首次測量人類染色體的質(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,人類染色體的質(zhì)量首次用 X 射線測量,其中幾乎包含我們身體每個(gè)細(xì)胞的生命指令。
對于這項(xiàng)發(fā)表在《染色體研究》上的研究,研究人員在英國國家同步加速器設(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)胞分裂過程,再到將兩米長的 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:“科學(xué)家們對染色體進(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量包含這種 DNA 的染色體的質(zhì)量。
“我們的測量結(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法解釋的過量質(zhì)量。”
在這項(xiàng)研究中,研究人員使用了一種稱為 X 射線 ptychography 的方法,該方法涉及將 X 射線束穿過染色體時(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亮數(shù)十億倍(即,在給定時(shí)間有大量光子通過)。
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:“更好地了解染色體可能對人類健康具有重要意義。
標(biāo)簽: 人類染色體
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