热门:【学术前沿】孙育杰/谢晓亮合作团队等展示CTCF介导染色质结构决策复制起

本篇文章1850字，读完约5分钟

获取越来越多的cscb相关信息

在哺乳动物的细胞核中，染色质dna复制的时间秩序组织被称为“复制时间程序”( replication timing program )，严重影响基因组的稳定性及其功能【1】。 发现时间上离散的“复制域”( rd )包含多个复制因子( replicon )，每个复制子包含多个潜在的复制开始部位( replication origin)【2】。 在每个细胞周期的s期，一个复制因子中只有一个开始部位被激活，用于完成dna复制。

最近高通量测量序列的研究表明，在基因组中，复制域与染色质中普遍存在的结构拓扑相关域( topologically associating domain，tad )共享相同的边界，与拓扑相关域 以前的测序结果表明，dna复制开始部位的激活是在复制域水平上控制的:复制域的复制时间决定后，其中复制开始部位的筛选和激活是灵活随机的。 但是，dna combing等人的研究证实，在一个复制域中，多个复制起点的激活在时间上高度同步。 这是因为复制起点的空间组织也有可能决定它们的选择性和同步性【2】。

6月15日北京大学生物医学前端创新中心( biopic )孙育杰课题组与谢晓亮课题组等合作，在pnas上使用SU-Resolution IMaging Revealsspatio-Temporal ProPagation OFHumas -organized chromatin structures的研究成果揭示了利用超高分辨率微技术，通过ctcf决定染色质结构的复制斑的时空传递【4】。

本文为了理解在一个复制域( 400~800 kbp，200~500 nm )中激活的复制开始部位是如何在时间和空间上组织分布的，孙育杰课题组在哺乳动物的细胞核中进行了时序荧光标记、免疫荧光标记和超高解 研究人员定量分析了复制斑的分布、物理形态、原位序列长度和其中的复制因子个数，首次表征了单一复制斑的原位表观遗传标记，揭示了细胞周期在s期的高分辨率动态变化。

研究者们为了获得时空新闻，在细胞周期的s期初期按时间序列标记复制斑时，dna复制在空间上被先前复制的dna后来复制的dna包围，这种空间包裹关系在s期末期颠倒顺序，受咖啡因控制 这一重要发现表明，优先激活的复制起点可能在复制域内部，同时也可能同步激活。 因此，dna复制在空间上显示出轴向外向的传递。

之后，研究者们发现dna复制的这种空间特异性分布特征消失在ctcf基因敲除细胞中，而ctcf是重要的染色质结构组织分子，以染色质环状结构的生成为媒介。 ctcf复制起始部位筛选的重要性进一步通过生物新闻学分解得到证实，即dna复制时间测序数据与ctcf染色质免疫共沉淀数据有很高的相关性。 最后模拟了与计算机模拟不同的染色质结构和复制开始过程，本文的超分辨率图像数据呈现出新的“受ctcf组织染色质结构控制的dna复制传递”( corep )模型，是以前研究发现的单一复制 本研究表明，在亚复制域rd水平上，复制起始点的筛选和激活不是随机的，明确了染色质构象对控制dna复制的重要意义。

孙育杰(北京大学biopic、生命科学学院、膜生物学国家要点实验室研究员)、谢晓亮(北京大学biopic、icg、生命科学学院教授)、赵自清(新加坡国立大学助理教授)、苏干博士(悉尼科学技术大学lecturer ) 苏干博士和赵自清博士是本文的共同第一作者。

原文链接:

PNAS /内容/ early// 06/12/200152117

参考文献

1.RH indn & Gilbert DM ( ) DNArePlicationtiming.ColdSPringHarb.PersPect.BIOL.5:A 010132

2.fragkos m，ganier o，coulombe p，& MEC Halim ( ) DNArePlicationoriginactivationinspaceandtime.NAT.REV 32

3.dixon jr，et AL.( ) topologicaldomainsinmammaliangenomesidentifiedbyanalysisofchromatininteractions.nature 485

4.su q，zhaoze tal ( ) super-resolutionimagingrevealsspatio-temporalpropagationofhumanreplicationfocimediatedb

资料来源: bioart

1980-

原标题:“【学术前沿】孙育杰/谢晓亮合作团队等展示了ctcf通过染色质结构决定复制起点的时空组织”

阅读原文。