研究人員首次測(cè)量人類(lèi)染色體的質(zhì)量

首次測(cè)量人類(lèi)染色體的質(zhì)量

在倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究中，人類(lèi)染色體的質(zhì)量首次用 X 射線測(cè)量，其中幾乎包含我們身體每個(gè)細(xì)胞的生命指令。

對(duì)于這項(xiàng)發(fā)表在《染色體研究》上的研究，研究人員在英國(guó)國(guó)家同步加速器設(shè)施鉆石光源中使用了強(qiáng)大的 X 射線束，以確定他們用來(lái)計(jì)算質(zhì)量的 46 條染色體分布中的電子數(shù)量。

他們發(fā)現(xiàn)染色體比它們所含的 DNA 重約 20 倍——比之前預(yù)期的質(zhì)量大得多，這表明可能存在有待發(fā)現(xiàn)的缺失成分。

與 DNA 一樣，染色體由具有多種功能的蛋白質(zhì)組成，從讀取 DNA 到調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂過(guò)程，再到將兩米長(zhǎng)的 DNA 鏈緊密地包裝到我們的細(xì)胞中。

資深作者 Ian Robinson 教授(倫敦大學(xué)學(xué)院倫敦納米技術(shù)中心)說(shuō)：“科學(xué)家們對(duì)染色體進(jìn)行了 130 年的研究，但這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的某些部分仍然知之甚少。

“我們從人類(lèi)基因組計(jì)劃中知道 DNA 的質(zhì)量，但這是我們第一次能夠精確測(cè)量包含這種 DNA 的染色體的質(zhì)量。

“我們的測(cè)量結(jié)果表明，我們每個(gè)細(xì)胞中的 46 條染色體重 242 皮克(一克的萬(wàn)億分之一)。這比我們預(yù)期的要重，如果復(fù)制，則表明染色體中有無(wú)法解釋的過(guò)量質(zhì)量。”

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了一種稱(chēng)為 X 射線 ptychography 的方法，該方法涉及將 X 射線束穿過(guò)染色體時(shí)出現(xiàn)的衍射圖案拼接在一起，以創(chuàng)建高度敏感的 3D 重建。精細(xì)分辨率是可能的，因?yàn)椴渴鹪阢@石光源上的光束比太陽(yáng)亮數(shù)十億倍(即，在給定時(shí)間有大量光子通過(guò))。

染色體在中期成像，就在它們即將分裂成兩個(gè)子細(xì)胞之前。這是當(dāng)包裝蛋白將 DNA 纏繞成非常緊湊、精確的結(jié)構(gòu)時(shí)。

該論文的第一作者、倫敦大學(xué)學(xué)院倫敦納米技術(shù)中心的博士生 Archana Bhartiya 說(shuō)：“更好地了解染色體可能對(duì)人類(lèi)健康具有重要意義。

標(biāo)簽： 人類(lèi)染色體