在高中时，我们被告知在每个细胞的细胞核中，DNA 分子紧密地包裹在称为组蛋白的蛋白质周围，形成我们的染色体。
但新的研究发现，染色体的作用远不止于染色体。大约 25,000 个基因它们含有——科学家发现，一种神秘的“鞘状”结构占每条染色体的 47%。
一个多世纪以来，我们对染色体的理解一直基于这样的假设：它们是由 DNA 和组蛋白复合物构成的，称为染色质，在每个细胞的细胞核内形成。
自 1882 年被发现以来，染色体一直是人们深入研究的主题，但其内部结构的细节却一直困扰着我们，这在很大程度上是因为染色体在细胞核中完全不可见——除非细胞正在分裂。
当细胞分裂时减数分裂或有丝分裂，内部染色质变得更加紧密，导致染色体变得“超螺旋”并在显微镜下可见。
研究人员所知道的大部分内容关于染色体的知识是通过观察细胞分裂过程中的染色体而发现的，但由于我们只能在某些条件下观察它们，因此我们一直在研究染色体实际外观的不完整图像。
为了提高我们观察染色体内部结构的能力，苏格兰爱丁堡大学的研究人员开发了一种名为 3D-CLEM 的新方法，它将光学显微镜和电子显微镜与计算建模软件相结合，生成第一批高分辨率三维图像人类全部 46 条染色体。
在对所有正常人类染色体的长度、宽度、表面积、体积和 DNA 堆积密度进行建模后，他们发现了一些可能对我们对染色体内部结构的基本理解产生重大影响的东西。
“首次定义所有 46 条人类染色体的结构迫使我们重新考虑它们几乎完全由染色质组成的想法 - 这一假设在近 100 年来基本上没有受到挑战，”团队成员之一、生物学家丹尼尔·布斯 (Daniel Booth) 说道。
Booth 和他的团队在分析中发现，染色质仅占染色体总含量的 53% 至 70%。
研究人员瞥见了一种称为染色体外围的结构在过去，但无法知道它的范围有多大——占 46 条染色体剩余的 30% 到 47%。
这意味着对于任何给定的染色体，DNA及其支持蛋白可能只占总含量的一半。
“3D-CLEM 分析的首次应用得出了显着且令人惊讶的结论，即有丝分裂染色体总体积的很大一部分不是由染色质组成，而是在外围区室中，”他们在论文中报告。
现阶段，尚不清楚这种结构的实际功能是什么，但研究人员怀疑它可以充当一种“鞘”，在细胞分裂过程中保持染色体彼此隔离。
这得到了支持先前的研究表明该结构至少部分是由蛋白质形成的基-67- 细胞增殖的标记物，与染色体表面结合以保持姐妹染色单体分离。
如果这确实是染色体鞘的功能，则意味着该结构在防止细胞分裂时发生错误方面发挥着至关重要的作用，而细胞分裂时可能会导致出生缺陷和各种形式的缺陷。。
除了它的功能之外，我们对这个神秘的结构还有很多不了解的地方——我们不确定它的作用是否像液体或固体薄膜，也不清楚它如何影响细胞分裂过程中染色质的结构变化。
所以看起来活细胞最基本的组成部分之一又回到了绘图板。
作为团队成员之一比尔·恩肖 (Bill Earnshaw) 说：“我们现在必须重新思考染色体是如何构建的以及它们在细胞分裂时如何分离，因为遗传物质被这层厚厚的其他材料覆盖。”
该研究发表于分子细胞。
