动物细胞中的复制被组织成具有相似复制时间的离散区域，由多个复制起点及其相关复制子组成，复制子的大小从30kb到450kb不等。不同的DNA复制的时期不一样，有复制早期和复制晚期。复制时间（replication timeing）是非常严格的，以确保基因组的忠实复制。任何导致DNA损伤高水平发生的条件也都会引发复制应激（replication stress）。复制应激导致复制叉进展减少，分叉停滞，休眠起源激活。然而，休眠起源激活并不总是足够的，受干扰的复制在称为普通型脆性位点（CFSs）的特定区域引起染色体不稳定。在轻度复制胁迫下，CFSs表现为中期染色体的断裂、间隙和收缩。CFS不稳定性是DNA复制完成前有丝分裂进入的结果，造成DNA断裂和DNA损伤反应激活。未能在CFSs上完成复制和DNA损伤的修复，导致损伤和基因组不稳定在细胞世代之间的传递。

CFSs的几个特征被认为有助于CFS的表达（脆性），包括晚期复制和缺乏复制起源，这些在复制压力下阻碍了它们的复制完成。由富AT序列诱导的DNA二级结构也被认为是通过提高复制叉的潜在障碍来引起CFS的表达。此外，CFSs富含大基因，这可能导致由于复制-转录碰撞而导致的脆性。然而，所有的因素本身都不足以诱发脆性，因为它们在整个基因组中普遍存在，包括非脆性区域。此外，这些脆性位点特征不能解释所有已知的CFSs。因此，复发性染色体不稳定的分子基础尚不清楚。染色体结构被认为在维持基因组稳定性方面起着重要作用，通过调节DNA损伤响應信号的传播来控制损伤修复，例如TADs内的γH2AX，其突出的趋势是在TAD边界停止。重要的是，染色体结构在调节CFS不稳定性方面的潜在作用尚未被研究。

最近，以色列希伯来大学David M.Gilbert和美国佛罗里达州立大学Batsheva Kerem共同在Nature Communications上发表了题为“3D genome organization contributes to genome instability at fragile sites”的文章。该研究主要在三维基因组组织的背景下，探讨了轻度复制应激下的转录谱和DNA复制时间（RT），表明脆性特征由高度转录的、具有APH诱导的RT延迟的大基因重叠的TAD边界构成。

在这里，研究人员使用Repli-seq和Bru-seq探索由DNA聚合酶抑制剂aphidicolin（APH）诱导的轻度复制应激对全基因组复制和转录程序的影响，并将这些数据与4DN联盟的Hi-C数据整合。结果揭示了复制应激下的多层染色体脆性特征，包括与高度转录的大基因重叠的TAD边界和APH诱导的RT延迟的结合。同时，研究人员表明，只有一小部分基因组的复制的时间顺序被APH改变，但延迟的部分对CFS具有很高的富集性。在CFSs处诱导的RT延迟产生一个V形RT剖面，该剖面跨越TAD边界，位于转录的大基因内部。此外，研究人员还发现，未受干扰细胞中的CFS核心脆性区域（CFR）在S中期复制，因此不仅仅是先前建议的最新的复制区域。鉴定的三维结构相关脆性特征使我们能够更精确地绘制CFR，并识别未在细胞遗传学上检测到的新的脆弱位点，这突出了本研究中识别脆性位点的方法的灵敏度。总之，结果表明，复制、转录和基因组结构是CFS表达的基础。