DNA复制机器通过DONSON介导的双信号通路调控中心体复制时序确保基因组稳定性

本研究揭示了DNA复制机器通过DONSON蛋白介导的双重调控机制：在复制起始阶段通过Cdc6转位抑制中心体解离（centriole disengagement）的"许可"步骤；在复制进程中通过维持CMG解旋酶稳定性激活ATR-Chk1检查点阻断Plk1介导的中心体成熟（centriole-to-centrosome conversion）的"执行"步骤。该发现阐明了DNA复制与中心体复制的直接偶联机制，为理解微头畸形侏儒症（MPD）的发病机制提供了新视角。

　　

在生命活动中，遗传物质的精确复制和分配是维持基因组稳定的核心。DNA复制和中心体复制作为细胞分裂的关键事件，长期以来被认为是在细胞周期调控下独立进行的平行过程。然而，当这两种复制过程的时序协调出现紊乱时，就会导致中心体异常扩增（centrosome amplification），进而引发染色体错误分离（chromosome mis-segregation）——这正是发育障碍和肿瘤发生的重要诱因。微头畸形侏儒症（Microcephalic primordial dwarfism, MPD）患者中同时存在DNA复制相关基因和中心体蛋白基因突变的现象，暗示着这两个系统间可能存在尚未揭示的直接调控关系。

发表在《Nature Communications》的这项研究首次发现，DNA复制机器通过DONSON蛋白介导的双信号通路，直接调控中心体复制的许可和执行过程。研究人员采用RNA干扰筛选、超高分辨率显微成像（STED）、活细胞动态追踪（live-cell imaging）和AlphaFold-Multimer结构预测等前沿技术，结合MPD患者来源细胞系分析，系统阐明了DNA复制机器对中心体复制的时空调控机制。

研究结果部分包含以下重要发现：

1. 1.

   DONSON和Cdc6维持中心粒连接状态：通过siRNA筛选发现，DNA复制起始因子DONSON和Cdc6的缺失会导致中心体异常扩增。时间分辨成像显示，这种表型源于S/G₂期中心粒过早解离（precocious centriole disengagement）——这是中心体复制的"许可"步骤。

2. 2.

   DONSON调控Cdc6的核-中心体转位：DNA复制起始后，DONSON介导Cdc6从细胞核转位至中心体，抑制分离酶激活因子Cdh1的异常聚集，从而维持中心粒连接状态。MPD患者来源细胞中DONSON突变会破坏这一过程。

3. 3.

   DONSON通过S/G₂检查点抑制Plk1激活：在DNA复制进程中，DONSON通过与CMG解旋酶（由Cdc45-MCM2-7-GINS组成）的MCM3亚基结合，阻止LRR1-Cul2泛素连接酶复合物的提前加载，维持CMG稳定性。这保证了ETAA1依赖的ATR-Chk1检查点信号持续激活，抑制Plk1-T210磷酸化，从而阻断中心粒过早成熟（centriole-to-centrosome conversion）——这是中心体复制的"执行"步骤。

4. 4.

   结构基础与病理关联：AlphaFold-Multimer预测显示DONSON的354-375氨基酸区域与MCM3/5/7复合物存在特异性相互作用界面。DONSON缺失导致CMG解旋酶过早解体，引发检查点缺陷和Plk1异常激活，最终造成MPD特征性的中心体扩增和染色体分离错误。

这项研究的重要意义在于：首次揭示了DNA复制机器通过DONSON介导的"双信号"系统（Cdc6转位信号和S/G₂检查点信号）直接调控中心体复制的分子机制，为理解细胞周期事件的有序协调提供了新范式。在医学应用方面，该发现阐明了DNA复制相关基因突变导致MPD的细胞学基础，为这类发育障碍的诊断和治疗提供了潜在靶点。特别值得注意的是，研究提出的"复制机器-中心体"偶联调控模型，可能普遍存在于高等真核生物中，为探索基因组稳定性维持的进化保守机制开辟了新方向。