Een team onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF) heeft een nieuwe relatie ontdekt tussen de timing van DNA-replicatie en hoe genen zich vouwen tot 3D-structuren in de celkern. Deze bevinding zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor het begrijpen van hoe het genoom is georganiseerd en gereguleerd, en voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor ziekten veroorzaakt door DNA-schade.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics, werd geleid door UCSF hoogleraar biochemie en biofysica Davide Ruggero en postdoctoraal collega Daniele Raices. De onderzoekers gebruikten een combinatie van experimentele technieken om de timing van DNA-replicatie te meten en de 3D-structuur van genen in levende cellen te visualiseren.

Ze ontdekten dat genen die zich vroeg in de celcyclus repliceren, zich meestal in gebieden van de kern bevinden die beter toegankelijk zijn voor de DNA-replicatiemachinerie. Deze genen hebben doorgaans ook een meer open en toegankelijke chromatinestructuur, waardoor ze gemakkelijker in RNA kunnen worden getranscribeerd.

Genen die zich laat in de celcyclus repliceren, bevinden zich daarentegen meestal in gebieden van de kern die minder toegankelijk zijn voor de DNA-replicatiemachinerie. Deze genen hebben doorgaans ook een compactere en ontoegankelijkere chromatinestructuur, waardoor ze moeilijker in RNA kunnen worden getranscribeerd.

De onderzoekers zijn van mening dat deze relatie tussen de timing van DNA-replicatie en genvouwing belangrijk kan zijn voor het reguleren van genexpressie. Door de timing van DNA-replicatie te controleren, kunnen cellen de toegankelijkheid van genen voor de transcriptiemachines controleren, en zo de niveaus van genexpressie controleren.

Deze bevinding zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor het begrijpen van hoe het genoom is georganiseerd en gereguleerd, en voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor ziekten veroorzaakt door DNA-schade. Door zich bijvoorbeeld te richten op de DNA-replicatiemachinerie, kan het mogelijk zijn om nieuwe medicijnen te ontwikkelen die DNA-schade kunnen voorkomen of herstellen en zo ziekten zoals kanker kunnen voorkomen of behandelen.