Samenvatting:

De driedimensionale organisatie van het genoom binnen de celkern speelt een cruciale rol bij het reguleren van genexpressie en cellulaire processen. Tijdens de celcyclus ondergaat het genoom dynamische veranderingen in zijn architectuur om specifieke gebeurtenissen zoals DNA-replicatie en chromosoomsegregatie mogelijk te maken. In deze studie geven we een gedetailleerde beschrijving van de driedimensionale genoomarchitectuur gedurende de celcyclus met behulp van beeldvormingstechnieken met hoge resolutie en computationele analyses.

We beginnen met het onderzoeken van de genoomorganisatie tijdens de interfase, de periode tussen celdelingen. We zien dat het genoom is onderverdeeld in verschillende territoria, die elk specifieke chromosomen en genclusters bevatten. Deze territoria vertonen een hoge mate van vermenging, wat duidt op een complex netwerk van interacties tussen verschillende genomische regio's.

Wanneer de cel de S-fase binnengaat, begint het DNA-replicatieproces, wat leidt tot de vorming van replicatiefoci. We zien dat deze foci op een niet-willekeurige manier zijn georganiseerd, waarbij specifieke replicatiedomeinen preferentiële interacties met elkaar vertonen. Deze regeling zorgt voor een efficiënte en gecoördineerde replicatie van het gehele genoom.

Tijdens mitose condenseren de gedupliceerde chromosomen en lijnen ze uit op de metafaseplaat. We gebruiken beeldvorming met superresolutie om de ingewikkelde structurele details van de mitotische chromosomen te onthullen, inclusief de organisatie van centromeren, telomeren en cohesinecomplexen. Onze analyses bieden inzicht in de mechanismen die ten grondslag liggen aan chromosoomsegregatie en getrouwe overerving van genetisch materiaal.

Tenslotte onderzoeken we de driedimensionale genoomarchitectuur tijdens de G1- en G2-fasen van de celcyclus. We ontdekken dat het genoom een ​​geleidelijke reorganisatie ondergaat, waarbij het overgaat van de mitotische toestand terug naar de interfaseconfiguratie. Dit dynamische proces omvat de demontage van mitotische structuren en het herstel van interfase-chromosoomterritoria.

Concluderend biedt onze studie een uitgebreid inzicht in de driedimensionale genoomarchitectuur gedurende de celcyclus. De waargenomen veranderingen in de genoomorganisatie benadrukken de wisselwerking tussen nucleaire architectuur en cellulaire processen, en dragen bij aan onze kennis van genoomregulatie en celcyclusprogressie.