圣地亚哥生物医学中心 DNA的三维模型
信用:迈克尔·斯特里克/维基媒体/ GNU自由文档许可 在过去的60年里，科学家们已经能够观察到遗传信息是如何以及何时被复制的，从而确定了“复制计时程序”的存在，该程序控制着脱氧核糖核酸片段复制的时间和顺序
然而，科学家仍然无法解释为什么会存在这样一个特定的时序
在今天发表在《科学》杂志上的一项研究中，博士
大卫·吉尔伯特和他的团队已经回答了这个有60年历史的问题
"为什么细胞会关心它们复制脱氧核糖核酸的顺序？"首席科学家博士问道
吉尔伯特
“毕竟——所有细胞都需要复制它们所有的脱氧核糖核酸
我们的假设是，不仅是脱氧核糖核酸会复制，所有读取脱氧核糖核酸的调节分子也会复制
“博士
吉尔伯特进一步假设，复制计时程序和过程背后可能有一个目的，因为“大自然母亲不会浪费这个机会来控制如何读取DNA
" “你复制的时间提供了一个理想的时间来选择是保持所有的调节因子，继续对脱氧核糖核酸中的信息进行相同的功能解释，还是改变它以引出新的功能，”博士解释说
吉尔伯特
在过去的13年里，博士
吉尔伯特和他的团队表明，每种类型的细胞都有一个独特的复制计时程序，患病细胞在该程序中有明显的变化
在这项研究中，博士
吉尔伯特和他的团队研究了复制计时程序的变化如何影响基因及其调节因子的包装，统称为表观基因组
表观基因组是被认为控制细胞“身份”和细胞功能的调节因子
通过去除一种叫做RIF1的蛋白质，这种蛋白质有助于调节DNA复制，他们发现复制程序严重，有时几乎完全消失，因此染色体的所有片段在不同的时间在不同的细胞中复制。
如果没有RIF1，如果细胞被阻止复制DNA，它们的表观基因组是正常的
然而，一旦脱氧核糖核酸开始复制，与脱氧核糖核酸相关的调节分子就会被错误地整合，并随着每一轮脱氧核糖核酸复制而恶化
最终，染色体的三维折叠也被改变了
博士；医生
吉尔伯特提出，当表观基因组被改变复制定时程序破坏时，细胞可能不再执行正常功能，或者它们可能执行不适当的功能
这些不适当的功能可能会对一个人的健康产生巨大的负面影响
“我们和其他人之前已经表明，该程序在许多疾病中都发生了改变，”博士说
吉尔伯特
“我们的实验室最近显示了改变时间的特定模式，这些模式在统计学上与儿童白血病的不良结果相关，在另一项研究中与早衰疾病相关
" 因此，复制计时程序提供了一种全新的分子途径和生物标志物类型，可以引导和识别疾病状态
这可以使病人得到更早的诊断和更准确的预测
而博士
吉尔伯特的工作回答了一个重要的问题，他不打算就此打住
“我们认为表观基因组
不仅仅是细胞保持其身份的必要条件，我们假设细胞转变成其他类型的细胞也很重要
" 检验这一假设对于干细胞研究和干细胞的治疗应用至关重要
博士；医生
吉尔伯特目前正在使用人类干细胞来测试被破坏的复制时间是如何影响这些细胞发育成肝细胞、心脏细胞和神经元的
这项研究的结果将为未来人类健康和疾病研究提供有价值的信息
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