CDC45-MCM-GINS解旋酶的组装是真核生物DNA复制起始的关键调控步骤。
到目前为止，尚不清楚后生动物是否需要酵母中不存在的其他因素。
2023年8月17日，邓迪大学Karim P. M. Labib、剑桥分子生物学实验室(MRC-LMB)Joseph T. P. Yeeles及山东大学洪烨共同通讯在
Science
在线发表题为“
DNSN-1 recruits GINS for CMG helicase assembly during DNA replication initiation in Caenorhabditis elegans
”的研究论文，该研究发现
秀丽隐杆线虫的DNSN-1，人类DONSON的同源物，在与MUS-101/TOPBP1复合物的解旋酶组装中起作用。
DNSN-1需要将GINS复合物招募到染色质上，冷冻电镜结构表明，DNSN-1通过直接将DNSN-1与GINS和MCM-3结合在MCM-2-7解旋酶马达上，将GINS定位在MCM-2-7解旋酶马达上，该研究发现这些界面对起始和生存至关重要。
这些发现确定了DNSN-1是DNA复制起始中缺失的一环，表明起始缺陷是由DONSON突变引起的人类疾病综合征的基础。
在真核细胞中，染色体复制的开始受到高度的调控，以确保每个细胞周期中每个染色体都产生一个拷贝。
启动在人类癌症中经常被错误调节，并且代表了新的抗癌治疗剂的一个有趣的靶点。起始过程中的关键调节步骤是在称为 CMG (CDC45-MCM2-7-GINS)的 DNA 解旋酶的多个复制起点处的组装，复制子围绕其组装。
CMG 在复制叉处解开亲本 DNA 双链体，并与 DNA 模板稳定结合，直到相邻叉在 DNA 复制终止期间收敛。
CMG 随后被 CDC-48/p97 ATP 酶及其泛素受体 UFD-1和 NPL-4泛素化和分解。
真核生物DNA复制启动的机制在发芽的酵母酿酒酵母中表现得最为明显，最初基于细胞研究，最近通过与纯化的出芽酵母蛋白重建CMG装配反应。
这些研究表明，CMG 解旋酶的“马达”包括一个异六聚体环的 Mcm2-7 ATP 酶。在 G1期，两个这样的环在复制起点的双链 DNA 周围以相同的方式加载，从而形成头对头的缺乏解旋酶活性的Mcm2-7双六聚体。
进入 S 期后，Cdc7激酶(也称为 Dbf4依赖性激酶或 DDK)磷酸化Mcm2-7双六聚体为募集 Cdc45的Sld3创建结合位点。同时，CDK磷酸化Sld和Sld2。
在Dpb11的氨基末端(结合磷酸 -Sld3)和羧基末端(结合磷酸-Sld2)中的BRCT结构域对识别的位点处的S1。
通过这种方式，Dpb11将Mcm2-7双六聚体上的磷酸化Sld3和Cdc45桥接到与GINS 和DNA聚合酶ε相关的磷酸化Sld2，形成预起始复合物。Cdc45和GINS的募集触发两个CMG解旋酶复合物的组装，它们的 Mcm2-7环仍然环绕着双链 DNA。
Mcm10蛋白对于一个知之甚少的步骤是必需的，其中 Mcm2-7环被瞬时打开以排除一条DNA链，导致解旋酶的完全激活。
冷冻电镜分析显示二聚体DNSN-与CMG的GINS和 MCM-3组分结合
（图源自
Science
）
到目前为止，对于芽殖酵母以外的物种，CMG组装和活化的分子细节尚未阐明，或者用纯化的蛋白质重建的反应尚未阐明。
如果通过将纯化的人CMG与复制叉DNA和酵母复制子组分的纯化直向同源物混合来绕过起始步骤，则可以在体外组装功能性人复制子。然而，与芽殖酵母模型的预测相比，有证据表明后生动物起始因子的多样性和额外的复杂性。
由于与CDK1-细胞周期蛋白B的冗余，发现CDC7激酶在未转化的哺乳动物细胞中是可有可无的。
RECQL4解旋酶具有与酵母Sld2同源的氨基末端区域，并且对于果蝇、非洲爪蟾卵提取物和鸡DT40细胞中的复制是重要的，然而对非洲爪蟾RECQL4的研究表明在CMG装配之后而不是之前起作用。
最后，酵母Dpb11的后生动物直向同源物，不同地称为TOPBP1或MUS101，比Dpb11包含更多的BRCT结构域，对爪蟾TOPBP1的研究表明，BRCTs 4-8对于复制起始是不可或缺的，尽管含有RECQL4的推定结合位点。相比之下，除了与酵母Sld3的直向同源物CDK磷酸化的TRESLIN结合的BRCT1-2之外，发现爪蟾TOPBP1的BRCT3对于复制起始是必需的。
然而，在以前的研究中没有确定TOPBP1/MUS101的BRCT3的伴侣。这些发现表明，在后生动物细胞中，以及在其他真核生物中，可能还有其他起始因子有待鉴定。
该研究表明秀丽隐杆线虫蛋白DNSN-1对于复制起始是必需的，并在CMG解旋酶装配过程中与MUS-101一起作用。
这些发现为理解DNSN-1的人类直向同源物提供了一个模型，称为DONSON（SON的下游邻居），DONSON以前被鉴定为在小头畸形原始侏儒症中突变的基因组稳定因子。
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adi4932
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