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11月19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。”

原文检索：

Benjamin D. Pope, Tyrone Ryba, Vishnu Dileep, Feng Yue, Weisheng Wu, Olgert Denas, Daniel L. Vera, Yanli Wang, R. Scott Hansen, Theresa K. Canfield, Robert E. Thurman, Yong Cheng, Günhan Gülsoy, Jonathan H. Dennis, Michael P. Snyder, John A. Stamatoyannopoulos, James Taylor, Ross C. Hardison, Tamer Kahveci, Bing Ren& David M. Gilbert.Topologically associating domains are stable units of replication-timing regulation. Nature, 19 November 2014; doi:10.1038/nature13986

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