真核生物的染色體復(fù)制是有時(shí)間順序的，人們將其稱為復(fù)制時(shí)間程序（replication-timing program）。在哺乳動(dòng)物中，復(fù)制時(shí)間存在著細(xì)胞類型特異性。而且在發(fā)育過(guò)程中，至少有半數(shù)基因組會(huì)發(fā)生復(fù)制時(shí)間的改變。這種改變主要是基于400–800kb的單元，即復(fù)制結(jié)構(gòu)域（replication domain）。

現(xiàn)在，佛羅里達(dá)州立大學(xué)的一項(xiàng)新研究首次確定了這些單元的邊界，文章發(fā)表在十一月十九日的Nature雜志上。這一成果將幫助人們進(jìn)一步理解復(fù)制機(jī)制和相關(guān)疾病，比如癌癥。

David Gilbert教授和博士后Ben Pope領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，深入分析了細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)復(fù)制。他們的工作是大型項(xiàng)目ENCODE的一部分，該項(xiàng)目在本期Nature雜志上連發(fā)四篇文章，綜合比較了小鼠和人類基因組的異同。

之前的高分辨率染色體構(gòu)象俘獲研究（Hi-C）發(fā)現(xiàn)，復(fù)制時(shí)間的早和晚對(duì)應(yīng)著三維染色質(zhì)隔間（chromatin compartment）的開和關(guān)。而這種染色質(zhì)隔間中還存在著亞結(jié)構(gòu)，即拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域TAD。這個(gè)結(jié)構(gòu)在不同細(xì)胞類型中相當(dāng)保守，而且其大小與復(fù)制結(jié)構(gòu)域相當(dāng)。

這項(xiàng)研究鑒定了復(fù)制結(jié)構(gòu)域的邊界，明確了它們?cè)?span lang="EN-US">18種人類細(xì)胞和13種小鼠細(xì)胞中的位置?？偟膩?lái)說(shuō)，復(fù)制結(jié)構(gòu)域邊界與TAD邊界幾乎是一對(duì)一的關(guān)系。研究人員指出，TAD結(jié)構(gòu)域是穩(wěn)定的復(fù)制時(shí)間調(diào)控單元。

“鑒定調(diào)控單元是理解自然現(xiàn)象的基礎(chǔ)，現(xiàn)在我們終于獲得了復(fù)制時(shí)間的調(diào)控單元，這是一個(gè)重要的進(jìn)步，”Gilbert說(shuō)。這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究，將會(huì)為癌癥治療和干細(xì)胞治療帶來(lái)寶貴的新線索。

“在許多物種中，復(fù)制時(shí)間程序都是相當(dāng)保守的，這說(shuō)明它有著至關(guān)重要的意義，”Pope說(shuō)。“而且癌癥和一些其他疾病，會(huì)干擾這個(gè)程序的正常運(yùn)行。”

不久前Cell雜志也發(fā)表了有關(guān)復(fù)制時(shí)間的一項(xiàng)重要成果。研究人員首次鑒定了調(diào)控DNA復(fù)制時(shí)序的數(shù)量性狀基因座，并指出人與人之間的DNA復(fù)制方案并不相同。