Nature重要成果:DNA复制有怎样的界线

【字体: 时间:2014年11月21日 来源:生物通

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  佛罗里达州立大学的一项新研究首次确定了复制结构域的边界,文章发表在十一月十九日的Nature杂志上。这一成果将帮助人们进一步理解复制机制和相关疾病,比如癌症。

  

生物通报道:真核生物的染色体复制是有时间顺序的,人们将其称为复制时间程序(replication-timing program)。在哺乳动物中,复制时间存在着细胞类型特异性。而且在发育过程中,至少有半数基因组会发生复制时间的改变。这种改变主要是基于400–800kb的单元,即复制结构域(replication domain)。

现在,佛罗里达州立大学的一项新研究首次确定了这些单元的边界,文章发表在十一月十九日的Nature杂志上。这一成果将帮助人们进一步理解复制机制和相关疾病,比如癌症。

David Gilbert教授和博士后Ben Pope领导研究团队,深入分析了细胞核中的遗传物质复制。他们的工作是大型项目ENCODE的一部分,该项目在本期Nature杂志上连发四篇文章,综合比较了小鼠和人类基因组的异同。

之前的高分辨率染色体构象俘获研究(Hi-C)发现,复制时间的早和晚对应着三维染色质隔间(chromatin compartment)的开和关。而这种染色质隔间中还存在着亚结构,即拓扑相关结构域TAD。这个结构在不同细胞类型中相当保守,而且其大小与复制结构域相当。

这项研究鉴定了复制结构域的边界,明确了它们在18种人类细胞和13种小鼠细胞中的位置。总的来说,复制结构域边界与TAD边界几乎是一对一的关系。研究人员指出,TAD结构域是稳定的复制时间调控单元。

“鉴定调控单元是理解自然现象的基础,现在我们终于获得了复制时间的调控单元,这是一个重要的进步,”Gilbert说。这一领域的进一步研究,将会为癌症治疗和干细胞治疗带来宝贵的新线索。

“在许多物种中,复制时间程序都是相当保守的,这说明它有着至关重要的意义,”Pope说。“而且癌症和一些其他疾病,会干扰这个程序的正常运行。”

不久前Cell杂志也发表了有关复制时间的一项重要成果。研究人员首次鉴定了调控DNA复制时序的数量性状基因座,并指出人与人之间的DNA复制方案并不相同。(相关报道:Cell惊人发现:DNA复制方案因人而异

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Topologically associating domains are stable units of replication-timing regulation

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