综述：DNA损伤耐受因子Rad5与端粒复制

这篇综述系统阐述了DNA损伤耐受（DDT）通路关键因子Rad5（HLTF/SNF2家族成员）在端粒复制中的重要作用。作者通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验首次证实Rad5在野生型酵母端粒区域存在复制期特异性富集，揭示了该蛋白通过PCNA泛素化、复制叉逆转等多重机制协助解决端粒区域特有的复制障碍，为理解基因组不稳定区域与DNA修复通路的协同进化提供了新视角。

　　

Rad5/HLTF/SNF2：DDT通路的核心枢纽

DNA复制过程面临内源性和外源性压力的双重挑战。内源性压力源自DNA序列中的天然屏障，如紧密折叠的染色质、重复序列、DNA二级结构或活性氧引发的损伤；外源性压力则包括UV辐射和化学试剂等。这些障碍可导致复制叉停滞，若未及时修复将引发复制机器崩溃、DNA断裂等严重后果。

进化保守的DNA损伤耐受（DDT）通路是解决这一问题的关键机制。该通路的核心是复制叉相关钳蛋白PCNA，其单泛素化（K164位点）激活易错的跨损伤合成（TLS）途径，而多聚泛素化则启动无误的模板转换（TS）途径。在酿酒酵母中，Rad5通过双重功能协调这两条通路：既作为E3泛素连接酶促进PCNA多聚泛素化介导TS，又能与TLS聚合酶Rev1等相互作用参与易错修复。

Rad5作为SWI/SNF2家族ATP酶，具有七个保守的解旋酶样基序和RING泛素连接酶结构域。其N端HIRAN结构域具有DNA结合能力，在复制叉逆转中起关键作用。哺乳动物中Rad5的同源蛋白HLTF和SHPRH也执行类似功能。研究表明，Rad5不仅能通过TS和TLS促进损伤旁路，还能通过HIRAN域介导的复制叉逆转稳定停滞的复制叉。

端粒：DNA复制的特殊挑战区域

端粒作为染色体末端的核蛋白结构，即使在无外源压力时也对复制过程构成独特挑战。端粒由富含G的重复序列构成，这些序列易形成G-四链体等二级结构，且被Rap1等蛋白紧密包裹，形成复制机械的物理屏障。此外，端粒转录产物TERRA可能形成R-loop结构进一步阻碍复制叉前进。

端粒区域被认为是复制中间体的"热点区"，常募集Rad51、检查点蛋白等多种修复因子。在端粒酶缺失情况下，端粒逐渐缩短至临界长度时，会触发Mec1^ATR依赖的持续检查点响应，最终导致"端粒危机"。此时细胞存活依赖于修复通路的激活，而Rad5被证明在此过程中起关键保护作用。

Rad5与端粒复制的功能关联

通过细胞周期同步化结合染色质免疫沉淀（ChIP）技术，研究者首次在端粒酶阳性细胞中观察到Rad5的时空动态：在端粒区域（如TEL VI-R和XV-L）呈现持续性富集，且在复制期（75-90分钟）进一步增强，与单链DNA结合蛋白RPA的募集峰值同步。这种特异性富集模式提示Rad5可能预先定位在端粒区域"待命"，在复制叉遇到障碍时进一步聚集发挥作用。

Rad5在端粒的可能作用机制包括：通过TS或复制叉逆转挽救因Rap1结合或DNA二级结构停滞的复制叉；作为支架蛋白招募其他修复因子；在端粒酶缺失时通过修复机制延缓端粒危机。特别值得注意的是，Rad5在哺乳动物端粒的功能保守性已得到初步证实，人类端粒损伤区域可检测到Rad18和泛素化PCNA的积累。

这些发现不仅建立了端粒区域与DNA损伤耐受通路的直接联系，更为理解基因组不稳定区域的特异化维护机制提供了新范式。未来通过Rad5特定结构域突变体的功能分析，将有助于精确解析其在端粒复制中的分子机制，为相关疾病的治疗策略开发提供理论依据。