Grâce au Diamond Light Source, un synchrotron situé en Angleterre, des physiciens ont pu déterminer la masse individuelle des 46 chromosomes des cellules humaines pour la première fois.
Les chromosomes, constitués d’une molécule d’ADN et de protéines, sont présents dans le noyau de nos cellules somatiques. Ce sont eux qui portent nos gènes transmis des cellules mères aux cellules filles lors des divisions cellulaires.
De manière très grossière, les chromosomes empêchent l’ADN à l’intérieur de se défaire, aidant à maintenir sa structure pendant le processus de réplication cellulaire. De leur côté, les protéines (histones) remplissent diverses fonctions, de la lecture du code génétique à la régulation des processus de division cellulaire, en passant par l’emballage serré de brins d’ADN ( de près de trois mètres) dans nos cellules.
Chacune de nos cellules abrite 22 paires de chromosomes homologues et une paire de chromosomes sexuels (soit un total de 23 paires).
La masse d’un chromosome humain
Découverts pour la première fois au 19ème siècle, les chromosomes ont depuis fait l’objet de nombreuses études permettant d’appréhender le rôle de ces structures au sein des organismes vivants. Malgré tout, certaines données nous échappaient encore, à commencer par leur masse, que vous ne pouvez déterminer que grâce à une instrumentation de pointe.
Dans le cadre d’une étude, une équipe de physiciens de l’University College de Londres s’est attelée à la calculer pour la première fois, s’appuyant sur un puissant faisceau de rayons X disponible au Diamond Light Source. Ce synchrotron, opérationnel depuis 2007, est situé dans l’Oxfordshire, en Angleterre.
Concrètement, lorsque ces rayons X ont traversé les chromosomes, leur diffraction a créé un motif d’interférence que les physiciens ont pu utiliser pour créer une reconstruction 3D haute résolution de chaque chromosome.
Pour cette étude, ils se sont concentrés sur les leucocytes (globules blancs). Grâce à cette technique, ils ont pu déterminer le nombre d’électrons, ou densité électronique, contenu à l’intérieur. La masse des électrons étant connue, l’équipe s’est donc appuyée dessus pour calculer la masse des chromosomes.
Plus lourd que prévu
Les chercheurs ont découvert que les 46 chromosomes de chacune de nos cellules pesaient 242 picogrammes (un picogramme équivaut à 0,000 000 000 001 Gramme), soit environ vingt fois plus lourds que l’ADN qu’ils contenaient. C’est plus que prévu. Ces données suggèrent ainsi qu’il pourrait y avoir des composants manquants encore à découvrir à l’intérieur de nos chromosomes. Le déterminer pourrait naturellement avoir des implications importantes pour la santé humaine.
« Une grande quantité d’études sur les chromosomes est entreprise dans les laboratoires médicaux pour diagnostiquer le cancer à partir d’échantillons de patients », souligne Archana Bhartiya, principale auteure de l’étude. « Toute amélioration de nos capacités à imager les chromosomes serait donc très précieuse« .
Les détails de l’étude sont publiés dans Chromosome Research.
