编辑推荐：
为探究 CDC45 突变对 DNA 复制和基因组稳定性的影响，研究人员分析相关氨基酸替换的突变体。结果发现，CDC45 突变会导致 DNA 复制缺陷、突变率增加等。该研究有助于理解与 CDC45 相关的疾病，为后续研究提供方向。
在生命的微观世界里，遗传信息的忠实复制就像一场精密的交响乐，是维持基因组稳定性的关键所在。这场 “交响乐” 需要众多催化和非催化蛋白质在 DNA 复制的起始、延伸和终止过程中协调配合。CDC45 蛋白作为 CMG 螺旋酶复合物（由 Cdc45 蛋白、Mcm2 - 7 异源六聚体和 GINS 异源四聚体组成，可解开 DNA 双螺旋并进行复制）的非催化亚基，在其中扮演着至关重要的角色。它不仅参与 DNA 复制的起始，还对新生 DNA 链的合成必不可少。
然而，尽管已有不少研究揭示了 Cdc45 在多种生物中的结构，但对于其功能缺陷在真核细胞中会产生何种详细后果，科学界仍知之甚少。而且，人类 CDC45 基因功能异常与 Meier - Gorlin 综合征 7（MGORS7）以及肿瘤发生等疾病相关，这使得探究 Cdc45 蛋白的作用变得更加紧迫和重要 。为了深入了解这些问题，来自未知研究机构的研究人员开展了关于 CDC45 突变对 DNA 复制和基因组稳定性影响的研究。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先构建了携带不同 CDC45 突变等位基因的酵母菌株，通过 PCR 和 DNA 测序确认突变等位基因的整合；然后利用 α - 因子和羟基脲（HU）对细胞进行同步化处理，以研究细胞周期进程；借助流式细胞术分析细胞的 DNA 含量，确定细胞所处的细胞周期阶段；此外，还通过测量自发突变率、分析突变谱以及利用荧光显微镜观察 Rfa1 焦点形成等实验来深入探究相关机制。
研究结果如下：
- DNA 复制缺陷：构建的携带 cdc45 - 1、cdc45 - 25、cdc45 - 26 和 cdc45 - 35 等位基因的酵母突变体在不同温度下表现出不同的生长特性。在允许温度下，突变体细胞的 DNA 合成延迟，S 期细胞比例增加，细胞周期进程缓慢；在限制温度下，突变体细胞无法有效复制 DNA。通过 HU 处理实验发现，cdc45 - 25、cdc45 - 26 和 cdc45 - 35 突变体可能在复制起始阶段存在缺陷，而 cdc45 - 1 突变体在限制温度下的 DNA 复制延伸步骤存在问题。
- 单链 DNA 积累：研究人员通过观察 Rfa1 - Yfp 焦点形成发现，所有测试的 CDC45 突变体中都有更多的单链 DNA（ssDNA）形成，这表明突变体的复制体功能存在缺陷。
- 突变率增加：在 CDC45 突变体中，自发突变率显著增加。例如，cdc45 - 1 突变体在 30°C 时的突变率比野生型细胞增加了近一倍。进一步研究发现，这种增加部分依赖于 DNA 聚合酶 ζ（Pol ζ），在缺失 REV3 基因（编码 Pol ζ 的催化亚基）的情况下，突变率显著降低。同时，在 MMR 缺陷背景下，突变率进一步增加，表明 DNA 聚合酶滑动也是突变的一个来源。
- DDC1 基因缺失的影响：研究发现，删除 DDC1 基因（DNA 复制检查点途径的一个元件）对 CDC45 突变体的活力和细胞周期进程有中度影响，突变体细胞出现细胞周期阻滞现象。
在讨论部分，研究人员指出，本研究表明 CDC45 突变不仅会导致 DNA 复制延迟，还对基因组稳定性产生显著影响。这些影响可归因于 Cdc45 与其他 CMGE 组件的相互作用受损，进而导致复制体组装和 DNA 复制起始缺陷，以及复制体进展异常或不稳定，引发 DNA 聚合酶滑动、复制错误增加、DNA 合成不完全，产生 ssDNA 区域，最终由易错的 Pol ζ 进行 DNA 合成挽救。这些结果有力地支持了 Cdc45 在 DNA 复制和维持基因组稳定性中起重要作用的假设，为深入理解与 CDC45 相关的疾病提供了重要依据，也为后续研究指明了方向。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》上，为生命科学和健康医学领域对 DNA 复制和相关疾病的研究贡献了重要的理论基础。
