Усовершенствование методов тонкого цитологического анализа открыло, наконец, возможность исследования хромосом человека, длительное время остававшихся одним из наиболее трудных цитологических объектов. В течение многих лет наши сведения в этой области были крайне ограниченными из-за трудностей получения материала для исследования, большого числа хромосом и незначительных их размеров.
Однако за последнее десятилетие в исследованиях хромосом человека произошел беспрецедентный прогресс, означавший вступление этой области в новый, современный период.
Обнаружение связи целого ряда заболеваний и врожденных дефектов в развитии человека с изменениями в его хромосомном наборе стимулировало стремительное развитие новой отрасли биологии — цитогенетики человека.
Хромосомы человека в настоящее время служат объектом тщательных исследований во многих лабораториях, проводимых совместно генетиками, цитологами и врачами.
Достижениям современной цитологии в этой области предшествовал период упорной работы ученых разных стран, подготовивший блестящие успехи современных исследований хромосом у человека.
История исследований хромосом человека открывается 1892 г., когда Флеминг, исследуя митозы в клетках роговицы, обнаружил в метафазах 22—28 хроматиновых тел (Flemming, 1892). Классической работой Winiwarter начался период длительных тонких кариологических исследований на срезах семенников (Winiwarter, 1912). Ему первому удалось получить для анализа хромосомных наборов свежий материал непосредственно после операции. Он обнаружил 47 хромосом в метафазах сперматогоний и 23 аутосомные пары плюс непарную Х-хромосому в сперматоцитах I. Winiwarter предположил, таким образом, что женский пол у человека характеризуется системой половых хромосом XX, тогда как мужской — ХО.
Окончательное для того периода решение вопроса о числе хромосом у человека дали исследования Painter (1923). На свежем материале, полученном непосредственно после операции у 3 больных (двух негров и одного белого) , он провел тщательный анализ хромосом в сперматогониях и сперматоцитах. В результате этого исследования было установлено, что диплоидное число хромосом у человека для обоих полов равно 48, а система половых хромосом представлена хромосомами XX у женщин и XY у мужчин. Однако окончательные данные о системе половых хромосом у человека были представлены позднее русскими цитологами, которые в период с 1932 по 1936 г. с большой точностью установили в мейотических делениях у мужчины наличие гетероморфной пары половых хромосом — системы XY (П. И. Живаго и А. Г. Андрес, 1932; А. Г. Андрес, 1934; Andres, Navashin, 1936). В делениях оогоний было обнаружено 48 парных хромосом и, следовательно, установлено наличие у женщин хромосом XX (рис. 31).
Начиная с Winiwarter все цитологи, исследовавшие хромосомы человека, стремились дать развернутый анализ структуры кариотипа, различая в нем крупные, средние и маленькие хромосомы. Были сделаны также попытки установить положение в хромосомах центромерного участка. Данные, полученные в этой области Andres и Navashin (1936), использовавшими измерения длин хромосом, замечательны для своего времени по точности и скрупулезности.
В 40-х годах XX века вопрос о числе и структуре хромосом человека считался в основном решенным. Большое число хромосом (2n = 48), тесное их расположение в метафазах, трудность идентификации даже крупных хромосом — все это послужило основанием для рассмотрения хромосом человека как весьма неблагоприятного объекта для цитологического анализа. В течение 16 последующих лет к изучению хромосом человека почти никто уже не возвращался.
Большой неожиданностью поэтому явилось опубликованное в начале 1956 г. сообщение шведских цитологов Тjio и Levan, согласно которому число хромосом в культуре фибробластов легкого от трех эмбрионов человека равно 46, а сами хромосомы представляют в культуре клеток великолепный материал для цитологического анализа (рис. 32).
Эти поразившие всех данные в том же году были подтверждены сообщением английских цитологов (Ford и Hamerton), установивших наличие 46 хромосом в сперматогониях и 23 бивалентов в сперматоцитах человека. Эти два исследования, привлекшие к хромосомам человека внимание всех цитологов, генетиков и врачей, стимулировали бурное развитие данной области науки, сопровождавшееся рядом неожиданных открытий.