, чем мы ожидали, и, вероятно, указывает на необъяснимую избыточную массу хромосом», — рассказал старший автор исследования профессор Ян Робинсон.
Метод, который использовали ученые, называется рентгеновской птихографией — это сканирующая техника получения изображений объектов, размеры которых значительно превышают поперечные размеры фокального пятна (электронов, рентгеновского излучения) на образце. Она включает в себя сшивание дифракционных картин, возникающих при прохождении рентгеновского луча через хромосомы, для создания высокочувствительной трехмерной реконструкции.
[shesht-info-block number=1]
Высокого разрешения достигли благодаря тому, что луч Diamond Light Source был в миллиарды раз ярче, чем Солнце: очень большое количество фотонов проходило через него в конкретный момент времени. Хромосомы были изображены в метафазе — прежде чем они собирались разделиться по двум дочерним клеткам.
