Replicatietiming

Replicatietiming verwijst naar het tijdstip waarop delen van het genoom tijdens de S-fase van de celcyclus worden gerepliceerd. Dit tijdpunt varieert tussen celtypes en ontwikkelingsstadia en kan veranderen bij ziekte. Het wordt bepaald door een combinatie van DNA-sequentie, chromatinestate en de ruimtelijke organisatie van het genoom in de kern, waaronder A- en B-compartimenten en topologisch geordende domeinen (TADs).

Over het algemeen worden vroeg gerepliceerde regio's gekenmerkt door hoge gen-dichtheid en open chromatin, met actieve histone marks en hogere expressie. Laat gerepliceerde regio's zijn vaak gene-poor en bevatten meer herhalingssequenties, samen met kenmerken van heterochromatine. De replicatietiming correleert met 3D-genoomorganisatie: A-compartimenten bevatten doorgaans vroege replicatie; B-compartimenten late replicatie. Het timingpatroon is grotendeels stabiel in een celtype maar kan veranderen tijdens ontwikkeling, differentiatie en in ziekte.

Onderzoeks- en klinisch belang: Replicatietiming is verbonden met genexpressie en genome-stabiliteit. Veranderingen in het timingpatroon zijn gerapporteerd bij ontwikkeling, differentiatie en kanker en kunnen samengaan met veranderingen in chromatinestate en mutatiepatronen. Het bestuderen van replicatietiming biedt inzicht in hoe de infrastructuur van DNA-replicatie samenwerkt met regulatie van het genoom.

Methoden: Een veelgebruikte methode is Repli-seq, waarbij cellen in verschillende S-fase-fasen worden gescheiden en DNA uit elke fractie wordt sequenced om vroege versus late replicatie te bepalen. Andere benaderingen omvatten Okazaki-fragment sequencing (OK-seq) voor richting van replicatie en single-cell varianten voor heterogeniteit tussen cellen.