A chromatin structure-based model accurately predicts DNA replication timing in human cells.
A chromatin structure-based model accurately predicts DNA replication timing in human cells.
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DOI：
10.1002/msb.134859
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发表时间：
2014-03-28
影响因子：
9.9
通讯作者：
Bilke, Sven
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gindin, Yevgeniy;Valenzuela, Manuel S.;Aladjem, Mirit I.;Meltzer, Paul S.;Bilke, Sven
后生动物基因组按照精确的细胞谱系特异性时间顺序进行复制。然而，控制这一精心安排的过程的机制尚不清楚，因为没有发现积极调节基因组复制发射序列的分子机制。在这里，我们开发了一个基因组复制的机制模型，能够预测人类观察到的经验复制时间计划，其准确性与实验重复相媲美。在我们的模型中，复制以一种不协调（时间随机）的方式在明确定义的位点开始。除了选择定位起始的基因组标记外，该模型只包含一个直接生物学相关性的单一可调参数：复制分叉的数量。我们发现DNA酶超敏感位点是DNA复制起始的最佳和独立决定因素。我们证明，人类细胞中的DNA复制定时程序是一种强大的突发现象，就其本质而言，不需要调节机制来确定适当的复制起始触发序列。
The metazoan genome is replicated in precise cell lineage‐specific temporal order. However, the mechanism controlling this orchestrated process is poorly understood as no molecular mechanisms have been identified that actively regulate the firing sequence of genome replication. Here, we develop a mechanistic model of genome replication capable of predicting, with accuracy rivaling experimental repeats, observed empirical replication timing program in humans. In our model, replication is initiated in an uncoordinated (time‐stochastic) manner at well‐defined sites. The model contains, in addition to the choice of the genomic landmark that localizes initiation, only a single adjustable parameter of direct biological relevance: the number of replication forks. We find that DNase‐hypersensitive sites are optimal and independent determinants of DNA replication initiation. We demonstrate that the DNA replication timing program in human cells is a robust emergent phenomenon that, by its very nature, does not require a regulatory mechanism determining a proper replication initiation firing sequence.
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