全基因组时空DNA复制建模证实真核生物体内复制特异性模式的出现

背景 尽管我们对真核生物DNA复制和空间染色体组织的理解取得了重大进展，但二者如何相互影响仍难以捉摸。特别是，从两个分开的姐妹复制叉的局部结构到复制机器在核域中的更高层次组织，染色质在3D核空间中复制的机制细节仍在争论中。 结果 在本研究中，我们使用酿酒酵母基因组的计算模型来探索复制如何影响染色质折叠。通过整合基因组3D结构的现实描述和1D复制时序，模拟揭示姐妹复制叉的共定位在早期复制起点周围产生特征性的“喷泉”模式。我们通过新的Hi-C数据在各种条件下确认了早期S期体内存在相似的特征，表明该模式依赖于复制且不依赖cohesin。在更大尺度上，我们显示3D基因组导致复制叉在早期S期高度富集于核的一极，随后更均匀地重新分布，并可能促进复制叉更高阶聚集成复制灶，如早期显微镜实验所观察到的那样。此外，复制导致染色质临时减缓并降低流动性，这是由于复制叉通过和姐妹染色单体缠绕。 结论 总的来说，我们的模型为真核生物复制过程中染色质的空间和动态组织提供了新的见解。 补充信息 在线版本包含补充材料，可在10.1186/s13059-025-03872-4获取。